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1、0滴管设计指导书目 录一、前言1二、课程设计的目的1三、课程设计的意义1四、节水灌溉技术课程设计的前期准备工作1五、节水灌溉技术设计流程2六、节水灌溉技术课程设计报告编制提纲5七、本课程设计的工作进度安排6八、滴灌工程设计71一、节水灌溉技术课程设计的前期准备工作1. 搜集规划设计区的基本资料。包括地形、土壤与工程地质、水文气象、农作物、水源及动力等相关资料；2. 搜集有关节水灌溉技术设计的工具书 节水灌溉技术标准选编.水利部农田水利司编.1999.6 滴灌工程设计图集.顾烈烽主编.2005.6 节水优秀设计成果选编.新疆兵团.2002.33. 准备绘图工具。二、节水灌溉技术设计程序（一）设计
2、程序流程图规 范(1)地 形 地 块 (2)土 壤 (3)气 象 (4)作 物 与 农 艺 措 施 (5)水 源 (6)电 力 (7)管 理 方 式 (1)qv qv(2)hv hv(3)qv 20%水 泵动 力设 计 小 结材 料 、 设 备 用 量 、 初 置 投 资 、 效 益 分 析 投 资 、 效 益 分 析技 术 经 济 评 价引 水 、 取 水 工 程 、 沉 淀 池 、 泵 房 、 闸 阀 井 、 镇 墩 、 排 水 井 系 统 土 建 设 计 灌 水 小 区 水 力 设 计（ ） 毛 （ 辅 ） 管 极 限 孔 数 与 长 度 的 确 定（ ） 允 许 水 头 偏 差 的 分
3、 配 系 统 土 建 设 计（ ） 水 泵 工 作 点 （ ） 系 统 节 点 压 力 均 衡 计 算（ ） 压 力 、 流 量 偏 差 率 （ ） 水 锤 压 力 计 算 首 部 枢 纽 设 计水 质 净 化 、 施 肥 施 药 、 控 制保 护 、 量 测 等 设 备 的 选 型（ ） 系 统 轮 灌 方 案 优 选 管 网 水 力 计 算 和 干 、 支 管 管 径 的 确 定（ ） 毛 、 辅 管 水 力 计 算（ ） 干 、 支 管 水 力 计 算 管 网 布 置 与 系 统 工 作 制 度 的 确 定（ ） 干 、 支 、 辅 管 、 毛 管 的 布 置 方 案 毛 管 长 度 的
4、 确 定通 过 技 术 经 济 分 析 确 定 毛 管 的 极 限 孔 数 和 长 度灌 水 周 期 、 最 大 轮 灌 组 数(1)水 源 :水 土 平 衡 分 析 、 水 质(2)首 部 枢 纽 :设 备 类 型 初 定(3)输 配 水 管 网 结 构 模 式 选 择初 设 参 数 :小 区 允 许 偏 差 率 、 湿 润 比 、灌 水 定 额 、 一 次 灌 水 延 续 时 间1.基 本 资 料初 定 参 数2.规 划 布 置 与 初 定 参 数规 划 布 置(4)灌 水 器 ： 流 量 、间 距 和 铺 设 方 式灌 水 器 是 否 为压 力 补 偿 式技 术 经 济 不 可 行技 术
5、 经 济 可 行三、节水灌溉技术课程设计报告编制提纲1.基本资料2.系统规划布置及参数初定2.1 系统规划布置2.2 参数初定2.3 灌溉制度3.灌水小区（毛管和辅管）的水力设计3.1 灌水小区允许水头偏差及其在毛管和辅管上的分配3.2 毛管极限孔数及极限长度3.3 辅管极限孔数和极限长度计算4 管网布置与系统工作制度的最终确定4.1 管网布置4.2 系统工作制度设计5.灌区管网水力计算和干管管径确定5.1 毛管水力计算5.2 辅管水力计算5.3 支管水头损失计算5.4 干管管径确定和水头损失计算6 .首部枢纽设计6.1 渠灌区首部枢纽设计6.2 过滤器6.3 施肥灌6.4 控制量测设施与保护
6、装置7系统运行复核7.1 水泵工作点校核7.2 节点压力 均衡验算7.3 水锤压力验算与防护8. 系统土建设计9. 材料设备用量 四、滴灌设计指导1.基本资料1） 、地形规划区交通便利，规划设计区规划面积 1000 亩2000 亩，规划设计区地形平坦，电力充足，现有规划区 1：2000 地形图一份。2)、气象多年平均降雨量 176.9mm，410 月生育期平均降水量 125mm，占全年平均降雨量的 70.7，每年平均蒸发量 1717.9mm；410 月生育期平均蒸发量 1589.8mm，占平均蒸发量的 92.54。冬季积雪年平均为 21.3cm，最大为 34cm，最小为 8cm；冬季最大冻土层
7、厚度 145cm 左右。规划设计区属于内陆半干旱性荒漠气候，冬冷夏热，年平均气温 6.7年平均最高温度 8.6C，年平均最小温度 5.3，极端最高温度 41.3，极端最低温度-38.9C。全年无霜期多年平均 174 天，早霜 9 月下旬至 10 月上中旬，晚霜 4 月下旬至 5 月上中旬，多年平均日照 1837.2 小时。多年平均相对湿度 64.1，4 至 10 月生育期平均相对湿度 53.6。4 月至 11 月多风，风向常为东风，风力 22.8 级，5 月至 8 月有大风，最大风速 18-20m/s，为西风，一年出现 12 次，持续时间不超过 4 小时。3)、土壤规划设计区土壤以草甸土为主，
8、质地为中壤土和砂壤土，PH 值 7.8，土层厚度 70cm100cm，土壤肥力较高。土壤容重 1.48g/cm，田间持水率 25%。4)、作物表 1 棉花各生育期的需水量及根系深度表各生育阶段 发芽苗期 现蕾开花 花铃期 吐絮期根系活动层深度 20 3040 4060 40适宜土壤含水量（占干土重量的百分） 55%70% 60%75% 70%80% 65%80%月均需水量 1.5mm3.0 mm 5.0mm 5.8 mm 3.0mm4.5mm棉花种植模式：一膜两根毛管，一根毛管两行棉花。种植模式祥见图 1-1。 5)、水源地下水资源丰富，水质良好，地下水埋深 8m10m，适宜灌溉，假设单井出水
9、量在 l00m3/ h400m3h 之间，能满足灌溉需求,最终流量须根据水土平衡计算确定。6)、电力规划区电力资源丰富，使用方便，供电小时数 20 小时。建议:将棉花膜下滴灌工程的基本资料填于表 2，以便于计算时采用。表 2 棉花膜下滴灌工程基本资料表序号 分项 内容面积： 亩 地势： 1 地块地理位置： 地形图：见平面布置图类型： 土壤容重：2 土壤田间持水量 田：土壤深度：年平均蒸发量： 多年平均降雨量：有效降雨强度：3 气象 初霜日： 终霜日：作物名称： 种植方向：4 作物株行距： 株距： 窄行： 宽行： 作物耗水强度：水源类型： 地下水，机井已建，出水量： 5 水源井水：水质良好，动水
10、位 20 m6 电力 配有动力电源，使用方便，供电小时数 20 小时2. 系统规划布置及参数初定2.1 系统规划布置2.11 系统选型滴灌系统按管道的固定程度分为固定式、半固定式和移动式三种类型。固定式滴灌系统其各级管道和滴头的位置在灌溉季节是固定的。其优点是操作方便、省工、省时、灌水效率高、效果好。缺点是一次性投资大。注：本次课程设计选用固定式滴灌系统。2.1.2 系统组成固定式滴灌系统由水源工程，首部工程，输配水管网，蓄水池，灌水器等五部分组成。因水源分为地下水和地表水，所以滴灌系统组成略有区别,且主要区别表现在系统首部。地下水：井水潜水泵过滤装置主干管分干管支管辅管毛管滴头。注：本次课程
11、设计以地下水为水源。其系统组成为：（一）首部枢纽首部枢纽包括动力机、水泵、变配电设备、施肥（药）装置、过滤设施和安全保护及量测控制设施。过滤装置的作用是将水中的固体大颗粒、杂质等过滤，防止这些污物进入滴灌系统堵塞滴头或在系统中形成沉淀。过滤装置有沉淀池、离心过滤器、砂石过滤器、筛网过滤器、叠片过滤器等，各种过滤器可以在首部枢纽中单独使用，也可以根据水源水质情况组合使用。测控装置作用是方便系统操作、运行管理，保证系统安全。它包括阀门、水表、压力表、排气阀、逆止阀。本系统设有逆止阀、空气阀、压力表、流量控制阀门。（二）输配水管网输配水管网包括主干管、分干管、支管、辅管、毛管及连接管件。干管起到为滴
12、灌系统输送水的作用；支管和辅管在系统中起控制滴灌带适宜长度，划分轮灌区的作用；灌水器作用是把末级管道中的压力水流均匀而稳定地分配到田间，满足作物对水分的要求。在各级管道的铺设当中，毛管沿作物种植方向铺设，毛管、支（辅）管、分干管、主干管依次尽量相互垂直（具体情况应结合地块形状确定） ；主干管、分干管采用 PVC-U 管，埋设在地下；支（辅）管、毛管采用 PE 管，均铺设于地面，支管、辅管管径见表 3。表 3 支、辅管管径表管道名称及规格 外径（） 内径（）de75PE 支管 75 72.8de40PE 辅管 40 36.2de63PE 支管 63 61.2de32PE 辅管 32 28.8灌水
13、器灌水器的选择应根据作物种植模式、土壤质地及灌水器本身的特点来确定。结合近几年对棉花膜下滴灌生产实际的观测和调查总结，对于砂壤地，种植模式为（30+60）10 的棉花（即窄行距为30，宽行距为 60，株间距为 10） ，毛管宜一管两行，滴头流量以 1.8-2.2L/h，间距以 0.3m 为宜。本次课程设计选用新疆天业集团生产的单翼迷宫式滴灌带，其参数见表 5，取设计流量qd=1.8L/h，设计压力水头最小值为 5m。表 4 滴灌带参数表额定流量q(L/h)毛管内径d()滴头间距Se(m)毛管布设间距SL(m)额定工作水头h(m)灌水器压力流量关系式1.6 16 0.2 0.9 5-10 q=0
14、.452h0.51.8 16 0.2 0.9 5-10 q=0.452h0.52.1 16 0.3 0.9 5-10 q=0.452h0.62.4 16 0.3 0.9 5-10 q=0.452h0.62.6 16 0.3 0.9 5-10 q=0.452h0.6注: 毛管制造偏差 Cv 均小于 0.052.1.3 方案比较设计过程通常要进行多方案的比较，其中包括布置形式的比较，灌水器的比较等等。由于课程设计时间有限，本次课程设计不做方案比较。2.2 初定参数2.2.1 系统总供水量 Q根据规范2.3.1 式计算如下：Q=10IaA/C （1-1）式中：A可灌面积，hm 2 ；Q可供流量 m3
15、/h；Ea设计耗水强度，mm/d；C水源每日供水时数，h/d；灌溉水利用系数；Ia设计灌水强度，/d。2.1.2 灌水小区允许水头（流量）偏差率流量偏差率 qv 根据规范3.0.9 条规定，灌水器设计流量允许偏差率不大于 20%，本工程取 qv=20%。水头偏差率h v x=0.6、q v=20%，代入 1-3 式得：hv= ) （1-3）qvxx15.0(式中：2.1.3 土壤湿润比 P毛管单行直线布置，各参数见图 1-1。土壤湿润比： （1-4）%10SreWNPpw式中： 为土壤表层以下 30cm 处湿润面积占作物种植面积的比(湿润比)；wp为滴头沿毛管上的间距，m，Se为湿润宽度，W为作物株距，m；p为作物行距，m；为作物的平均行距rS为每棵作物的滴头数。pN2.1.4 设计灌水定额
