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1、141团蔬菜保护地生产示范项目节水灌溉技术设计1.1 工程设计采用的规范标准：依据的有关技术规范、规程、节水灌溉技术规范主要有：1）节水灌溉技术标准SL207-98。2）微灌工程技术规范SL103-95。3）喷灌与微灌工程技术管理规程SL236-1999。4）农田灌溉水质标准GB5064-92。1.2 典型滴灌系统参数设计141团蔬菜保护地生产示范项目共148.1亩滴灌地，种植无公害蔬菜。种植模式采用一膜一管：（20+30+20+30+20）cm，膜内毛管铺设间距0.5m；（土壤为壤土，滴头流量为2.6L/h）。 根据目前蔬菜种植模式和多年实践经验，确定如下设计参数。典型设计滴灌系统设计基本资
2、料序 号项 目 名 称单 位数 量一土壤与作物1土壤结构壤土2设计日耗水量Eamm/d73土壤湿润层深度ZM0.454土壤设计湿润比P%76.15田间持水量%255适宜的土壤含水率上限%22.56适宜的土壤含水率下限%16.25二灌水器1选型单翼迷宫式滴灌带2工作水头M10m3流量L/h2.64滴头间距M0.35毛管间距M0.56铺管方式一膜一管1.2.1 系统水源该滴灌的水源为井水。1.2.2 系统动力距滴溉系统首部附近有高压线路，不需架设高压线，只需架设安装变压器、配电箱、水泵即可满足滴灌系统运行需要。1.2.3 滴灌系统结构滴灌系统采用如下结构： 水源（加压）计量装置（水表、压力表）离心
3、过滤器网式过滤器（施肥罐）干管（地埋PVC-U管）支管（地面PE黑管）滴灌管滴头。为降低能耗，管道系统中支管与分干管，滴灌带与支管、干管与分干管按各条田的具体形状，以优化方式采用鱼骨式布置，目的是达到操作管理方便，系统投资和运行费用最低的效果。1.2.4 水量平衡计算公式：Q=10IaA/tAQTIa（hm2）（m3/h）（t/d）（mm）（%）9.8738.420790式中：A可灌面积，hm2； Q可供流量，m3/h Ia设计供水强度，mm/d； Ea设计耗水强度，mm/d； Po有效降雨量，mm/d； t水源每日供水时数，h； 灌溉水利用系数。1.2.5 泵站根据水量平衡计算结果，选择25
4、0QJ50/60-3潜水泵，可满足滴灌系统工作压力和设计流量。 在过滤器出口安装水表，逆止阀，在过滤器和施肥罐的前后分别设置一个压力表，观察其压力变化。在滴灌系统的最高处设置进排气阀，以调节管网进气和排气，防止停水时管网内产生负压和开始供水时管网排气不畅产生气阻，造成管网破坏，影响正常供水。1.2.6 灌水定额m=0.1ZPw（Qmax-Qmin）/其中：Z计划湿润层深度，根据实验中实测资料，蔬菜根系层深度，生育期最大为45cm。 Pw土壤湿润比，由微灌工程技术 式2-9。 PwNpSeW/（SpSr）100%。 Np每棵作物的滴头数，Np=（1/0.3）0.1=0.333 Se滴头沿毛管上的
5、间距，Se=0.3m。 W湿润宽度（或单个滴头的湿润直径），W=0.80m。 Sp作物株距，Sp=0.1m。 Sr毛管铺设间距，Sr=05m。 以上参数代入式中得Pw=76.1%。 Qmax、Qmin土壤含水率上、下限分别按田间持水量的90%和65%。即Qmax=22.5，Qmin=16.25。 土壤容重，=1.4g/cm3。则灌水定额m滴=0.1ZPw(Qmax-Qmin)/。=0.11.40.4576.1(22.5-16.25)/0.9=33.3mm=22.2 m3/亩次。注：此定额为蔬菜盛果期的灌水定额。1.2.7 灌水周期 T=（m/Ea）式中：T设计灌水周期（d）；m设计灌水定额（m
6、m）；Ea设计耗水强度（mm/d），根据实践经验蔬菜取7；灌溉水利用系数，0.90； 根据实测取蔬菜日耗水量Ea=7mm/d，则灌水周期 T=（m/Ea）=33.3/7*0.9=5.2天1.2.8 一次灌水延续时间t=(mSeSL)/q 式中：t 一次灌水延续时间，h； m设计灌水定额（mm）；Se滴头间距（m）； SL毛管间距（m）；q滴头设计流量（L/h）； t=（m滴SeSL）/qd=（33.30.31.4）/2.6=5.4小时轮灌组N=20h/d5.2d5.4h=19组，根据实际情况取不大于20组。但由于条田规格不一样，各小区一次性灌水时间也不相同，由式： t滴=（轮灌面积设计灌水定额
7、/水源流量）/。分别计算各灌水小区的一次灌水延续时间。轮灌时一次开7个大棚的球阀，共14次灌完。141团滴灌工程设计参数种植模式土壤类型土壤容重(g/cm3)QmaxQmin土壤湿润比湿润宽度滴头流量(L/h)毛管间距(m)灌水定额(mm)灌水周期(d)延续时间(h)（20+30+20+30+20）壤土1.422.516.2576.10.82.60.533.35.25.41.2.10 管系总体布置141团蔬菜保护地生产示范小区东西宽396米，南北长402米。蔬菜保护地地块形状及系统布置见附图，灌溉机井位于地块条田的边缘，主干管东西向布置，分干管沿种植方向东西向布置，系统布置三条分干管，支管垂直
8、种植方向，毛管沿种植方向铺设。1.2.11 滴灌设备选型滴灌设备包括水泵、过滤装置及干、支、附、滴灌管。水源流量50m3/h，控制面积148.1亩，根据水量平衡计算及水力计算结果，选250QJ50/60-3潜水泵。井水进入滴灌系统经离心及网式过滤器。过滤器选用LWS-150组合式，水头损失为6-10m。施肥系统选用容量为100L的施肥罐。1.2.12 管道设计及水力计算1.2.12.1 毛管极限孔数 Nm=INT（5.466h2d4.75）/（K Se qd1.75）0.364其中：h2毛管的允许水头偏差，m，h2=2h d毛管内径，d=16mm， K水头损失扩大系数，K=1.11.2; Se
9、毛管上分流孔的间距，Se=0.3m； qd滴头设计流量，qd=2.6L/h。 滴灌带选用单翼迷宫式滴头，当滴头间距为0.3m，滴头流量q=2.6L/h时，Q=0.780H0.596。蔬菜种植模式为（20+30+20+30+20）cm，滴灌带选用内径为16mm的PE单翼迷宫式滴灌带，以该产品的参数进行设计。滴头间距Se=0.3m，滴头流量q=2.6L/h，毛管平均铺设间距Sc=0.5m，流态指数X=0.596。 依据SL103-95微灌工程技术规范，当滴灌的均匀系数Cu80%，滴头设计允许流量偏差率qv20%，滴头的流态指数X=0.596，则滴灌的允许设计水头偏差率hv应为。hvqv/X1+0.
10、5(1-X)/Xqv 0.2/0.5961+0.5(1-0.596)/0.5960.2 35.8% 滴头的定额工作压力为100Kpa(10米水头)，则灌水小区允许水头偏差h为：h=hvhd=0.35810=3.58m。毛管和辅管的允许水头偏差h毛=h2=2h=0.553.58=1.97mh辅=h1=1h=0.453.58=1.61mNm=INT（5.466h2d4.75）/（KSqd1.75）0.364 =INT（5.4661.61164.75）/（1.20.33.21.75）0.364 =201个。则毛管辅设长度L毛2210.3=66.3m。管道管径的确定方法选择经济流速法。塑料管材的经济流
11、速通常取V=1.21.8m/s，PVC-U管材不大于2m/s，PE管材不大于3.5m/s。1.2.13.2 毛管水头损失计算：滴灌带选用单翼迷宫式滴头，毛管内径为16mm。毛管沿程水头损失为：hf =K（fSqdm/db）（N+0.48）m+1/（m+1）-Nm（1-So/S）。毛管的局部水头损失可按沿程水头损失的20%考虑。毛管总水头损失为沿程水头损失与局部水头损失之和。hf =1.08(0.5050.33.21.75/164.75)(184+0.48)2.75/2.75-1841.750.5 =0.96m。毛管的局部水头损失可按沿程水头损失的20%考虑，即 hw毛=0.2hf毛=0.20.
12、96=0.192m毛管总水头损失为： h毛=hf毛+hw毛=0.96+0.192=1.152m1.2.12.3 辅管管径选择及水头损失计算：辅管沿程水头损失：hf =K（fSqdm/db）（N+0.48）m+1/（m+1）-Nm（1-So/S）辅管局部水头损失按沿程水头损失的20%考虑。辅管总水头损失为沿程水头损失与局部水头损失之和。 一个灌溉小区内的每条支管上同时最多开启120条毛管，用一个辅管控制，则 Q铺=Q毛13=518.413=6739.2L/h d铺=10004Q铺/(3600v)0.5 =100046.7(36003.143)0.5=28.1mm辅管采用PE管，管径32mm，壁厚
13、1.6mm，工作压力0.25MPa。沿程水头损失：hf铺=K（fSqqm/db）（N+0.48）m+1/（m+1）-Nm（1-So/S） =1.47m。辅管局部水头损失按沿程水头损失的20%考虑。 hw铺=1.470.2=0.294m则辅管总水头损失：h铺=1.764 m。1.2.12.4 支管管径及水头损失计算设计中支管选用PE薄壁管，管径63mm，壁厚1mm，工作压力0.25MPa。支管沿程水头损失：hf=Kf（Qm/db）L。支管局部水头损失按沿程水头损失的10%考虑。支管总水头损失为沿程水头损失与局部水头损失之和。支管管径按管道经济流速确定： d支=10004Q支/(3600v)0.5 =1000413.3(3.1436001.8)0.5=51.1mmv塑料管径经济流速，m/s，v=1.21.8m/s，不大于3.5m/s。Q支支管流量，m3/h，Q支=80/6=13.3m3/h。支管沿程水头损失hf支=Kf（Qm/db）L=1.080.505(133331.75/614.75)120.7=3.6m。
