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1、甘肃黄羊河农场葡萄滴灌工程设计说明2002年4月15日项目负责人:总 工:设 计:校 对:概 论项目区位于甘肃河西走廊东端、祁连山北麓，属黄羊河农场新河灌区，海拔1690m左右，地形平坦，光、热资源丰富，日照时间长，太阳辐射强，昼夜温差大，气温变化明显，为优良的酿酒葡萄生产基地。土壤质地偏沙质，虽然通透性较好，但保水性稍差。全年降雨量甚少，受季节影响较大，尤其是在作物需水高峰期适逢干旱少雨季节，使葡萄的产量及品质甚至存活均受到很大影响。为了保证及时灌水，提高作物成活率，同时提高产量和果品的品质，而且在操作上保证良好的可操作性，并节约劳动力，引进先进的滴灌系统是一个非常正确的选择。一、基本资料（
2、一）地形本项目区地势由南向北倾斜，海拔1565至1620m，坡降1/150至1/200，地形条件较好，地势较为平坦。（二）土壤项目区位于现有耕地上，土壤质地沙壤土、轻壤土为主，有少量沙土、中壤土。（三）气候项目区气候干旱，年平均降水量216.7mm，年平均蒸发量2130mm，年均气温7.7度。（四）作物项目区作物全部为酿酒葡萄，株行距0.5mX3m，其中已定植1.078万亩，待定植0.92万亩。（五）水源灌溉水源取自地下水，水量充足，水质较好，水温在10度左右，泥沙含量低，水质酸碱度适中，PH值7.6-8.2之间，含盐量低。（六）动力项目区全部土地原来均具备地面灌溉系统，包括机泵配套、田间渠系
3、配套等，本灌溉工程设计是将原来的地面灌溉系统改造为滴灌灌溉系统，动力能源有保证，可满足灌溉要求。（七）设计范围规划设计总面积约为2万亩，其中已定植1.078万亩，计划采用自动控制滴灌系统，未定植0.92万亩，计划采用手动控制滴灌系统。 二、滴灌技术参数选择及工程设计任务（一）滴灌工程技术参数选择根据水利部颁发的节水灌溉技术规范（SL207-98）和微灌工程技术规范（SL103-95）以及国内外多年积累的经验，各技术参数定为如下各值：1、微灌土壤湿润比：P= 40%；2、微灌水利用系数：h=0.95；3、设计灌水均匀度：Eu=9095%；4、设计湿润深度： Z=0.8m；5、设计日耗水强度：Ea
4、=4mm/day。（二）滴灌工程设计任务黄羊河农场葡萄滴灌工程设计包括如下任务：1、选择合理的滴灌技术形式；2、确定葡萄灌溉制度；3、对灌水小区和各级管道进行合理布局；4、进行轮灌区划分，系统水力计算，给出流量、压力需求；5、滴灌系统首部枢纽设计；6、给出材料单。三、滴灌工程设计（一）选择合理的滴灌技术形式鉴于项目区自然条件恶劣、风沙大、紫外线照射强烈，地面滴灌管线易老化，同时考虑为提高葡萄品质以及便于病虫害控制和方便看护管理等因素，本葡萄滴灌工程确定选择地下滴灌系统。1、滴灌管线的选型根据对国内外微灌产品的研究、生产、应用情况的调查了解，确定采用专用于地下滴灌工程的15mil壁厚的滴灌管线。
5、要求该类型管线具有如下特点： （1）滴灌管线所用的滴头为内镶式结构， 滴头在生产过程中直接”焊”于滴灌管的内侧壁上，最大限度的防止机械损伤；（2）滴头流量：公称流量1.05L/H（10m压力时），流态指数b=0.45, 流量系数a=0.372，流量-压力关系式：Q=a*Pb=0.372*P0.45。（3）滴灌管线规格-壁厚0.38mm，管壁厚均匀，毛管外径16.5毫米, 内径-15.7mm，工作压力6.5-18m；（4）滴头结构：紊流流道，流道宽短，抗堵塞性能强，能有效防止滴头堵塞；（5）毛管材质-由低密度聚乙烯拉制而成。滴管材质的化学配方具有抗环境应力破坏的能力， 同时含有抗老化添加剂，可防
6、止管线老化，延长其使用寿命；（6）制造偏差系数不大于0.03.2、滴灌管线布置及敷设形式滴灌管沿葡萄行向单根布置，滴灌管间距3m；根据葡萄根系发育规律及需水规律，为保证最佳的灌溉湿润效果，滴灌管线敷设于地下20-30cm处，跨越田间工作路时利用PE管连接通过。（二）确定葡萄灌溉制度1、设计灌水定额mm=0.1gzp(qmaxqmin)/h 式中m设计灌水定额，mm； g土壤容重，g=1.41g/cm3； z计划土壤湿润层深度，z=0.8m；p设计土壤湿润比，p=40%。 qmax，qmin适宜土壤含水率上下限（占干土重的百分比），最大田间持水量取为22%，适宜土壤含水率上下限百分比取为90%和
7、75%，则qmax=19.8%，qmin=16.5%； h灌溉水的有效利用系数，取h=0.95。由以上各参数，得到地块的设计灌水定额:m=0.11.410.840(19.816.5)/0.95=16 mm2、设计灌水周期TT=mh/E滴灌系统设计日耗水强度E=4 mm/d，则： T=mh/E=160.95/4=3.8 (天)取T=4天3、一次灌水延续时间t=mSpSe/q 式中 Sp滴头间距m，Sp=0.5m； Se毛管间距m；Se=3.0 m； q滴头平均流量 L/h，q=1.14L/h。t=18.324.00.5/2.)=21h（三）灌水小区和各级管道进行合理布局1、灌水小区设计（1）控制
8、阀门选择为保证每个灌水小区的灌水均匀度，拟在各灌水小区的首部安装可以自动或手动控制的具有调压功能（减压）电磁阀，可以设定所有灌水小区的首部为同一压力（13m），同时为方便对灌水小区进行自动管理，并结合项目区实际情况，适当降低投资，阀门大小定为2” 24伏交流电磁阀，设计过流量为18m3/h，其阀体上安装有压力调节器。压力调节器用于调节阀门出口压力，使之稳定在滴灌管线所要求的压力数值上，此装置为外置连续可调型，应用十分简便。阀门上同时安装有手控、自动开关装置，供人工调试之用，可以方便地实现手动和自动的转换，安装维护十分方便。在自动灌溉系统中电磁阀接受来自自动控制器的电子指令进行动作，完成灌溉操作
9、。（2）毛管、支管设计毛管（滴灌管）的铺设根据地块划分情况及具体地形变化而定，一般敷设长度在130m以上；支管选用50的P.V.C管道，压力级别为0.6Mpa，水头损失按多孔管计算。（3）冲洗系统灌水小区的冲洗系统就是将灌水小区的毛管根据一次冲洗数量进行分组，将毛管末端同时连接于类似于支管的收集管（设计中为直径40的P.V.C管）上，并在收集管上安装冲洗阀和空气阀，冲洗系统是地下滴灌系统的重要组成部分，其作用主要有二：A、定期或随时冲洗滴灌毛管；B、当某一滴灌毛管中部收到破坏或堵塞时，收集管可以形成供水回路，提高灌水保证率。因而，为保证地下滴灌系统的安全运行，按照常规地下滴灌系统的设计，安装冲
10、洗系统，尽管会较地面滴灌系统投资较大，但冲洗系统实在是地下滴灌系统非常重要的组成部分。2、干管布置除连接滴灌管之外的50P.V.C管称为支管外，其余管道均称为干管，设计中干管布置取决于地形、水源、作物分布和毛管布置，具体布置时遵循了以下原则：（1）滴灌首部根据现有水源井位置，均靠近水源布置；（2）流量分散，管理维护方便；（3）管道纵剖面力求平顺；（4）考虑葡萄冬灌需要，各滴灌首部均设冬灌分水阀。根据各灌溉区设计流量，通过经济方案比较选用干管规格：63， 75， 90， 110， 140，160，225，压力级别为0.6Mpa。（四）轮灌区划分及系统水力计算1、轮灌区划分设计中各水源井均采用轮灌
11、工作制度。根据水源供水能力、自动控制操作的方便性、滴灌均匀度控制和管网运行的合理性等综合因素的考虑，各水源井轮灌区的划分汇总如下。表一 各水源井轮灌组划分及各灌溉首部参数地块编号面积井编号设计参数泵站参数（mu）流量（m3/h）轮灌组数流量（m3/h）压力m（地面以上）1-YZ100576#124-1324132482-DS18005#11541156049#1154115603-DS145035#70-914915636#106-1084108474-YZ246077#119-12241224564#47-634634092#49-6246240104#61-71471455-YZ30605
12、0#80-864863558#63-714714488#96-102410240新井119-1374137436-YZ6152区1#86-93493457-YZ9152区2#64-7237242新增73-82282388-YZ12602区3#76-77477412区4#76-84484419-DS1095俞井134-14141414010-DS3270新区1#108410841新区2#70-7347341新区4#104-108410841101#11441143811-YZ5551区新1#85-874874112-YZ6901区新2#66-76476432、系统水力计算灌水单元的水力计算包括毛
13、管与支管的水力设计，最后得出阀门的设计压力与工作流量。由各轮灌组中的各阀门工作压力（本葡萄滴灌工程设计中，所有田间阀门的设定压力均为13m），在满足支管道流量和压力的前提下，对干管系统的管道进行试算，选择最合理经济的不同管径的管道组成主管道系统。由最不利轮灌组的阀门工作压力，加上干管系统的沿程压力损失及局部压力损失，然后加入有关设备的局部水力损失及相关节点的高程差，得到水泵的扬程，再根据此轮灌组的流量选择水泵的流量和扬程参数。管道沿程损失是依据如下水力学计算公式计算得到的:hf=F*8.93*104*Q1.77*L/D4.77式中: F-多口管系数;hf- 沿程摩阻损失水头, 米;Q流量, 立米/小时;D管道内径, 毫米;L管道长度, 米.现将水泵扬程计算过程具体分析如下：计算过程：A. 先确定支管道的水力学损失及局部损失，进而由滴灌管线的正常压力要求设定阀门进口压力（需考虑阀门局部损失3米）；B. 根据地形的高程的参数，选取最不利轮灌组内的最不利地块，从而确定此段主管的沿程损失；向水源方向逐段推导主管道沿程损失至水源；C. 局部损失按管道沿程损失值10计算；D. 过滤器首部系统及水泵连接系统总损失按10
