果园滴灌设计方案

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1、设计基本资料1. 地形资料果园面积25hm2，南北长520m,东西宽480m。水平地形，测得有1/2000地形图。2. 土壤资料土壤为中壤土，土层厚度1.52.0m, 1.0m 土层平均干密度1.4t/m3，田间持水量30% （以占土 壤体积的百分比计），凋萎点土壤含水量 10%（以占土壤体积的百分比计）。最大冻土层深 度 100m。3. 作物种植情况果树株距3.0m，行距3.0m,现果树已进入盛果期，平均树冠直径4.0m,遮荫率约为70%。 作物种植方向为东西向。以往地面灌溉实测结果表明，作物耗水高峰期为7月，该月日均耗 水量 5.6mm/d4. 气象资料根据气象站失策资料分析，多年平均年降

2、雨量585.5m m,全年降雨量的60%集中于79 月, 并收集到历年降雨量资料。5. 水源条件该农场地下水埋深大于6m,在果园的西南边有一口井，抽水试验结果表明，动水位为20m 时，出水量60m3/h。水质良好，仅含有少量沙（含沙量小于5g/h）。滴灌系统规划设计参数1 .滴管设计灌溉补充强度有上述资料，高峰期耗水量Ee=5.6mm/d,遮阴率Ge=70%,因此遮阴率对耗水量的修正系数e70%0.85 0.85=0.82因此，滴灌耗水强度为E = k E = 0.82x5.6 = 4.6（mm/ d）a r c因上述E为好水高峰期的耗水强度，所以设计耗水强度取为aI = E = 4.6（mm

3、/d）ca不考虑淋洗水量，滴灌设计灌溉补充强度为I = I = 4.6（mm/ d）ac2. 滴灌土壤湿润比 根据相关资料，对于宽行距作物，在北方干旱和半干旱地区，设计土壤湿润比可取20%30%。 考虑到苹果为经济作为，故滴灌湿润比取p为0%。3. 灌水小区流量偏差 灌水小区流量偏差 qv=20%。4. 灌溉水利用系数由于灌溉的水量损失很小，根据有关资料灌溉水利用系数n=0.9。 水量平衡计算1. 设计灌溉用水量 灌溉用水量是指为满足作物正常生长需要，由水源向灌区提供的水量。它取决于灌溉面积 作物生长情况、土壤、水文地质和气象条件等。各年灌溉用水量不同，因此需要选择一个典型年作为规划设计的依据

4、。微灌工程一般采用降雨频率75%90%的水文年作为设计典型年。（设计典型年的选择和计算方法可以参考有关工程水文书籍)2. 来、用水平衡计算 来、用水平衡计算的任务是确定工程规模，如灌溉面积等。本设计水源为井水，由基本资料 可知，井的出水量为60m3/h，取日灌溉最大运行时数C=22h，则井水可灌溉的最大面积为QnC101a60 x 0.9 x 2210 x 4.6二 25.82(hm2)本果园面积为25hm2，因此，该水源满足滴灌系统的要求。灌溉器选择与毛管布置方式选用某公司内嵌式滴灌管，壁厚0.6mm,内径15.4mm。低头额定工作压力h =10m，额定流 量qa=2.8L/h，流态指数x=

5、0.5，滴头间距0.5m。采用单行直线布置，即一行果树布置一条 滴灌管。查相关表可知在中壤土中，这种滴头流量的湿润直径为0.8m，因此此种布置方下的湿润比0.785DSS3 x 100% 二0.785 x 0.820.5 x 3二 33% 30%el说明上述灌水器与毛管布置方式满足设计湿润比的要求。 滴灌灌溉制度拟定1. 最大净灌水定额微灌土壤计划湿润层深度取0.8m, 土壤中允许的缺水量占土壤有效持水量的比例取40%,m= 1000 P(F 一 bp则 maxd 0人二 1000x0.4x(0.3 0.1 丿x0.8x0.33 二 21 (mm)2. 毛灌水定额如果采用m淨mmax，则3.

6、设计灌水周期4. 一次灌水延续时间m S St 二 毛 r 1qa23.3 x 0.5 x 328二 12.5 (h)如果采用灌水周期为2d的高频灌溉，每次的净灌水深度为4.4x2=9.2 (mm)，毛灌水深度 为10.22mm，一次灌水延续时间为5.47h。这样改变灌溉制度并不影响后面的水力设计。 支、毛管水头差分配与毛管极限长度的确定当qv=20%时，灌水小区允许的最大水头偏差为h =6 + 0.65q )lx h =6 + 0.65 x 0.2)10.5 x 10 = 12.77 (m)maxuah=(1 0.35q )h =6 0.35 x 0.20.5 x10=8.65 (m)min

7、udAH = h h = 12.77 8.65 = 4.12 (m丿smaxmin(m )(m )根据支、毛管水头差分配比，得AH 二 0.55AH 二 0.55 x 4.12 二 2.26毛sAH 二 0.45AH 二 0.45 x 4.12 二 1.84支s计算毛管极限长度为L = INT m5.446AH D4.75 )0.364毛KSq i.75 丿a=INT=91 (m)5.446x2.26x15.44.751.1x 0.5 x 2.81.75丿 0.364x 0.5管网系统布置与轮灌组划分系统允许的最大轮灌组数为N最大CT _ 22 x 4.56112.58(个)如果实行高频灌溉，

8、灌水周期T=2d，则N最大CT _ 22 x 2 15.478(个)低频灌溉和高频灌溉的轮灌组数相同，因此灌水频率的改变并不影响后面的系统设计。根据地块形状，采用毛管铺设长度为80m,毛管采用丰字形布置，整个灌区共有1040条毛 管，每条毛管流量为Q毛一28x 80/0-5 _ 448 M)，整个灌区所有灌水器的流量和为1040x 448/1000 _ 466 (n3/h),如果划分为8个轮灌组，每个轮灌组的流量约为58.2m3/h,该值小于水井的出水量，满足水量平衡的要求。轮灌组数和每个轮灌组的流量确定以后，管网布置也有多种方案，下面采用两种方案进行比 较。方案1：共分8个灌水小区，一个灌水

9、小区为一个轮灌组。灌水小区内支管长195m，双向控制130条毛管，每个轮灌组的流量为58.2m3/h,，如图1所示方案2：共分24个灌水小区，一个轮灌组控制3个灌水小区。灌水小区内支管长65m，双 向控制44条毛管，每个灌水小区流量为44x448/1000 _ 19.7 (ns/h)每轮灌组流量为59.1m3/h，如图2所示tA希蚓H1支g支:肘卜訓潦干巧口 0J3出i克? F电支助T3耶丰di7点SA轮卿轮邯1(BJK卑元了 -1fll朮隼元墉水单亚丽H製本华元日11型水单元J2鼻单芫M1 iB*获元11图1 方案1管网布置图2 方案2管网布置方案1管道水力计算1. 毛管实际水头损失由于毛管

10、实际铺设长度为80m,因此毛管实际的水头损失为AHQ1.75=1.1x 8.4 x104 x LF毛实际D1.75C148/1000).75=1.11.1x 8.4x104 xx 80x 0.36515.44.75因此,毛管进口水头为二 h+AH+AZ= 8.65 +1.51 + 0 = 10.16(m)min毛实际AB1034.77=2.31(m ) AH= 2.61(m)支实际满足要求。支管进口水头为h毛进口2. 实际分配给支管进口水头计算3. 每条支管双向控制130条毛管，单侧65条毛管。每条毛管流量为448L/h，相当于支管 上有65个出水口，每个出水口的流量为448x2=896(L/

11、h)，每条支管长780/4=195 (m)。 如果支管采用D110PVC管(内径103mm),支管水头损失为Q1.77AH = 1.05 x 9.48 x104 x 4 LF支D4.77(896 x 65/1000)77=1.05 x 9.48 x104 xx195 x 0.366h 二 h+AH +AZ 二 10.16 + 2.31 + 0 二 12.47(m)支进口 毛进口支BC4. 分干管与干管水力计算以第一轮灌为最不利轮灌组确定干管直径，分干管1长度为80m,干管长度为585m。由于 采用一个轮灌组控制一个灌水小区，因此分干管1 与干管流量相同。Q 二 Q 二 58.2 m3/h分干

12、F利用经济流速初选干管管径D 二 13.Q 二 13582 二 99 （mm）选用管径D=110 mm的PVC管作为分干管1和干管。分干管与干管水头损失为AH= 1 . 05x9. 48分干= 1 . 05x 9 .48= 2.65(m)AH=1.05x9.48x干= 1.05x9.48x= 19.42(m)Q1.77x 104x八分干LD4. 77582 1.77x 104x -x 801034.77Q1. 7710 4x八分干LD4. 775821 . 7710 4xx5851034. 77干管进口水头为h 二 h+AH +AZ 二 12.47 + 2.65 +19.42 + 0 二 34

13、.54(m)支进口 毛进口 支 BC5. 水泵扬程确定及水泵选型如果首部枢纽水头损失（包括过滤器、控制阀、施肥装置、弯头和泵管等）AH二10m，首部 则水泵总扬程为H 二 h+AH+（Z Z ）= h+AH+ H干进口首部1 / 、2干进口首部动水位深二 34.54+10 + 20 二 64.54 （m丿6. 其他轮灌组水力计算 水泵扬程确定以后，还需要对其他轮灌组进行核算，计算其他分干管的直径或设置压力调节 阀。有布置图知，轮灌组1 与轮灌组2对称，这两个轮灌组又分别于轮灌组3和轮灌组4 对称，轮灌组5和轮灌组6对称，这两个轮灌组有分别与轮灌组7和轮灌组8对称，因此 只需对轮灌组5进行计算便可。由于轮灌组5与轮灌组1 的面积、形状、支管（毛）长度 和管径、支（毛）管流量均相同，因此轮灌组5支管进口点（F点）要求的水头为 h= h = 12.47 Cm）5支进口要求1支进口干管E点的水头为h = h AH干E点干进口OE58.21.77=34.54 1.05 x 9.48 x 104 xx 1951034.77 =28 (m)若分干管3采用变径管，即前段L