玉米地下滴灌工程设计毕业设计

本科毕业设计题 目 广西红河农场玉米 地下滴灌工程设计 学 院 专 业 毕业届别 姓 名 指导教师 职 称 甘肃农业大学教务处制二一五年五月2目录关键词 .1Abstract.1Key words.1前言 .11基本资料 .21.1当地水文经济概况 .21.2玉米生长概况 .41.3玉米灌水时期 .42滴管系统设计 .52.1工程规划布置 .52.1.1水源工程 .52.1.2首部枢纽 .52.1.3输配水管网 .62.1.4灌水器的选择 .62.2参数初定 .62.2.1设计技术依据 .62.2.2设计耗水强度 .62.2.3设计土壤湿润比 P.72.2.4灌溉设计保证率 .72.2.5设计灌水均匀系数 .72.2.6计划湿润层深度 Z.72.1.7土壤田间持水量 .72.1.8灌溉水利用系数 .72.1.9系统工作小时数 .72.1.10灌水器设计允许流量偏差率 .72.1.11允许水头偏差率 hv.72.1.12水量平衡原理 .83灌溉制度 .93.1灌水定额 .93.2灌水周期 .93.3一次灌水延续时间 .94滴灌工作制度 .104.1轮灌组数 .114.2轮灌组的划分方法 .114.3各级管道流量计算 .124.4轮灌组数校核 .125灌水小区水力设计 .135.1水力设计的要求与任务 .135.2允许水头偏差的计算 .135.3毛管的极限孔数 Nm和极限长度 .135.3.1毛管的极限孔数 .145.3.2毛管的极限长度 Lm.146管网水力计算和支、干管径的确定 .146.1定义及步骤 .146.2管材选择 .156.3毛管的水力计算 .166.3.1毛管水头损失的计算 .166.3.2毛管进口工作压力的计算 .166.3.3实际分配给支管的水头差 .176.4支管水力计算 .176.4.1支管管径的计算 .176.4.2支管水头损失的计算 .176.5分干管与干管水力计算 .186.5.1管径的确定 .186.5.2干管水头损失计算 .196.6水泵扬程计算 .206.6.1确定最不利轮灌组 .206.6.2系统总扬程计算 .206.6.3水泵选型 .217首部枢纽设计 .217.1过滤设备 .227.2施肥器 .227.3水表 .237.4压力表 .237.5进排气阀 .247.6逆止阀 .247.7镇墩 .248投资概预算 .248.1编制概预算依据 .258.2编制方法 .258.3预算内容 .268.4工程资金筹措方式 .27参考文献 .27致谢 .281广西红河农场玉米地下滴灌工程设计xxx（xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx）摘要：滴灌是目前应用前景较为广泛的节水灌溉方式，水分利用效率高达 95%，且对土壤质地和地形要求较低。本工程位于广西来宾县红河农场，主要作物玉米。本设计以玉米为研究对象，根据玉米的生理特性、需水规律、耗水特征、种植模式和灌溉制度等，对整个规划区进行地下滴灌系统的规划布置，包括水力计算、系统选型、输配水管网设计、首部枢纽设计、工程概预算。关键词：地下滴灌，玉米，水力计算。Planning and Designing of Drip Systems for the Gornxxx（ Major in agricultural water conservancy engineering in the College of engineering institute of Gansu Agriculture University， Gansu Lanzhou， 730070）Abstract: Drip irrigation is a widely used water-saving irrigation way, and the water use efficiency is 95%, and the soil texture and the terrain demand is lower. The project is located at honghe farm of laibin county in Guangxi.the main crops is corn.This design with corn as the research object, according to the physiological characteristics of corn, water law, water consumption characteristics, planting pattern and irrigation system etc., of the planning area of the layout of underground drip irrigation system, including the hydraulic calculation, system selection, transmission and distribution pipe network design, first hub design, engineering budget,etc.Keywords: sprinkler irrigation, corn, design specifications2前言广西国营红河农场，位于来宾县东部，距来宾县城 23公里。地跨蒙村、凤凰、大湾、正龙等乡镇。场部与蒙村乡相连。全场范围分三大片，即龙南片、龙北片和夏到片。龙南片位于蒙村乡的龙南、雷村、尧村、社塘村之间；龙北片位于正乡的良耕村、新村、平垌村、黄豆塘村、白鸽村之间夏至分场片位于大湾乡的独田村、夏至村，凤凰镇的三家村、黄塘村，正龙乡的屯峡村及老虎弄林场之间，与国营维都林场毗邻。为了达到高产，在蒸发率为 6-7.5mm/d 的条件下，玉米的季节性作物需水量估计为 350 至 800mm/hm2。当前，玉米的灌溉主要依赖地下水，在这样的形式下，对玉米的田间灌溉采用传统的漫灌方式进行，浪费严重，产量和品质较低，效益不高。实施节水灌溉已经成为玉米种植可持续发展的关键所在。先进的滴灌节水灌溉系统在节水方面体现出明显的优势，有效地提高了水资源的利用率，缓解了用水供需矛盾，是当前实施玉米节水灌溉的一套极为有效的途径，具有广阔的应用前景。国内外现阶段采用的主要节水灌溉工程措施包括渠道防渗，低压管道输水灌溉，喷微灌技术及各种地面灌溉改进技术。从 20 世纪 80 年代至今，有关地下滴灌技术及其应用的研究主要集中在改进灌水器质量、优化系统设计参数、研制过滤器和施肥装置等方面。与此相关的大量研究成果陆续涌现，其中最为醒目的是 Mitcnell 等人于1982 年提出了地下滴灌系统设计、安装和运行管理指南，这意味着地下滴灌技术开始步入成熟阶段。我国自 1974 年从墨西哥引入滴灌设备至今，地面滴灌技术应用和设备开发已取得长足的进展。但地下滴灌技术的初步应用则始于 20 世纪 80 年代初期，主要用于果树作物。近年来，这些技术在山西省运城地区得到大面积应用，取得了一引起研究成果，但由于采用人工扎孔方式制成灌水器，应用中系统供水均匀性较差、出水孔易堵塞等问题没有得到很好解决，影响到地下滴灌系统的正常使用和运行，这给推广高效节水灌溉带来非常大的机遇。农业节水不仅是我国国民经济和社会可持续发展所要求的，也是我国农业资源，尤其是水资源短缺、水土资源配置失衡等严峻形势所决定的。农业节水对保障国家水安全、粮食安全和生态安全，推动农业和农村经济可持续发展，具有重要的战略地位和作用，地下式滴灌是在滴灌技术日益完善的基础上发展起来的一种高效、节水灌溉技术，其工作原理是将毛管埋于地下.通过出水口将水或水肥混合液送到作物根区土壤中，供作物吸收。与地表滴灌相比，它减少了地表无效蒸发，改善了作物根区生长条件，方便田问管理，防止毛管丢失、老化，延长毛3管使用寿命。1 基本资料1.1 当地水文经济概况来宾县是亚热带季风气候区，北回归线从南缘经过，具有典型的亚热带季风气候特征，全年气候温和、日照充足、雨量充沛，农业气候资源丰富，但旱涝寒害频率也较高。全地区年均日照 1325-734h；平均年降水量 1225-942mm，四月下旬-八月下旬为雨季，是洪涝多发季节；年平均气温 18.1-21.2。1.1.1 农业发展状况来宾市农业自然资源丰富，地处中亚热带过渡的季风气候区。市内水系发达，水资源丰富，红水河、柳江河流经三县一区。有“绿色水库”之称的金秀大瑶山年产水量达 23 亿立方米。全市拥有水库 287 座，总库容量 6 亿多立方米，设计灌溉面积 450万亩。来宾市盛产优质玉米、大米、蚕茧、水果、食用菌、茶叶等，还有闻名遐迩的大瑶山灵香草、纹股兰，大石山区的乳鸽酒、金银花、糯玉米等名特优土特产品。2008年，全市优质谷种植面积 158 万亩，年产优质谷 50 多万吨，象州县是全国、垒区的优质粮食生产基地县，被誉为“优质米之乡”，该 Alt 粮米业公司生产的“鸣象”牌大米获得了农业部无公害农产品认证；糖料蔗种植面积达到 250 万亩，糖料蔗产量 1100 万吨，混合糖产量达到 130 万吨，素有“中国糖都”之美称；建立标准化桑园 45 万亩，蚕茧产量 411 万吨，有大型茧丝加工企业 8 家，茧达 80%以上，以杂交柑为主的优质水果面积达 48 万亩，年产量 27 万吨次植优质无公害蔬菜 70 多万亩，品种丰富，质量安全可靠；2008 年全市食用菌种植达到茶树菇等十多个品种，形成了多菇并进、周年生产的格局：金秀县的八角产量居全国第一，被誉为“中国八角之乡”。1.1.2 工程概况该工程位于广西来宾县东，面积为 322 亩，地势平坦。种植作物为玉米，种植方向为东西向。1.1.3 气象资料 来宾县是亚热带季风气候区，北回归线从南缘经过，具有典型的亚热带季风气候特征，全年气候温和、日照充足、雨量充沛，农业气候资源丰富，但旱涝寒害频率也4较高。全地区年均日照 1325-734h；平均年降水量 1225-942mm，四月下旬-八月下旬为雨季， 是洪涝多发季节；年平均气温 18.1-21.4。1.1.4 土壤特性来宾县有 97.1%面积不同程度岩溶化，蚀残余的成土物质少。耕作土嚷土层薄，砾石多，水田 25.5 含砾石，早地 64.9%含砾石：这种土攘理化性质差、水肥涵养能力低、地表径流大、渗透性强、易旱易涝。据北二江坡岭站资料，全县河川径流量，平水年达 27.4 亿立方米。1.2 玉米生长概况玉米生长期较短，生长期内要求温暖多雨。玉米耗水量大，如果降水少，灌溉水源不足，就会减产甚至绝收。如果秋季初霜来临太早，玉米在成熟期受冻，也会减产。玉米喜高温，种子发芽的最适温度为 25-30。拔节期日均 18以上。从抽穗到开花日均 26-27。玉米在砂壤、壤土、粘土上均可生长。玉米适宜的土壤 pH 为 5-8，以 pH为 6.5-7.0 最适。耐盐碱能力差，特别是氯离子对玉米为害大。玉米根系发达，适应性也强，它对土壤种类的要求不严格，但是玉米植株高大、根系多，它要从土壤中吸取大量的水分和养分，所以一般我们都要选择地势较平坦，土层深厚，质地疏松，通透性好，肥力中等以上，保水，保肥力较好的地块，才能获得较高的产量。1.3 玉米灌水时期玉米是一种对水分需求较大的作物，它整个生长周期都需要大量水。除了应用优良品种、优质种薯、合理耕作栽培措施外，水分是限制我国玉米产量能不能大幅度提高的又一个重要原因。因此，了解玉米的需水规律，并及时进行节水灌溉对提高玉米的产量十分重要。1.3.1 底墒水玉米播种前应灌好底墒水以利于出苗。春玉米冬灌或春灌每公顷 900m3，夏玉米播种前灌底墒水 750m3，如果为了抢种，可以浇蒙头水。使玉米苗全、齐、壮。实验表明，播种期灌水可使拔节期玉米株高增加 17.6cm，叶面积增加 88.7cm2，亩增产61kg，是玉米高产的关键水。 1.3.2 大喇叭口期灌水结合施肥进行灌溉，使 0-80cm 的土壤保持在田间最大持水量的 70-80。灌水5后要进行培土，此期灌水可使气生根大量发生，减少小化退化，使穗粒数增加，浇好此水可增加穗粒数 25 粒，产量提高 15%。 1.3.3 抽雄开花期灌水使土壤水分保持在田间最大持水量的 80，可以增加行间湿度，提高花粉生活力，有利于授粉提高结实率，增强光合作用强度，使更多养分向果穗中转移。研究表明，开花期干旱不灌水会大幅度减产。此期玉米需水量最大，玉米萎焉 1-2 天，可减产 20%左右，萎焉 6-8 天，减产达 50%以上。 1.3.4 粒期灌水秋季雨水偏少，应适时灌水，使土壤水分保持在田间持水量的 7075，可防止叶片早衰，延长功能期，提高光合强度。此期缺水严重影响千粒重，造成的损失仅次于抽雄开花期，此期灌水增加千粒重 18-37g，增产 10-25%。 2 滴管系统设计本地下滴灌工程规划系统由水源工程首部控制枢纽工程输配水管网（干管支管）灌水器四大部分组成。2.1 工程规划布置2.1.1 水源工程本滴灌系统利用地下滴管灌溉供水，水质符合农田灌溉水质标准，因此选择水质较好，含沙、含碱量低的井水作为水源，以减少对管道、过滤系统的堵塞和腐蚀，保护滴灌系统的正常使用，并对井水的有机物进行处理延长此系统的使用年限。2.1.2 首部枢纽首部控制枢纽由水泵、施肥罐、过滤装置及各种控制和量测设备组成，如压力调节阀门、流量控制阀门、水表、压力表、空气阀、逆止阀等。其作用是从水源抽水加压施入废料液，经过过滤后按时按量送进管网。动力选电动机（功率与水泵配套），采用单级单吸离心泵。为处理水中的细颗粒悬浮泥沙和少量的有杂质，采用“旋流水沙分离器+砂过滤器+叠片过滤器”过滤，用压差式施肥罐施肥（安装与砂过滤器与筛网过滤器之间）。2.1.3 输配水管网6管