节水灌溉技术.ppt

喷灌系统的规划设计 喷灌 喷灌是把由水泵加压或自然落差形成的有压水通过压力管道送到田间 再经喷头喷射到空中 形成细小水滴 均匀地洒落在农田 达到灌溉的目的一种灌溉方式喷灌几乎适用于除水稻外的所有大田作物 以及蔬菜 果树等 喷灌技术的优点缺点 省水 增产省劳力提高土地利用率防止土壤冲刷和盐碱化 优点 缺点 受风的影响大在空气中的损失大耗能大投资高 烟草固定式喷灌 向日葵固定式喷灌 半固定式喷灌系统 移动式喷灌系统 时针式喷灌机 卷管式喷灌机 大田棉花用卷管式喷灌机 滚移式喷灌机 边勘测 边设计 边施工 可行性研究报告 上级主管部门 审批 立项 规划设计 喷灌系统的规划设计 1 基本资料的收集 1 灌区地势 地形资料 2 水源调查 3 种植制度及群众高产灌溉经验 4 农业气象 5 土壤 6 作物耗水量 7 其它 2 水量平衡分析 2 供水分析 3 选择喷灌系统的形式 固定式喷灌系统 用于喷灌次数多 经济价值高的作物半固定式喷灌系统 用于小麦等小型机组式 山区或经济价值较低的作物绞盘式喷灌机 小麦等大田作物大型平移或时针式喷灌机 大型农场 4 喷头的选择 应符合以下要求 1 组合后的喷灌强度不超过土壤的允许喷灌强度值 2 组合后的喷灌均匀度不低于规范规定的数值 3 雾化指标应符合作物要求的数值且要考虑 灌溉作物 土壤 考虑风速 喷头的组合方式 原则 在保证喷洒均匀 不留空白的情况下 使喷头和支管的距离应尽量大组合方式有 正方形 矩形 正三角形 三角形和扇形等计算喷头和支管的间距喷头设计射程 R设 KR 计算喷灌强度 各类土壤允许的喷灌强度 喷灌强度 5 管网布置 布置原则 1 管道总长短 造价低 2 有利于管理 轮灌或分 3 平原区 支管与作物种植方向一致 在山区 支管沿等高线布置 4 管线纵剖面应力求平顺 减少折点 避免负压 5 支管上各喷头的工作压力力求一致 或在允许的范围内 水利设计准则 6 陡坡上 下坡 缩小管径 上坡 管道不宜太长 7 水源应在地块中央 经济 6 拟定喷灌工作制度 1 灌水定额 2 一次灌水时间 3 允许一次同时工作的喷头数 局部水头损失计算 可根据水力学有关公式计算 7 管道水力计算喷喷灌中常采用以下经验公式计算沿程水头损失 式中 f 与沿程阻力系数有关的摩阻系数m 流量指数b 管径指数上述f m b值可从有关表中查得 支管设计主要的设计任务是限制喷头间的流量偏差 获得满意的均匀度和灌水效率 一般原则为 控制同一支管上任意两个喷头的喷水量之差在10 以内 此原则也等同于 控制支管上任意两个喷头的工作压力水头之差不超过喷头设计工作压力水头的20 此即为20 规则 20 原则 固定式喷灌系统规划设计实例 假设 灌区120亩 270m 290m 作物为蔬菜 地形为平地 土壤为壤土 水井供水量60m3 h 动水位20m 每天开机14h 作物最大日耗水强度e 6mm d 作物耗水高峰期日均降雨P 0mm d 设计灌水周期7d 一 收集规划收集所需的资料地形 气象水文地质 土壤 质地 土层厚度 冻土深度 土壤入渗率等 作物品种和种植结构动力 水源 出水量 动水位等 社会经济状况 已知水源供水量 确定灌溉面积已知灌溉面积 确定引水量和调蓄容积方法 如果已知水源为水井 要求确定灌溉面积假设灌水周期为T天 日耗水e毫米T天水井可供水量 T 天 C日开机小时数 Q井 m3 h T天用水量 T 天 e p 1000 A 667 二 水量平衡计算 目的 来用水平衡 来水量 用水量 即 T 天 C日开机小时数 Q井 m3 h T 天 e p 1000 A 667 得 可灌溉的面积 本例中A 14 60 0 667 e 209亩 根据前面讲述 固定式喷灌系统 用于喷灌次数多 经济价值高的作物半固定式喷灌系统 用于小麦等小型机组式 山区或经济价值较低的作物绞盘式喷灌机 小麦等大田作物大型平移或时针式喷灌机 大型农场本例中灌溉作物为经济价值较高的蔬菜 选择固定式喷灌系统 三 选择喷灌系统的形式 根据前面讲述 1 喷头的选择考虑灌溉作物 蔬菜 水滴小和喷灌强度较小的中低压喷头玉米高粱等 水滴较大和喷灌强度较大的高压喷头考虑土壤 砂壤土 喷灌强度较大的喷头粘壤土 喷灌强度较小喷头考虑风速 风速大的地方宜选用喷灌强度较大水滴直径较大的中高压喷头 四 选择喷头及确定喷头组合形式 原则 在保证喷洒均匀 不留空白的情况下 使喷头和支管的距离应尽量大组合方式有 正方形 矩形 正三角形 三角形和扇形等本例采用正方形布置 2 喷头的组合方式 3 计算喷头和支管的间距 设计射程R设 K R K 0 7 0 9 K反映了风的影响 本例中 R设 0 7 18 12 6m如采用正方形布置 喷头和支管间距为 L b 1 42 R设 1 42 12 6 17 8m 18m 4 计算组合平均喷灌强度 满足要求 五 拟定喷灌工作制度 1 灌水定额 2 一次灌水时间 3 允许一次同时工作的喷头数 本例中 六 管网水力学计算 目的 确定干管 支管直径 系统总扬程和流量 配置水泵 1 确定支管直径和计算支管进口水头 计算支管上允许的最大压力差 20 规则 h允许 H喷工 20 350kPa 20 70kPa 7m 计算支管水头损失若选用D 63mm的PVC管 当D 63mm时 h支 6 55m 7m 计算支管进口水头H支管进口 H喷头设计压力 H竖管高度 3 4 h支 1 2Z 35m 1m 3 4 6 55m 0 40 91m 2 计算干管水头损失 确定干管管径 选取最不利轮灌组 以最不利轮灌组确定干管管径 本例中 第一轮灌组 顶端 为最不利轮灌组 干管流量Q干 8 3 2 2 51 2m3 h 干管长L 270m 若选用干管为D 110mm 内径100mm 的PVC管 h干 1 1 f L Qm db 8 61m 3 计算干管进口水头