茶树滴灌系统设计方案

贵阳市久安乡茶树滴灌工程,河北国农节水工程有限公司2013年5月,设计说明,一、工程概况,1.1地理位置与地形资料地貌以山地为主，地处东经10627-10652，北纬2611-2634。地形为山地，海拔高度（黄海海拔）1200米1410米之间，示范项目区相对高差45米，坡度在10-25之间，地势起伏大。茶田根据地形、地势特点因地制宜开发，茶树种植大体上以沿“山坡等高线开水平沟”进行。,1.2水文与气象资料项目区气候系亚热带季风温润区，最高气温31，最低气温-3.4，年平均气温15.3，七月平均气温22.3。年降雨量1000-1300mm，日照为1200-1400小时，日照率32%左右，光照中漫照多光。,1.3作物资料本地种植茶树，作物间距：行距1.2米,株距0.3米左右.,二、滴灌系统项目规划,2.1系统概述滴灌系统由水源工程，首部装置，输配水管网，灌水器四部分组成。水源工程：蓄水池，建议采用高于地面2-3米，方便近池点的自压灌溉。首部枢纽包括过滤装置，施肥装置和测控装置。由于滴灌系统对水质要求较高，需加装过虑设备。蓄水池系统过滤装置采用叠片过滤器过滤精度120目。（2）施肥装置的作用是使易溶于水并适于根施的肥料、农药、化控药品等在施肥罐内充分溶解，然后再通过滴灌系统输送到作物根部，便于作物吸收，充分发挥肥效，同时减少肥料浪费。示范项目区没有电，所以采用国农专利施肥泵，不需要外加电源使用充电蓄电池，每次工作时间6小时左右。,（3）测控装置的作用是方便系统的操作、运行管理、保证系统安全，它包括阀门、水表、压力表、排气阀、逆止阀、减压阀。输配水管网包括地下主管、干管、支管及连接管件。地下主管起到为滴灌系统输送水量的作用。干管起到划分轮灌小区的作用。支管在滴灌系统中起到连接毛管的作用。管件的作用是将各部分管道连通为管网。该示范项目区地下管网采用PE热熔管。灌水器(滴灌管或滴头)作用是把末级管道中的压力水流均匀而稳定地分配到田间，满足作物对水分的要求。该示范项目区是起伏较大的山地，根据实际情况设计三中方案：1、飞压力补偿滴灌管、压力补偿滴灌管、外接式压力补偿滴头。灌溉方式：采用重力自压滴灌方式。项目区属山地丘陵区，且在山项修建蓄水池，高差45米，利用水自身重力加上高差压力从而实现重力自压滴灌。,2.5管材选择PE管优缺点分别为：,PE管优点：1.使用寿命长2.耐腐蚀性强3.柔韧性好,抗震性强4.施工简单，方便，接头质量高5.维修少,抢修方便6.PE管具有优良的挠性7.热连接时不泄漏、8.挠性好9.抗冻性强PE管缺点：1.熔点为100130摄氏度，工作温度小于40度的水2.易应力开裂，不易染色3.价格偏高,项目区属山地丘陵区，地势高低不平，高差近100米，且弯度、坡度大，根据这些特点，在选材方面地下主管选择PE管做为输水管道，其主要原因为PE管道挠性和抗震性好，且冬季抗冻性强，易于山地丘陵区施工。,图为PE管,施工UPVC管材质较脆，容易摔碎,2.6灌水器的选型灌水器是按照作物需水要求，将水和作物需要的水分一滴一滴，均匀而又缓慢地滴入作物根区土壤中，滴灌灌溉不破坏土壤结构。灌水器的种类：（非）压力补偿内镶滴灌管和滴头式,滴灌管产品参数：1、流量为2-3L/h;2、滴头间距为150mm1000mm；3、工作压力为80200Kpa优点：（1）省水（2）节能（3）增产（4）灌水均匀（5）对土壤和地形的适应性强（6）节省劳动力缺点：（1）易于引起堵塞（2）可能引起盐分积累（3）滴头间距为固定间距,压力补偿式滴头压力补偿式滴头，适用于各种农业灌溉系统，尤其适用于地形起伏或滴灌管铺设长度大的地块。自带压力补偿硅脂膜片，抗堵性能优异。产品特点:可选流量：2.0L、4.0L、8.0L；工作压力：50-350KPa；可拆卸设计，方便清洗和检查；长紊流流道，抗堵塞性能更好；倒刺接口，可直接安装在软管上；4mm倒刺进水口，防止系统启动时杂物进入滴头；要求过滤精度120目；可以根据种植作物的株距安装滴头，特别适合不规范种植。,2.7灌溉规划设计项目区主要目的：实现水肥同施、抑制杂草生长，降低生产成本。设计方案：采用滴灌+施肥器实现水肥一体化；地膜全覆盖抑制杂草生长。采用滴灌，可在项目区达到以下优点：1、灌水均匀度高。滴灌方案根据项目区地形、茶树分布特点，合理布置管道及减压措施，保证同一轮灌区的灌水率偏差控制在10%内；、2、滴灌设计方案可利用管道供水，将水输水到作物根部，使水成滴状，缓慢、均匀、定量地浸润作物根系区的土壤，使土壤始终保持最佳含水状态，因此，土壤透气性好，不破坏土壤团粒结构；同时，加上地膜覆盖减少了作物棵间地表水分的蒸发，具有提温、保墒、提墒、灭草等作用。根据项目茶田的分布，进行对应的灌溉、管理分区，方便项目区茶树灌溉、施肥；3、地膜全覆盖在茶树上的使用，利用地膜覆盖的灭草的特性，可有效控制茶树附近杂草的生长，节约对应除草的劳动力投入；膜下滴灌技术具有增加作物产量、提高作物品质，节水、增效等多种优点。,三、设计参数及系统各部分的设计及相应水力计算,3.1滴灌系统基本参数的取值1.灌溉水的利用率：0.902.设计系统的日工作小时:15h3.滴灌设计土壤湿润比（P）:40%4.设计耗水强度（Ea）：3mm/d5.计划土壤湿润深度0.4m,设计中遵守以下技术规范：节水灌溉技术规范SL20798微灌工程技术规范SL10395喷灌与微灌工程技术管理规程SL2361999低压管道输水灌溉工程技术规范SL/T15395,3.2灌溉制度1.设计灌水定额根据资料计算如下：m=0.1zP(max-min)/=17.56mm式中：m设计灌水定额mm；土壤容重g/cm3；z计划土壤湿润层深度m；P湿润比%；max、min适宜土壤含水率上、下限（占干土重的%，一般max为田间最大持水率的90%、min为田间最大持水率的60%，即max-min=0.3）；灌溉水利用系数。此灌水定额为作物需水高峰期的值。,3.3设计灌水周期：T=（m/Ea）=17.56/（3）0.9=6（天）式中：T设计灌水周期d；Ea设计耗水强度mm/d。取6天，此值为作物需水高峰期的灌水周期。3.4一次灌水延续时间t=mSeSr/（qd）=17.56*0.3*2.0/3=3.5(小时)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；Sr滴灌带间距m；qd设计滴头流量l/h；灌溉水利用系数。,四、水利计算,略,五、滴灌型式,非压力补偿滴灌管寿命5-10年采用内镶圆柱非压力补偿滴灌管，工作压力0.05-0.15MPa；该灌水器材，滴水间距固定，生产时已经打孔，安装方便，成本较低；主管选用63*0.63MPa和40*0.8MPaPE管道，埋设深度0.5m,在凹点加设排水井，在凸点设进排气阀，冬季放完管道中的积水后保持所有阀门为开启状态；支管选用32mmPE管,公称压力为0.25MPa，地面铺设；首部过滤器选用叠片式过滤器，过滤精度120目；出水口为PE材质出水栓；,滴灌型式,压力补偿滴灌管寿命5-10年内镶圆柱压力补偿滴灌管，工作压力0.05-0.2MPa；该灌水器材，滴水间距固定，生产时已经打孔，安装方便，因为滴头有压力补偿性，成本相对较高；主管选用63*0.63MPa，埋设深度0.5m,在凹点加设排水井，在凸点设进排气阀，冬季放完管道中的积水后保持所有阀门为开启状态；支管选用40mmPE管,公称压力为0.25MPa，地面铺设；首部过滤器选用叠片式过滤器；出水口为PE材质出水栓；,滴灌型式,外接式压力补偿滴头寿命5-10年外接式压力补偿滴头，工作压力0.05-0.35MPa；该灌水器能适应落差较大的地块，灌水均匀度在一定范围内