果园微喷灌系统规划与设计

1、果园微喷灌系统规划与设计(1)    摘要：微喷灌技术是主要的节水灌溉技术之一，果园应用微喷灌越来越多，微喷灌系统应如何进行规划设计，才能达到要求，本文就此问题进行研究探讨。 关键词：果园微喷灌规划设计 1基本情况微喷灌是通过低压管道系统，以小的流量将水喷洒到土壤表面进行局部灌溉，微喷灌的特点是灌水流量小，一次灌水延续时间较长，灌溉周期短，需要的工作压力较低，能够较精确地控制灌水量，能把水和养分直接输送到作物根部附近的土壤中去。果园位于广东省电白县大衙镇，种植荔枝，树龄在37年左右。规划13.3 hm2的微灌工程，于1996年10月建成。果园最高处高程为

2、94.91 m，坡面比较均匀，高差在821 m之间，土壤为砂壤土，含有机质少，透水性较大，保水保肥能力较差。水源利用1996年初打的一口深25 m的水井，流量为25 m3/h，可连续抽水46 h，果场已有380V动力线，变压器容量为10 kVA。2规划设计方案荔枝基本沿等高线种植，每行树布置一条毛管，毛管沿等高线布置，毛管间距等于果树行距，即6.0 m。沿毛管在每两棵树中间布置一个微喷头，微喷头间距与荔枝树株距相等，即4.5 m，微喷头用4 mm微管与毛管连接，微管长1.0 m，用插杆固定在地面上。根据地形条件，干管沿山丘的脊线布置，由首部枢纽A点起沿山脊向北布置APS干管和向南布置AFL干管

3、，支管沿山坡垂直于等高线布置，并尽量向两侧毛管供水，毛管平行等高线布置，见图1。图1微灌工程规划图规划设计参数为：南方果树的湿润比P0.35，设计灌水均匀度Cu=95%，灌水有效利用系数=0.9，设计日耗水强度Ea=2.71 mm/d。3微喷灌溉制度设计计算3.1一次灌水量计算微喷灌设计一次灌水量用(1)式计算M=0.1 rh(Wd-Wo)P(1)式中M灌水定额,mm；r土壤容量，砂质壤土r=1.37 g/cm3；h灌水湿润深度，取h=0.5 m；Wd土壤田间最大持水量，Wd=22%；Wo设计含水量下限，Wo=0.6 Wd=13.2%；P土壤温润比，P=2×5/(4.5×6

4、)=0.37。M=0.1×1.37×50×(22-13.2)×0.37=22.3 (mm)3.2设计灌水周期T=M/Ea22.3/2.71=8.23 (d)取T=8d3.3一次灌水延续时间t=MStSr/(水nqd)(2)式中t一次灌水延续时间,h；St果树株距,m；水灌水有效利用率，取水=0.9；qd微喷头流量，qd=60 L/h；n灌水器数量，n=1个/株。t=22.3×4.5×6/0.9×1×60)=11.15 (h) 取t=11(h)3.4轮灌组数目每天工作时间取C=8 h，则轮灌组数目N=CT/t=8&#

5、215;8/11=5.8 (组)取N=6 (组)为了使每个轮灌组灌水时水泵出水量基本相等，压力比较均匀，缩小管径，降低工程投资，根据实际支管情况，将各轮灌组的分组情况划分见表1。表1轮灌分组表单位：m3/h     组    支管    流量    合计    组    支管    流量  

6、0; 合计    1    支1支2支14支22    12.367.28.5811.4    39.54    4    支7支8支18    9.246.016.38    31.62    2  

7、0; 支3支4支16支20    9.110.626.5412.24    38.58    5    支10支11支19    14.5213.149.6    37.26    3    支5支6支15支17    6.249

8、.669.9611.16本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的，论文版权属原作者，请不要用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。    37.02    6    支9支12支13支21    7.8611.404.7414.46    38.46    4微灌系统管网水力计

9、算4.1毛管水力计算v=0.2，灌水器设计工作水头hd取NmLmax=NmS S0=10×4.5 4.5/2=47.25(m)根据实际地形和管道布置情况，实际最大毛管长度L=42.5 mLmax0计算毛管沿树行平行于等高线布置，灌水器最大工作压力水头在毛管进口处第一个出水口处。h0=h1 ka(Nqd)mSo-JSoh1=(1 0.62×0.2)1/5×10 8.4×10-4×601.696×2 1.34×10-5×602=14.43 (m)=1.006×10-5×1.2-(0.123Lg1.2

10、 4.88)=4.1×10-6m=1.753(D/2.5)0.018=1.753(1.2/2.5)0.018=1.73K=1.1h0=14.43 1.1×4.1×10-6×(10×60)1.73×2-0×4.5/2=15.01(m)12=11.4 m3/h，W点地面高程为94 m，如果支管进口水头等于毛管进口设计水头，那么只要在W点管道内有满足毛管进口水头ho的工作水头，其他毛管的进口水头均能满足要求。干管ASW沿程水头损失按勃拉休斯公式计算。hfAW=8.4×104×Q1.74L/D4.75=8.4&#

11、215;104×(19.981.75×84 11.41.75×64)/504.75 11.41.75×192/654.753/h，干管AFL全长La1=205 m，A点与L点地面高程差为97.7-83.1=14.6 m。干管AFL管径为DAL=(KQ1.75L/H地)-4.75=(8.4×104×19.561.75×205/14.6)-4.75=56.7(mm)由于干管ASW和干管AFL所需要的工作水头有差别，而且两条干管在A处平衡，所以A点处提供的工作水头远远超过干管AFL的沿程水头损失，所以选用干管AFL的管径D=50

12、mm，满足要求。hfAL=8.4×104D1.75L/Q4.75=8.4×104×19.561.75×205/504.75=26.7(m)A=97.7 m，W点地面高程Zw=94.0 m，干管ASW沿程水头损失hfAW=17.36 m，毛管进口水头ho=15.0 m，考虑首部枢纽中各种管道、管件和过滤器水头损失hj=8.0 m，首部枢纽水泵扬程为HAW=ho hj hfAW-Z=15 8 17.36(97.7-94)=36.66 (m)干管AL沿程水头损失hfAL=26.7 m，L点地面高程为Z=83.1 m，首部枢纽水泵扬程为HAL=ho hj hfA

13、L-Z=15 8 26.7-(97.7-83.1)=35.1(m)可见，第一组最大扬程为36.66 m，就能满足要求，其他各轮灌组所需的扬程和流量经过计算，结果见表2。表2各轮灌组设计扬程计算结果表     轮灌组    1    2    3本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的，论文版权属原作者，请不要用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。

14、0;   4    5    6    流量(m3/h)    39.54    38.58    37.02    31.62    37.26    38.46    

15、;扬程(m)    36.66    37.08    32.85    32.64    26.60    30.553/h，扬程H=37.08 m，选择型号为IS80-65-160型节能单级单吸清水离心泵，H=3245 m，Q=5025 m33/h之间，由水泵性能曲线可知，水泵的扬程在3942.5 m之间变化，现以39 m为各次轮灌时水泵的计算扬程。A点

16、处的水头为 HA=H扬-h首-Z=39-8-(98-97)=30 (m)灌水时各支管进口工作水头计算：轮灌时各支管进口的工作水头与轮灌组的输水流量、管道沿程水头损失及地面高程有差别，关系较大，现均以A点为计算起点，各支管进口的工作水头为H支=HA-H±H地H=hf hf取hj=0.1 hf现计算第1轮灌组，干管AL同时向支1、支2供水。管段水头损失HfkL=8.4×104×7.21.75×5/504.75=0.1(m)HkL=1.1 hfkL=1.1×0.1=0.1(m)支管2进口处的工作水头为H支2=HA-H H地=39-(29.32 0.1

17、) (98-82.5)=25.08(m)其他支管进口工作水头计算方法相同，计算结果见表3。表3支管进口工作水头计算结果(单位：m)     管段    AK    KL    AP    PW    AI    IJ    AR    RU

18、    AG    GH    AQ    工作水头(H支)    24.58    25.08    41.82    24.46    25.72    27.77  

19、0; 32.03    23.34    37.04    36.84    45.37    管段    QS    AE    EP    AT    AB  

20、60; BC    AU本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的，论文版权属原作者，请不要用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。    AD    AM    HN    NV    工作水头(H支)    39.87

21、0;   38.66    47.60    31.37    47.60    35.37    36.95    38.43    47.14    40.77    22.25h=H支±H地=h

22、o(顺坡为 ，逆坡为-)D支=KQ1.75支LF/h-4.75现计算支管3，查表5可知H支3=32.85 m，毛管进口工作水头ho=15.0 m，Q支3=9.18 m3/h，H支=85.5-72=3.5 m，分水孔数N=15,多孔系数F=0.377，支管长L支3=90 m。h=23.77 13.5-15=22.27 (m)支管3管径：D支3=(8.4×104×9.181.75×90×0.377/26.27)-4.75=25.99(mm)取D支3=32.00 mm其他各支管管径计算结果见表4。表4支管水力管径计算结果(单位：mm)  &

23、#160;  管段    KK    KK    KK    KL    LL    LL    JJ    II    HH    GG    FF

24、    计算管径    26.02    28.29    26.16    19.39    13.32    29.83    25.99    27.76    21.72  

25、;  23.85    23.99    选用管径    32    32    32    25    25    32    32    32   

26、; 25    25    25    管段    EE    DD    CC    CC    CC    BB    MM    MM 

27、;   MM    NN    PP    计算管径    21.98    22.46    36.33    18.31    30.40本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的，论文版权属原作者，请不要用于商业用途

28、或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。    28    20.1    14.1    22.1    16.7    23.3    选用管径    25    25  &#

29、160; 40    25    32    32    25    25    25        25    管段    QQ    RR    SS