喷灌系统的规划设计

1、喷灌系统的规划设计喷灌系统的规划设计喷 灌v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v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v省水、增产v省劳力 v提高土地利用率 v防止土壤冲刷和盐碱化 优点：优点： 缺点：缺点：n受风的影响大 n在空气中的损失大n耗能大n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 喷喷灌灌系系统统的的

2、规规划划设设计计收集规划所需资料收集规划所需资料水量平衡计算水量平衡计算选择喷灌系统的形式选择喷灌系统的形式选择喷头及确定喷头的组合形式选择喷头及确定喷头的组合形式布布 置置 干、支干、支 管管拟定喷灌工作制度拟定喷灌工作制度管网水力学计算管网水力学计算图图 纸纸 绘绘 制制材材 料料 统统 计计工工 程程 预预 算算效效 益益 分分 析析施施 工工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 目的：确定灌溉面积，蓄水工程规模 步骤：2.供水分析1.用水分析：选择设计典

3、型年计算典型年的作物需水量和典型年灌溉用水量其它用水3.用水平衡计算当来水总量满足要求，但在时间分配上不能满足，修建蓄水池调节来水总量及其在时间上的分配都能满足用水要求时，不建蓄水池当来水总量不能满足要求，确定适宜的灌溉面积3、选择喷灌系统的形式选择喷灌系统的形式固定式喷灌系统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半固定式喷灌系统用于小麦等小型机组式小型机组式山区或经济价值较低的作物绞盘式喷灌机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平移或时针式喷灌机大型农场4.4.喷头的选择喷头的选择 应符合以下要求：应符合以下要求：（1 1）组合后的喷灌强度不超过土壤的

4、允许喷灌强度值）组合后的喷灌强度不超过土壤的允许喷灌强度值（2 2）组合后的喷灌均匀度不低于规范规定的数值）组合后的喷灌均匀度不低于规范规定的数值（3 3）雾化指标应符合作物要求的数值）雾化指标应符合作物要求的数值 且要考虑：灌溉作物，土壤，考虑风速且要考虑：灌溉作物，土壤，考虑风速喷头的组合方式喷头的组合方式原则原则：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组合方式有：正方形、矩形、正三角形、三角形和扇形等 喷头 计算喷灌强度计算喷灌强度支管间距喷头间距喷头流量灌溉水利用系数风系数lbwKwKqlb1000q各类土壤允许的喷灌强度喷灌强度：喷灌强度：土壤类别允许

5、喷灌强度（mm/h） 砂土20 砂壤土15 壤土12 壤粘土10 粘土85.5.管网布置管网布置 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 6、拟定喷灌工作制度、拟定喷灌工作制度（1）. 灌水定额：（2）.一次灌水时间：)mm()mm()d(Tem灌溉水利用系数日耗水量灌水周期)mm(qmt0灌水强度灌水定额（3

6、）. 允许一次同时工作的喷头数（个）总工作小时数一个灌水周期内的灌水一次灌水时间日工作小时数总喷头数TCtlbANN1bmfdLQfh*局部水头损失计算：可根据水力学有关公式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v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。v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喷头的工作压力水头之差不超过

7、喷头设计工作压力水头的的20%v此即为20%规则规则 20%原则固定式喷灌系统规划设计实例固定式喷灌系统规划设计实例假设，灌区120亩（270m290m），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=0 mm/d，设计灌水周期7d 。 （一）、（一）、 收集规划收集所需的资料收集规划收集所需的资料v地形、气象v水文地质、土壤（质地、土层厚度、冻土深度、土壤入渗率等）v作物品种和种植结构v动力、水源（出水量、动水位等）v社会经济状况 v已知水源供水量，确定灌溉面积v已知灌溉面积，确定引水

8、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（二）、水量平衡计算目的：来用水平衡：来用水平衡：来水量用水量来水量用水量，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 A14 60/(0.667 e)=209亩根据前面讲述：根据前面讲述：固定式喷灌系统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半固定式喷灌系统用于小麦等小型机

9、组式小型机组式山区或经济价值较低的作物绞盘式喷灌机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平移或时针式喷灌机大型农场本例中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（三）、选择喷灌系统的形式根据前面讲述：根据前面讲述：1. 1. 喷头的选择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（四）、选择喷头及确定喷头组合形式原则原则：

10、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. 喷头的组合方式喷头的组合方式3.计算喷头和支管的间距计算喷头和支管的间距设计射程R设KR (K=0.70.9, K反映了风的影响)本例中： R设0.71812.6 m如采用正方形布置，喷头和支管间距为：L=b=1.42 R设=1.4212.617.8m18mhmmhmlbqp/9.7/0079.08.018182.3hmmphmm/12/9 . 7砂壤土4.计算组合平均喷灌强度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

11、次灌水时间：小时喷灌强度灌水定额64. 69 . 75 .52t亩天/m35mm5 .528 . 0mm67Tem3TCtlbANN1日工作小时数总喷头数总工作小时数一个灌水周期内的灌水一次灌水时间7 .1671464. 61818667120N13. 允许一次同时工作的喷头数本例中：（六）、管网水力学计算（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、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 350kPa2070kPa=7m 计算支管水头损失若选用D63mm的PVC管，当D63mm时，h支=6.55m7m 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3/4h支 1/2Z 35m+1m+3/4 6.55 m+0=40.91 m 2. 2. 计算干管水头损失、确定干管管径计算干管水头损失、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83.2251.2m3/h，干管长L270m若选用干管为D110mm（内径100mm）的PVC管h干1.1fLQm/db=8.