果园滴灌设计

1、设计基本资料1. 地形资料果园面积25hm2，南北长520m,东西宽480m。水平地形，测得有1/2000地形图。2. 土壤资料土壤为中壤土，土层厚度1.52.0m,1.0m土层平均干密度1.4t/m3，田间持水量30%（以占土壤体积的百分比计），凋萎点土壤含水量10%（以占土壤体积的百分比计）。最大冻土层深度100m。3. 作物种植情况果树株距3.0m，行距3.0m,现果树已进入盛果期，平均树冠直径4.0m,遮荫率约为70%。作物种植方向为东西向。以往地面灌溉实测结果表明，作物耗水高峰期为7月，该月日均耗水量5.6mm/d4. 气象资料根据气象站失策资料分析，多年平均年降雨量585.5mm,

2、全年降雨量的60%集中于79月,并收集到历年降雨量资料。5. 水源条件该农场地下水埋深大于6m,在果园的西南边有一口井，抽水试验结果表明，动水位为20m时，出水量60m3/h。水质良好，仅含有少量沙（含沙量小于5g/h）。滴灌系统规划设计参数1.滴管设计灌溉补充强度有上述资料，高峰期耗水量Ee=5.6mm/d,遮阴率Ge=70%,因此遮阴率对耗水量的修正系数e70%0.850.85=0.82因此，滴灌耗水强度为E=kE=0.82x5.6=4.6（mm/d）arc因上述E为好水高峰期的耗水强度，所以设计耗水强度取为aI=E=4.6（mm/d）ca不考虑淋洗水量，滴灌设计灌溉补充强度为I=I=4.

3、6（mm/d）ac2. 滴灌土壤湿润比根据相关资料，对于宽行距作物，在北方干旱和半干旱地区，设计土壤湿润比可取20%30%。考虑到苹果为经济作为，故滴灌湿润比取p为0%。3. 灌水小区流量偏差灌水小区流量偏差qv=20%。4. 灌溉水利用系数由于灌溉的水量损失很小，根据有关资料灌溉水利用系数n=0.9。水量平衡计算1. 设计灌溉用水量灌溉用水量是指为满足作物正常生长需要，由水源向灌区提供的水量。它取决于灌溉面积作物生长情况、土壤、水文地质和气象条件等。各年灌溉用水量不同，因此需要选择一个典型年作为规划设计的依据。微灌工程一般采用降雨频率75%90%的水文年作为设计典型年。（设计典型年的选择和计

4、算方法可以参考有关工程水文书籍)2. 来、用水平衡计算来、用水平衡计算的任务是确定工程规模，如灌溉面积等。本设计水源为井水，由基本资料可知，井的出水量为60m3/h，取日灌溉最大运行时数C=22h，则井水可灌溉的最大面积为QnC101a60x0.9x2210x4.6二25.82(hm2)本果园面积为25hm2，因此，该水源满足滴灌系统的要求。灌溉器选择与毛管布置方式选用某公司内嵌式滴灌管，壁厚0.6mm,内径15.4mm。低头额定工作压力h=10m，额定流量qa=2.8L/h，流态指数x=0.5，滴头间距0.5m。采用单行直线布置，即一行果树布置一条滴灌管。查相关表可知在中壤土中，这种滴头流量

5、的湿润直径为0.8m，因此此种布置方下的湿润比0.785DSS3x100%二0.785x0.820.5x3二33%>30%el说明上述灌水器与毛管布置方式满足设计湿润比的要求。滴灌灌溉制度拟定1. 最大净灌水定额微灌土壤计划湿润层深度取0.8m,土壤中允许的缺水量占土壤有效持水量的比例取40%,m=1000P(F一bp则maxd0人二1000x0.4x(0.30.1丿x0.8x0.33二21(mm)2.毛灌水定额如果采用m淨mmax，则3. 设计灌水周期4. 一次灌水延续时间mSSt二毛r1qa23.3x0.5x328二12.5(h)如果采用灌水周期为2d的高频灌溉，每次的净灌水深度为4

6、.4x2=9.2(mm)，毛灌水深度为10.22mm，一次灌水延续时间为5.47h。这样改变灌溉制度并不影响后面的水力设计。支、毛管水头差分配与毛管极限长度的确定当qv=20%时，灌水小区允许的最大水头偏差为h=6+0.65q)lxh=6+0.65x0.2)10.5x10=12.77(m)maxuah=(10.35q)h=60.35x0.20.5x10=8.65(m)minudAH=hh=12.778.65=4.12(m丿smaxmin(m)(m)根据支、毛管水头差分配比，得AH二0.55AH二0.55x4.12二2.26毛sAH二0.45AH二0.45x4.12二1.84支s计算毛管极限长度

7、为L=INTm5.446AHD4.75)0.364毛KSqi.75丿a=INT=91(m)5.446x2.26x15.44.751.1x0.5x2.81.75丿0.364x0.5管网系统布置与轮灌组划分系统允许的最大轮灌组数为N最大CT_22x4.56112.58(个)如果实行高频灌溉，灌水周期T=2d，则N最大CT_22x215.478(个)低频灌溉和高频灌溉的轮灌组数相同，因此灌水频率的改变并不影响后面的系统设计。根据地块形状，采用毛管铺设长度为80m,毛管采用丰字形布置，整个灌区共有1040条毛管，每条毛管流量为Q毛一28x80/0-5_448M)，整个灌区所有灌水器的流量和为1040x

8、448/1000_466(n3/h),如果划分为8个轮灌组，每个轮灌组的流量约为58.2m3/h,该值小于水井的出水量，满足水量平衡的要求。轮灌组数和每个轮灌组的流量确定以后，管网布置也有多种方案，下面采用两种方案进行比较。方案1：共分8个灌水小区，一个灌水小区为一个轮灌组。灌水小区内支管长195m，双向控制130条毛管，每个轮灌组的流量为58.2m3/h,，如图1所示方案2：共分24个灌水小区，一个轮灌组控制3个灌水小区。灌水小区内支管长65m，双向控制44条毛管，每个灌水小区流量为44x448/1000_19.7(ns/h)每轮灌组流量为59.1m3/h，如图2所示图1方案1管网布置樹刨厂

9、j:支甘干103出电支?F助T37点SA冷苗£訂：濯峠元&屯戒匸元3fll忒草元£科水単元S墉水車£厂亠H鯉笨单元日I1!B水单元口E鼻单芫Mg:寵京单元15逼术阜元2卜HII.朮单元1S1图2方案2管网布置方案1管道水力计算1. 毛管实际水头损失由于毛管实际铺设长度为80m,因此毛管实际的水头损失为AH毛实际Q1.75=1.1x8.4x104xLFD1.75(448/1000).75=1.11.1x8.4x104xx80x0.36515.44.75因此,毛管进口水头为h二h+AH+AZ二8.65+1.51+0二10.16（m）毛进口min毛实际AB2.

10、实际分配给支管进口水头计算3. 每条支管双向控制130条毛管，单侧65条毛管。每条毛管流量为448L/h，相当于支管上有65个出水口，每个出水口的流量为448x2=896（L/h），每条支管长780/4=195（m）。如果支管采用D110PVC管（内径103mm）,支管水头损失为Q1.77AH=1.05x9.48x104x4LF支D4.77(896x65/1000)力4.1034.77=2.61(m)=1.05x9.48x104xx195x0.366=2.31（m）AH支实际满足要求。支管进口水头为h=h+AH+AZ=10.16+2.31+0=12.47(m)支进口毛进口支BC4. 分干管与干

11、管水力计算以第一轮灌为最不利轮灌组确定干管直径，分干管1长度为80m,干管长度为585m。由于采用一个轮灌组控制一个灌水小区，因此分干管1与干管流量相同。Q二Q二58.2m3/h分干F利用经济流速初选干管管径D二13.Q二13"582二99（mm）选用管径D=110mm的PVC管作为分干管1和干管。分干管与干管水头损失为AH=1.05x9.48分干=1.05x9.48=2.65(m)AH=1.05x9.48x干=1.05x9.48x=19.42(m)Q1.77x104x八分干LD4.775821.77x104x-x801034.77Q1.77104x八分干LD4.775821.771

12、04xx5851034.77干管进口水头为h二h+AH+AZ二12.47+2.65+19.42+0二34.54(m)支进口毛进口支BC5. 水泵扬程确定及水泵选型如果首部枢纽水头损失（包括过滤器、控制阀、施肥装置、弯头和泵管等）AH首部二10m,则水泵总扬程为H二h+AH+（ZZ）=h+AH+H干进口首部1/、2干进口首部动水位深二34.54+10+20二64.54（m丿6. 其他轮灌组水力计算水泵扬程确定以后，还需要对其他轮灌组进行核算，计算其他分干管的直径或设置压力调节阀。有布置图知，轮灌组1与轮灌组2对称，这两个轮灌组又分别于轮灌组3和轮灌组4对称，轮灌组5和轮灌组6对称，这两个轮灌组有

13、分别与轮灌组7和轮灌组8对称，因此只需对轮灌组5进行计算便可。由于轮灌组5与轮灌组1的面积、形状、支管（毛）长度和管径、支（毛）管流量均相同，因此轮灌组5支管进口点（F点）要求的水头为h=h=12.47Cm）5支进口要求1支进口干管E点的水头为h=hAH干E点干进口OE58.21.77=34.541.05x9.48x104xx1951034.77=28(m)若分干管3采用变径管，即前段L=11(m)则由干管提供给轮灌组5支管进口的水头为h=hAH=2815.4=12.6(mLh干提供给5支进口干E点支干35支进口要求上述方法是通过调节分干管的直径，来满足其他轮灌组的水头要求，也可不改变分干管的

14、直径，在其他各轮灌组支管进口设置压力调节器，但这种办法会提高系统投资。材料统计表1为方案1滴灌系统设备材料表，表中材料数量为实际使用的量，没有考虑损耗。表1方案1滴灌系统设备材料表规格名称数量单位单价(元)复价(元)备注D16滴灌管83200mD16旁通1040个毛管与PVC管连接D16堵头1040个D16接头200个D16毛管2000m作为出地支管D110PVC管2310mD90PVC管90mD75PVC管80mD110x50变径8个接排水阀2in阀门8个排水阀4in阀门9个4in法兰管接头17个D110PVC管三通9个D75x110变径2个D110x90x110变径三通2个D110弯头2个

15、SS-100砂过滤器1台SFF100x16施肥灌1台4in逆止阀1个4in水表1个压力表2个1in进排气阀1个200JQ60潜水泵1台扬程65m，流量60mh泵管及其他附件方案2管道水力计算1.毛管实际水头损失毛管铺设长度仍为80m,毛管实际的水头损失与毛管进口水头均与方案1相同，即AH=1.51m,h=10.16m。毛实际毛进口2. 支管实际水头差实际分配给支管的水头差也与方案1相同，AH二2.61m。毛实际3. 支管管径与支管进口水头计算每条支管双向控制44条毛管，单侧22条毛管。相当于支管上有22个出水口，每条毛管流量为448L/h,每个出水口的流量为448x2=896（L/h）,每条支

16、管长33x2=66（m）。如果支管采用D63PE管（内径58mm）,支管水头损失为AH支=1.05x8.4x104Q1.75支D4.75LF支实际x66x0.732=1.05x8.4x104x=1.68(m)<AH(896x22/1000).75584.75=2.61(m)故满足要求。支管进口水头为h=h+AH+AZ=10.16+1.68+0=11.84(m)支进口毛进口支BC4. 轮灌组划分每个轮灌组控制3个灌水小区，为减少分干管和干管流量，降低系统投资，将每个轮灌组控制的灌水小区分散。各轮灌组控制的灌水小区如表2所示。表2轮灌组划分表轮灌组号灌水小区号/灌水小区流量（m3/h）轮灌组流量（m3/h）第一轮灌组1/19.79/19.724/19.759.1第二轮灌组2/19.710/19.723/19.759.1第三轮灌组3/19.71119.722/19.759.1第四轮灌组4/19.712/19.721/19.759.1第五轮灌