北京市昌平区某果园滴灌系统的布置和规划

1、目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc74075614 摘 要 PAGEREF _Toc74075614 h - 3 - HYPERLINK l _Toc74075615 Abstract PAGEREF _Toc74075615 h - 3 - HYPERLINK l _Toc74075616 第一章 根本资料 PAGEREF _Toc74075616 h - 4 - HYPERLINK l _Toc74075617 一、地理位置与地形资料 PAGEREF _Toc74075617 h - 4 - HYPERLINK l _Toc74075618 二、土壤条

2、件和种植情况 PAGEREF _Toc74075618 h - 4 - HYPERLINK l _Toc74075619 三、气象条件和水文资料 PAGEREF _Toc74075619 h - 4 - HYPERLINK l _Toc74075620 四、水源条件 PAGEREF _Toc74075620 h - 4 - HYPERLINK l _Toc74075621 五、社会经济状况 PAGEREF _Toc74075621 h - 5 - HYPERLINK l _Toc74075622 第二章 滴灌系统规划设计参数 PAGEREF _Toc74075622 h - 5 - HYPER

3、LINK l _Toc74075623 一、滴灌设计日耗水强度 PAGEREF _Toc74075623 h - 5 - HYPERLINK l _Toc74075624 二、滴灌土壤设计湿润比 PAGEREF _Toc74075624 h - 5 - HYPERLINK l _Toc74075625 三、设计灌水均匀度 PAGEREF _Toc74075625 h - 6 - HYPERLINK l _Toc74075626 第三章 水量平衡计算 PAGEREF _Toc74075626 h - 6 - HYPERLINK l _Toc74075627 第四章 灌水器的选择 PAGEREF

4、_Toc74075627 h - 6 - HYPERLINK l _Toc74075628 一、选择原那么 PAGEREF _Toc74075628 h - 6 - HYPERLINK l _Toc74075629 二、选择灌水器的类型 PAGEREF _Toc74075629 h - 7 - HYPERLINK l _Toc74075630 第五章 系统的规划布置 PAGEREF _Toc74075630 h - 8 - HYPERLINK l _Toc74075631 一、系统的规划 PAGEREF _Toc74075631 h - 8 - HYPERLINK l _Toc74075632

5、 二、管网的布置 PAGEREF _Toc74075632 h - 8 - HYPERLINK l _Toc74075633 第六章 滴灌灌溉制度的拟定 PAGEREF _Toc74075633 h - 9 - HYPERLINK l _Toc74075634 1、最大灌水深度 PAGEREF _Toc74075634 h - 9 - HYPERLINK l _Toc74075635 2、毛灌水深度 PAGEREF _Toc74075635 h - 10 - HYPERLINK l _Toc74075636 3、设计灌水周期 PAGEREF _Toc74075636 h - 11 - HYPE

6、RLINK l _Toc74075637 4、一次灌水延续时间 PAGEREF _Toc74075637 h - 11 - HYPERLINK l _Toc74075638 第七章 支、毛管水头差分配与毛管极限长度确定 PAGEREF _Toc74075638 h - 12 - HYPERLINK l _Toc74075639 1、计算水器最大和最小水头及最大的水头偏差 PAGEREF _Toc74075639 h - 12 - HYPERLINK l _Toc74075640 2、允许水头差的分配 PAGEREF _Toc74075640 h - 13 - HYPERLINK l _Toc7

7、4075641 3、毛管极限长度 PAGEREF _Toc74075641 h - 13 - HYPERLINK l _Toc74075642 第八章 轮灌组的划分 PAGEREF _Toc74075642 h - 19 - HYPERLINK l _Toc74075643 一、划分轮灌组的原那么 PAGEREF _Toc74075643 h - 19 - HYPERLINK l _Toc74075644 二、最大轮灌组数目确实定 PAGEREF _Toc74075644 h - 19 - HYPERLINK l _Toc74075645 三、各区滴头数量、灌溉需水量以及灌区划分 PAGERE

8、F _Toc74075645 h - 20 - HYPERLINK l _Toc74075646 第九章 管道水力计算 PAGEREF _Toc74075646 h - 22 - HYPERLINK l _Toc74075647 一、方案一 PAGEREF _Toc74075647 h - 22 - HYPERLINK l _Toc74075648 二、方案二 PAGEREF _Toc74075648 h - 24 - HYPERLINK l _Toc74075649 第十章 首部枢纽设计 PAGEREF _Toc74075649 h - 27 - HYPERLINK l _Toc740756

9、50 一、水泵 PAGEREF _Toc74075650 h - 28 - HYPERLINK l _Toc74075651 二、过滤器 PAGEREF _Toc74075651 h - 28 - HYPERLINK l _Toc74075652 三、施肥罐 PAGEREF _Toc74075652 h - 34 - HYPERLINK l _Toc74075653 四、水表 PAGEREF _Toc74075653 h - 35 - HYPERLINK l _Toc74075654 五、压力表 PAGEREF _Toc74075654 h - 35 - HYPERLINK l _Toc740

10、75655 六、阀门 PAGEREF _Toc74075655 h - 35 - HYPERLINK l _Toc74075656 七、排水阀 PAGEREF _Toc74075656 h - 35 - HYPERLINK l _Toc74075657 八、压力调节器 PAGEREF _Toc74075657 h - 35 - HYPERLINK l _Toc74075658 第十一章 系统材料投资预算 PAGEREF _Toc74075658 h - 36 - HYPERLINK l _Toc74075659 第十二章 系统平安运行措施 PAGEREF _Toc74075659 h - 37

11、 - HYPERLINK l _Toc74075660 第一节 水源工程和首部枢纽的运行管理 PAGEREF _Toc74075660 h - 37 - HYPERLINK l _Toc74075661 第二节 管道的运行管理 PAGEREF _Toc74075661 h - 39 - HYPERLINK l _Toc74075662 附 件 PAGEREF _Toc74075662 h - 41 - HYPERLINK l _Toc74075663 附件一 PAGEREF _Toc74075663 h - 41 - HYPERLINK l _Toc74075664 1、 北京市昌平区某果园滴

12、灌工程平面布置图0号 PAGEREF _Toc74075664 h - 41 - HYPERLINK l _Toc74075665 2、 管道及管件细部连接图1号 PAGEREF _Toc74075665 h - 41 - HYPERLINK l _Toc74075666 3、 首部枢纽图1号 PAGEREF _Toc74075666 h - 41 - HYPERLINK l _Toc74075667 4、 分干管首部连接及镇墩布置示意图1号 PAGEREF _Toc74075667 h - 41 - HYPERLINK l _Toc74075668 附件二：文献综述 PAGEREF _Toc

13、74075668 h - 41 - HYPERLINK l _Toc74075669 第一节 微灌技术的起源与开展 PAGEREF _Toc74075669 h - 41 - HYPERLINK l _Toc74075670 第二节 国外微灌技术局部简介 PAGEREF _Toc74075670 h - 43 - HYPERLINK l _Toc74075671 第三节 我国微灌技术的开展与展望 PAGEREF _Toc74075671 h - 44 - HYPERLINK l _Toc74075672 第四节 果树节水灌溉技术 PAGEREF _Toc74075672 h - 45 - HY

14、PERLINK l _Toc74075673 第五节 我国果园灌溉现状与开展 PAGEREF _Toc74075673 h - 47 - HYPERLINK l _Toc74075674 附件三：文献翻译 PAGEREF _Toc74075674 h - 51 - HYPERLINK l _Toc74075675 总结与思考 PAGEREF _Toc74075675 h - 61 - HYPERLINK l _Toc74075676 致 谢 PAGEREF _Toc74075676 h - 62 - HYPERLINK l _Toc74075677 参考书目： PAGEREF _Toc7407

15、5677 h - 63 -摘 要本次设计是通过对北京市昌平区某果园滴灌系统的布置和规划来了解滴灌系统的设计及具体的设计步骤，经过这次设计使自己在以后的工作中能够独立的从事这一方面的规划、布置和设计。本次设计主要是为了节约灌溉用水量，提高果树的产量和质量，同时进行滴灌技术的试验研究。本工程区面积为269.9亩，分为8块地种植，种植作物为苹果树，南北方向种植，分6个轮灌组进行灌溉。并采用了2种设计方案。第一种方案用单行管进行灌水，使用滴头的数目较多，水头损失过大，滴头间距过小。第二种方案采用双向管道布置，毛管使用较长，但使用滴头较少，滴头间距适宜。最终比拟选取第二套方案.本设计在比拟两种管道布置方

16、案的根底上，进行了水量平衡计算、管网布置、水力计算、设备选型、材料概预算等内容。支管采用调压阀调压。 通过这次设计使我的理论环节和实践环节得到了紧密的连接，并且在毕业之前对中国当今的节水事业和企业有了一个初步的了解和认识，这给我以后的工作打下了良好的根底。关键词： 苹果树 滴灌 规划设计AbstractThe aim of this work is to grasp the design details and procedures of the system through the plan and design of drip irrigation system in the apple

17、tree orchard at Changping District, Beijing. Author can engage the plan, layout and design of the micro irrigation system by himself in the work afterwards independently.This design of the system mainly improves the output and quality of the fruit tree for economizing and irrigating water consumptio

18、n, carry on the experimental study of drip irrigation technology at the same time. This project district area is 18.0 hacters, which is divided into 8 plots. The crop of the orchard is apple tree, with the plant direction from north to south. The whole orchard is divided into 6 irritation shifts. Tw

19、o schemes of system were designed: First scheme is use single lateral for each fuit tree row, which use too many drips, and has too large of water head loss, also with too small of the interval of drips. The second scheme adopts two-way pipeline, which causes more length of laterals, while with much

20、 fewer drips and suitable interval of drips. So finally the second scheme was chosen.This design compares two kinds of pipeline layouts, calculate the amount of water balances, layout of pipe network, calculate the system hydraulics, select equipment type, material preliminary budget ,etc. The press

21、ure regulators were used to adopt the pressure at the entrance of submains. Through the design I had a preliminary understanding of water-saving undertaking and enterprise nowadays in China, which gives me a good foundation for the future work.Keyword: Apple tree Drip irrigation Plan and design第一章 根

22、本资料一、地理位置与地形资料该区位于北京昌平区内北纬4015，东经11614，园内地形较平缓，坡度较小，海拔在74米左右。二、土壤条件和种植情况果树厂土层厚度变化较大，土层80厘米以上为粉质壤土，干容重为1415t/m， 80cm以下为卵石夹土，果树品种为红富士和红星，树龄68年，已进入盛果期。平地果园：种植方向为南北向，一、三区果树株距4m，行距为5m，五区株距为25m，行距为4m，七区株距为3m，行距为5m，田间持水率为22(占土体)，调萎系数14，产量为1200kg亩。三、气象条件，水文资料 该地区属于南温带半湿润区，多年平均气温为115118，最冷的1月份平均气温为-41，极端最低气温

23、为-196，最热的7月份平均气温257，极端最高气温为403，无霜期为200203天，霜期初日为10月19日左右，多年平均降雨量为5773mm， 6、 7、 8三个月平均降雨量为443mm，占全年的76，年际最大降雨量为1954年的12152mm，最少为1965年的3709mm。 果树厂所在乡的西部边界有一条河道，因上游有水库拦蓄，除小频率大水年份外，一般无地表径流下泄，境内山前冲沟遇暴雨有山洪下泄外，也无径流外泄。四、水源条件 在果树厂拟建微灌系统的西北角有一口井、水井出水量为80m3h，动水位约为70米，井深为238米，静水位56米。五、社会经济状况 全乡有16个村，1992年人口14万余

24、人，耕地面积有238万亩，其中水浇地达167万亩，占总面积的70，全乡粮田186万亩，播种面积302万亩，复种指数为162，粮田中冬小麦1155万亩，平均亩产350kg，玉米1605万亩，平均亩产351kg，其它为大豆、杂粮等。种植结构还是以冬小麦、玉米两茬平播为主。近10年来，该乡的工农业迅速开展，特别是工业，1992年工业产值18亿元，方案至2000年达10亿元，在节水农业示范区建设过程中，根据当地自然条件和水源状况，该乡于1993年提出?农业种植结构调整方案?简称17335工程，即建设1万亩高产高效粮田，7干亩标准化果园，3千亩蔬菜，3千亩经济作物，建立五个生产基地，向节水型“三高农业开

25、展。第二章 滴灌系统规划设计参数该区属于半干旱气候，3月开始，气温逐渐上升，果树生长需要大量的水分消耗，根据华北地区果树滴灌试验资料分析，考虑当地的实际条件，本设计采用的规划设计参数如下：一、滴灌设计日耗水强度滴灌设计日耗水强度取作物需水旺盛期最大蒸腾量： 本设计滴灌设计日耗水强度I=mm/d。假设整个灌区果树遮阴率均大于85二、滴灌土壤设计湿润比滴灌土壤设计湿润比为滴灌后湿润土体与方案湿润土体的百分比。影响湿润比的因素有：毛管的布置方式，灌水器的类型和布置方式，灌水器的流量和大小，土壤的种类和结构等。湿润比过小，系统投资和运用费用少，但不能满足作物水量需求；湿润比过大，易满足作物需求，但系统

26、投资和运行费用高。查相关资料，本地区果园滴灌湿润比需大于30%。三、设计灌水均匀度设计灌水均匀度Cu表示在滴灌系统配水网路中压力不同时滴头产品质量的指标。本设计取Cu=95%。四、滴灌水利用系数根据该地区已有经验取0.95。 第三章 水量平衡计算根据灌溉面积和灌溉设计补充强度，计算滴灌系统所需的最小供水流量，取日灌溉最大运行时数C20小时：Q min10AIc/C1020)4m/hQ min小于水井的供水流量80 m/h，说明该水源满足滴灌系统的要求。第四章 灌水器的选择一、选择原那么灌水器是否适用直接影响工程的投资和灌水质量。在选择灌水器时，应考虑以下因素：作物种类和生长阶段。不同的作物对灌

27、水的要求不同，如窄行密植作物，要求湿润条带土壤，湿润比高，可选用多孔毛管、双腔毛管；而对于高大的果树，株、行距大，需要绕树湿润土壤，如用单出水口滴头，常常要个滴头，如用多出水口滴头，只要滴头即可，也可用廉价的微管代替多出水口滴头。土壤性质。不同类型的土壤，水的入渗能力和横向扩散力不同。对于轻质土壤，可用大流量的灌水器，以增大土壤水的横向扩散范围。而对于粘性土壤应选用流量小的灌水器。灌水器流量对压力变化的反响。灌水器流量对压力变化的敏感程度直接影响灌水的质量和水的利用率。层流型灌水器的流量对压力的反响比紊流型灌水器敏感得多。因此，应尽可能选用紊流型灌水器。灌水器的制造精度。微灌的均匀度与灌水器的

28、精度密切相关，在许多情况下，灌水器的制造偏差所引起的流量变化，超过水力学引起的流量变化。因此，设计应选用制造偏差系数v小的灌水器。灌水器流量对水温变化的反响。灌水器流量对水温反响的敏感程度取决于两个因素；灌水器的流态,层流型灌水器的流量随水温的变化而变化,而紊流型灌水器的流量受水温的影响小,因此在温度变化大的地区,宜选用紊流型水器;灌水器的某些零件的尺寸和性能易受水温的影响,例如压力补偿滴头所用的人造橡胶片的弹性,可能随水温而变化,从而影响滴头的流量.6灌水器抗堵塞性能.灌水器的流道或出水孔的断面越大,越不易堵塞,但是对于流量很小的滴头,过大的流道断面,可能因流速过低,使穿过过滤器的细泥粒在低

29、流速区沉积下来,造成局部堵塞,使流量变小,一般认为,流道直径d时,极易堵塞;d12mm时,不易堵塞.7价格.一个微灌系统有成千上万的额的灌水器,其价格的上下对工程投资的影响很大.设计时,应尽可能选择价格低廉的灌水器.8清洗,更换方便.二、 选择灌水器的类型采用2种方案进行比拟1选用某公司内嵌式滴灌管，壁厚，内径。滴头额定工作压力ha=10m，额定流量qa=/h，流态指数x=0.5。滴头间距m。 2选用双向毛管控制，滴灌带平均间距22.5米，即每行果树由两条滴灌带控制，为了满足30的土壤湿润比要求，选择1m的滴头间距。由于当地土壤属于粉质壤土，宜选择流量较小的滴头，选择流量为L/h、外径16mm

30、的压力补偿滴头，压力补偿范围：/cm3。 第五章 系统的规划布置一、系统的规划根据本地区的整体规划，2亩苹果地果园全部采用滴灌，利用果园西北角的井水灌溉。二、管网的布置毛管与滴头的布置方案一：毛管布置采用单行布置的方式，即按南北方向一行树布置一条毛管。根据产品说明，在粉质壤土中，这种滴头流量的湿润直径为，因此此种布置方式下的湿润比为/(Se*SL/(0.3*5)=33%/(0.3*4)41.9均大于30。故上述布置满足设计湿润比的要求。方案二：毛管布置采用双向布置的方式，即按南北方向一行树布置两条毛管。此种布置方式下的湿润比为P1(一、三、七区)P土壤湿润比%S1作物两旁一对毛管窄间距，可根据

31、低头流量和土壤类别在?滴灌设备与滴灌系统?一书中查表4-5，当P=100%时，推荐的毛管间距S值P1与S1相对应的土壤湿润比%S2作物一对毛管的宽间距P2根据S2查表4-5所得的土壤湿润比Sr作物行距土壤设计湿润比计算，滴头选择/h流量，双向布置，滴头间距一米。q=1.6L/h，粘壤土，属细土，使一对窄行毛管间的全部土壤湿润P1=100%的毛管间距S1，查?节水灌溉技术手册?表4-3-7。于是S2=5-1.0=。同样查表4-3-7得P2=28%。计算得P1=42.4%同理计算得P2=53干、支管的布置试行：干管分为总干和干管两极。从水源和首部枢纽起沿道路向南再向东布置一条总干管，沿总干管向南北

32、按区各布置1条分干管共8条，每条干管布置一条支管，支管根本垂直于等高线。干管的间距约130m160m，支管向两侧对称布置毛管，支管间距约130m。如果在某区毛管长度不能允许那么将本灌溉小区继续划分为2个灌溉小区，即增加一条支管控制、调节和保护设备的布置：为了防止停电等原因引起的停机事故，造成水泵倒转，在水泵出水管路上安装一逆止阀，在总干管进口和每条分干管进口处各设置闸阀一个，以调节干、支管的流量和压力；为了防止供水时造成气堵，放水时造成真空，在总干管上端和每条支管进口处阀门的后面均需要装进、排气阀；为了方便冬天管道保护和检修，在每条支管末端安置排水阀。注：在管道弯头、三通以及四连处设置镇墩。第

33、六章 滴灌灌溉制度的拟定1、最大灌水深度方案一：微灌土壤方案湿润层深度z取，土壤中允许的缺水量占土壤有效持水量比例的比例取60。对于1区(一、三、七区)()zp/10000.60.220.140.0127mmm对于2区五区()zp/10000.60.220.1420.0162mmm方案二：对于1区(一、三、七区)()zp/10000.60.220.140.84 对于2区五区()z0.220.140.53203mmm其中：土壤中允许消耗的水量占土壤有效水量的比例，值取决于土壤、作物及经济因素，一般为3060，对土壤水分敏感的作物，如蔬菜等，采用下限值，对土壤水分不敏感的作物采用上限值，如成龄果树

34、，本设计取60；Fd、o分别为田间持水量和调萎点含水量，()表示土壤中保持的有效水分数量；Z微灌土壤方案湿润层深度，根据各地的经验，各种作物的适宜土壤湿润层深度为：蔬菜0.2，大田作物为0.30.6m,果树为0.8。P微灌土壤湿润比。P值取决于植物种类及生育阶段，土壤类型等因素。2 、 毛灌水深度方案一：如果采用，那么对于1区：/0.95mm对于2区：/0.95mm方案二：对于1区：/16.2/0.95对于2区：/0.95mm其中：为滴灌水利用系数3、设计灌水周期方案一：对于1区：T/Ic/52.67(d)对于2区：T/Ic/5(d)方案二：对于1区：T/Ic17.05/53.41(d)对于2

35、区：T/Ic/5(d)4、一次灌水延续时间方案一：对于1区：t= /h对于2区：t= /4/2.8h方案二：一区：t=162/10/41=10.4h三区：t=162/8/41=10.4h五区：t=/5/41=h七区：t=/6/41=10.4h式中t灌水时间hSr果树行距St果树株距q滴头流量L/hn每株间距滴头数其中： t 一次灌水延续时间 m毛毛灌水深度 Se灌水器间距，即滴头间距 SL毛管间距，即果树行距 qa灌水器流量第七章 支、毛管水头差分配与毛管极限长度确定 确定毛管最大铺设长度，将决定整个灌区的地块划分，管网布置等，因此是一个重要的设计参数。而且各灌溉公司都将毛管最大铺设长度作为衡

36、量其产品质量的重要指标。铺设长度大的滴灌带可以大地块控制面积，减少投资。1、计算水器最大和最小水头及最大的水头偏差 计算毛管最大铺设长度一般由设计灌水均匀度决定。本设计取qv20。灌水小区内滴头的最大和最小水头由下式计算：hmax(1+0.65qv)0.2) 1012.77(m)hmin(1+0.35qv) 108.69m设计允许的水头偏差hmaxhmin12.778.694.1式中：hmax，hmin灌水器最大和最小流量时对应的最大和最小水头 hd灌水器的设计水头 x灌水器的流态指数 qv设计允许的流量偏差率 设计允许的水头偏差2、允许水头差的分配允许水头偏差是由支管的水头损失和毛管的水头损

37、失两局部组成，它们各自所占的比例由于所采用的管道直径和长度不同，可以有许多种组合，因此存在着允许水头差如何合理地分配给支管和毛管的问题。允许水头差的最优分配比例受所采用的管道规格、管材价格、灌区地形条件等因素的影响，需要经过技术经济论证才能确定。在平坦地形的条件下，允许水头差按以下比例分配是经济的。式中 毛毛管允许的水头差， 支支管允许的水头差；因此，4.12.26m 4.11.84m3、毛管极限长度在特定条件下，满足设计均匀度要求的最大毛管长度称为毛管允许的最大长度或极限长度。充分利用这个长度来布置管网，可节省投资。按平坦地形估算取方案一值计算： LmINTS INT m所以，在平坦地形中毛

38、管的最大铺设长度是m。取方案二值计算：LmINTS INT1480m根据实际地形条件，灌区是有坡度的，所以支管应适当向上坡方向移动，取上局部长度为,下局部长度为。根据以下公式计算上半局部下半局部 用试算法确定每条支管上下两端毛管的长度那么上下局部的大致相等经过化简为方案一：将公式带入其中得其中和是与和相对应的高程差七区上：试取40m 95m上0.4951.24 下5.302.945 试取45m 90m上0.68431.395m 下2.79m试取43m 92m上0.60391.333 下4.80932.852试取44m 91m上0.64331.364 下4.74552.821本区取44m 91m

39、五区上：试取45m 90m上0.68431.26 下4.60352.52试取46m 89m上0.72691.2889m 下4.46422.492m本区取46m 89m三区上：因地形条件与五区上根本相同 所以本区取46m 89m一区上：试取55m 80m上1.18831.045 下3.32981.52 试取50m 85m上0.91430.953m 下3.93391.615试取53m 82m上1.07321.007 下3.56381.558本区取53m 82m七区下：试取50m 70m上0.91430.84 下2.30641.176 试取45m 75m上0.68433m 下1.5283m试取46m

40、 74m上0.72691.4997m 下m本区取46m 74m五区下：试取55m 95m上1.18831.726 下5.34152.254 试取65m 85m上1.88120.858 下3.93391.122试取66m 84m上1.96180.8712 下3.80791.1088本区取65m 85m三区下：试取70m 100m上m 下m 试取80m 90m上1.032m 下4.6035m试取75m 95m上m 下m试取76m 94m上m 下m本区取76m 94m一区下：试取60m 100m上1.356m 下2.26m 试取65m 95m上1.469m 下2.147m试取64m 96m上1.44

41、64m 下2.1696m本区取64m 96m方案二：将公式带入其中得4.614.61其中和是与和相对应的高程差设定 上4.61 下4.61七区上：试取50m 85m上1.98m 下2.6355m 试取60m 75m上1.86m 下2.3254m试取55m 80m上1.705m 下2.48m试取57m 78m上1.767m 下2.418m本区取57m 78m五区上：试取58m 77m上1.6243m 下52.156m本区取58m 77m三区上：因地形条件与五区上根本相同 所以本区取58m 77m一区上：试取65m 70m上1.235m 下1.33m 试取62m 73m上3m 下1.387m试取6

42、1m 74m上m 下1.406m本区取61m 74m七区下：试取50m 70m上0.84m 下1.176m 试取55m 65m上0.924m 下1.092m试取54m 66m上0.907m 下1.14m本区取54m 66m五区下：试取70m 80m上m 下m 试取71m 79m上0.937m 下1.043m本区取71m 79m三区下：试取80m 90m上4m 下1.161m 试取82m 88m上58m 下1.058m试取81m 89m上5m 下1.14m本区取81m 89m一区下：试取70m 90m上1.582m 下2.034m 试取73m 87m上1.65m 下m本区取73m 87m 第八章

43、 轮灌组的划分一、划分轮灌组的原那么 1轮灌组的数目应满足作物需水要求，同时使水源的水量与方案灌溉的面积相协调； 2每个轮灌组控制的面积应尽可能接近相等，以便水泵工作稳定，提高动力机和水泵的效率，减少能耗。 3轮灌组的划分应照顾农业生产责任制和田间生产管理的要求。例如，一个轮灌组包括假设干片责任地树。尽可能减少农户之间的用水矛盾，并使灌水与其它农业技术措施如施肥、修剪等得到较好地配合。 4为了便于运行操作和管理，通常一个轮灌组管辖的范围宜集中连片，轮灌顺于可通过协商自上而下或自下而上进行，有时，为了减少输水干管的流量，也可采用插花操作的方法划分轮灌组。二、最大轮灌组数目确实定 按作物需水要求，

44、全系统最大的轮灌组的数目划分如下对于固定式系统 N 式中 N允许的灌溉组最大数目，取整数； C一天运行的小时数，一般为1220小时，本设计取20小时； T灌水时间间隔周期； t一次灌水延续时间。方案一：对于1区N对于2区N方案二：对于1区N对于2区N三、各区滴头数量、灌溉需水量以及灌区划分方案一：灌区 滴头数量个 灌溉需水量m/h一区 根据灌区划分原那么将整个灌区划分为6组轮灌第1轮灌组为一区上半区第2轮灌组为一区下半区第3轮灌组为三区第4轮灌组为五区上半区第5轮灌组为五区下半区第6轮灌组为七区管网布置及轮灌组划分方案二：灌区 滴头数量个 灌溉需水量m/h一区 上半区 10204 下半区 13

45、812 三区 上半区 7072 29 下半区 8384 3五区 上半区 8704 下半区 10318 七区 上半区 7072 29 下半区 7072 29根据灌区划分原那么将整个灌区划分为6组轮灌第1轮灌组为一区上半区第2轮灌组为一区下半区第3轮灌组为三区第4轮灌组为五区上半区第5轮灌组为五区下半区第6轮灌组为七区第九章 管道水力计算一、方案一根据地形和灌溉面积选取一区下半区为典型区域1、 毛管实际水头损失毛管的进口水头为8.693.32792、 实际分配给支管的水头差3、 支管管径与支管进口水头计算如果支管采用D160PVC管内径150mm，支管水头损失为m0.772m满足要求。支管进口水头

46、为12.01790.4142.1710.26m4、 分干管和干管的水力计算以选定的典型灌区一区下半区为最不利轮灌组，分干管L长度为74m，干管长度为720m。因采用一个轮灌组控制一个灌溉区，那么此分干管L与干管流量相同 /h 利用经济流速初选干管管径 D1313103.98mm选用管径D160mm的PVC管作为分干管和干管。分干管与干管水头损失为0.385m 3.75m干管进口水头为8.65m5、 分干管的管件细部设计 干管分干管的设计都采用PVC管材，管道之间均使用承插方式。具体管件连接见管件连接图。6、 系统总扬程确实定和水泵选型 由最不利轮灌组推求的总水头就是系统的总扬程。滴灌系统的总扬

47、程应从滴灌系统中离水源最远的那个滴头或相对位置最高的那一滴头算起，即设计参考点算起，然后由滴头、毛管、支管、干管、首部枢纽、水泵到水源水面平均水位高程，逐级计算各局部水头损失。如果首部枢纽水头损失包括过滤器、控制阀、施肥罐、弯头和泵管等 10m ，水泵总扬程为 8.65107088.65m二、方案二选取一区下半区离水源最远的区1、 毛管实际水头损失根据地形和灌溉面积选取一区下半区为典型区域向下为87m：m向上为(73m)：向上方向毛管的进口水头为8.69m2、 实际分配给支管的水头差3、 支管管径与支管进口水头计算如果支管采用D110PVC管内径103mm，支管水头损失为mm满足要求。支管进口

48、水头为+0m4、 分干管和干管的水力计算以选定的典型灌区一区下半区为最不利轮灌组，分干管L长度为83m，干管长度为607m。因采用一个轮灌组控制一个灌溉区，那么此分干管L与干管流量相同 /h 利用经济流速初选干管管径 D1313mm选用管径D110mm的PVC管作为分干管和干管。分干管与干管水头损失为m m干管进口水头为m5、 分干管的管件细部设计 干管分干管的设计都采用PVC管材，管道之间均使用承插方式。具体管件连接见管件连接图。6、 系统总扬程确实定和水泵选型 由最不利轮灌组推求的总水头就是系统的总扬程。滴灌系统的总扬程应从滴灌系统中离水源最远的那个滴头或相对位置最高的那一滴头算起，即设计

49、参考点算起，然后由滴头、毛管、支管、干管、首部枢纽、水泵到水源水面平均水位高程，逐级计算各局部水头损失。如果首部枢纽水头损失包括过滤器、控制阀、施肥罐、弯头和泵管等 10m ，水泵总扬程为 1070m2选取三区灌溉需水量最大的灌溉区1、 毛管实际水头损失上半区向上为58mm向上方向毛管的进口水头为8.6921m2、 实际分配给支管的水头差m3、 支管管径与支管进口水头计算如果支管采用D110PVC管内径103mm，支管水头损失为mm满足要求。支管进口水头为2.52+1m4、 分干管和干管的水力计算以选定的典型灌区三区为最不利轮灌组，分干管L长度为77m，干管长度为482m。因此轮灌组控制两个灌

50、溉区，那么 29/h /h29/h/h/h 利用经济流速初选干管管径 D1313102.83mm选用管径D110mm的PVC管作为分干管和干管。分干管与干管水头损失为mm m干管进口水头为=29.81m5、 分干管的管件细部设计 干管分干管的设计都采用PVC管材，管道之间均使用承插方式。具体管件连接见管件连接图。6、 系统总扬程确实定和水泵选型 由最不利轮灌组推求的总水头就是系统的总扬程。滴灌系统的总扬程应从滴灌系统中离水源最远的那个滴头或相对位置最高的那一滴头算起，即设计参考点算起，然后由滴头、毛管、支管、干管、首部枢纽、水泵到水源水面平均水位高程，逐级计算各局部水头损失。如果首部枢纽水头损

51、失包括过滤器、控制阀、施肥罐、弯头和泵管等 10m ，水泵总扬程为 107011m综合考虑选用方案二。第十章 首部枢纽设计集中安装于管网进口部位的加压、调节、控制、净化、施肥药、保护及量测等设备的场所称为首部枢纽。首部枢纽的设计就是正确选择和合理配置有关设备和设施，以保证微灌系统实现设计目标。首部枢纽对微灌系统运行的可靠性和经济性起着决定性作用。在选择设备时，其设备容量必须满足系统的过水能力，使水流经过各设备时的水头损失比拟小。在布置上必须把易锈金属件和肥料农药注入器放在过滤装置上游，以保证进入管道的水质满足微灌要求。一、水泵本设计的水源是出水井，因此采用潜水泵作为取水设备较为适宜。设计地域可

52、以通电，所以使用电动机驱动。根据扬程与流量选用JQ型潜水泵 250JQA806 其流量为67m/h，扬程为114m。选用J722型电动机，二、过滤器选择过滤设备主要考虑水质和经济两个因素。滴灌系统的堵塞一直是个大难题。在改良滴头设计的同时，合理的选择过滤器也是很关键。1、引起灌水器堵塞的主要原因： 有机物：有机物来自于供水水源或在灌溉季节滋生于供水管道中，有机物数量的多少主要取决于水源，如开敞式静水塘坝或水池中，会滋长大量有机物。大颗粒的有机杂质可过滤掉，但许多细小的澡类分解后仍能进入系统，然后在管道中不断絮结，并在灌水器出口处形成一道弧形的堆积带，从而堵塞灌水器流道。 微生物：经常出现的微生

53、物主要含铁和硫离子。含铁的微生物是由可溶解的亚铁离子氧化而成，粘附在管道内壁和灌水器流道中，形成一种称做赭石的沉积物，会很快堵塞灌水器。硫化物是一种白色或黄色的粘稠纤维沉积物，其外表会吸咐很多其它杂质。 无机物：例如砂子、碎石硝等其它杂质，由于其粒径过大无法穿过灌水器流道，从而引起堵塞。甚至悬浮于水中的粘土粒，也会聚集成大的颗粒堵塞灌水器流道。 化学杂质：通常水体中含大量Ca、Mg、Mn等矿物质，它们沉积后会形成水垢；具有施肥功能的微灌系统，一些随肥料、农药进入系统的可溶离子，由于温度、压力、PH值等因素的变化，也可能形成沉积物而堵塞灌水器。2、 过滤系统选型灌水器一旦堵塞，会引起配水不均、系

54、统性能下降，甚至造成整个系统瘫痪，这样就不得不消耗大量人力和财力来排除堵塞或重建系统。因此为防止灌水器堵塞和投资浪费，任何微灌系统都必须合理配置过滤设备。在选择过滤设备之前，应首先确定以下因素：弄清楚灌溉水中含有哪些杂质。通过水质化验可获得杂质的粒径、物理特性、浓度等指标，这些指标将决定所选过滤器型式及其维护方式。 确定所选灌水器的流道直径，将用此直径选定过滤器的过滤能力。 确定灌溉系统的峰值流量，将用此流量选择过滤器的过滤容量。 进行造价比拟。假设选定了一种过滤器，但必须把自动控制和维护管理费用加进总造价中，进行经济比拟后选择适宜的过滤系统。 所选过滤器的目数即过滤器的过滤能力取决于灌水器的

55、流道直径，大量观测数据说明，仅七、八个悬浮固体颗粒就可在流道出口处形成一个弧形堆积带，从而引起灌水器堵塞。要防止这种弧形堆积带的形成，对于微喷系统的过滤器，必须能将大于1/7喷咀直径的杂质全部滤掉；对采用长流道滴头的滴灌系统，过滤器的过滤能力务必到达能将大于1/10滴孔直径的杂质全部滤出。对于不同的微灌系统，过滤器的滤孔直径可用公式表示如下： 微喷系统： dL=dP/7 (1) 滴灌系统： dL=dD/10 (2) 式中 dL 滤孔直径mm dP 微喷头喷咀直径mm dD 滴头滴孔直径mm表1给出滤孔直径与滤网目数的对应关系，设计中可参考查用。网式和叠片式过滤器的过滤能力通常以目数表示，而砂石

56、过滤器那么用过滤砂的标号表示过滤能力，因此查出目数后还需从表7中查出对应该目数的过滤砂的标号。表1 滤孔直径与滤网目数的对应关系滤孔直径dLmm目数目204080100120150180200270325在此给出不同水质条件下的常用过滤器型式见表2，此表把水质作为主要影响因素，也许再考虑其它影响因素选出的过滤器型式与该表中所列的有所不同，例如水中有机和无机物含量均小于5 mg/L，按此表选用手动冲洗网式过滤器即可，假设整个系统采用自动控制，考虑自控的要求，就需选用自动冲洗网式过滤器，表2仅供设计中参考。表3列出一些厂家微灌设备所推荐的过滤要求，以便工程设计中查用。表2 不同水质下的常用过滤器型

57、式有机物含量mg/L无机物含量mg/L常用过滤器型式55手动冲洗网式过滤器5-10手动冲洗叠片式过滤器10自动冲洗网式或叠片式过滤器5-105自动冲洗网式或叠片式过滤器5-10手动反冲洗砂石过滤器10手动反冲洗砂石过滤器10自动反冲洗砂石过滤器表3 局部微灌设备推荐的过滤要求厂商型 号名 称流 量 L/h网式过滤目砂石滤料雨 鸟 公 司RT TPC压力补偿滴灌带200#20石英砂Dripline PC压力补偿滴灌管120#11花岗岩EM TPC压力补偿滴头200#16石英砂Lady Bug非压力补偿滴头200#16石英砂Lady Bug非压力补偿滴头100#8花岗岩MQ微喷头150#11花岗岩

58、MQ微喷头120#11花岗岩MQ微喷头100#8花岗岩SP12微喷头150#11花岗岩SP16、SP24及SP30微喷头100#8花岗岩耐特费姆RAM压力补偿滴灌管140#11花岗岩RAM压力补偿滴灌管120#12石英砂绿源S、J系列微喷头80#8花岗岩ODP管上式滴灌管120#11花岗岩IDP内镶式滴灌管120#11花岗岩3、 沉沙池 一般水中含沙量超过200mg/L或水中含有氧化铁，均需建沉沙池进行水质处理，沉沙池设计应遵循以下原那么：微灌系统的取水口尽量远离沉沙池的进水口。 在灌溉季节结束后，沉沙池必须能保证排掉所沉积的泥沙。 微灌系统尽量提取沉沙池的表层水。 在满足沉沙速度和沉沙面积的

59、前提下，应建窄长形沉沙池，这种形状的沉沙池比方形沉沙池的沉沙效果好。表4给出了不同粒径泥沙的沉降速度。 从过滤器反冲出的水应回流至沉沙池，但其回水口应尽量远离微灌系统的取水口。 表4 不同粒径泥沙的沉降泥沙质地粒径mm沉降速度m/min粗沙38中沙22细沙5粉细沙壤土粘土泥沙沉降的快慢取决于其自身的粒径和重量，由于粘土颗粒很小，需要的沉降时间太长，要在沉沙池中完全沉降是不现实的，即使过滤系统也无法去除如此小的颗粒，因此允许悬浮在水中，并通过过滤器由滴头滴出。由于毛管末端的流速很低，很可能在此处发生堵塞，一段时间后通过冲洗毛管即可解决。 可由式3计算出沉沙池中泥沙需要的沉降时间： t =h/V

60、(3) 式中： t 需要的沉降时间(min) h 泵吸水管入口位于水面以下的深度(m) V 泥沙沉降速度(m/min)，查表4虽然用沉沙池处理悬浮泥沙的效果很好，但同时由于容易滋生藻类和微生物，造成有机物含量增加，因此应对水质加以分析，再决定微灌系统应选用何种类型的过滤器。4、砂石别离器 砂石别离器是由高速旋转水流产生的离心力，将砂粒和其它较重的杂质从水体中别离出来，它内部没有滤网，也没有可拆卸的部件，保养维护很方便。其底部的积沙室必须频繁冲洗，以防沉积的泥沙再次被带入系统。针对有机物或比水轻的杂质，砂石别离器的别离效果很差。范围内，假设水头损失小于，那么说明流量太小而形不成足够的离心力，将不