微灌技术设计实例概要课件

微灌设计实例微灌设计实例1一、设计基本资料西北某苹果园面积194亩，株行距为3X3米，地形平坦，土层厚度1.5米，1.0米土层平均干容重1.32t/m3，田持(占土体体积)为21％，多年平均降雨量250mm，多年平均蒸发量1500mm，果园南边有一水井，出水量为50m3／h，动水位为20米，按田间试验，该地苹果最大耗水量为5mm／d一、设计基本资料西北某苹果园面积194亩，株行距为3X3米2400m324m井果园平面布置图400m324m井果园平面布置图3二、滴灌系统规划设计参数确定滴灌设计日耗水强度I＝5mm／d滴灌土壤湿润比不得小于30％设计供水均匀度98％灌溉水利用系数95％二、滴灌系统规划设计参数确定4三、水量平衡计算用水分析：选取设计典型年，计算典型年的灌溉用水量和用水过程降雨频率50％一中等年降雨频率75％一中等干旱年降雨频率85～90％---干早年微灌工程一般采用降雨频率75～90％的水文年作为典型年三、水量平衡计算用水分析：5来用水平衡计算确定过程规模，如灌溉面积，蓄水工程规模本例水泵开机时间取15小时，A=50×15/(0.667×5)=224亩可控制微灌面杉224亩>194亩来用水平衡计算6四、选择灌水器类型与确定毛管布置方式选用进口滴灌管(以色列NaanTif)，该滴灌管滴头流量压力关系为工作水头hd=10米时，滴头流量为2.3升／时，选择滴头间距为1米的滴灌管，每行果树布置一条滴灌管四、选择灌水器类型与确定毛管布置方式选用进口滴灌管(以色列N7湿润比计算一般，当滴头为2升、时，在砂壤土中的湿润直径为0.8-1m（经验值）每棵果树的湿润面积每棵果树占地面积湿润比＝=1.0×3/(3×3)＝33％湿润比计算一般，当滴头为2升、时，在砂壤土中的湿润直径为0.8五、根据设计灌水均匀度计算毛管最大铺设长度当没计灌水均匀度为98％时，小区最大流量偏差qv=0.1，则小区最大水头偏差：将有关数据代入上式得：五、根据设计灌水均匀度计算毛管最大铺设长度当没计灌水均匀度为9根据公式计算得hmax＝11.2m，hmin＝9.3m小区内滴头最大水头差11.2-9.3=1.9米根据支毛管水头差分配比：

根据公式计算得hmax＝11.2m，hmin＝9.3m10毛管最大允许铺设长度

(采用试算法)毛管水头损失当L=150米时，hd=1.51m当L=140米时，hd=1.25m

当L=130米时，hd=1.02m当L=100米时，hd=0.5m

根据地形情况，取毛管长度L=100m，此时，毛管水头损失为hf＝0.5m毛管最大允许铺设长度

(采用试算法)毛管水头损失当L=111六、布置管网系统水井出水量50m3/h单条毛管长度100米，每米一个滴头，每个滴头流量2.3升／时，则每条毛管流量Q毛＝100×2.3＝230升／时＝0.23m3／h每个轮灌组毛管条数n=50／0.23=217条取为偶数条，即216条整个灌区毛管总条数(3米一条毛)为：324m／3×4＝432条轮灌组数为432／216＝2六、布置管网系统水井出水量50m3/h12七、轮灌组划分根据轮灌组划分的原则，此题中，比较好的轮灌组划分为第Ⅰ和第Ⅲ灌水小区为一个轮灌组第Ⅱ和第Ⅳ灌水小区为一个轮灌组为说明管网水力学计算过程，我们将第1和n灌水小区划分为第一轮灌组第Ⅲ和第Ⅳ灌水小区划分为第二轮灌组七、轮灌组划分根据轮灌组划分的原则，此题中，比较好的轮灌组划13400m324m井ⅠⅡⅢⅣ支管1-1支管1-2分干管1分干管2支管1-3支管1-4干管1干管2100m27条400m324m井ⅠⅡⅢⅣ支管1-1支管1-2分干管1分干管14(一)支管水力计算由于当毛管为100m时，毛管水头损失为0.5m，而小区内滴头最大水头差为1.9m，则支管最大允许水头差或水头损失为1.9-0.5＝1.4m管选用D63PE管(内径53mm)管上毛管条数272条，即27各出水口管进口总流量Q＝0.23×2×27＝2.42m3／h支管长度L＝27×3＝81m支管水头损失hf＝1.43m≈1.4米(支管允许水头损失)(一)支管水力计算由于当毛管为100m时，毛管水头损失为015(二)分干管水力计算分干管选用PVC管，分干管流量Q=27×2×2×0.23=24.84m3/h利用经济管径计算公式：初选管径D=75mm（内径70mm）干管水头损失hf＝4.42m(二)分干管水力计算分干管选用PVC管，分干管流量Q=27×16(三)干管水力计算一般，一最不利轮灌组计算确定干管直径，在确定了水泵扬程后，到推确定其他轮灌组分干管或支管的直径此题中最北面的第1和H灌水小区构成的轮灌组为最不利轮灌组干管总流量：Q＝24.84×2＝49.68m3／h干管长度263m利用经济流速初选干管管径选D=110PVC管(内径103mm)作为干管干管水头损失=6.27m(三)干管水力计算一般，一最不利轮灌组计算确定干管直径，在确17(四)首部枢纽水头损失计算首部枢纽水头损失包括：闸阀、过滤器、施肥器、管件和泵管等查阅设备样本，确定各部件的水头损失总水头损失考虑hf首部＝15m(四)首部枢纽水头损失计算18(五)水泵扬程确定与水泵选型水泵扬程＝滴头允许最小工作水头+毛管水头损失+支管水头损失十分干管水头损失+干管水头损失+首部水头损失+动水位f＝9.3+0.5+1.4+4.42+6.27+15+20＝56.89m水泵流量Q＝49.68m3／h选定水泵型号(五)水泵扬程确定与水泵选型水泵扬程＝滴头允许最小工作水头+19(六)计算其他轮灌分干管直径第二轮灌组中分干管-2管径计算利用水泵性能曲线确定系统流量时的实际扬程，假定与汁算的扬程没有变化，可由水泵扬程推算出第2分干管入口压力h2分干管＝水泵扬程一动水位一首部水头损失＝分干管进口至第2分干管入口处的水头损失＝56.89-20-15-2.4＝19.49m(六)计算其他轮灌分干管直径第二轮灌组中分干管-2管径计算20由前面计算可知，分干管进口水头为10.9m，两者相差8.59m分干管2需要将8.59m水头消去，选择变径组合，即选D63PVC管55米加上D75PVC管45米，其总水头损失约为8.59m由前面计算可知，分干管进口水头为10.9m，两者相差8.5921八、首部枢纽设计九、绘制系统布置图十、材料单与预算十一、经济分析十二、施工注意事项十三、运行管理注意事项

八、首部枢纽设计22微灌设计实例微灌设计实例23一、设计基本资料西北某苹果园面积194亩，株行距为3X3米，地形平坦，土层厚度1.5米，1.0米土层平均干容重1.32t/m3，田持(占土体体积)为21％，多年平均降雨量250mm，多年平均蒸发量1500mm，果园南边有一水井，出水量为50m3／h，动水位为20米，按田间试验，该地苹果最大耗水量为5mm／d一、设计基本资料西北某苹果园面积194亩，株行距为3X3米24400m324m井果园平面布置图400m324m井果园平面布置图25二、滴灌系统规划设计参数确定滴灌设计日耗水强度I＝5mm／d滴灌土壤湿润比不得小于30％设计供水均匀度98％灌溉水利用系数95％二、滴灌系统规划设计参数确定26三、水量平衡计算用水分析：选取设计典型年，计算典型年的灌溉用水量和用水过程降雨频率50％一中等年降雨频率75％一中等干旱年降雨频率85～90％---干早年微灌工程一般采用降雨频率75～90％的水文年作为典型年三、水量平衡计算用水分析：27来用水平衡计算确定过程规模，如灌溉面积，蓄水工程规模本例水泵开机时间取15小时，A=50×15/(0.667×5)=224亩可控制微灌面杉224亩>194亩来用水平衡计算28四、选择灌水器类型与确定毛管布置方式选用进口滴灌管(以色列NaanTif)，该滴灌管滴头流量压力关系为工作水头hd=10米时，滴头流量为2.3升／时，选择滴头间距为1米的滴灌管，每行果树布置一条滴灌管四、选择灌水器类型与确定毛管布置方式选用进口滴灌管(以色列N29湿润比计算一般，当滴头为2升、时，在砂壤土中的湿润直径为0.8-1m（经验值）每棵果树的湿润面积每棵果树占地面积湿润比＝=1.0×3/(3×3)＝33％湿润比计算一般，当滴头为2升、时，在砂壤土中的湿润直径为0.30五、根据设计灌水均匀度计算毛管最大铺设长度当没计灌水均匀度为98％时，小区最大流量偏差qv=0.1，则小区最大水头偏差：将有关数据代入上式得：五、根据设计灌水均匀度计算毛管最大铺设长度当没计灌水均匀度为31根据公式计算得hmax＝11.2m，hmin＝9.3m小区内滴头最大水头差11.2-9.3=1.9米根据支毛管水头差分配比：

根据公式计算得hmax＝11.2m，hmin＝9.3m32毛管最大允许铺设长度

(采用试算法)毛管水头损失当L=150米时，hd=1.51m当L=140米时，hd=1.25m

当L=130米时，hd=1.02m当L=100米时，hd=0.5m

根据地形情况，取毛管长度L=100m，此时，毛管水头损失为hf＝0.5m毛管最大允许铺设长度

(采用试算法)毛管水头损失当L=133六、布置管网系统水井出水量50m3/h单条毛管长度100米，每米一个滴头，每个滴头流量2.3升／时，则每条毛管流量Q毛＝100×2.3＝230升／时＝0.23m3／h每个轮灌组毛管条数n=50／0.23=217条取为偶数条，即216条整个灌区毛管总条数(3米一条毛)为：324m／3×4＝432条轮灌组数为432／216＝2六、布置管网系统水井出水量50m3/h34七、轮灌组划分根据轮灌组划分的原则，此题中，比较好的轮灌组划分为第Ⅰ和第Ⅲ灌水小区为一个轮灌组第Ⅱ和第Ⅳ灌水小区为一个轮灌组为说明管网水力学计算过程，我们将第1和n灌水小区划分为第一轮灌组第Ⅲ和第Ⅳ灌水小区划分为第二轮灌组七、轮灌组划分根据轮灌组划分的原则，此题中，比较好的轮灌组划35400m324m井ⅠⅡⅢⅣ支管1-1支管1-2分干管1分干管2支管1-3支管1-4干管1干管2100m27条400m324m井ⅠⅡⅢⅣ支管1-1支管1-2分干管1分干管36(一)支管水力计算由于当毛管为100m时，毛管水头损失为0.5m，而小区内滴头最大水头差为1.9m，则支管最大允许水头差或水头损失为1.9-0.5＝1.4m管选用D63PE管(内径53mm)管上毛管条数272条，即27各出水口管进口总流量Q＝0.23×2×27＝2.42m3／h支管长度L＝27×3＝81m支管水头损失hf＝1.43m≈1.4米(支管允许水头损失)(一)支管水力计算由于当毛管为100m时，毛管水头损失为037(二)分干管水力计算分干管选用PVC管，分干管流量Q=27×2×2×0.23=24.84m3/h利用经济管径计算公式：初选管径D=75mm（内径70mm）干管水头损失hf＝4.42m(二)分干管水力计算分干管选用PVC管，分干管流量Q=27×38(三)干管水力计算一般，一最不利轮灌组计算确定干管直径，在确定了水泵扬程后，到推确定其他轮灌组分干管或支管的直径此题中最北面的第1和H灌水小区构成的轮灌组为最不利轮灌组干管总流量：Q＝24.84×2＝49.68m3／h干管长度263m利用经济流速初选干管管径选D=110PVC管(内径103mm)作为干管干管水头损失=6.27m(三)干管水力计算一般，一最不利轮灌组计算确定干管直径，在确39(四)首部枢纽水头损失计算首部枢纽水头损失包括：闸阀、过滤器、施肥器、管件和泵管等查阅设备样本，确定各部件的水头损失总水头损失考虑hf首部＝15m(四)首部枢纽水头损失计算40(五)水泵扬程确定与水泵选型水泵扬程＝滴头允许最小工作水头+毛管水头损失+支管水头损失十分干管水头损失+干管水头损失+首部水头损失+动水位f＝9.3+0.5+1.4+4.42+6.27+15+20＝56.89m水泵流量Q＝49.68m3／h选定水泵型号(五)水泵扬程确定与水泵选型水泵扬程＝滴头允许最小工作水头+41(六)计算其他轮灌分干管直径第二轮灌组中分干管-2管径计算利用水泵性能曲线确定系统流量时的实际扬程，假定与汁算的扬程没有变化，可由水泵扬程推算出第2分干管入口压力h2分干管＝水泵