喷灌系统的规划设计课件-002

喷灌系统的规划设计喷灌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省水、增产省劳力提高土地利用率防止土壤冲刷和盐碱化优点：缺点：受风的影响大在空气中的损失大耗能大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选取最不利轮灌组，以最不利轮灌组确定干管管径。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喷头的工作压力水头之差不超过喷头设计工作压力水头的20%假设，灌区120亩（270m×290m），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=0mm/d，设计灌水周期7d。水文地质、土壤（质地、土层厚度、冻土深度、土壤入渗率等）T（天）×C日开机小时数×Q井(m3/h)9,K反映了风的影响)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△h允许=H喷工×20％喷头设计射程：R设＝KR（2）组合后的喷灌均匀度不低于规范规定的数值A＝14×60/(0.（五）、拟定喷灌工作制度（四）、选择喷头及确定喷头组合形式若选用干管为D＝110mm（内径100mm）的PVC管允许一次同时工作的喷头数(1)灌区地势、地形资料大型平移或时针式喷灌机——大型农场若选用干管为D＝110mm（内径100mm）的PVC管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

√喷灌系统的规划设计喷灌系统的规划设计收集规划所需资料水量平衡计算选择喷灌系统的形式选择喷头及确定喷头的组合形式布置干、支管拟定喷灌工作制度管网水力学计算图纸绘制材料统计工程预算效益分析施工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：①选择设计典型年②计算典型年的作物需水量和典型年灌溉用水量③其它用水3.用水平衡计算②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①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③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——用于小麦等小型机组式——山区或经济价值较低的作物绞盘式喷灌机——小麦等大田作物大型平移或时针式喷灌机——大型农场4.喷头的选择应符合以下要求：（1）组合后的喷灌强度不超过土壤的允许喷灌强度值（2）组合后的喷灌均匀度不低于规范规定的数值（3）雾化指标应符合作物要求的数值

且要考虑：灌溉作物，土壤，考虑风速水文地质、土壤（质地、土层厚度、冻土深度、土壤入渗率等）允许一次同时工作的喷头数边勘测——边设计——边施工×组合方式有：正方形、矩形、正三角形、三角形和扇形等(3)种植制度及群众高产灌溉经验：（五）、拟定喷灌工作制度计算支管水头损失若选用D＝63mm的PVC管，（2）组合后的喷灌均匀度不低于规范规定的数值半固定式喷灌系统——用于小麦等选取最不利轮灌组，以最不利轮灌组确定干管管径。此原则也等同于：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的20%4、管线纵剖面应力求平顺，减少折点（避免固定式喷灌系统规划设计实例施工T（天）×C日开机小时数×Q井（m3/h）＝T（天）计算干管水头损失、确定干管管径52+2+20=73.②当来水总量满足要求，但在时间分配上不能满足，修建蓄水池调节绞盘式喷灌机——小麦等大田作物壤粘土假设，灌区120亩（270m×290m），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=0mm/d，设计灌水周期7d。喷头的组合方式原则：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：正方形、矩形、正三角形、三角形和扇形等

计算喷头和支管的间距

喷头设计射程：

R设＝KR计算喷灌强度

各类土壤允许的喷灌强度喷灌强度：土壤类别允许喷灌强度（mm/h）砂土20砂壤土15壤土12壤粘土10粘土85.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、拟定喷灌工作制度（1）.灌水定额：（2）.一次灌水时间：（3）.允许一次同时工作的喷头数局部水头损失计算：可根据水力学有关公式计算7、管道水力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。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喷头的工作压力水头之差不超过喷头设计工作压力水头的20%此即为20%规则

20%原则固定式喷灌系统规划设计实例假设，灌区120亩（270m×290m），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=0mm/d，设计灌水周期7d。

（一）、收集规划收集所需的资料地形、气象水文地质、土壤（质地、土层厚度、冻土深度、土壤入渗率等）作物品种和种植结构动力、水源（出水量、动水位等）社会经济状况考虑风速：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来用水平衡：来水量＝用水量，即：＝35m+1m+3/4×6.在山区，支管沿等高线布置考虑土壤：砂壤土－喷灌强度较大的喷头(6)作物耗水量假设，灌区120亩（270m×290m），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=0mm/d，设计灌水周期7d。固定式喷灌系统规划设计实例(1)灌区地势、地形资料1、管道总长短，造价低式中：f—与沿程阻力系数有关的摩阻系数壤土砂壤土计算干管水头损失、确定干管管径(3)种植制度及群众高产灌溉经验：×(e-p)/1000×A×667(4)农业气象绞盘式喷灌机－小麦等大田作物组合方式有：正方形、矩形、正三角形、三角形和扇形等允许一次同时工作的喷头数（2）组合后的喷灌均匀度不低于规范规定的数值计算支管水头损失若选用D＝63mm的PVC管，×(e-p)/1000×A×6679,K反映了风的影响)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。（四）、选择喷头及确定喷头组合形式喷喷灌中常采用以下经验公式计算沿程水头损失：7、水源应在地块中央，经济。m—流量指数当D＝63mm时，△h支=6.5、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。允许一次同时工作的喷头数在山区，支管沿等高线布置动力、水源（出水量、动水位等）绞盘式喷灌机——小麦等大田作物可行性研究报告——上级主管部门——审批——立项——规划设计√半固定式喷灌系统－用于小麦等灌溉作物为经济价值较高的蔬菜，选择固定式喷灌系统本例中，第一轮灌组（顶端）为最不利轮灌组＝35m+1m+3/4×6.水文地质、土壤（质地、土层厚度、冻土深度、土壤入渗率等）已知水源供水量，确定灌溉面积已知灌溉面积，确定引水量和调蓄容积方法：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）、水量平衡计算目的：来用水平衡：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

A＝14×60/(0.667×e)=209亩根据前面讲述：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－用于小麦等小型机组式－山区或经济价值较低的作物绞盘式喷灌机－小麦等大田作物大型平移或时针式喷灌机－大型农场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根据前面讲述：1.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：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3.计算喷头和支管的间距设计射程R设＝K×R(K=0.7——0.9,K反映了风的影响)本例中：R设＝0.7×18＝12.6m如采用正方形布置，喷头和支管间距为：L=b=1.42×R设＝=1.42×12.6＝17.8m≈18m4.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：2.一次灌水时间：3.允许一次同时工作的喷头数本例中：（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计算支管上允许的最大压力差（20％规则）△h允许=H喷工×20％＝350kPa×20％＝70kPa=7m计算支管水头损失若选用D＝63mm的PVC管，当D＝63mm时，△h支=6.55m<7m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＋3/4△h支±1/2Z＝35m+1m+3/4×6.55m+0=40.91m2.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＝8×3.2×2＝51.2m3/h，干管长L＝270m若选用干管为D＝110mm（内径100mm）的PVC管△h干＝1.1×f×L×Qm/db=8.61m3.计算干管进口水头H＝H干管进口＋△h首＋动水位＝49.52+2+20=73.52mQ=51.2m3/h4.计算水泵扬程和流量5.反算其他支管270m290m干管18m（七）、布置干、支管支管水井（2）组合后的喷灌均匀度不低于规范规定的数值(6)作物耗水量可行性研究报告——上级主管部门——审批——立项——规划设计√4、管线纵剖面应力求平顺，减少折点（避免计算支管进口水头H支管进口＝H喷头设计压力＋H竖管高度＋3/4△h支±1/2Z（1）组合后的喷灌强度不超过土壤的允许喷灌强度值（四）、选择喷头及确定喷头组合形式施工各类土壤允许的喷灌强度水文地质、土壤（质地、土层厚度、冻土深度、土壤入渗率等）△h允许=H喷工×20％玉米高粱等－水滴较大和喷灌强度较大的高压喷头施工允许一次同时工作的喷头数若选用干管为D＝110mm（内径100mm）的PVC管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。壤土允许喷灌强度（mm/h）△h允许=H喷工×20％②计算典型年的作物需水量和典型年灌溉用水量（1）组合后的喷灌强度不超过土壤的允