[新疆]大田滴灌设计图集335页(图文并茂)

1第一章大田滴灌工程规划布置第一节滴灌概述一、滴灌滴灌系利用专门灌溉设备以间断或连续的水滴或细流的形式缓慢地将水灌到部分土壤表面和作物根区的灌水方式，直接向作物施水的设备称为灌水器，其流量不大于12L/h。滴灌系统是由水源工程、首部枢纽、输配水管道和灌水器组成的灌溉系统。二、棉花膜下滴灌棉花膜下滴灌是在滴灌技术与棉花覆膜种植技术的优点相结合的基础上，针对新疆规模化种植特点、组装集成的一种适于机械化大田棉花栽培的现代化节水灌溉技术。压力水流经滴灌首部枢纽净化处理后，进入输水干管(常埋设在地下)、支管、铺设在地膜下方的滴灌带(或管)即毛管，再由毛管上的灌水器灌入棉花的根层土壤，供棉花根系吸收。其中，地膜下方的滴灌带，是在棉花下种时，由联合播种机将播种、铺膜、铺管同时一次完成，这是实施膜下滴灌的一项关键技术。以上构成了大田棉花膜下滴灌技术系统。它是自1996年起，由新疆兵团农八师(石河子市)率先连续三年在大田棉花生产中，边试验，边生产，创新性地对滴灌技术的应用和推广。与此同时，新疆天业股份有限公司(以下简称“天业”)以此为基础，引进、消化、改造了国外滴灌带生产设备后，生产出薄壁型滴灌带，便于机械化作业，为铺膜、播种、铺管一体化作业创造了决定性的条件，从而使滴灌技术在我国大田作物中推广应用取得了关键性的突破。进而，天业又在实施过程中，不断对管网结构进行优化，对所需设备产品进行多次改进和更新，使管网系统更趋合理，成本更低廉，逐渐形成了农民用得起的“天业大田滴灌系统模式”，赢得了广大农户的欢迎，从而在短时期得到了大面积的应用和推广。棉花膜下滴灌技术模式应用于其它机械化大田作物(如：加工番茄、玉米、烤烟、辣椒等等)，也均获成功。三、棉花膜下滴灌技术大面积成功应用后的作用本图集重点介绍的是棉花膜下滴灌工程的设计，其原因是，这项技术使兵团棉花生产在近几年取得了突飞猛进的发展，大量生产实践成果毋庸置疑地证明，其他条件同等的情况下，利用这项技术的棉花产量和效益遥遥领先于其它灌溉方式。其他大部分大田作物使用这项技术时，也产生了与此相同的效应，以致对于实行农业联产承包责任制的农户或集体来说，这项技术的应用与否，成为其是否实行承包的前提条件。其缘由十分清楚，它能节水、节地、节肥(药)、节省劳力，增产增收，并且提高了作物抵御灾害的能力和农产品质量，经济、生态、社会效益好，提供了调控农作物生长的条件，成为农业生产标准化的重要手段，是向农业现代化的建设迈出的重要一步。第二节滴灌工程的组成与分类一、滴灌系统的组成滴灌系统一般由水源工程、首部枢纽、输配水管网、灌水器及控制、量测和保护装置等组成，如图1-1所示。(一)水源工程为从水源取水进行滴灌而修建的拦水、引水、蓄水、提水、输水和沉淀工程，以及相应的输配电工程。(二)首部枢纽包括动力机、水泵、施肥(药)装置、水质净化设施和安全保护及量测控制设备。(三)输配水管网输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的有压水流按照要求输送分配到每个灌水单元和灌水器，沿水流方向依次为干管、支管、毛管及所需的连接管件2和控制、调节设备。毛管是滴灌系统中最末一级管道，直接为灌水器提供水量。支管是向毛管供水的管道，在这一环节中，有时仅布设支管，有时增设多条与支管平行的辅助支管(简称辅管)，每条辅管上布置多条(对)毛管。此时，支管通过辅管向毛管供水，这是近几年兵团在大田作物滴灌系统管网布置中普遍采用的一种形式，对轮灌运行、提高灌水均匀度起到很好的作用，具体介绍见第四章。干管是将首部枢纽与各支管连接起来的管道，起输水作用。由于滴灌系统的大小及管网布置不同，组成管网的级数也有所不同。(四)灌水器灌水器是直接向作物施水的设备，是滴灌系统中最关键的部件，其作用是把末级管道中的压力水流均匀而稳定地分配到田间土壤，满足作物对水分的需要，还可随水施肥施药。二、滴灌工程的几种分类1.按灌水器在田间的布设形式分为地下滴灌和地表滴灌；2.按照系统首部设施及输配水管道固定形式分为固定式、半固定式、全移动式；3.按系统工作压力来源分为加压式和自压式；4.按种植作物可分为粮食经济作物滴灌、瓜果蔬菜滴灌和经济林、生态林滴灌，本图集的设计实例按此分类进行介绍。第三节滴灌工程的规划布置滴灌工程规划的任务是，在收集、掌握工程涉及范围内的自然、经济、社会等基本情况及其特点的基础上，因地制宜，通过多种方案的比选，确定工程总体设计方案，使之成为工程建设的依据、技术设计的前提。规划要做到切合实际、技术先进、经济合理、使用安全。因此，一个滴灌工程在实施之前应进行精心的规划。一、滴灌系统规划原则与内容(一)规划原则1.地下水(1'.地表水）2.潜水泵(2'.离心泵）3.施肥罐4.过滤器5.主干管6.分干管7.支(辅)管8.毛管9.灌水器2'3465输配水管网与灌水器水源工程与首部枢纽6891'127水流方向（图中量测、控制、保护等设备、仪表未示，可参考相关章节文字和附图）图1-1滴灌工程系统组成示意图31.滴灌工程的规划必须与当地农业区划、农业发展计划、水利规划及农田基本建设规划相协调；应与其它灌溉技术有机地结合起来，发挥各自的优势；综合考虑与规划区域内沟、渠、林、路、输电线路、水源等布置的关系，考虑多目标综合利用，充分发挥已有水利工程的作用。2.近期需要与远景发展规划相结合。根据当前经济状况和今后农业发展的需要，把近期安排与长远发展规划结合起来，讲求实效，量力而行。根据人力、物力和财力，做出分期开发计划。3.滴灌工程规划应综合考虑工程的经济、社会和生态效益。滴灌工程的最终用户是农民，目前我国农业生产受自然条件等制约，经济发展相对滞后，能否为农民带来实效应是滴灌工程建设的基本出发点。同时，为了水资源的可持续利用和农业的可持续发展，滴灌工程的社会和生态效益也是至关重要的。因此，充分发挥滴灌技术节水、节支、增效，减轻农民的劳动强度，增加农产品产量，改善产品品质等优势，把滴灌的经济效益、社会效益和生态效益很好地结合起来，使滴灌工程的综合效益最佳，是滴灌工程规划的目标。(二)规划内容1.勘测和收集基本资料。包括地形地貌、水文、水文地质、土壤、气象、作物、灌溉制度、动力和设备、乡镇生产情况和发展规划、管理方式以及经济条件等。2.根据当地自然条件、社会和经济状况等论证工程的必要性和可行性。3.根据水资源状况、土地资源、农业生产结构、农场或乡镇其他产业的情况，确定工程的控制范围和规模。4.选择适当的取水方式。根据水源条件，选择引水或提水到高位水池、机井直接加压、地面蓄水池配机泵加压或自压等滴灌取水方式。5.滴灌系统选型。要根据当地自然条件和经济条件，因地制宜地从技术可行性和经济合理性方面选择系统形式、灌水器类型。6.工程布置。在综合分析水源水压力方式、地块形状、土壤质地、作物种植结构、种植方向、地面坡度等因素的基础上，确定滴灌系统的总体布置方案。7.作出工程估算。选择滴灌典型地段进行计算，用扩大经济技术指标估算出整个工程的投资、设备、用工和用材种类、数量以及工程效益。二、规划设计所需基本资料滴灌工程规划设计，需要收集项目区的自然条件、生产条件和社会经济等方面的基本资料。（一）自然条件1.地理位置及地形：项目区经纬度、海拔高程及有关自然地理特征；地形图，比例尺一般为1/1000～1/5000，图上要标清项目区范围，水源位置，交通道路，输电线路，地面附着物等。2.土壤：项目区土壤特性，包括土壤质地、土层厚度、渗透系数、容重、土壤水分常数、土壤温度及盐碱情况等。3.水文地质、工程地质资料：浅层地下水位及其随季节的变化，滴灌工程中各项建筑设施位置的地质条件等。4.作物：作物种类、品种、种植结构及分布，生育期，各生育阶段及天数，日需水量，当地灌溉试验资料、灌溉制度、灌水经验、主要根系活动层深度等。5.水源：水源水位（机井的静水位、动水位或地表水源在灌溉期低水位、高水位），供水流量、水质分析报告，水中泥沙含量、泥沙粒径级配等。6.气象：气温、湿度、蒸发量、多年平均降水量、灌溉季节有效降水量，无霜期及最大冻土深度等。（二）生产条件1.水利工程现状：引水、蓄水、提水、输水和机井等工程的类别、规模、位置、容量、配套完好程度和效益情况。2.生产现状：作物历年平均亩产，受旱、盐碱、虫灾、干热风、低温霜冻灾害及减产情况。3.动力和机械设备：电力或燃料供应，动力消耗情况，已有动力机械、农用耕种、收割机械情况。4.当地材料和设备生产供应情况：如滴灌工程建筑材料和各种管材、设备来源、单价、运距及当地生产的产品、设备质量、性能、市场供销情况等。5.农田规划及现状：项目区农田规划，路、渠、林、电力线路等布置状况。（三）社会经济状况1.项目区的行政区划和管理：包括所在县、市、乡、镇或团场、营连名称，人口、劳力、民族及文化和农业生产承包方式，管理体制，技术管理水平等。2.经济条件：工农业生产水平、经营管理水平、劳动力管理方式及农业人口的经济状况等。4（四）规划设计常用参数表在进行规划设计时，常将所需的常用参数列表如表1-1。序号分项田间持水量θ田（%）：土层厚度（cm)：年平均降雨量（mm/年）:有效降雨强度P0（mm/d）：pH值：含沙量：6动力7管理方式
5水源水源类型：地下水位(m)：水质有机质含量：离子含量：4作物作物名称:种植方向:株行距（cm）:作物耗水强度Ea（mm/d）：初霜日：2土壤土壤质地(分砂土、砂壤土、壤土、壤粘土、粘土):土壤容重γ(g/cm3):终霜日：3气象年平均蒸发量（mm/年):表1-1滴灌工程规划设计常用参数表内容1地块面积A(hm2或亩):地势：地理位置：地形图：见平面布置图，包括地块周边尺寸、地面坡降、地面附着物、构筑物、水源的具体位置三、工程规模之确定规划阶段应该首先进行水土平衡分析，以确定合理的工程规模。水源为机井时，应根据机井可供流量确定最大可能的灌溉面积。水源为河、塘、水渠时，应同时考虑水源水量和经济等方面的因素确定灌区面积。关于单项工程灌水规模，目前地表水滴灌工程，一个首部系统控制的灌溉面积一般为33.3-200hm2(500—3000亩)。根据新疆的特点，较为经济合理的单项工程面积为33.3-100hm2(500-1500亩)，不宜超过200hm2(3000亩)，而且大多数是灌溉单一作物。具体可依据收集到的基本资料用下列方法计算。1.在水源供水流量稳定且无调蓄能力时，如利用机井灌溉，可用式(1-1)确定滴灌面积，称之为“以水定地”。反之，灌溉面积已定时可求得系统供水流量，如河、渠类水源，也可用式(1-2)计算，这种情况称“以地定水”。aIQCA10(1-1)TCmAQ10或CAIQa10(1-2)式中：A——可灌溉面积，hm2；Q——可供流量，m3/h；Ia——设计灌溉补充强度，mm/d，Ia=Ea-P0-S，对干旱地区，Ia=Ea，Ea为灌水高峰期设计日平均耗水强度，mm/d；P0为有效降雨量，mm/d；S为根层土壤或地下水补给的水量，mm/d；C——系统每日工作小时数，h/d；η——灌溉水利用系数；m——设计毛灌水定额，mm；T——灌水周期，d。2.在水源有调蓄能力且调蓄容积已定时，可按式(1-3)确定滴灌面积。iiTIKVA10蓄(1-3)式中：K——塘坝复蓄系数，K=1.0～1.4；η蓄——蓄水利用系数，η蓄=0.6～0.7；V——蓄水工程容积，m3；Ii——灌溉季节各月的毛供水强度，mm/d；Ti——灌溉季节各月的供水天数，d。四、规划设计参数的确定和计算(一)根据有关规定、调查资料及经验所取用的参数51.保证率：随着降雨量及分配的变化，各年灌溉水量不同，根据历年降雨资料，用频率计算方法进行统计分析确定不同程度的干旱年份作为设计的依据。如中等年(降雨量频率50%)，中等干旱年(频率75%)，干旱年(频率80～95%)。滴灌设计保证率应根据自然条件和经济条件确定。如丰水地区或作物经济价值较高时，可取较高值；缺水地区或作物经济价值较低时，可取较低值，依据《规范》一般不低于85%。2.灌溉水利用系数η：指灌到田间可被作物利用的水量与水源处引进的总水量的