滴灌系统规划设计

滴灌系统规划设计李宝珠2012年4月滴灌原理、分类与选型滴灌系统设计目标滴灌系统设计滴灌设计中应注意的几个问题滴灌系统规划设计水，养分二氧化碳滴灌为农户提供了最有效的水肥控制手段滴灌直接将水滴在作物根部土壤中滴灌原理、分类与选型滴灌直接将水滴在作物根部土壤中大流量滴头低流量滴灌原理、分类与选型滴灌原理、分类与选型大田作物滴灌蔬菜滴灌设施农业滴灌林果滴灌滴灌：利用滴头、滴灌管（带）等设备，以细流或滴水的方式，湿润作物根区附近部分土壤的灌水方法。（1）地面滴灌固定式滴灌半固定式滴灌全移动式滴灌（2）地下滴灌滴灌原理、分类与选型滴灌：利用滴头、滴灌管（带）等设备，以细流或滴水的方式，湿润作物根区附近部分土壤的灌水方法。（1）地面滴灌固定式滴灌半固定式滴灌全移动式滴灌（2）地下滴灌滴灌原理、分类与选型应根据当地农作物、土壤、气候、经济、劳动力、人员素质等情况合理选择滴灌系统模式干管→支管→辅管→毛管滴灌原理、分类与选型干管→支管→毛管重力滴灌小农户系统自动化控制压力不尝式滴灌系统设计目标滴灌系统设计灌水质量经济性灌水量均匀度一次性造价运行费用经济效益运行管理管理方便便于维护水量平衡计算`以水定地以地定水灌水小区设计支+辅+毛支+毛干管优化设计工程规划设计图设计说明书工程材料表水利计算表资料收集首部设备选型设计参数的确定滴灌系统设计非压力补偿式灌水器滴灌系统设计基本步骤系统布置系统工作制度滴灌系统设计水源、气象、地形、土壤、作物、灌溉实验、能源、材料、设备、社会经济状况与发展规划。资料收集设计参数滴灌系统设计土壤湿润比：灌溉湿润的土体占计划湿润层深度总土体的百分比。通常用地表下20－30cm深度的湿润面积与总面积的比值表示。%100%100LwrtweSSSSSnSp带状湿润：《微灌工程技术规范》提供的设计土壤湿润比参考值（%）作物滴灌微喷灌果树25～4040～60葡萄瓜类30～5040～70蔬菜60～9070～100粮，棉，油等作物60～90设计参数滴灌系统设计注干旱地区取高值。《微灌工程技术规范》提供的设计耗水强度参考值(mm/d)作物滴灌微喷灌葡萄、树、瓜类3～74～8蔬菜（露地）4～75～8粮、棉、油等作物4～7蔬菜（保护地）2～4设计参数滴灌系统设计注干旱地区取高值。设计参数滴灌系统设计灌溉水利用系数：滴灌不应低于0.9微喷灌、涌泉灌不应低于0.85日工作小时数：不应大于22h灌水器设计流量偏差率：不应大于20％设计灌水定额设计参数滴灌系统设计/1.0minmaxzpm设计灌水周期)/(aImT一次灌水延续时间dleqSmStdrtnqSmSt或水量平衡计算滴灌系统设计以地定水:TCmAQ10CAIQa10或以水定地:aIQCA10图4-16毛管铺设方向不同时管网系统布置的变化种植方向为Y方向b1要求的毛管方向b2要求的支管方向支管作物毛管b4要求的干管位置b3要求的分干管方向支管分干管干管分干管b4'要求的干管位置或干管分干管种植方向为X方向a1要求的毛管方向a2要求的支管方向毛管支管作物a4要求的干管位置a3要求的分干管方向分干管分干管干管a4'要求的干管位置或分干管干管OXY系统布置滴灌系统设计毛管与滴头的布置果树毛管毛管果树毛管果树毛管毛管毛管果树灌水器果树毛管绕树环状管②双行毛管平行布置③单行毛管环状布置系统布置滴灌系统设计①单行毛管直线布置④大田作物滴灌毛管的布置形式毛管的长度直接影响灌水的均匀度和工程费用，毛管长度越大，支管间距越大，支管数量越少。工程投资越少，但灌水均匀度降低。因此，布置的毛管长度应控制在允许的最大长度以内，而允许的最大毛管长度应满足设计均匀的要求，并由水力计算确定。干管、支管、毛管应综合考虑。系统布置滴灌系统设计系统布置滴灌系统设计棉花滴灌常见的毛管布置毛管铺设方向必须顺延作物种植方向。毛管的间距(SL)是由作物的种植结构——株距和行距及其需水要求，结合土壤性质及毛管自身的水力特性决定的。毛管的铺设间距SL一旦被确定，则毛管亩用量和本滴灌系统毛管的总用量是一个定值。毛管亩用量(m/亩):L亩=666.7/SL(m/亩)系统毛管总用量:L系=L亩*A系统布置滴灌系统设计系统布置滴灌系统设计灌水小区设计滴灌系统设计灌水小区：具有独立流量控制的一组毛管或一条毛管。灌水小区构成灌水小区设计滴灌系统设计压力分布：单条毛管灌水小区灌水小区设计滴灌系统设计灌水小区计算步骤：（1）灌水小区设计允许水头偏差)115.01(1vvvqxxqxhdvhhH灌水小区设计滴灌系统设计灌水小区计算步骤：（2）灌水小区设计允许水头偏差在支毛管间的分配Hh11Hh22灌水小区设计滴灌系统设计灌水小区计算步骤：（3）毛管极限孔数和极限长度0)1(SNSLmm毛75.175.4kfqdJr毛毛毛75.475.1dhkfSqGdd毛364.075.175.42446.5dmkSqdhINTN)1(75.252.075.22mmdNrNGhh'75.2'75.22)52.0(75.2152.075.21nmnmdpNrpNGhh75.2)52.0(175.22mmdNNrGhh灌水小区设计滴灌系统设计灌水小区计算步骤：（4）毛管进口设计工作水头75.2)52.075.2顺毛毛（NhGHdSJNHRhhd毛顺毛毛)1(5.01075.475.1010)(JSdqNkfShhd顺毛灌水小区设计滴灌系统设计灌水小区计算步骤：（5）支管极限孔数、长度及进口工作压力与毛管计算相同！划分轮灌小区：要考虑以下因素造价用户要求承包方式地形地貌管网布置系统工作制度确定滴灌系统设计（1）系统工作制度滴灌系统的工作制度通常分为续灌、轮灌和随机供水三种情况。不同的工作制度要求系统的流量不同，因而工程费用也不同，在确定工作制度时，应根据作物种类，水源条件和经济状况等因素作出合理选择。轮灌组的数目根据水源流量和各级管道的经济管径、输水能力和作物的需水要求确定，同时使水源的水量与计划灌溉的面积相协调，一般可由下式计算：N≤CT/t实践表明，轮灌组过多，会造成运行管理不便和各农户的用水矛盾，按上式计算的N值为允许的最多轮灌组数。系统工作制度确定滴灌系统设计系统工作制度确定滴灌系统设计毛管流量niimqQ1dmnqQ或系统工作制度确定滴灌系统设计支管流量mZZQPQQ1毛管单向铺设：mZZQPQQ21毛管双向等长铺设：系统工作制度确定滴灌系统设计干管流量续灌时干管流量：任一干管段的流量等于该段干管以下支管流量之和。管干水源支2支4支8支6支10支1支3支5支7支9毛管OEDCBA系统工作制度确定滴灌系统设计干管流量轮灌运行时，任一干管段的流量等于各轮灌组运行时通过该管段的最大流量。同时工作的支管编号项目流量管段支1、支10支3、支8支5、支6支7、支4支9、支2管段设计流量OAQ支1+Q支10Q支3+Q支8Q支5+Q支6Q支4+Q支7Q支9+Q支2Max{Q支1+Q支10,Q支3+Q支8,Q支5+Q支6,Q支4+Q支7,Q支9+Q支2}ABQ支10Q支3+Q支8Q支5+Q支6Q支4+Q支7Q支9Max{Q支10,Q支3+Q支8,Q支5+Q支6,Q支4+Q支7,Q支9}BCQ支10Q支8Q支5+Q支6Q支7Q支9Max{Q支10,Q支8,Q支5+Q支6,Q支7,Q支9}CDQ支10Q支80Q支7Q支9Max{Q支10,Q支8,0,Q支7,Q支9}DEQ支10Q支80Q支7Q支9Max{Q支10,Q支8,0,Q支7,Q支9}干管优化设计滴灌系统设计能量坡度：75.475.125.047.1idQLH75.4175.125.047.1iQd干管优化设计滴灌系统设计能量坡度设计法：75.475.125.047.1idQLH75.4175.125.047.1iQd干管优化设计滴灌系统设计经济管径设计法：43.015.0)(10'干QxtDnn')'/3900(15.0DYD干管优化设计滴灌系统设计水力计算：LdkfQhbm干干'Hhhhi上计干管优化设计滴灌系统设计经济管径设计法：43.015.0)(10'干QxtDnn')'/3900(15.0DYD水泵选型：首部设备选型滴灌系统设计进泵出水口离心泵fZhH动水位井管井口潜水泵hhhH水泵选型：水泵工作点校核对：管路损失特性曲线，再与系统所需净扬程叠加后得到管路需要扬程曲线Q-H需，它与水泵特性Q-H甭曲线的交点就是该轮灌组运行时的相应水泵工作点。bpldbmZZHHHLdQfHHHH净损损净需首部设备选型滴灌系统设计注：每一个轮灌组都有一条Q-H需曲线，一台水泵只有一条Q-H甭曲线水泵选型：首部设备选型滴灌系统设计IS单级单吸离心泵，维修方便立式安装，具有结构紧凑、噪音低、占地面积小等特点立式管道离心泵，进出口径相同，远距离输水、增压水泵选型：首部设备选型滴灌系统设计过滤器选型：首部设备选型滴灌系统设计过滤器优化配置粒径浓度粘粒有机物水源水质情况灌水器抗堵能力天业滴灌灌水器要求过滤设施精度表：首部设备选型滴灌系统设计标号过滤能力(目)目/英寸孔径(mm)单翼迷宫式滴灌带1.8-3.2#8花岗岩100-1401200.125内镶式滴灌带2.3，2.5#11花岗岩140-1801800.089压力补偿滴灌管2，4，6，8#16石英砂150-2002000.074灌水器名称灌水器流量（L/h）砂过滤器选择滤料与精度筛网过滤器施肥装置：首部设备选型滴灌系统设计产品名称规格(L)适用系统面积(亩)压差施肥罐3020050200-400100400-600150600-900200900-12003001200-15000.CAFV沿毛管灌水器间距较大，湿润带宽度不大于灌水器间距时，采用下式计算：土壤湿润比滴灌系统设计应注意的几个问题沿毛管灌水器间距较小，形成湿润带时用下式计算：土壤湿润比滴灌系统设计应注意的几个问题滴灌工程输配水管网与工作水头的关系二次函数与指数函数之和，在仅考虑管径与压力等级且假设其为连续的条件下，其函数曲线形状如右图所示。设计工作水头滴灌系统设计应注意的几个问题设计水头与运行电费的关系电价、系统流量及年运行时间是由滴灌工程所在地的经济发展水平、气候条件、作物种植情况等因素决定，而系统设计水头则可以根据设计增大或减小，是影响系统年运行电费的关键因素，并与其成正比例关系。设计工作水头滴灌系统设计应注意的几个问题灌水器的设计工作水头滴灌：一般取10m，新疆大田滴灌可降至3-6m工作水头，温室重力滴灌可降至0.5-1.0m；压力补偿式滴灌取8m以上；微喷灌：10-15m工作水头；涌泉灌：5-7m工作水头。设计工作水头滴灌系统设计应注意的几个问题选用流调器时的水力设计流调器的许用水头范围大气出流条件下，流调器进口水头与流量关系的典型曲线如左图示，曲线水平（或接近水平）段（即流量基本恒定段）所对应的水头范围，为其进口许用的水头范围(即Hmin～Hmax之间)。滴灌系统设计应注意的几个问题有压出流条件下流调器允许使用水头范围流调器许用水头范围，由许用水头上、下限来限定。当流调器流态指数为零时，在许用水头范围内，流调器和毛管均应通过该流调器的公称流量QH，此时可计算出毛管进口所要求的水头,流调器通过QH且保持流量稳定的最小水头损失为；故有压出流条件下，流调器允许使用水头上、下限（即进口所要求的最高、最低水头）应为：选用流调器时的水力设计滴灌系统设计应注意的几个问题支管平行于等高线布置，毛管铺设方向为均匀坡、且毛管在支管两侧双向布置时，由于地形高差的存在，为提高灌水均匀度、降低系统造价，上坡毛管和下坡毛管的铺设长度应该上短下长。支管的位置应使