棉花膜下滴灌工程設(shè)計圖設(shè)計說明書

1、(一) 棉花膜下滴灌工程設(shè)計說明1、基本資料1.1南接1.2地形：項目區(qū)所在地阿克蘇阿瓦提縣豐收三場，地處拉瑪干沙漠北緣，北靠天山中段，拉瑪干沙漠大沙漠。總面積 9694 畝（地形低，平均坡度小于 0.5）。氣象：該區(qū)屬典型的內(nèi)陸大陸性氣候。其特點是：冬冷夏熱，晝夜溫差較大；光照充足，熱量豐富；年平均降雨量 185.5mm，年蒸發(fā)量 2046mm。作物需水水。期降水年際差別很大，有時幾乎不降土壤：滴灌規(guī)劃地土質(zhì)為輕壤土，土壤容重 1.40g/cm3，田間持水量重量比為 24%。藏較深，對作物的水量補給可忽略。作物及栽培模式：該滴灌項目區(qū)種植作物為棉花，主要根系活動深度為 2555cm。其種植模

2、式為:20402060cm，其中 20cm、40cm 分別為棉花膜內(nèi)窄行與寬行間距， 40cm 為膜間行距，株距 10cm。種植方向南北、東西方向都有，具體詳細見圖紙。水源：渠水，水質(zhì)良好，流量能夠滿足灌溉的需要。2、系統(tǒng)規(guī)劃及設(shè)計參數(shù)2.1 系統(tǒng)工程規(guī)劃水埋2.1.1 水源工程：來水，通過沉淀池的過濾，可滿足灌溉要求(水量平衡計算見設(shè)計參數(shù))；水質(zhì)良好，可用于農(nóng)田灌溉。2.1.2 首部樞紐：本工程采用離心水泵，電機功率與水泵配套；選用“砂石+篩網(wǎng)”組合過濾器和壓差式施肥罐，另配有壓力表、閘閥、水表、空氣閥等。2.1.3 輸配水：根據(jù)業(yè)主經(jīng)濟狀況及對系統(tǒng)材料要求，系統(tǒng)選用投入較低的“支管+輔管

3、”的滴灌系統(tǒng)模式。沿水流方向依次為主干管、干管、分干管、支管、毛管(含灌水器)。主干管、干管、分干管采用 PVC-U 管，工作壓力 0.4MPa，鋪設(shè)于；支管、毛管為 PE 管，灌溉期鋪設(shè)于地面。毛管選用內(nèi)鑲式滴灌帶，根據(jù)土壤質(zhì)地，采用一膜一管四行模式，滴灌帶間距 1.4m。毛管進口安裝紊流三通。2.1.4 灌水器：根據(jù)項目區(qū)土質(zhì)、氣候特點、棉花種植模式及毛管布置方式，選用流量較大的灌水器，使滴灌帶的濕潤范圍達到一條滴灌帶所澆灌的四行作物正常生長所需的濕潤寬度和深度。參考屯河節(jié)水科技試驗資料，灌水器流量擬定在 2.2L/h 左右。選用滴灌帶型號為 WDF16/2.2-100。具體參數(shù)見表 4.

4、1。設(shè)計參數(shù)水量平衡計算由項目區(qū)基本資料可知：作物生長期降雨不穩(wěn)定，有效降雨量 P0=0mm/d，根層土壤或水補給的水量 S=0mm/d。石河子墾區(qū)棉花耗水強度 Ea 取 6.0 mm/d，則灌溉補充強度才能滿足灌溉要求。2.2.2 灌水小區(qū)設(shè)計允許偏差率(1)設(shè)計允許流量偏差率qv按照規(guī)范3.0.9 條規(guī)定，灌水器設(shè)計允許流量偏差率應不大于 20%，本設(shè)計在毛管進口用紊流三通，因流量調(diào)節(jié)器存在一定的調(diào)節(jié)誤差，取qv=20%。(2)設(shè)計允許水頭偏差率2.3 設(shè)計灌溉制度根據(jù)土壤性質(zhì)、棉花不同生長階段需水特性及系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)，結(jié)合棉花滴灌灌溉經(jīng)驗，制定棉花滴灌灌溉制度如表 4.3 所示。具體灌溉次

5、數(shù)及水量根據(jù)當年氣候、土壤墑情、作物播期及長勢參考表 4.3 而定。3、灌水小區(qū)的水力設(shè)計3.1 灌水小區(qū)允許水頭偏差本設(shè)計選擇在毛管進口用16*16*16 的紊流三通調(diào)節(jié)流量，根據(jù)規(guī)范4.3.5 條，小區(qū)允許的水頭偏差全部分配給毛管。初定灌水器設(shè)計流量及相應工作水頭為： qd=2.2L/h，hd=10.0m。將hv=0.41， hd=2.0m 代入(4-10)式計算毛管允許水頭偏差：布置毛管長度和支管列數(shù)的布置：二塊條田沿著作物種植方向的長度分別,經(jīng)試算，一(LN/0.3)22.2=0.81.179 m3/h。支管流量對毛管流量。布設(shè)經(jīng)驗，支管管徑一般用 de50，支管長度和分干管的布置：根

6、據(jù)“支管+毛管”模式大田適宜鋪設(shè)長度為 de50 支管 33.544.8m。主干管和干管的布置：根據(jù)各條田位置，主干管應從水源沿南北方向順著地邊鋪設(shè)。各條田的分干管可直接與主干管垂直相連。具體4.2 流量調(diào)節(jié)器的選擇設(shè)計考慮在毛管進口設(shè)置流量調(diào)節(jié)器，每塊條田成對毛管的流量稍有差別，其范圍在 0.81.179 m3/h,選用額定流量 1200L/h 的流量調(diào)節(jié)器與每塊條田的成對毛管流量均較接近，其參數(shù)見表 4.5。系統(tǒng)工作制度的設(shè)計設(shè)計參數(shù)的核定(1)灌水器流量：系統(tǒng)設(shè)計在毛管進口安裝 1200L/h 的流量調(diào)節(jié)器。三塊條采用 1200L/h 作為平均流量，由此可計算得各條田毛管出水孔的平均流量

7、為：毛管的進口流量均(2)一次灌水延續(xù)時間 t：m=39.76mm，6、首部樞紐設(shè)計過濾器選型：因為系統(tǒng)水源是井水，水質(zhì)較好，所以選用旋流水砂分離器加篩網(wǎng)組合過濾器(200m3/h)即可。過濾網(wǎng)目數(shù) 120 目。其水頭損失取 8m。施肥罐選型：施肥罐的選型一般根據(jù)滴灌規(guī)劃面積選擇，系統(tǒng)規(guī)劃面積 1218 畝，應選用 200L施肥罐。水泵和動力復核：本系統(tǒng)供水利用原機井，水泵及動力設(shè)備。為此，需對水泵流量揚程進行復核。7、系統(tǒng)運行復核表 4.8.2首部二最不利系統(tǒng)水頭損失匯總表表 4.8.3首部三最不利系統(tǒng)水頭損失匯總表分 項管 段管道外徑(mm)管道內(nèi)徑(mm)管段流量(m3/h)管段長度(m

8、)管段水頭損失沿程水頭損失(m)總水頭損失(m)毛管16161.1751.471.61支管7567839.643.21.801.94干管225216.22001400.753.81200190.8100.02000.873.94200190.870.04601.063.15160152.639.63400.703.7611010539.61051.533.65908639.6501.892.04管 道 總 水 頭 損 失 合 計22水頭損失合計22m分 項管 段管道外徑(mm)管道內(nèi)徑(mm)管段流量(m3/h)管段長度(m)管段水頭損失沿程水頭損失(m)總水頭損失(m)毛管16161.067

9、21.471.61支管635739.643.21.431.58干管225216.22001.874.02200190.871.84201.024.10160152.671.83000.313.33125119.235.91601.073.1611010535.91051.233.32908635.9502.542.74管 道 總 水 頭 損 失 合 計26水頭損失合計26m過濾器水頭損失10m毛管工作水頭10水泵所需壓力46 m毛管工作水頭10水泵所需壓力42 m表 4.8.4首部四最不利系統(tǒng)水頭損失匯總表表 4.8.5首部五最不利系統(tǒng)水頭損失匯總表表 4.8.6首部六最不利系統(tǒng)水頭損失匯總表

10、分 項管 段管道外徑(mm)管道內(nèi)徑(mm)管段流量(m3/h)管段長度(m)管段水頭損失沿程水頭損失(m)總水頭損失(m)分 項管 段管道外徑(mm)管道內(nèi)徑(mm)管段流量(m3/h)管段長度(m)管段水頭損失沿程水頭損失(m)總水頭損失(m)毛管16161.1751.471.61支管635739.643.21.801.94干管225216.22001400.753.81200190.8100.02000.873.94200190.870.04601.063.15160152.639.63400.703.7611010539.61051.533.65908639.6501.892.04管

11、道 總 水 頭 損 失 合 計25水頭損失合計25m過濾器水頭損失10m毛管工作水頭10水泵所需壓力45m分 項管 段管道外徑(mm)管道內(nèi)徑(mm)管段流量(m3/h)管段長度(m)管段水頭損失沿程水頭損失(m)總水頭損失(m)毛管16161.1751.471.61支管7567839.643.21.801.94干管225216.22001400.753.81200190.8100.02000.873.94200190.870.04601.063.15160152.639.63400.703.7611010539.61051.533.65908639.6501.892.04管 道 總 水 頭

12、損 失 合 計23水頭損失合計23m過濾器水頭損失10m毛管工作水頭10水泵所需壓力43m過濾器水頭損失10m毛管工作水頭10水泵所需壓力42m流量偏差率復核由節(jié)點壓力圖可知，按特定輪灌組運行時，系統(tǒng)灌水器最大壓力出現(xiàn)在 1-1-1 號支管上離輔管進口最近的毛管首端，為 10.0m，對應流量為 2.2L/h；最小壓力出現(xiàn)在 1-10-1 號輔管上離輔管進口最遠的毛管末端，為 7.9m，對應流量為 2.0L/h。同一輪灌組內(nèi)流量偏差率依據(jù)規(guī)范3.0.9-1 式計算得 qv=(2.2-2.0)/2.1.9=5%，小于設(shè)計允許流量偏差率 20%，符合設(shè)計要求。水錘壓力驗算與防護本工程地面管采用的是微

13、灌聚乙烯管材，不用進行水錘壓力驗算，各輪灌組交替運行時，一般先開后關(guān)，換閥歷時較長，故分干管無需進行水錘驗算，僅對主干管進行水錘驗算。主干管是 0.4MPa 的 PVC-U 管，外徑 D=200mm，壁厚 e =4.1mm，彈性模量 Es=2500MPa，按規(guī)范4.5.2 和 4.5.3 進行計算。經(jīng)計算，C=257m/s，V 初=1.37m/s，V 末=0m/s，V =1.37m/s，H =38m。計入水錘后的主干管工作壓力為 38+26.1=64.1m，大于 401.5=60m，因此需采取水錘防護措施。同樣原理,計算其他各段,均滿足水錘防護要求。8、材料設(shè)備用量本滴灌系統(tǒng)所需主要材料及設(shè)備

14、用量詳見材料表。對易耗材料增加 25%損耗量，滴灌帶增加 5%的損耗量。(二) 棉花膜下滴灌工程技施圖(三) 棉花膜下滴灌工程淺評本工程因業(yè)主對工程造價的要求，采用了一管四行的毛管布置方式，同時系統(tǒng)中三塊條田的尺寸和種植方向不一樣，在下特點：布置和輪灌組的劃分上使工程的設(shè)計受到了一定的限制。工程在設(shè)計上具有以1、盡管系統(tǒng)在毛管進口設(shè)置了流量調(diào)節(jié)器，但在一管四行的毛管布置方式下，為使土壤濕潤范圍達到作物根系生長的范圍，灌水器流量選擇較大，因此滴灌帶的鋪設(shè)長度仍然較短。2、一管四行的毛管布置方式在大田滴灌推廣初期，因系統(tǒng)造價較低，對滴灌這一科學灌溉形式的迅速推廣起到了一定的作用。但從近兩年的情況看來，一條毛管所灌的四行作物中，中間兩行作物的長勢比邊上的兩行要好。并且采用一管四行的地塊作物產(chǎn)量要低于采用一管兩行的地塊。因此，一管四行模式的使用應進行多方案的比選。即使在粘性土壤上，是否采用一管四行的布置形式也應從系統(tǒng)投資和作物產(chǎn)量收益等多方面進行綜合的考慮。毛管