滴灌工程設計圖集-滴灌工程設計

滴灌工程設計圖集滴灌工程設計

滴灌工程設計（1）總體方案

規(guī)劃高標準蔬菜種植區(qū)內(nèi)的滴灌區(qū)有可利用方塘3座，各方塘分別控制的田塊及面積如表16：

（2）工程設計

三個方塘控制的滴灌面積相近，取方塘5及所控制的面積為典型說明滴灌設計過程。

方塘5控制的三個田塊總面積為17公頃（255畝），種植早春或秋延茄果類蔬菜（如番茄、甜椒）為主，夏季主要以速生葉菜栽培居多，茄果類蔬菜一般采用地膜加棚膜覆蓋栽培，株行距一般為30～50cm。

考慮到項目區(qū)勞動力價格較高，設計采用固定式滴灌系統(tǒng)。1）管網(wǎng)總體布設

方塘5位于控制區(qū)西南部，蔬菜南北向種植，輸水干管南北向布置，支管東西向布置，通過三通、輔助支管將毛管與支管連接，把灌溉水流送至畦中，詳見單體工程設計。

2）系統(tǒng)設計標準

當?shù)喂嗟木鶆蛳禂?shù)Cn＝98％，滴頭的流量變差qv≤10％時，取滴頭的流態(tài)指數(shù)x＝0.5，則滴灌的允許設計水頭偏差率[hv]應為：

[hv]≤[hv]≤

qvx0.10.5

(1+0.15)

1-xx

[qv]

?0.1

(1+0.15)=25%

1-0.50.5

[hv]≤0.25

根據(jù)項目區(qū)土質(zhì)情況，依據(jù)《微灌工程技術(shù)規(guī)范》（SL103—95），取滴灌的允許灌水強度P允＝15mm/h。由于灌溉系統(tǒng)既要考慮到春、秋季果菜類的灌溉，又

要兼顧夏季速生葉菜的灌水，故取滴灌的設計濕潤比P＝90％。

3）毛管與滴頭間距的確定

蔬菜密植根淺，一次滴灌定額很小，在種植品種方面，既可能有株行距較大的茄果類蔬菜，也可能有密植的葉菜類蔬菜，擬定毛管的間距（S1）為1.0m，滴頭間距（Se）為0.3m，一條毛管控制兩行作物，并選擇國內(nèi)常用的φ16mm迷宮式毛管，滴頭流量取3L/h，工作壓力100kpa。

4）毛管極限長度的校核

取滴頭的工作壓力為100kPa，由于滴灌區(qū)地勢平坦，支管接干管處不設水阻管或壓力調(diào)節(jié)器，則系統(tǒng)支、毛管的允許壓力差[?h]為：

[?h]=[hv]hd

根據(jù)以上計算，將數(shù)值代入式中得

[?h]=0.25?10

=2.5(m)

按一般慣例，將允許水頭差按0.55：0.45的比例分配給支、毛管:

[?h]毛=0.55[?h]=0.55?2.5=1.38(m)

[?h]支=0.45[?h]=0.45?2.5=1.12(m)

當?shù)喂嘀械晤^流量為3.0L/h、滴頭間距為0.3m、滴灌均勻度為98％時，不考慮地形變化，φ16mm毛管允許鋪設的最大長度Ｌ毛為

L毛

?5.446[?h]d4.75

毛

=S?INT

1.75RSeqd

?

????

0.364

式中：

Ｌ毛—毛管的極限長度，mS—滴頭間距，為0.3m

INT

—取整符號

[?h]毛—毛管的允許水頭偏差值，為1.38m

d—毛管內(nèi)徑，取14mm

R—水頭損失擴大系數(shù)，R一般取值范圍為1.0～1.2，本次設計取R=1.0

qd—滴頭設計流量，為3.0L/h

經(jīng)計算L毛為：

L毛

?5.446?1.38?144.75

=0.3?INT1.0?0.3?3.01.75

?

????

0.364

=46.14(m)

本次設計Ｌ毛取典型長度40m可滿足要求，因此支管典型間距為80m。5）滴灌制度的擬定①灌水定額

取計劃濕潤層深度z＝0.3m，滴灌土壤含水率上、下限分別為田間持水量的90％和65％，即θmax=0.243,θmin=0.185，滴灌水的利用系數(shù)取0.9，土壤濕潤比P=90%,耕層土壤容重γ=1.38g/cm3，則灌水定額m滴為：

m滴=

557yz(θmax-θmix)p

557?1.38?0.3?(0.243-0.185)?90%

0.9

=13.37(m/畝)

3

η

=

取m滴=13.5m3/畝=20.22mm②灌水周期

根據(jù)SL103—95，取蔬菜日耗水量Ea=7.20mm/d，則灌水周期T為

T=

m滴Ea

η=

20.227.20

?0.9=2.81（d）

③菜地一次灌水持續(xù)時間（t）：

t=

m滴SeSl

qd

=

20.22?0.3?1.0

3.0

=2.02（h）

④輪灌區(qū)的劃分。

根據(jù)田塊布置的毛管及滴頭數(shù)量，可以計算出單根毛管設計流量：

Q毛=40/0.3?3.0=400（L/h）=0.40（m/h）

3

取潛水泵出水量Q泵

N=

Q泵Q毛

=

=80m/h

3

，則同時可以進行滴灌的毛管數(shù)量N為：

N=200（條）

800.40

=200（條），取

灌溉面積為S1＝40×200×1.0＝8000m2＝12畝

按系統(tǒng)每天工作T1＝14h計，則方塘控制一次灌水周期為：

T=

S?tS1T1

式中

S—方塘控制的田塊面積

t—菜地一次灌水持續(xù)時間，為14h

則：

T=

255?2.0213.50?14

=2.73（d）因此，采用上述輪灌方法比較經(jīng)濟合理。6）各級管道管徑的確定及水利計算①毛管水頭損失計算：

Q毛=n滴qd

式中

Q毛—毛管進口流量,L/hn滴—毛管上滴頭個數(shù)

n滴=

L毛Se

=

400.3

=134（個）

Q毛=134?3.0=402（L/h）

毛管內(nèi)徑為14mm>8mm,可認為管內(nèi)流態(tài)為光滑紊流，故可按下式計算：

hf

m+1

fsqd?(N+0.48)=-N?b

m+1d?

m

m

(1-

s0?

)?s?

式中

hr—等距多孔管沿程水頭損s—分流孔間距，m,

本例取s

失，m

=0.3m

s0—多孔管進口至首孔的間N—分流孔總數(shù)，本例取Nqd—灌水器設計流量，L/f—摩阻系數(shù)，查表1d—管內(nèi)徑，mm，本例dm—流量指數(shù)，m

=1.75

距，m,本例取s=0.3m

=134

d

h,本例q=3.0L/h

-6，f=0.505=13.6mm

b—管徑指數(shù)，b＝4.75

將上述數(shù)據(jù)代入上式，得

hf毛=

0.505?0.3?3.0

14

4.75

1.75

?(134+0.48)1.75+10.3?1.75??-134?（1-）（m）?=0.97

1.75+10.3??

毛管局部水頭損失可按沿程水頭損失的20％考慮,即：

hw毛=0.2hf毛=0.2?0.97=0.19（m）

毛管總水頭損失為：

hf毛+hw毛=0.97+0.19=1.16（m）

②支管管徑及水頭損失計算：

3

設計同時有兩條支管工作，則支管流量Q支=Q干/2=40(m/h)

取支管經(jīng)濟流速V支=1.3m/s,則：

d支=1000

4Q支3600πv

＝18.8

Q支v

=104（mm)

。當支管末

選取φ110×5.3/0.6的PE管為支管，其計算內(nèi)徑d支

=99.40mm

端200條毛管同時開啟時，且支管局部水頭損失為沿程水頭損失的10％，則實際支管水頭損失為：

沿程水頭損失：

hf支=

fQ支L

b

d支m

=0.464?10

5

?

40

1.77

?320

4.77

99.4

=3.02(m)

式中：

hffQ

—管道沿程水頭損失（m）—摩阻系數(shù)f=0.464?10—流量，（40m/h）

3

5

m—流量指數(shù),m=1.77d—管道內(nèi)徑99.40mm

b—管徑指數(shù)，b=4.77

L—管道長度，支管長取320m

局部水頭損失：

hw支=10%hf支=0.1?3.02=0.30(m)

支管總水頭損失為：3.02+0.30=3.32(m)③干管管徑及水頭損失計算：

若取干管經(jīng)濟流速V干為1.3m/s，干管管徑為：

d干=1000

4Q干3600πV

=

4?803600?3.14?1.3

=147(mm)

根據(jù)市場可供商品PE管情況，干管選用φ160×7.7/0.6PE管，其計算內(nèi)徑為144.6mm，干管水頭損失計算為：

沿程水頭損失：

hf干=

fQ干L

bd干m

=0.464?10?

5

80

1.77

?350

4.77

144.6

=1.88(m)

局部水頭損失：按沿程水頭損失的10％考慮，即：

hw干=10%hf干=0.1?1.88=0.19(m)

干管總水頭損失為：1.88+0.19=2.07(m)

同理，經(jīng)過計算,滴灌區(qū)方塘的管道系統(tǒng)情況如表17。

各方塘配置的PE管道干管(分干管)選取的型號為φ160×7.7/0.6,支管選取的型號為φ110×5.3/0.6，輔助支管的型號為φ63mm，毛管的型號為φ16mm迷宮式毛管。

7）滴灌首部樞紐布置設計

由于方塘為敞開水面水源，水中含有一定的有機物（如動植物殘體和菌藻類微生物）及小于0.2mm的泥沙,因此，進入管網(wǎng)的水采用二次過濾。設計前級過濾器采用沙石過濾器，次級過濾器為網(wǎng)式過濾器。另外，為方便施肥，每個系統(tǒng)配一臺施肥器。

8）機泵選型

①按下式計算滴灌系統(tǒng)設計水頭H：

H=Zp-Zb+h0+

∑h

f

+

∑h滴灌工程設計

w

式中：

H—滴灌系統(tǒng)設計水頭，m

ZP-Zb—典型毛管進口與水源動水位之間的高差，取5mh0—典型毛管進口的設計水頭，取h0＝10m

∑h∑h

f

—水泵至典型毛管進口的管道沿程水頭損失—水泵至典型毛管進口的管道局部水頭損失

w

前已計算出,干、支、毛管的沿程水頭損失之和∑hf＝0.97＋3.02＋1.88＝5.87m，局部水頭損失之和∑hw1＝0.19＋0.30＋0.19＝0.68(m)。取二級過濾器沖洗排污前的水頭損失之和為10m，樞紐中各級閘閥的局部水頭損失之和為1.0m。則∑hw＝0.68＋10＋1.0＝11.68（m）。

H=5+10+5.87+11.68=32.55(m)

經(jīng)計算各方塘滴灌系統(tǒng)設計水頭如表18:

②機泵選型

選用潛水泵為提水機具，根據(jù)管網(wǎng)設計流量和工作壓力，查