喷灌系统的规划设计文档格式.docx

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（2）山丘区布置喷灌系统时，一般应使干管沿主坡向布置，支管则平行等高线布置。

（3）管道布置应考虑各用水单位的需求，便于用水管理，有利于进行轮灌分组。

（4）平原地区，支管尽量与作物耕作方向一致。

（5）充分考虑地块的地形变化，力求使支管长度一致，规格统一。

管线纵剖面应力求平顺，减少折点，尽量避免管线出现驼峰。

（6）管线的布置应结合排水系统，道路林带，供电系统及行政村的规划统一规划，山、水、田、林、路。

（二）喷灌工程规划设计的主要内容

1、勘测和收集基本资料：

（1）地形图，

（2）土壤，（3）气候，（4）水源，（5）农作物，（6）动力供应，（7）交通，（8）农业生产现状。

2、确定喷灌区域 

根据水源、地形、土壤、农作物及经济条件，确定喷灌区域的范围和面积。

3、计算喷灌用水量，进行水源工程的规划设计。

4、确定喷灌系统类型，对选定的方案进行设计，也可以选两种以上方案进行比较，确定最优方案。

5、计算工程、设备统计表、编制概预算。

6、编制工程施工进度计划表。

（三）主要设计成果

1、喷灌工程规划设计说明书一份。

2、喷灌工程平面布置图，管道、沟渠纵剖面图，管道结构示意图，建筑物设计图（泵站、泄水井、支墩、镇墩、农桥等）。

（四）喷灌工程规划设计类型

1、管道式喷灌工程规划设计，包括固定式和半固定式。

2、机组式喷灌工程规划设计，包括定喷机和行喷机。

3、自压喷灌工程规划设计。

（五）喷灌工程规划设计依据（标准）

1、国家标准《喷灌工程技术规范》GBJ85－85。

2、《喷灌工程设计手册》水电出版社。

思考题：

喷灌工程规划设计的主要内容和主要设计成果。

二、喷灌工程规划设计的基本资料（喷灌工程的勘察设计）

（一）地形资料

喷灌系统的规划布置应有实测的地形图，其比例视灌区大小，地形的复杂程度以及设计阶段要求的不同而定。

在规划阶段，5000亩以上灌区要求1/5000－1/10000的地形图，5000亩以下灌区，1/2000－1/5000地形图。

对于小地块要求1/500—1/1000的地形图，对于地势平坦的小块灌区，至少应用平面位置图，包括田块高程，水源位置（水位、高程）等资料。

（二）土壤资料

土壤资料包括：

（1）土壤质地，

（2）田间持水能力，（3）土壤入渗速度，（4）土壤化学性质。

1、土壤质地 

土壤质地是指土壤颗粒的机械组成，即按不同粒径的矿物质颗粒在土壤中所占比例对土壤进行分类。

土壤一般分为：

砂土、砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土、粘土、分类方法有颗粒分析法和野外手测法。

2、土壤容量 

单位体积自然状态下的干土的重量。

单位g/cm3，其范围在1.3－1.6之间。

主要测试方法有环刀法，参考《农田水利学》教材。

3、田间持水量 

土壤田间持水量是指在有良好排水条件下的土壤中，排水后不受重力影响而保持在土壤中的水分含量，常用占干土重的百分数表示。

在有条件的地方，可对灌区土壤田间持水量进行野外测定。

4、土壤入渗能力 

土壤入渗能立一般用土壤入渗速度来表示，主要是选定允许喷灌强度。

5、土壤化学性 

包括PH值，含盐量，有机质含量以及氮、磷、钾等含量。

6、土壤最大冻土层深度。

（三）气象资料

喷灌工程规划设计应收集的气象资料有：

降雨量（年降雨量、典型年日降雨量），蒸发量（水面、陆面），气温（最高、最低、极端），湿度，日照，无霜期（被霜期、冬霜期）。

喷灌的缺点之一就是受风影响大，所以做喷灌工程设计应特别注意此问题。

风速风向是确定喷头布布置形式和管道布置方式的重要依据。

风向：

一般可分为8个方位，即东、南、西、北、东北、西北、东南、西北八个方向。

设计风向是指灌区主要农作物灌水时期内灌水日的主风向。

如此季节没有时显的主风向，应按多风向设计。

风速：

指喷灌工作日的平均风速。

气象站给出的风速为10米高处风速，手持风速仪可测量2米处的风速，它们之间换算关系

U10=1.39V2

式中：

U10为10米高处风速，V2为2米高处风速。

风力等及与风速关系为：

0级（0－0.2m/s），1级（0.3－1.5m/s），2级（1.6－3.2m/s），3级（3.3—5.5m/s），4级（5.5－7.9m/s）。

当风力等级大于3级风时应停止喷灌。

（四）水源条件

喷灌所用水源有：

河流、水库、池塘、山泉、湖泊、井水等。

对水源的调查内容包括：

1）来水量，2）水位，3）水质，4）含砂量等。

其资料应有一定的代表性（长系列水文资料，典型年日来水量资料），特别要注意灌溉季节的水位流量变化。

应用地下水作喷灌工程水源时，应查明灌区地下的情况，包括可供开采的单井出水量，水质等，要了斛地下水多年平均降深的变化，做到在多年的运行中保证地下水采补平衡，保护地下水资源。

在多泥沙河流上取水时，要特别注意河流的含沙量，重要工程要做沉沙工程，以保证喷灌工程的正常运行。

应用城市污水灌溉时，应对污水进行水质处理。

喷灌水源的水质应满足《农田灌溉水质标准》GB5084－92。

（五）农作物包括：

灌区作物种类、种植面积、种植方式、作物布局和结构、复种指数。

其中作物耗水资料，作物根系活动层有条件时应作实验，无条件可查阅相关农田试验站的实验资料或有关书籍《农田水利学》、《作物耗水量》等资料。

（六）农业经济概论

（1）灌区农业发展规划，水利工程现状，农业机械化程度。

（2）灌区农业收入情况，粮食单产，价格、生产费用等。

（3）交通条件。

（4）行政区划。

（5）动力设备情况。

三、喷灌工程类型选择

喷灌工程的类型应根据作物种类、经济条件、动力设备条件、地形条件等因素确定。

经济价值高的作物可采用固定管道式喷灌工程，大田作物宜采用半固定式或机组式喷灌系统，有自然水头的地方尽量采用自压喷灌工程。

四、喷灌制度的制定

喷灌制度包括：

（1）灌溉定额，

（2）灌水定额，（3）灌水次数，（4）灌水周期等。

灌溉定额指各次灌水定额之和，灌水定额指一次灌水时，单位面积上的灌水量。

（一）设计灌水定额

设计灌水定额按下式计算

m设计灌水定额，（mm）；

H为喷灌土壤计划湿润层深度，（cm），对于大田作物可取40～60cm；

r为土壤干容量，（g/cm3）；

土壤含水量上限（取田间持水率），

为土壤含水量下限（取田间持水率的60%），

为喷洒水利用系数（一般取0.85～0.95）。

若用m0表示米3/亩的灌水定额，m表示mm灌水定额，它们之间关系为：

10mm水深相当于6.67m3/亩的灌水量

（二）设计灌水周期

设计灌水周期指两次灌水的时间的间隔，以天数表示。

设计灌水周期可用下式确定：

Ｔ为设计灌水周期，（d）；

m为设计灌水定额，（mm）；

喷洒水利用系数；

Ea为作物临界耗水期日平均耗水量，（mm/d）。

（三）喷灌制度确定方法

1、水量平衡法

1）播前灌水定额

m0为播前灌灌水定额，（mm）；

为播前土壤含水量。

2）生育期内 

以农田水学利中水量平衡法来制定生育内的灌水定额和灌水次数

Wt、W0为时段初和时段t时的土壤计算湿润层的储水量，（mm）；

Wr为由于计划湿润层增加而增加的水量，（mm）；

P0为保存在土壤计划湿润层内的有效雨量，（mm）；

K为时段t内的地下水补给量M为时段t内的灌溉水量，（mm）；

ET为时段t内的作物田间需水量，（mm）。

3）全生育期 

M=M0+M1 

2、彭曼公式法

1）参作物需水量计算 

参照作物是指土壤水分充分、地面完全覆盖、生长正常、高矮整齐的开阔（地块长宽大于200m）的矮草地（草高8-15cm），以苜蓿草为代表作物，计算ET0

2）实际需水量的计算

ET=Kc（ET0）

Kc为作物系数。

叶面蒸滕量＋棵间蒸发量＝腾发量＝作物田间需水量 

水田：

田间需水量＋渗漏量＝田间耗水量 

由于水田不同土壤渗漏量大小差别很大，为了使不同土质田块水稻需水具有可比性，因此水稻的田间需水量不包括渗漏量，如计入渗漏量，则称为田间耗水量。

五、喷灌工作制度

喷灌工作制度是指喷灌工程运行中，喷头在固定位置的喷灌时间，同时工作的喷头数以及喷头轮灌组的划分等内容。

1、喷头在一个位置（工作点）的喷灌时间按下式确定

2、同时工作的喷头数和支管数

同时工作的喷头数可按下式计算

Nt为同时工作的喷头数；

A为喷灌工程控制面积，（m2）;

C为一天中喷灌工程有效工作的时间（20～24h）

同时工作的支管数

Nt为同时工作的支管数；

N为一根支管安装的喷头数，以上计算结果均应取整数。

3、轮灌方案

1）轮灌组划分要点：

①轮灌的编组应有一定的顺序，以便管理。

②相同类类型的轮灌组的工作喷头总数应尽量接近，从而使喷灌工程的流量变幅较小。

③轮灌编组时，应使地形较高或路程较远的组别的喷头式支管数略少，以利于保持喷灌泵均在高效区工作。

④编制轮灌组轮灌顺序，应将流量分散到各配水管中，避免集中在某一条干管配水。