滴灌典型设计.doc
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滴灌典型设计
1、工程概况
一二二团场位于准噶尔盆地南缘，东经85°27′～85°41′，北纬44°37′～44°48′。
海拔350～370m，地势由东向西北倾斜，南北坡降一般在1.5‰，东西坡降一般在1‰。
境内有两条南北走向的自然沟（古河床），是该地区土壤形成、地下水蕴藏和自然植被滋生的摇篮，并造成土壤、水源等农业资源的一定的差异。
2002年122团计划实施滴灌面积20000亩，分布在全团九个连队，其中1连1800亩，23连200亩，5连4000亩，18连600亩，12连3600亩，2连4500亩，4连2400亩，3连2400亩，17连1000亩。
详细分布情况见附图。
1.1土地利用情况
全团规划面积37.27万亩，其中可耕地面积24.4万亩，开垦17.6万亩，六十年代初期最大播种到18万亩，现耕地为14.9万亩。
近几年因水限制，不断压缩面积，每年播种面积10～11万亩。
荒地（含撩荒三年以上）5.8万亩。
1.2土壤概况
土壤质地以壤质为主。
在24.4万亩可耕地中，中壤占总面积的22.7%；轻壤占总面积的20.6%；砂壤占总面积的18.3%；重壤占总面积的3.3%。
土壤盐渍化面积占总面积的20.8%，其中耕地中盐渍化面积占耕
序号
项目名称
单位
数量
一
土壤与作物
1
土壤结构
壤土
2
设计日耗水量Ea
mm/d
4
3
土壤湿润层深度Z
m
0.50
4
土壤设计湿润比P
%
65
5
适宜的土壤含水率上限
%
22
6
适宜的土壤含水率下限
%
15
二
滴头
1
选型
天业产单翼迷宫式
2
工作水头
m
8m
3
流量
L/h
2.4
4
滴头间距
m
0.3
地面积的18.4%。
1.3水源
122团水源主要为水库水和地下水。
此次滴灌节水工程水源为水库水。
2、基本资料
典型设计选择12连61、62号地，控制面积1109亩，土壤类型为壤土，种植作物为棉花，种植模式采用：
一膜一管四行--（10+66+10）×66cm，滴灌带间距152cm，为机采棉。
由于122团所选地块均为标准条田，规划面积600亩。
参照团场意见两块地一个系统，实播面积不大于1200亩。
典型设计选择地块具有典型性，可以代表其它地块。
2.1滴灌工程设计参数的确定
2.1.1设计耗水强度（Ea）
设计耗水强度采用设计年灌溉季节月平均耗水强度峰值，并由当地试验资料确定。
由于122团无实测资料，所以设计耗水强度采用经验值。
粮、棉、油等大田作物经验值为4～6mm/d，考虑往年滴灌系统设计经验选取值及运行情况和节水目的，取经验值下限Ea=4mm/d。
2.1.2土壤设计湿润比（P）
滴灌的土壤设计湿润比，是指被湿润土体占计划湿润层总土体的百分比。
粮、棉、油等大田作物经验值为60%～90%，根据作物的需要、工程的重要性及当地自然条件等，取经验值P=65%。
2.1.3土壤湿润层深度（Z）
粮、棉、油等大田作物经验值为0.3～0.6m，设计取值Z=0.5m。
2.1.4适宜的土壤含水率上下限及土壤容重
设计地块属中壤土，其容重在1.40～1.55g/cm3,土壤容重取平均值γ=1.48g/cm3。
适宜的土壤含水率上限在22%～28%之间，设计取θmax=22%。
适宜的土壤含水率下限取θmin=15%。
2.1.5滴灌水利用系数（η）
滴灌水利用系数一般采用0.9～0.95，设计采用η=0.90。
2.1.6设计灌水定额（m）
设计灌水定额:
可根据以上试验资料按下式计算确定。
m=0.1×γ×z×P×（θmax-θmin）/η
m=0.1×1.48×0.45×60×7/0.95=37.41（mm）
设计取m=37.5mm。
设计参数见表2.1
表2.1典型滴灌系统设计参数
3、设计内容
3.1系统水量平衡计算
122团河水滴灌水源供水流量稳定且无调蓄作用，用下式确定滴灌面积：
A=（η×Q×t）/10×Ia
Ia=Ea-P0
式中：
A—可灌面积，hm2；
Q—可供流量，m3/h；
Ia—设计供水强度，mm/d；
Ea—设计耗水强度，mm/d；
P0—有效降雨量，mm/d；
t—水源每日供水时数，h/d；
η--灌溉水利用系数。
A=1109亩=73.93hm2；Ea=4mm/d；P0=0mm/d；Ia=4mm/d；t=20h/d；η=0.90。
Q=155.6m3/h，按经验1m3/h可控制7亩地计算Q=158.4m3/h，故122团典型设计供水流量取160m3/h。
3.2管道设计
滴灌带选用单翼迷宫式滴头，当滴头间距0.3m,q=2.4L/h时，Q=0.592H0.594。
3.2.1毛管极限长度的校核
毛管的极限孔数（毛管按均匀地形坡计算）：
Nm=INT{（5.466[△h2]d4.75）/（kSqd1.75）}0.364
[△h2]=β2[△h]
式中：
[△h2]—毛管的允许水头偏差，m，[△h2]=β2[△h]；
d—毛管内径，d=16mm；
k—水头损失扩大系数，为毛管总水头损失与沿程水头损失的比值，k=1.1～1.2；
S—毛管上分流孔的间距，S=0.3m；
qd—毛管上滴头的设计流量，qd=2.4L/h
表5.1参数表
d（mm）
k
Cu
S（m）
qd（L/h）
[△h2]（m）
Nm（个）
L（m）
16
1.1
90%
0.3
2.4
1.8
237
71.1
3.2.2各级管道管径的确定及水力计算
管道管径的确定方法选择经济流速法。
塑料管材的经济流速一般取v=1.2～1.8m/s。
根据系统设计确定，干管采用PVC160mm,支管采用PE63mm，附管采用PE32mm。
4、设计灌水周期及一次灌水延续时间
4.1设计灌水周期T
T=（m/Ea）×η
式中：
m—设计灌水定额（mm）；
Ea—设计耗水强度（mm/d）；
η—灌溉水利用系数；
此典型设计m按每亩25m3设计，即m=37.5mm；Ea=4mm/d（取设计标准下限）；η=0.90。
则设计灌水周期T=8.4天。
4.2一次灌水延续时间t
t=（m×Se×SL）/q
式中：
t—一次灌水延续时间；
Se—滴头间距（m）；
SL—毛管间距（m）；
q—滴头设计流量（L/h）；
此典型设计Se=0.3m；SL=1.52m；q=2.4L/h；则一次灌水延续时间t=7.125小时。
5、沿程损失计算及水泵选型
计算微灌系统设计水头H
H=Zp-Zb+h0+∑hf+∑hw
H—微灌系统设计水头，m；
Zp-Zb—典型毛管进口与水源设计水位之间的高差，m；
Ho—典型毛管进口的设计水头，取h0=10m；
∑hf—水泵至典型毛管进口的管道沿程水头损失，m；
∑hw—水泵至典型毛管进口的管道局部水头损失，m。
通过管网水力计算：
Zp-Zb=0；Ho=10；∑hf=15.93；∑hw=0.70；
地形因素按1m计；系统进口以前损失按10m计。
合计H=38m，选择Q=160m3/h,H=38m离心泵
6、管网结构设计及泵站
在直径大于50mm的管道末端、转弯、分岔和阀门处应设镇墩，干管每隔200m设一镇墩60×60cm。
为保证系统管网的正常运行，需在管路上安装控制和保护装置。
管道埋深根据地面荷载和机耕要求,干管埋深80cm,为控制各分干管的运行,分干管首部设控制闸阀,尾部设泄水阀,各闸阀均砌阀门井保护。
根据水力计算结果，河水选择Q=160m3/h,H=37m离心泵，可满足滴灌系统工作压力和设计流量。
在过滤器出口安装水表、逆止阀，在过滤器和施肥罐的前后分别设置一个压力表，观察其压力变化。
在滴灌系统的最高处设置进排气阀，以调节管网进气和排气，防止停水时管网内产生负压，和开始供水时，管网排气不畅产生气阻，使管网破坏，影响正常供水。
7、运行方案
122团12连61、62号地首部滴灌系统，种植面积为1109亩，水泵流量为160m3/h，净扬程为38米。
（首部损失为10米）具体运行方式如下：
一、三分干同时运行
1、支1－支7、支29－支35为一个轮灌组，每条支管各开一条附管，作为一个轮灌小区，一次灌一个小区，此轮灌组需8次灌完。
一次灌水延续时间为7时。
苗期和灌水高峰期视具体情况适当缩短或延长灌水时间。
二、三分干同时运行
2、支8－支14、支22－支28为一个轮灌组，每条支管各开一条附管，作为一个轮灌小区，一次灌一个小区，此轮灌组需8次灌完。
一次灌水延续时间为7小时。
苗期和灌水高峰期视具体情况适当缩短或延长灌水时间。
一、二分干同时运行
3、支36－支42、支15－支21为一个轮灌组，每条支管各开一条附管，作为一个轮灌小区，一次灌一个小区，此轮灌组需8次灌完。
一次灌水延续时间为7小时。
苗期和灌水高峰期视具体情况适当缩短或延长灌水时间。
系统运行初期必须调节每条支管上的球阀，使每条支管的流量保持一致。
8、投资预算
8.1滴灌工程预算
滴灌工程预算表
表8.1单位:
万元
滴灌方式
项目名称
河水
总投资
40.7195
其中:
建安工程费
7.5992
设备费
31.7858
临时工程费
0.152
其他费用
0.7793
预备费
0.4032
亩投资（元/亩）
367.17
管材投资：
河水202元/亩。
9、典型设计图
滴灌系统工程平面图、管系结构示意图详见附图。
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