农业科普资料滴灌典型设计书.docx

1、农业科普资料滴灌典型设计书滴灌系统设计示例按照兵团水利局、兵团节水办“关于召开兵团节水灌溉规划设计研讨会的通知”的要求，根据农八师几年来在大田作物膜下滴灌技术上的实践和研究，此次滴灌系统典型设计综合农八师的具体情况做如下简要介绍：一、 基本资料（一） 地形农八师垦区地处天山北麓中段，古尔班通古特沙漠南缘。全垦区土地面积7529平方公里。垦区地势由东南向西北倾斜。垦区地形由南向北依次为天山山区、山前丘陵区、山前倾斜平原、洪水冲积平原、风成沙漠区。（二） 土壤农八师土壤缺氮面积大，全氮含量低于1%的面积占78%，碱解氮低于60ppm的面积占76%。土壤普遍缺磷，含量低于10ppm的面积占77.5%

2、。土壤含钾丰富，约在100ppm以上。土壤多系灰漠土、潮土、草甸土，土质多系砾质土、沙质土、粘质土等。根据农八师土壤普查结果，本设计取占范围较广的砂壤土。（三） 作物全垦区有效灌溉面积266万亩，其中以棉花为主。棉花种植面积占总播种面积的46.5%。本设计示例选棉花。种植模式采用：一膜两管四行-宽窄行3060cm,滴灌带间距90cm；一膜一管四行-（25+30+25）60cm，滴灌带间距140cm。1、 滴灌工程设计参数的确定根据农八师目前棉花种植模式和多年实践，确定如下设计参数。典型滴灌系统设计基本资料序 号项 目 名 称单 位数 量一土壤与作物1土壤结构砂壤土2设计日耗水量Eamm/d 4

3、3土壤湿润层深度Zm0.454土壤设计湿润比P%605适宜的土壤含水率上限%2256适宜的土壤含水率下限%15三滴头1选型天业迷宫式2工作水头m10m3流量L/h2.1 (2.6)4滴头间距m0.9 (1.4)（四） 水源垦区水资源来源主要为地表水（库水、河水）和地下水。目前垦区滴灌节水工程水源以井水为主,单井流量为80立方米/小时，动水位埋深在40米左右。（五） 气象垦区平均海拔300-500米左右，呈典型的温带大陆性气候，冬季长而严寒，夏季短而炎热。年平均气温7.5-8.2，日照2318-2732小时，无霜期147-191天，年降雨量180-270毫米，年蒸发量1000-1500毫米。蒸发

4、强烈，降水稀少，气候十分干燥，光照充足，热资源丰富。（六） 动力原有机井泵大多为250QJ80-60/3或250QJ80-40/2，需更换水泵及变压器。但原有高压电线不需更换。二、 设计内容按照农八师多数条田的规划布置方式，采用东西长800米，南北宽450米的条田进行规划设计。种植作物为棉花，种植模式采用宽窄行6030cm与60（25+30+25）cm，一膜两管四行与一膜一管四行，滴灌带间距0.9米与1.4m。作物东西方向种植。耕层土壤为砂壤土。1. 管道系统滴灌系统采用如下结构：水源（井水加压）计量装置（水表、压力表）离心式过滤器（进排气装置）施肥罐（施肥控制装置）网式过滤器（排砂控制装置）

5、分干管（地埋PVC管）支管（地面PE黑管）附管（地面PE黑管）滴灌带滴头。为减少水头沿程损失，降低能耗，管道系统中支管与分干管，滴灌管（带）与支管，干管与分干管按各条田的具体形状，以优化方式采用鱼骨式或梳型两种方式布置，目的是达到操作管理方便，系统投资和运行费用最低的效果。2. 泵站根据水力计算结果，选择250QJ80-80/4的潜水泵，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

6、水。3. 水源灌溉用水以井水为水源，单井出水量80m3/h。动水位埋深40米。水量平衡计算A=Qt/10IaA(hm2) Q(m3/h)T (t/d)Ia(mm) (%) 36 80 20 4 904. 运行方案系统布置两条分干管，两条分干管分别运行，采取轮灌的方式。同时开启的支管做为一个轮灌组，共分四个轮灌组。每个轮灌组有9个轮灌小区。先开启一分干的支1-支6，每条支管各开一条附管做为一个轮灌小区，一次灌水延续时间为4.2小时,一个轮灌组分9次灌完。当一个灌水小区灌水结束后，先开下一个小区，然后关闭灌水结束小区，严禁先关后开。一分干的支7-支12做为一个轮灌组，二分干的支13-支18做为一个

7、轮灌组，二分干的支19-支24做为一个轮灌组，其运行方式同一分干的支1-支6。5. 设备投资预算及经济分析本工程投资预算编制,依据新水基字1992第11号和96第004号文进行编制。其综合费用、临时费用、其他费用均按兵团水利局水利水电处发新疆兵团2000年灌区续建配套及节水灌溉示范项目实施方案编制执行，按示范项目计取。工程投资预算及设备投资预算分析表如下：滴灌工程预算表 单位:万元种植模式项目名称 一膜两管 (毛管间距0.9m) 一膜一管 (毛管间距1.4m)总 投 资 27.8679 24.4638其中:建安工程费 3.5751 3.3074设备费 23.0391 20.0427临时工程费

8、0.0715 0.0661其他费用 0.9063 0.8054预备费 0.2759 0.2422亩投资(元/亩) 516.07 453.03滴灌工程主要材料投资分析表 单位：元项目名称单位数 量总 价 亩投资0.9m1.4m0.9m1.4m 0.9m1.4m潜水泵台111337913379 24.7724.77变压器台111096010960 20.320.3过滤器套1195009500 17.617.6施肥罐套1112001200 2.222.22干管 PVC160米185018506045860458 111.96111.96支管PE63米270027002781027810 51.551

9、.5附管PE32米2700270063186318 11.711.7 滴灌管 16万米40.426.278080052540 149.697.3管 件亩5405401996618262 36.9733.82平均材料费:一膜两管(0.9m) 426.65元/亩一膜一管(1.4m) 371.16元/亩 三、 灌水定额和灌水周期的拟定(1) 灌水定额。 m=0.1zp(max-min)/棉花灌水定额 m(mm) Z (m) P(%) (g/cm3)max(%) min (%) (%) 32.6 0.45 601.4522.515 90注：此定额为棉花花铃期的灌水定额。(2) 灌水周期。(T)根据大田

10、实测取棉花日耗水量Ea=4mm/d，则灌水周期T=m滴/Ea=32.6/40.9=7.34d取灌水周期为8天。(3) 一次灌水延续时间（t）t0.9m=（m滴SeSL）/qd=32.60.30.92.1=4.2h轮灌组N=20h/d8d4.2h/组=38，根据实际情况取N=36组。 t1.4m=（m滴SeSL）/qd=32.60.31.42.6=5.275.3h轮灌组N=20h/d8d5.3h/组=30组,根据实际情况取N=28组。(4) 灌溉制度确定根据农八师五年来大田棉花膜下滴灌灌溉制度的研究和实践应用，确定灌溉定额如下表：棉花膜下滴灌灌溉制度表作物名 称灌 溉方 式灌水定额 4月5月6月

11、7月8月9月灌溉 定 额 棉花膜下 滴 灌定额 (m3/亩)101515202010200次 数11333112四、 确定管系总体布置典型设计地块形状及系统布置见附图，设计条田分南、北两个地块。棉花东西播种。水源井位于地块的西头。由水源井沿地边分别向南、北分出一条主干管，在南、北地块的中间分别布置一条分干管，并垂直于主干管。干管和分干管管材选用PVC管材，管径为160。支管垂直于分干管，两边布置，便于双向控制，地下埋深80cm。支、附、毛管铺设在地面，均是鱼骨式布置。支管的间距是由毛管的铺设长度决定的，即毛管最大铺设长度的两倍，经计算为134m。支管的管材选用63PE黑管。附管平行支管布置，由

12、一个球阀控制,便于轮灌组的管理和化分。毛管垂直于附管与支管布置，毛管间距为0.9m与1.4m。每两行棉花布置一条毛管或每四行棉花布置一条毛管。毛管选用16.5mm的单翼迷宫式滴灌带.首部枢纽装置布置在水泵的旁边,便于操作与管理。为冲洗管道的淤积物和冬季到来之前排干管中的积水，在分干管的末端（较低处）布置了排水井。五、 滴灌设备选型滴灌设备包括水泵、过滤装置及干、支、附、滴灌管。机井流量为80m3/h，控制面积540亩，根据水量平衡计算及水力计算结果，选潜水泵250QJ80-80/4。根据机井水质情况, 由于机井中含有一定的泥沙及有机物，采用4/120目组合式过滤器。首级过滤器为离心过滤器（LX

13、-400-100 1件），次级过滤器为网式过滤器（WS-16050 4件并联）。查性能曲线可知,水头损失为6-8m。施肥系统选用容量为150L。六、 拟定滴灌系统的工作制度本系统运行时,每次运行一条分干管,并开启分干管上的6条支管,因此分4个轮灌组；然后每次开启支管上的一条附管，就是经计算确定的一个轮灌小区,使附管上的所有毛管同时供水。经计算，每条支管上有9条（7条）附管，即9（7）个轮灌小区。一条附管带26（22）条或28（24）条毛管，一个轮灌小区共有156（132）或168（144）条毛管。故典型滴灌系统的轮灌组为4个，轮灌小区有36（28）个。七、 编制轮灌顺序，确定各级管道设计流量典

14、型滴灌设计轮灌顺序表轮灌顺序干 第一组第二组 第三组 第四组项目名称管 一分干一分干 二分干 二分干管长(m)200 800800800800流量m3/h80 13.3-80 =13.313.3-80=13.313.3-80=13.313.3-80=13.3轮灌小区 9(7)9(7)9(7)9(7)支管编号 支1-支6支7-支12支13-支18 支19-支24支管长度 112.5m112.5m112.5m 112.5m支管流量 13.3m3/h13.3m3/h13.3m3/h 13.3m3/h附管1-9 开一条附管开一条附管开一条附管 开一条附管附管长度 11.7或 12.6m (14m或15

15、.4m)同左同左 同左附管流量 13.3m3/h13.3m3/h13.3m3/h 13.3m3/h毛管条数156条或168条(120或132条)同左同左 同左毛管长度 66.766.766.7 66.7毛管流量0.466 m3/h(0.578 m3/h)同左同左 同左八、 管道设计及水力计算滴灌带选用单翼迷宫式滴头，当滴头间距0.3m,滴头流量q=2.1L/h时，q=0.502h0.607；当滴头间距0.3m,滴头流量q=2.6L/h时，q=0.653h0.600。1. 毛管与滴头间距的确定棉花种植模式为一膜两管四行或一膜两管八行，滴灌带选用新疆天业塑化集团生产的内径为16mm的PE单翼迷宫式

16、滴灌带，以该产品的参数进行设计。一膜两管模式：一根毛管灌两行棉花，滴灌带间距0.9m，滴头间距0.3m，滴头流量2.1L/h，流态指数X=0.607；一膜一管模式：一根毛管灌四行棉花，滴灌带间距1.4m，滴头间距0.3m，滴头流量2.6L/h,流态指数X=0.600。 2. 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(5.466h2d4.75)/( kSqd1.75)0.364 d(mm)kCuS(m)qd( L/h)h2 (m)Nm(个)L(m)161.290%0.32.11.8525375.9161.290%0.32.61.8722266.6毛管的铺设长度L毛=

17、 Nm0.3,根据地块的实际长度,可布6条支管，12条毛管,取毛管的长度为66.67米。3. 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=1.21.8m/s(1) 毛管水头损失的计算：Q毛=n滴qd=2222.1=466L/hn滴=66.670.3=222个毛管内径为16mm8mm ，可认为管内流态为光滑紊流，故可计算： 沿程水头损失hf毛=fsqdm/db（N+0.48）m+1/(m+1)-Nm(1-So/S)(5) 附管水头损失的计算：沿程水头损hf附=fSqdm/db(N+0.48)m+1/m+1-Nm(1-S0/S)(6) 配水支管管径及水头损失计算：d支=4Q支/(v)0.5 =413.3（3.141.83600） 0.5=51mm