农田水利灌溉系统滴灌工程的设计.doc
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农田水利灌溉系统滴灌工程的设计
摘要:本文结合某工程实例，就农田水利灌溉系统滴灌工程的设计进行了探讨，详细介绍了包括水源设计、系统水力计算等有关滴灌工程的主要设计内容，以期指导实践。
关键词:农业；灌溉；滴灌；设计
中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：
滴灌灌溉属于微灌的一种，是当今世界上最省水、灌溉质量最好的农业灌水技术。特别是在水资源的日益短缺的我国，大力应用滴灌灌溉显得十分迫切。滴灌是利用滴头将水和肥料一滴滴均匀而缓慢地滴入作物的根部，借助重力渗透根区湿润土壤和保持最优的土壤含水量的一种灌溉技术。为了确保农田水利灌溉系统滴灌工程的质量，我们要做好事前的设计。
1基本资料
该设计典型区占地面积7.2hm2，现有旱田区，地形比较平缓。项目区无地表水资源，但有井为323眼。典型区利用现有井进行灌溉，出水量为40m3/h。
根据规定，膜下滴灌要在600～1000m3/hm2范围内，因此设计灌溉定额采用900m3/hm2，单次最大灌水定额330m3/hm2。
2设计内容
2.1水源设计
典型区水源为地下水，根据选定典型区面积，采用满足典型区作物的最大耗水期灌水时用水量计算系统最小供水流量:
Q=10AIa/ηt (1)
式中A为典型区面积，hm2；Q为系统最小供水流量，m3/h；Ia为设计供水强度，mm/d，取4mm/d；t为水源每日供水时数，h/d，取20h/d；η为灌溉水利用系数，取0.9。
经计算:
Q=16m3/h，满足要求。
2.2管网系统设计
水源→加压提水设备(水泵)→首部装置(含过滤器、施肥设施等)→主干管→分干管→辅管→毛管(滴灌带)。采用“梳齿”行布置，包括1条总干管，2条分干管；8条支管。见图1。
图1管网系统设计
2.3灌溉制度
2.3.1灌水定额
典型区灌溉定额为900m3/hm2，单次最大灌水定额330m3/hm2。
2.3.2设计灌水周期
设计灌水周期可按下式计算:
T=(m/Ea)η(2)
式中T为设计灌水周期，d；Ea为设计耗水强度，mm/d，Ea取4；m为设计灌水定额，mm，为32.4mm。此值为作物需水高峰期的灌水周期。
经计算，典型区灌水周期T=7.29，取7d。
2.3.3一次灌水延续时间
具体公式为:
t=m?Se?Sr/(ηqd) (3)
式中t为一次灌水延续时间，h；qd为设计滴头流量，l/h，qd取2.4；Se?Sr为作物株、行距，l/h，为0.3×1.3。经计算，典型区一次灌水延续时间为5.3h。
2.3.4轮灌组的数目
根据水源流量和各级管道的经济管径、输水能力和作物的需水要求确定，同时使水源的水量与计划灌溉的面积相协调，一般可由下式计算:
N≤CT/t (4)
式中N为轮灌组的数目；C为系统一天的运行小时数，C取20h；T为灌水时间间隔(周期)，d；t为一次灌水延续时间，h。
经计算，N≤28
根据滴灌系统的布置，为保证系统持续稳定的压力，分散水流，降低管道水头损失，应确定合理的轮灌制度。典型区面积7.2hm2，共有1条总干管，2条分干管，8条支管。运行时先开启CD分干管上的4条支管，每条支管只打开一条辅管，同时打开的辅管为一个轮灌组，共8个轮灌组；待CD分干管灌溉结束后开启AB分干管上一侧2条支管，每条支管只打开一条辅管，同时打开的辅管为一个轮灌组，共16个轮灌组，典型区一共划分24个轮灌组。CD分干管8个轮灌组，每组灌4.2h，AB分干管16个轮灌组，每组灌5.3h，每天工作20h，连续工作6.0d，使全部地块灌完。
2.4设计流量的确定
2.4.1毛管设计流量
毛管的流量等于毛管上各滴头流量之和，即:
(5)
式中Q毛为单侧毛管的总流量；Nd为毛管滴头个数；qd为滴头设计流量。
经计算，Q毛=432L/h
2.4.2辅管设计流量
辅管流量等于辅管上各毛管的流量和，若辅管两侧毛管长度相同，辅管流量可按下式近似计算:
Q辅=2N毛Q毛(6)
式中N毛为辅管上单侧毛管条数。
经计算，典型区Q辅=8640L/h
2.4.3支管设计流量
支管设计流量为支管上一次开启的辅管流量之和。
Q支=N辅Q辅或Q支=2N毛Q毛(7)
式中N辅为支管上同时工作的辅管数目。
经计算，典型区Q支=8640L/h
2.4.4干管设计流量
该干管上各支管流量之和最大的一组，当干管较长时，应逐段取不同的设计流量。
Q干=N支Q支(8)
式中N支
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