3.2滴灌系统3.2.1项目基本资料调查灌区面积((hm2)、作物、土壤(类型、容重、土层厚度)、作物种植间距(大棚长、宽,垄宽、株距、行距、垄间沟宽、深等)、水源(m3、m3/s、m3s-1/万亩)、降雨、气温、蒸发、风向风速、日照、动力等3.2.2初定设计参数1、系统需流量Qs(m3/h)作物耗水强度E a(mm/d):参考表-2设计供水强度Ia(mm/d)=E a-P0-S;P0有效降雨强度、S地下水补给量。
也可参考下表-12选定I a。
表-12 设计耗水强度参考值(mm/d)作物滴灌微喷灌作物滴灌微喷灌葡萄、树、瓜类3~7 4~8 蔬菜(露地)4~7 5~8 粮、棉、油等植物4~7 ——冷季型草——5~8蔬菜(保护地)2~4 ——暖季型草——3~5 注:干旱地区宜取上限值,对于在灌溉季节敞开棚膜的保护地,应按露地选取设计耗水强度灌溉面积A(hm2):图上量取日供水小时数t d(h/d):12~22灌溉水利用系数η:不低于0.93.2.3初定系统毛管依据作物种植株距、行距初定系统毛管型号。
如:3.2.4土壤湿润比P1)沿毛管灌水器间距较小参数:一棵作物所占有的灌水器数目n(个)滴头间距S e(m):毛管参数湿润带宽度S w(m):依据表-13湿润比范围反推,再根据设计量取选定。
作物平均行距S r(m):毛管间距/毛管间作物行数作物株距S t(m):设计取值一棵作物所占有的灌水器数目n(个):该组的灌水器数目/一组作物的棵数。
P=n×S e×S w/(S r×S t)2)沿毛管灌水器间距较大参数:滴头间距S e(m):毛管参数毛管间距S L(m):毛管参数湿润带直径D w(m):依据表-13湿润比范围反推,再根据设计量取选定。
P=0.785×D w2/(S L S e)×100%土壤湿润比P要在表-13参考值范围之内。
表-13 微灌设计土壤湿润比参考值(%)作物滴灌、涌泉灌微喷灌果树、乔木20~40 40~60葡萄、瓜类30~50 40~70草、灌木——100蔬菜60~90 70~100 粮、棉、油等植物60~90 ——注:干旱地区宜取上限值3.2.5初定灌溉制度1、最大灌水定额m max(mm)土壤容重γ(g/cm3):查表-1土壤计划湿润土层厚度z(cm):一般蔬菜0.20~0.30m;大田作物为0.3~0.6m,果树为1-1.2m;设计土壤湿润比P(%):已计算土壤田间持水量:查表-1适宜土壤含水率上限θmax(%):土壤田间持水量×90%适宜土壤含水率下限θmin(%):土壤田间持水量×75%最大灌水定额m max=0.001γzp(θmax-θmin)2、设计灌水周期T(d)最大灌水定额m max(mm):已计算设计供水强度Ia(mm/d):已计算T0= m max/IaT≤T03、设计净灌水定额m d(mm)设计灌水周期T(d):已计算设计供水强度Ia(mm/d):已计算m d=T×Ia (4)设计毛灌水定额m毛(mm)设计净灌水定额m d(mm):已计算灌溉水利用系数η:0.9m毛= m d/η5、一次灌水延续时间t(h)设计毛灌水定额m毛(mm):已计算滴头间距S e(m):灌水器型号参数毛管布设间距S L(m):设计量取灌水器额定流量Q d(L/h):灌水器型号参数t= m毛×S e×S L/Q d 3.2.5允许水头差[Δh]1、水头偏差率h v灌水器允许流量偏差率q v=(q max-q min)/q a≤0.2;灌水器额定压力h d:型号参数灌水器流态指数χ:灌水器型号参数灌水器工作水头偏差率h v=(1/x)q v(1+0.15(1-x)/x q v)2、灌水小区允许水头偏差[Δh](m)水头偏差率h v(m):已计算额定工作水头h d(h/m)=额定工作压力(kPa)/10[Δh]= h v h d3、允许水头差的分配分配比例:50%灌水小区允许水头差Δh(m):已计算毛管允许水头偏差Δh1(m):Δh/2支管允许水头偏差Δh2(m):Δh/23.2.7 毛管(支管)极限孔数Nm与极限长度L(m)1、毛管极限孔数N m(个)毛管允许水头偏差Δh1(m):已计算毛管内径d毛(mm):已计算水头损失扩大系数k:毛管总水头损失与沿程水头损失之比,通常局部损失按沿程损失的10%计算,k=1+h i/h f=1.1毛管上分流孔间距S e(m):灌水器型号参数灌水器的设计流量q d(L/d):灌水器型号参数N m=INT(5.446×Δh1×d毛b/(k S e×q d m))0.3642、毛管极限长度L m(m)毛管上分流孔间距S e(m):灌水器型号参数毛管首孔至支管距离S0(m):设计量取L m= S e(N m-1)+ S0依据极限长度,确定毛管长度,当毛管长度接近极限长度时越经济。
3.2.8 工作制度设计灌水周期T(d):已计算日供水小时数t d(h/d):已确定一次灌溉延续时间t(h/组):最多轮灌组数N max(组)N max=[T t d/t]依据地形条件及方便管理,合理确定轮灌组数量。
3.2.9 管网水力计算1、毛管水力计算1)毛管水头损失h毛管(m)摩阻系数f:查表-10流量指数m:查表-10管径指数b:查表-10水头损失扩大系数k:已计算毛管上分流孔间距S e(m):查型号参数灌水器的设计流量q d(L/d):查型号参数确定毛管内径d毛(mm):查型号参数毛管首孔至支管的距离S0(m):设计量取毛管水头损失h毛管(m)=kf S e q d m/d b((N+0.48)m+1/(m+1)-N m(1- S0/ S e))2)毛管的进口工作压力h0毛管(m)平均磨损比R:查平均磨损比取值表额定工作水头h d:查型号参数水头损失扩大系数k:已计算摩阻系数f:查表-10流量指数m:查表-10管径指数b:查表-10毛管上分流孔间距S e(m):查型号参数灌水器的设计流量q d(L/d):查型号参数毛管内径d(mm):查型号参数确定毛管孔数N(个):已确定毛管首孔至支管距离S0(m):设计量取h0毛= h d+Rkf S e q d m(N-0.52)m+1 /((m+1)d m)+kf S0(Nq d)m+1/d m 2、支管水力计算(1)支管管径d支(mm)1)平坦地形,毛管进口未设调压装置摩阻系数f:查表-10管径指数b:查表-10流量指数m:查表-10水头损失扩大系数k:按局部损失为沿程损失的20%计算,k=1+h j/h f=1.2毛管布设间距S L(m):设计量取灌水器的设计流量q d(L/d):型号参数确定毛管孔数N(个):已确定支管允许水头偏差Δh2(m):已计算一条支管控制毛管对数N1(对):设计量取首孔至支管距离S0(m):设计量取d支管=(kf S L(2N q d)m/Δh2((N1+0.48)m+1/(m+1)-N1m(1- S0/S L)))1/b2)坡地,毛管进口采用调压装置,由于此时设计允许的水头差均分配给了毛管,枝干应按经济的水力比降来初选管径d支= (kFfL支管Q支管m/(100i支))1/b或d支=(4Q支管/3600∏V)1/1000或当Q支管≥120m3/h时,d支=11.5(Q支管1/2)当Q支管<120m3/h时,d支=13(Q支管1/2)支管管径确定后,依照管道规格选取实用管径。
(2)支管水头损失h支管(m)摩阻系数f:查表-10管径指数b:查表-10流量指数m:查表-10水头损失扩大系数k:已计算毛管布设间距S L(m):设计量取毛管设计流量q d(L/h):型号参数支管内径d支(mm):已计算确定毛管孔数N(个):已确定一条支管控制毛管对数N1(对):设计量取首孔至支管距离S0(m):设计量取h支管=kf S L(2N q d m)/d b((N1+0.48)m+1/(m+1)-N1m(1- S0/ S L))(3)支管进口工作压力h0支管(m)h0支管= h0毛管+ h支管3、分干管水力计算(1)分干管流量Q分干管(m3/h)一条分干管控制支管数量N支(条):设计量取一条支管控制毛管数量N毛(对):设计量取毛管设计流量q d(L/h):型号参数选定毛管孔数N(个):已确定Q分干管= N支(2N1(N q d/1000))2)分干管管径d分干管(mm)当Q分干管≥120m3/h时,d支=11.5Q支管1/2当Q分干管<120m3/h时,d支=13Q支管1/2查询管径规格,选取管径。
3)分干管水头损失h分干管(m)摩阻系数f:查表-10管径指数b:查表-10流量指数m:查表-10水头损失扩大系数k:按局部损失为沿程损失的20%计算,k=1+h j/h f=1.2分干管流量Q分干管(m3/h)分干管管长L分干管(m)选定的分干管管径内径d分干管(mm)分干管水头损失h分干管(m)=kf L分干管(1000Q分干管)m/ d分干管b 5、干管水力计算(1)干管流量Q干管(m3/h)Q干管=∑Qi分干管(2)干管管径d干管(mm)当Q干管≥120m3/h时,d支=11.5Q支管1/2当Q干管<120m3/h时,d支=13Q支管1/2(3)干管水头损失h干(m)摩阻系数f:查表-10管径指数b:查表-10流量指数m:查表-10水头损失扩大系数k:按局部损失为沿程损失的20%计算,k=1+h j/h f=1.2首部到分干点的管长L1(m):设计量取始端分干管与末端分干管(m)间距L2(m):设计量取分干管数量:设计量取预留长度L3(m):分干管数量×2m干管长度L(m)= L1+ L2+ L3干管流量Q分干管(m3/h):已计算干管水头损失h干管= kf L干管(1000Q干管)m/ d干管b 5、系统总压力h总(m)毛管的进口工作压力h0毛(m):已计算支管水头损失h支(m):已计算分干管水头损失h分干管(m):已计算干管水头损失h干(m):已计算过滤器水头损失h过滤器(m):查资料,一般为5米其他管路损失h其他:1m系统总压力h总= h0毛+ h支+ h分干管+ h干+ h过滤器+h其他6、管网水力计算表例如:。