喷灌工程学讲座

• 二、设计灌水定额和灌水周期的确定 （一）设计灌水定额的计算 （二）设计灌水周期的计算 • 三、喷灌用水量及用水流量的计算 （一）设计年用水量计算 （二）喷灌设计流量计算 （三）随机用水的喷灌设计流量计算
m = 0 . 1γ H ( β 1 − β
2
)
• 水源分析与水利计算 水源水量分析计算作为喷灌工程的水源， 水源水量分析计算 可有河川径流、地方径流、地下水及已建成 的水利工程供水等不同类型。。 蓄水工程容积计算蓄水工程的容积需根据 蓄水工程容积计算 来水和用水的平衡关系来确定。 蓄水工程地址选择
机 型 绞盘式 双悬臂式 滚移式 中心支轴式 平移式
结构尺寸及 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ关数据
喷头射程 50m
桁架长 120m
支管长 400m
支管长805m， 最长182m， 30个塔架
支管长 605m
最大控制面 积（亩）
500
750～950
500～1000
6556
1920～ 3840
国外喷灌发展的趋势（续前） • 3. 尽力节省能源 • 4. 广泛使用轻质管道和塑料管道 • 5. 采用自动化技术，提高喷洒质量 • 6. 发展综合利用，向国民经济各部门渗透 • 7. 重视喷灌基础理论和新技术的开发研究， 注意多学科配合和协作生产
• 二、喷灌设计参数 • • • • • • • • • • • • 1. 设计灌水定额和灌水周期 2. 设计风速和风向 3. 喷洒水利用系数 4. 喷灌均匀系数 5. 喷灌强度 （1）设计喷灌强度。 （2） 组合喷灌强度。 (3) 允许喷灌强度。 6．一个位置的喷洒时间和设计日净喷时间 7. 支管首末端喷头压力差 8. 喷灌系统喷头工作压力 9. 作物雾化指标
• 三、规划设计成果要求 1. 规划设计书的内容 2. 工程规划布置图 3. 预算书
喷灌设备与喷灌系统类型的选择 • 一、喷灌设备 • 喷灌设备又称喷灌机具，是用于喷灌的动力机、 水泵、管材、喷头等机械和电气设备的总称。简称 “机、泵、管、头”。 • （一）喷头 • （二）喷灌输水管道和附件 • （三）喷灌用泵 • （四）动力机 • （五）喷灌机（组） 喷灌机（
设计图纸
• （1）系统平面布置图。绘在比例尺不小于1/2000的地形图上。 图中应标明灌区边界及内部分区线，水源、水源工程及泵站的位 置，输电线路的位置和走向，各级管道及喷点的位置，各类闸阀、 给水栓以及其它附属设施的位置，还应标明管道的名称及编号。 • （2）管道纵剖面图。绘出各级管道的纵剖面图，其中固定支管 一般可绘制一两条作为典型。管道纵剖面图应绘出地面线、管底 线，标出各种管件（如阀门、三通、四通、异径管等）和镇墩的 位置，底栏应包括桩号、地面高程、挖深、纵坡和管径等栏目。 • （3）管道系统结构示意图。以透视图形式绘出固定管道系统的 结构示意图，标出各段管道的材质、长度、管径及各种管件的规 格型号。 • （4）工程建筑物设计图。包括泵站平面图、立面图、电气主结 构图，以及蓄水池、工作池、阀门井、泄水井、镇墩的设计图。
影响田间管道系统布置的主要因素
在贯彻以上原则时，有时会出现矛盾，这时应根据具体 情况进行分析比较，分清主次，因地制宜地确定布置方案。 影响管道布置主要有下列因素： 1.地形条件 2. 2.地块形状 3.耕作与种植方向 4.风向和风速 5.水源位置 • 田间管道系统的布置形式 1.丰字形布置 2.梳子形布置
喷灌系统管道布置
田间管道系统的布置一般应遵循以下原则： 应符合喷灌工程规划的要求。 喷洒支管应尽量与耕作和作物种植方向一致。 喷洒支管最好平行等高线布置，如果条件限制， 应尽量避免逆坡布置。 4. 在风向比较恒定的喷灌区，支管最好垂直于主风 向布置，应尽量避免平行主风向布置。 5. 喷洒支管与上一级管道的连接，应避免锐角相交， 支管铺设应力求平顺、减少折点。 • 1. 2. 3.
喷头选型和组合间距 • 1. 2. 3. 4. 按照《喷灌工程技术规范》规定，选择喷 头和确定组合间距的具体要求如下： 喷灌强度不超过土壤的允许喷灌强度值。 组合均匀系数不低于规范规定的数值。 雾化指标不低于作物要求的数值。 有利于减少喷灌工程的年费用。
• 喷头的喷洒方式和组合形状 喷头的喷洒视喷头的类型和附属设备的不同有多 种方式，如全圆喷洒、扇形喷洒、矩形喷洒、带状 喷洒等。一般情况下使用全圆喷洒，在田边路旁或 房屋附近有时使用扇形喷洒。 喷头的组合形状也称布置形式，一般用相邻4个喷 头组成的平面图形表示。喷头的基本布置形式有两 种，矩形组合和平行四边形组合。
设计内容
• • • • • • • • • • • • （1）基本资料，和规划阶段基本一致，但更详细一些。 （2）喷灌系统选型。 （3）拟定作物灌溉制度、计算喷灌用水量。 （4）水源分析与水源工程规划。 （5）喷头选型与组合。。 （6）喷灌系统布置。 （7）拟订喷灌工作制度。给出有关各项数据，进行轮灌编组、 7 安排轮灌顺序。 （8）管材与管径的选择。 （9）管道系统结构设计。绘制管道纵剖面图、管道系统结构示 意图。 （10）喷灌系统设计流量和设计扬程的确定，水泵及动力机选配。 各级管道的压力校核。 （11）技术经济分析。编制材料设备明细表；进行工程投资预算， 年费用及效益估算；进行经济分析，计算经济指标。 在设计说明书中，还要对施工及运行管理提出必要的要求，阐 明有关注意事项。
喷灌的缺点和局限性
• • • • • • • • 喷灌也有一定缺点和局限性，主要是以下几方面： 1. 投资较高 2. 受风和空气湿度影响大 3. 技术要求高 4. 高中压喷灌耗能校大 5. 固定式喷灌不利于机耕 6. 移动式、半固定式管道喷灌系统搬运管道困难 7. 中心支轴式、平移式等大型机组对土地平整划一要求 较高
设计灌溉制度和喷灌用水量计算
• 农作物的灌溉制度是指播前及全生育期内的灌水 次数、灌水日期、灌水周期和灌水定额和灌溉定额。 设计灌溉制度是指符合设计标准的代表年的灌溉制 度，它是确定灌区设计流量和用水量的依据，也是 确定喷灌系统总流量、分区流量和确定系统工作制 度的依据。
• （一）设计灌溉制度的拟定方法 • 在规划设计中，常采用以下3种方法来确定灌溉制度。 1. 总结群众丰产灌水经验 根据当地或邻近地区群众积累的多年喷灌和其它灌溉的经 验，深入调查符合设计要求的干旱年份的灌水次数、灌水时 间和灌水定额等数据，据此分析确定设计灌溉制度。 2. 利用灌溉试验资料 多年来各地进行了不少喷灌田间试验，积累了一定的资料。 在认真分析试验资料的基础上，制定设计灌溉制度。 3. 水量平衡计算方法 利用农田水量平衡原理，经分析计算制定灌溉制度。当参 与计算的各因子数据准确时，计算结果较为可靠。
喷灌系统分类
• 把灌溉水源、喷灌设备和田间工程有机联系起来，以达到将灌溉 水均匀地喷洒到田间，来满足农作物对水分的要求，这样一种水利 工程设施称之为喷灌系统。 • 喷灌系统的分类方法有多种： （一）按系统获得压力的方式分类 1. 机压式喷灌系统 2. 自压式喷灌系统 （二）按系统的喷洒特征分类 1. 定喷式喷灌系统 2. 行喷式喷灌系统 （三）按系统的设备组成分类 1. 管道式喷灌系统 2. 机组式喷灌系统
第四章 喷灌系统技术设计
• 设计的步骤一般如下： 1. 了解规划的内容，掌握设计的原则、方案和总体布局。 2. 搜集基本资料，在规划设计的基础上，根据技术设计的 要求提出需要补充搜集或提供更详细资料的清单。 3. 准备设计依据，包括文件、合同、标准、规范、设计手 册等。 4. 设计计算。包括灌溉制度、喷头选型及校核、系统布置、 管道选型、水力计算、水泵选型、系统结构设计、预算 和经济分析等。 5. 绘制设计图纸。 6. 形成设计文件，设计审核、批准。
第三章 喷灌工程规划设计
• 喷灌工程的规划应收集水源、气象、地形、 土壤、作物、灌溉试验、能源、材料、设备、 社会经济状况与发展规划等方面的基本资料。 喷灌工程的设计应根据灌区地形、土壤、气 象、水文、地质、作物种植以及社会经济条 件，通过技术经济比较确定。
规划设计原则、内容及成果要求
喷灌工程规划设计的原则 1. 喷灌工程的规划应以各地喷灌区划为基础，符合地区性农业 区划和水利规划的要求，并与农村发展规划相协调，采用的节水技 术应与农艺技术相适应并符合种植结构的要求。 2. 喷灌工程应通过技术经济比较及环境评价确定水资源可持续 利用的最佳方案。其形式应根据当地自然和社会经济条件、水土资 源特点和农业发展要求，因地制宜选择，可采用一种或多种类型。 喷灌系统类型应考虑以下因素进行综合比较确定： 3. 喷灌工程规划成果应包括规划报告、概算书及工程布置图。 4. 喷灌工程应密切与排水、道路、林带、供电等系统，以及居 民点的规划相结合，做到统筹安排，并注意充分利用原有的水利及 其它工程设施。 5. 注意节省能源，在有自然水头可利用的地方，尽量发展自压 或部分自压喷灌。 •
喷灌工程学讲座
第一章 喷灌的发展趋势
•（一）国外喷灌的发展状况 （ • 1. 喷灌面积大 • 2. 喷灌面积占灌溉面积的比重大 • 3. 喷灌面积发展速度快 •（二）国外喷灌发展的趋势 （ • 1. 继续发展多种多样的喷灌设备与喷灌系统 • 2. 扩大单机和系统控制面积，提高机组适应能力
各种喷灌机最大控制面积
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喷灌工程规划设计的内容 （一）勘测、收集基本资料 （二）喷灌可行性分析 （三）水源工程规划 1. 选择取水方式和取水位置 2. 选择蓄水工程的类型、数量与位置 3. 蓄水工程容积的确定 （四）喷灌系统选型 （五）压力规划 （六）工程规划布置 （七）投资概算及效益分析
• 三、各类喷灌系统的特点及适用条件 （一）固定管道式喷灌系统 （二）移动管道式喷灌系统 （三）半固定管道式喷灌系统 （四）定喷机组式喷灌系统 1. 使用单喷头机组的系统 2. 使用多喷头机组的系统 （五）行喷机组式喷灌系统
喷灌设计标准和设计参数 一、喷灌设计标准 喷灌设计标准和设计参数是喷灌系统设计的依据，是衡 量一个喷灌系统规划是否合理，设计是否正确的主要技术标 准。正确地拟定喷灌设计标准和设计参数，不仅能确保喷灌 系统的喷洒质量和运行可靠性，同时也能保证工程经济合理。 我国灌溉规划中常采用灌溉保证率法确定灌溉设计标准。 喷灌工程设计保证率应根据自然条件和经济条件确定。丰水 地区或作物经济价值较高时，可取较高值；缺水地区或作物 经济价值较低时，可取较低值，但一般不宜低于85％。喷灌 系统的设计保证率，在南方地区不宜低于90%，在北方地区 不宜低于85%。 • •