滴灌计算

综上所述，初设参数如表 1.4。
3、灌水小区(毛管和辅管)的水力设计 从单翼迷宫式滴灌带沿均匀坡铺设的水力特性及设计方案比较中得知，当沿毛管铺设 方向坡降小于 1‟时，按均匀坡计算结果与平坡计算结果相差不大(按均匀坡计算顺坡极限 长度 81.75m， 逆坡极限长度 79.65m，平坡时毛管极限长度为 80.85m)。本工程沿毛管铺设 方向坡降为 0.45‟，故按平坡计算。 3.1 灌水小区允许水头偏差及其在毛管和辅管上的分配 3.1.1 灌水小区允许水头偏差[Δ h]依据式(4-10)计算：
3.2.2 毛管极限长度 Lm 按式(4-22)计算：S=Se=0.3m，Nm=270，代入得：
Lm S ( Nm 1) S0 0.3 (270 1) 0.15 80.85 (m)
3.3 辅管极限孔数和极限长度 辅管也为多孔出流管，其极限孔数和极限长度的计算同毛管，计算时参考图 1.7。 3.3.1 辅管极限孔数 Nm 计算可依据式(4-14)同理计算： d=28.8mm， k=1.1， SL=0.9 h3 1.36m， m ， q=1134L/h( 极 限 长 度 时 一 对 毛 管 流 量 ) ， 代 入 得 ：
Q 10I a A 10 5.0 20 55.6m3 / h C 0.9 20
由于本次设计的水源为机电井， 原有水泵基本可以满足滴灌设计水量的需求， 故初定采 用原有水泵，当原有水泵不能满足滴灌设计要求的，可增设管道加压泵。 2.2.2 灌水小区允许水头(流量)偏差率 (1)流量偏差率 qv 根据 《规范》 3.0.9 条规定， 灌水器设计流量允许偏差率应不大于 20%， 本工程取 qv=20%。 (2)水头偏差率 hv
I a Ea P0 S 5.0 0 0 5.0(mm/ d )
式中：Ia —设计灌溉补水强度， mm/d； Ea —灌水高峰期设计日平均耗水强度，对于干旱地区Ia ＝Ea ，mm/d； P0 —有效降雨量，mm/d； S0 —根层土壤或地下水补给的水量，mm/d； 2 再结合小区面积 A=20hm ，系统每日工作小时数 C=20h/d，灌溉水利用系数η =0.9，代入下 式计算出系统需流量：
h hv hd
0.3410 3.4 (m)
式中 hv 、 hd 见表 1.3、表 1.4。 3.1.2 小区允许水头偏差的分配 小区允许水头偏差在毛管和辅管间分配，分配比例取 β 2=0.6 和 β 3=0.4。 毛管允许水头偏差 h2 为： h2 2 h 0.6 3.4 2.04 m 辅管允许水头偏差 h1 为： h3 3 h 0.4 3.4 1.36 m 3.2 毛管极限孔数和极限长度 3.2.1 毛管极限孔数 Nm 计算依据式(4-14)计算： h2 2.04 m，d=16mm，k=1.1，Se=0.3m，
(一) 玉米膜下滴灌工程设计说明 1、基本资料
表 1.1
序 号 分 项 地 块 土 壤 气 象 作 物 水 源 电 力 面积 A:300 亩(20hm ) 地理位置：查哈尔滩 土壤类型:砂土 田间持水量θ 田(%)：24 年平均蒸发量(mm/年):2000 初霜日：9 月下旬 作物名称:玉米 株行距(cm): 株距 30、窄行 30、宽行 40 水源类型：机电井 水质 有机质含量：较小
0.3 Sr
0.4 Sr 单 滴 孔 湿 润 范 围
0.3
0.4
0.3
0.4 SL=0.7
玉米 SL=0.7
滴灌带
0.3 St
0.45 Sw
0.3 Se
滴灌带湿润范围
滴孔
p
Sw 0.45 100% 100% 64.3% SL 0.7
2.2.4 设计灌水定额 m
1.46g / cm3 ，z=0.5m，p=64.3%， max 90% 21.6% ， min 65%田 15.6% ，依据式
表1.2 支、辅管管径表 2.1.2 首部枢纽 位置定于地块西侧地边 O 点 [ 见平面布置图 管道名称及规格 外径(mm) 内径(mm) de63PE支管 63 61.2 (1-I-1-1)]，主要包括过滤设施(砂过滤器+筛网过 de32PE辅管 32 28.8 滤器)、压差式施肥罐 (安装在砂过滤器与筛网过滤 器之间)，装有压力表、空气阀、闸阀、水表等量测、安全保护和控制设备。各设备的位置 见图 1.1。 2.1.3 输配水管网 本工程有三块条田， 宽度均为 240m(见图 1.1)， 管网包括主干管、 分干管、 支管、 辅管、 毛管。一条辅管控制的灌溉范围为一个灌水小区，毛管沿作物种植即图 1.1 中 X 方向铺设， 管网呈“鱼骨式”(见图 1.1)布置，毛管、支(辅)管、分干管、主干管依次相互垂直；主干 管、分干管采用 PVC-U 管，埋设在地下；支管、辅管、毛管采用 PE 管，均铺设于地面，支、 辅管管径见表 1.2。 2.1.4 灌水器 根据新疆农垦科学院与西安理工大学室内研究成果， 结合近几年对大田玉米膜下滴灌生 产实际的观测和调查总结，对于砂土地，种植模式为（30+40）*30 (即窄行距为 30cm，宽 行距为 40cm，株距为 30cm)，毛管宜一管两行布设、滴头流量 1.8～2.2L/h、间距 0.3m 为 宜。 本次设计毛管采用新疆天业生产的单翼迷宫式滴灌带，其参数见表 1.3。
Lm S ( Nm 1) S0 0.9 (7 1) 0.45 5.85 (m)
与式(4-22)同理
0.9 0.9 0.9 0.9
此值为辅管一 O 渠 渠 O 半的长度，故辅管 全 长 为 2 × A (条田1) 5.85=11.7m。 二分干 一分干 主 (条田1) 4、 管网布置与系统 干 工作制度的确定 4.1 管网布置 管 B (条田2) 4.1.1 毛管、 支 三分干 四分干 (条田2) 管 单行毛管沿作 给水栓 C支 C3 2 C1 C (条田3) 物种植向 X 方向直 管 毛管 支 五分干 六分干 线布置。 (条田3) 毛管 管 支管一般垂直 y y 79.2 158.3 158.3 158.3 158.3 158.3 79.2 79.2 158.3 158.3 158.3 158.3 158.3 79.2 于毛管布置，间距 950 950 是由毛管的实际铺 图1.3 管网布置简图(1) x x 图1.6 管网布置简图(5) 设长度限定的。根 据地形长度布设 6 列支管，毛管双向铺设，支管间距 158.3m，则毛管长度为 79.2m，为极限 长度的 97.7%。根据实践经验和统计分析当滴灌带的铺设长度达到极限长度的 85%以上并尽 量接近极限长度时，比较经济。此铺设长度满足要求，布置见图 1.3。此铺设长度逆坡也满 足要求。 4.1.2 干管 依据作物种植方向确定了毛管和支管布设后， 根据水源位置和毛、 支管的布置布设分干 管和干管。 沿 X 方向有六列支管， 分干管垂直于支管沿 X 方向布设。 如布设两列分干管(见图 1.4)， 则支管长为 180m，超过了支管的适宜长度，将会出现支管首端的辅管和末端的辅管压差较 大， 首端辅管的出水孔流量超过作物与土壤的允许范围而达不到设计要求， 支管过长运行管 理不便，破坏了原条田规划；如布设三列(见图 1.5)，此三列分干管位于本地块三个条田的 中央，间距 240m，支管长度为 120m，在适宜长度范围内；如布设四列，支管长度为 90m， 支管长度短， 分干管增加， 不经济， 并且破坏了条田规划。 本设计采用三列， 如图 1.5 所示， 支管长度 120m。 渠 O 主干管与分干管呈 “丰” 字形布置， 见图 1.6， (条田1) O 点即首部枢纽，主干管 分干管 (OABC)在地块中央，过节 点 A、B、C 垂直于三列分 干管，依次为(A)一分干、 (条田2) 二分干； (B)三分干、 四分 干；(C)五分干、六分干。 管网各部分布置详见 平面布置图 一对毛管长为158.3m 支 (条田3) 管 毛管 (1-I-1-1)。 4.1.3 辅 y y 79.2 158.3 158.3 158.3 158.3 158.3 79.2 管 950 毛管首孔 支管长度

x=0.6，qv=0.2，代入下式得：
1 x hv 1 qv qv 1 0.15 x x
1 1 0.6 0.2 1 0.15 0.2 0.34 0.6 0.6
式中：x—灌水器流态指数； q v —流量偏差率； 2.2.3 土壤湿润比 p 毛管单行直线布置，依据下式计算土壤湿润比 p，各参数按下图计算：
Y
启动箱 2 1、水源(机井) 2、首部枢纽 3、输配水管网 4、灌水器(与毛管一体) 1 水 泵
X
泵房
支管 辅管
4
毛管
施 肥 罐
砂过滤器
筛网过滤器 3
一 分 干
(条田1)
主
二 分 干
三 分 干
(条田2)
干
四 分 干
五 分 干
(条田3)
管
六 分 干
图1.1 工程系统规划简图
2.1.1 水源工程 本滴灌系统水源为机电井，水源与首部枢纽的修建位置见平面布置图 1.1。
下式计算灌水定额 m。 m 0.1zpmax min / 0.11.46 0.5 64.3 (21.6 15.6) / 0.9 31.29mm 312.9m3 / hm2 2.2.5 设计灌水周期 T m=31.29mm，Ia=5.0mm/d，η =0.9 依据下式计算。
2
玉米膜下滴灌工程基本资料表
内 容 地势：西高东低，J=0.2‟， 南高北低，J=0.45‟ 地形图：见平面布置图，包括地形尺寸、地面坡降、 地物、水源的具体位置 土壤容重(g/cm ):1.55 土层厚度(cm)：60-100 多年平均降雨量(mm/年):141.2 终霜日：3 月下旬 种植方向: 南北(沿 X 轴方向) 有效降雨强度
5.446h3 d 4.75 N m INT kSl q1.75
0.364
5.446 1.36 28.84.75 INT 1.75 1.1 0.9 1134
0.364
7 (个)与式(4-14)同理
3.3.2 辅管极限长度 Lm 可依据式(4-22)同理计算：S=SL=0.9 m ，Nm=7，代入得：
表1.3
型号 额定工作水头h (m) 灌水器额定流量q (L/h)
2.2 初设参数 2.2.1 系统总供水流量 Q
滴灌带参数表
WDF16/2.1-100 10 2.1 滴头间距S e(m) 毛管布设间距S L(m) 灌水器压力流量关系式 0.3 0.9
q =0.528 h 0.6
由当地作物及气象资料可知，项目所在地区 Ea=5.0mm/d， P0 =0，S=0，则计算得：
qd=2.1L/h，代入得：
5.446h2 d 4.75 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ m INT .75 kSe q 1 d
0.364
5.446 2.04 164.75 INT 1.1 0.3 2.11.75

0.364
270 (个)
3
1
2
3
P0(mm/d)：0
4
作物耗水强度 Ea(mm/d)：5.0 地下水补给水量 S(mm/d)：0 含沙量： 0mg/L
5
6
配有动力电源，使用方便。
2、系统规划布置及初设参数 2.1 系统工程规划布置概述 本工程包括以下四部分，水源工程、首部枢纽、输配水管网、灌水器(见图 1.1)。水源 为机井，故无需修建沉淀池沉淀，水源经加压和过滤后进入输配水管网。
T (m / I a ) (31.29 / 5.0) 0.9 6 (d)
此值为需水高峰期灌水周期。 2.2.6 初设一次灌水延续时间 t m=31.29mm，Se=0.3m，SL=0.7m，qd=2.1L/h，可用下式计算：
t m Se S l 31.29 0.3 0.7 3.13 (h/组) qd 2.1