节水灌溉技术优秀PPT
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❖地形、气象
❖水文地质、土壤（质地、土层厚度、冻土深度、土壤 入渗率等）
❖作物品种和种植结构
❖动力、水源（出水量、动水位等）
❖社会经济状况
28
（二）、水量平衡计算
目的：
❖已知水源供水量，确定灌溉面积 ❖已知灌溉面积，确定引水量和调蓄容积 方法： ➢ 如果已知水源为水井，要求确定灌溉面积
➢ 假设灌水周期为T天，日耗水e毫米
➢ T天水井可供水量：
T（天） ×C日开机小时数×Q井 (m3/h) ➢ T天用水量：T（天） ×(e-p)/1000 ×A ×667
29
来用水平衡：来水量＝用水量，即：
T（天） ×C日开机小时数×Q井（ m3/h ）＝ T（天） ×(e-p)/1000 ×A ×667
得：可灌溉的面积
本例中 A＝14 ×60/(0.667 ×e)=209亩
❖ 此即为20%规则
26
固定式喷灌系统规划设计实例
假设，灌区120亩（270m×290m），作物为 蔬菜，地形为平地，土壤为壤土，水井供水量 60m3 /h ,动水位20m，每天开机14h，作物最 大日耗水强度e=6mm/d,作物耗水高峰期日均 降雨P=0 mm/d，设计灌水周期7d 。
27
（一）、 收集规划收集所需的资料
喷灌系统的规划设计
1
喷灌
❖ 喷灌是把由水泵加压或自然落差形成的有 压水通过压力管道送到田间，再经喷头喷 射到空中，形成细小水滴，均匀地洒落在 农田，达到灌溉的目的一种灌溉方式
❖ 喷灌几乎适用于除水稻外的所有大田作物， 以及蔬菜、果树等
2wenku.baidu.com
喷灌技术的优点缺点
优点：
❖ 省水、增产 ❖ 省劳力 ❖ 提高土地利用率 ❖ 防止土壤冲刷和盐
30
（三）、选择喷灌系统的形式
根据前面讲述： 固定式喷灌系统－用于喷灌次数多，经济价值高的作物 半固定式喷灌系统－用于小麦等 小型机组式－山区或经济价值较低的作物 绞盘式喷灌机－小麦等大田作物 大型平移或时针式喷灌机－大型农场 本例中 灌溉作物为经济价值较高的蔬菜，选择固定式喷灌系统
31
（四）、选择喷头及确定喷头组合形式
项——规划设计 √
13
收集规划所需资料
喷
水量平衡计算
灌
选择喷灌系统的形式
系
选择喷头及确定喷头的组合形式
统
布 置 干、支 管
的
拟定喷灌工作制度
规
管网水力学计算
划
图 纸绘 制
设
材 料统计
计
工 程预 算
效 益分析
14
施
工
1、基本资料的收集
(1)灌区地势、地形资料 (2)水源调查 (3)种植制度及群众高产灌溉经验： (4)农业气象 (5)土壤 (6)作物耗水量 (7)其它
15
2、水量平衡分析
目的：确定灌溉面积，蓄水工程规模
步骤：
1.用水分析：
①选择设计典型年 ②计算典型年的作物需水量和典型年灌溉用水量 ③其它用水
2.供水分析 3.用水平衡计算
①来水总量及其在时间上的分配都能满足用 水要求时，不建蓄水池
②当来水总量满足要求，但在时间分配上 不能满足，修建蓄水池调节
③当来水总量不能满足要求，确定适宜的16 灌溉面积
碱化
缺点：
受风的影响大 在空气中的损失大 耗能大 投资高
3
烟草固定式喷灌
4
向日葵固定式喷灌
5
半固定式喷灌系统
6
移动式喷灌系统
7
时针式喷灌机
8
9
卷管式喷灌机
10
大田棉花用卷管式喷灌机
11
滚移式喷灌机
12
喷灌系统的规划设计
× 边勘测——边设计——边施工
可 行 性 研 究 报 告 —— 上 级 主 管 部 门 —— 审 批 —— 立
m0 q
(mm)
23
（3）. 允许一次同时工作的喷头数
N
1＝N总喷头数
一次灌水时间 一个灌水周期内的灌水总工作小时数
＝A
t （个）
b l C日工作小时数 T
24
7、管道水力计算
•喷喷灌中常采用以下经验公式计算沿程水
头损失：
hf
f * LQ m db
式中： f —与沿程阻力系数有关的摩阻系数
m —流量指数
η 灌溉水利用系数
q 喷头流量
b 喷头间距
l 支管间距
土壤类别
允许喷灌强度 （mm/h）
砂
土
20
砂
壤土
15
壤
土
12
壤
粘土
10
粘 土
8
20
5.管网布置
布置原则：
1、管道总长短，造价低
2、有利于管理（轮灌或分）
3、平原区，支管与作物种植方向一致， 在山区，支管沿等高线布置
4、管线纵剖面应力求平顺，减少折点（避免 负压）
根据前面讲述：
1. 喷头的选择 考虑灌溉作物：蔬菜－水滴小和喷灌强度较小的中 低压喷头 玉米高粱等－水滴较大和喷灌强度较大的 高压喷头 考虑土壤： 砂壤土－喷灌强度较大的喷头 粘壤土－喷灌强度较小喷头 考虑风速：风速大的地方宜选用喷灌强度较大水滴直 径较大的中高压喷头
32
2. 喷头的组合方式
21
5、支管上各喷头的工作压力力求一致，或在允 许的范围内，水利设计准则。
6、陡坡上（下坡）──缩小管径 （上坡）──管道不宜太长
7、水源应在地块中央，经济。
22
6、拟定喷灌工作制度
（1）. 灌水定额：
m
Te
灌水周期(d) 日耗水量(mm) 灌溉水利用系数
(mm)
（2）.一次灌水时间：
t
灌水定额 灌水强度
3、选择喷灌系统的形式
固定式喷灌系统——用于喷灌次数多，经济价值高的作物 半固定式喷灌系统——用于小麦等 小型机组式——山区或经济价值较低的作物 绞盘式喷灌机——小麦等大田作物 大型平移或时针式喷灌机——大型农场
17
4.喷头的选择
应符合以下要求： （1）组合后的喷灌强度不超过土壤的允许喷灌强度值 （2）组合后的喷灌均匀度不低于规范规定的数值 （3）雾化指标应符合作物要求的数值
b —管径指数
上述f, m, b 值可从有关表中查得
局部水头损失计算：可根据水力学有关公式计算
25
20%原则
❖ 支管设计主要的设计任务是限制喷头间的流量偏差，获 得满意的均匀度和灌水效率。
❖ 一般原则为：控制同一支管上任意两个喷头的喷水量之 差在10％以内。此原则也等同于：控制支管上任意两个 喷头的工作压力水头之差不超过喷头设计工作压力水头 的20%
且要考虑：灌溉作物，土壤，考虑风速
18
喷头的组合方式
原则：在保证喷洒均匀、不留空白的情况下，使喷头
和支管的距离应尽量大
组合方式有：正方形、矩形、正三角形、三角形和扇
形等
计算喷头和支管的间距
喷头设计射程： R设＝KR
19
喷灌强度：
计算喷灌强度
各类土壤允许的喷灌强度
Kw10b00lqη
Kw 风系数
❖水文地质、土壤（质地、土层厚度、冻土深度、土壤 入渗率等）
❖作物品种和种植结构
❖动力、水源（出水量、动水位等）
❖社会经济状况
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（二）、水量平衡计算
目的：
❖已知水源供水量，确定灌溉面积 ❖已知灌溉面积，确定引水量和调蓄容积 方法： ➢ 如果已知水源为水井，要求确定灌溉面积
➢ 假设灌水周期为T天，日耗水e毫米
➢ T天水井可供水量：
T（天） ×C日开机小时数×Q井 (m3/h) ➢ T天用水量：T（天） ×(e-p)/1000 ×A ×667
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来用水平衡：来水量＝用水量，即：
T（天） ×C日开机小时数×Q井（ m3/h ）＝ T（天） ×(e-p)/1000 ×A ×667
得：可灌溉的面积
本例中 A＝14 ×60/(0.667 ×e)=209亩
❖ 此即为20%规则
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固定式喷灌系统规划设计实例
假设，灌区120亩（270m×290m），作物为 蔬菜，地形为平地，土壤为壤土，水井供水量 60m3 /h ,动水位20m，每天开机14h，作物最 大日耗水强度e=6mm/d,作物耗水高峰期日均 降雨P=0 mm/d，设计灌水周期7d 。
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（一）、 收集规划收集所需的资料
喷灌系统的规划设计
1
喷灌
❖ 喷灌是把由水泵加压或自然落差形成的有 压水通过压力管道送到田间，再经喷头喷 射到空中，形成细小水滴，均匀地洒落在 农田，达到灌溉的目的一种灌溉方式
❖ 喷灌几乎适用于除水稻外的所有大田作物， 以及蔬菜、果树等
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喷灌技术的优点缺点
优点：
❖ 省水、增产 ❖ 省劳力 ❖ 提高土地利用率 ❖ 防止土壤冲刷和盐
30
（三）、选择喷灌系统的形式
根据前面讲述： 固定式喷灌系统－用于喷灌次数多，经济价值高的作物 半固定式喷灌系统－用于小麦等 小型机组式－山区或经济价值较低的作物 绞盘式喷灌机－小麦等大田作物 大型平移或时针式喷灌机－大型农场 本例中 灌溉作物为经济价值较高的蔬菜，选择固定式喷灌系统
31
（四）、选择喷头及确定喷头组合形式
项——规划设计 √
13
收集规划所需资料
喷
水量平衡计算
灌
选择喷灌系统的形式
系
选择喷头及确定喷头的组合形式
统
布 置 干、支 管
的
拟定喷灌工作制度
规
管网水力学计算
划
图 纸绘 制
设
材 料统计
计
工 程预 算
效 益分析
14
施
工
1、基本资料的收集
(1)灌区地势、地形资料 (2)水源调查 (3)种植制度及群众高产灌溉经验： (4)农业气象 (5)土壤 (6)作物耗水量 (7)其它
15
2、水量平衡分析
目的：确定灌溉面积，蓄水工程规模
步骤：
1.用水分析：
①选择设计典型年 ②计算典型年的作物需水量和典型年灌溉用水量 ③其它用水
2.供水分析 3.用水平衡计算
①来水总量及其在时间上的分配都能满足用 水要求时，不建蓄水池
②当来水总量满足要求，但在时间分配上 不能满足，修建蓄水池调节
③当来水总量不能满足要求，确定适宜的16 灌溉面积
碱化
缺点：
受风的影响大 在空气中的损失大 耗能大 投资高
3
烟草固定式喷灌
4
向日葵固定式喷灌
5
半固定式喷灌系统
6
移动式喷灌系统
7
时针式喷灌机
8
9
卷管式喷灌机
10
大田棉花用卷管式喷灌机
11
滚移式喷灌机
12
喷灌系统的规划设计
× 边勘测——边设计——边施工
可 行 性 研 究 报 告 —— 上 级 主 管 部 门 —— 审 批 —— 立
m0 q
(mm)
23
（3）. 允许一次同时工作的喷头数
N
1＝N总喷头数
一次灌水时间 一个灌水周期内的灌水总工作小时数
＝A
t （个）
b l C日工作小时数 T
24
7、管道水力计算
•喷喷灌中常采用以下经验公式计算沿程水
头损失：
hf
f * LQ m db
式中： f —与沿程阻力系数有关的摩阻系数
m —流量指数
η 灌溉水利用系数
q 喷头流量
b 喷头间距
l 支管间距
土壤类别
允许喷灌强度 （mm/h）
砂
土
20
砂
壤土
15
壤
土
12
壤
粘土
10
粘 土
8
20
5.管网布置
布置原则：
1、管道总长短，造价低
2、有利于管理（轮灌或分）
3、平原区，支管与作物种植方向一致， 在山区，支管沿等高线布置
4、管线纵剖面应力求平顺，减少折点（避免 负压）
根据前面讲述：
1. 喷头的选择 考虑灌溉作物：蔬菜－水滴小和喷灌强度较小的中 低压喷头 玉米高粱等－水滴较大和喷灌强度较大的 高压喷头 考虑土壤： 砂壤土－喷灌强度较大的喷头 粘壤土－喷灌强度较小喷头 考虑风速：风速大的地方宜选用喷灌强度较大水滴直 径较大的中高压喷头
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2. 喷头的组合方式
21
5、支管上各喷头的工作压力力求一致，或在允 许的范围内，水利设计准则。
6、陡坡上（下坡）──缩小管径 （上坡）──管道不宜太长
7、水源应在地块中央，经济。
22
6、拟定喷灌工作制度
（1）. 灌水定额：
m
Te
灌水周期(d) 日耗水量(mm) 灌溉水利用系数
(mm)
（2）.一次灌水时间：
t
灌水定额 灌水强度
3、选择喷灌系统的形式
固定式喷灌系统——用于喷灌次数多，经济价值高的作物 半固定式喷灌系统——用于小麦等 小型机组式——山区或经济价值较低的作物 绞盘式喷灌机——小麦等大田作物 大型平移或时针式喷灌机——大型农场
17
4.喷头的选择
应符合以下要求： （1）组合后的喷灌强度不超过土壤的允许喷灌强度值 （2）组合后的喷灌均匀度不低于规范规定的数值 （3）雾化指标应符合作物要求的数值
b —管径指数
上述f, m, b 值可从有关表中查得
局部水头损失计算：可根据水力学有关公式计算
25
20%原则
❖ 支管设计主要的设计任务是限制喷头间的流量偏差，获 得满意的均匀度和灌水效率。
❖ 一般原则为：控制同一支管上任意两个喷头的喷水量之 差在10％以内。此原则也等同于：控制支管上任意两个 喷头的工作压力水头之差不超过喷头设计工作压力水头 的20%
且要考虑：灌溉作物，土壤，考虑风速
18
喷头的组合方式
原则：在保证喷洒均匀、不留空白的情况下，使喷头
和支管的距离应尽量大
组合方式有：正方形、矩形、正三角形、三角形和扇
形等
计算喷头和支管的间距
喷头设计射程： R设＝KR
19
喷灌强度：
计算喷灌强度
各类土壤允许的喷灌强度
Kw10b00lqη
Kw 风系数