小管出流设计说明

新沂市踢球山林场小管出流设计说明

第一章工程概况

踢球山林场长450m，宽450m，总面积为304亩，林场内种植作物为寿桃，行距5m，株距2m，南北向种植。水源为50×70m大揭盖井，可供水量为60 m3／h。场内地势平整。为节约灌溉用水量，提高果树的产量和质量，拟在园内修建一小管出流灌溉系统。土壤拟为壤土。

第二章工程设计

一、系统规划设计参数

根据实践经验，结合该地实际情况，该系统规划设计采用如下设计参数：

1、设计日耗水强度Ea=3.5mm／d

2、土壤湿润比P≥40％

3、灌水有效利用系数η=0.85

4、喷灌工程设计保证率Cu≥85％

二、灌水器的选择

本系统灌水器选用小管出流灌水器，该灌水器由稳流器和一段φ4小管组成，其优点(1)抗堵塞性能强，水质净化处理简单，解决了微灌系统灌水器易于堵塞的难题；(2)施肥方便，将肥液注入灌水道系统内随灌溉水一起进入作物根区土壤中；(3)省水；

(4)适应性强，对不同的地形、土壤均可适用，其工作压力

0.05Mpa-0.4Mpa，且在国内平同压力均能保持流量稳定，该灌水器中的稳流器流量有30 L/h、40 L/h、50 L/h、60 L/h等不同型号，因本单位内桃树距较密，故本系统采用流量较少的型号，即流量为30 L/h，其工作压力0.05Mpa-0.4Mpa。

三、系统的规划布置

1、系统的规划

根据总体规划，304亩寿桃园区全部采用小管出流灌溉形式，水源是位于园区内部的一口50×70m的大揭盖井，其可供水量为60m3／h，小管出流灌溉系统的首部枢纽建在大揭盖井附近。

2、管网的布置

(1)毛管与灌水器的布置：果树沿南北向种植，行距为5m，故毛管采用单行布置，即沿南北方向一行树布置一条毛管，毛管长度为56.25m。每株寿桃下一个小管出流灌水器，其单个流量为q=30L/h，毛管为φ15PE管。

(2)干、支管布置

干管采用φ110PVC硬管，支管垂直于干管布置，且双向控制毛管，支管采用中φ90PVC硬管，毛管沿种植的方向布置，支管间距为毛管长度的2倍，即112.5m。具体规划布置如图所示。

(3)控制调节和量测设备的布置

在系统的首部安装闸阀、止回阀、水表、压力表、进排气阀、过滤器、施肥罐等，在各干、支管进口处安装控制阀门。

四、灌溉制度的确定

1、一次灌溉用水量(灌水定额)的确定

m=0.1rzp(θmax-θmin)/η

式中：m—设计灌水定额

r—土壤容重1.45g/cm3

p—设计土壤湿润比，据工程技术规范为50％

z—计划湿润层深度50cm

θmax一田间持水量的100％，田间持水量取28％

θmin一适宜土壤含水量下限，取80％田间持水量

η一灌溉水利用系数85％

将各数据代入计算得：m=23.8mm

2、设计灌水周期的计算：

mη

T=———

Ea

式中：T—灌水周期，天

m—灌水定额mm

η一灌溉水有效利用系数85％

Ea一日耗水强度3.5mm／d

计算得：T=5.78天，取T=6天

3、灌水延续时间的确定：

由于小管出流果树株行距很大，计算灌水延续时间： mS e S r

t=————

nηq

应乘以一个折减系数，因为它不象微喷那样全部湿润，(乘以一个土壤湿润比较好)。

故灌水延续时间

mS e S r

t=————×P

nηq

式中：t一灌水延续时间

m—灌水定额mm

S e—行距m

S r —株距m

n—灌水器流量L/h

p—土壤湿润比50％

将各数值代入计算得：

t=4.6小时，取t=4.0h

五、系统工作制度的确定

为节约工程投资，本系统采用轮灌的工作制度，每次灌溉位于不同分干管上的两条支管，全部灌区共有支管24条，则全部灌完需灌溉12次，若每次灌水时间为4小时，全部灌完需48小时，按每天灌水工作时间为12小时计算，全部灌完一遍需48/12=4天<6天，满足设计要求。．

六、系统流量推算及水力计算：

(1)流量推算

1、毛管流量计算：

L毛

Q毛=——×P

2

式中：Q毛—毛管流量m3/h

L毛—毛管长度56.25mm

q—单个灌水器流量30 L/h

代入计算得：Q毛=0.84m3/h

2、支管流量计算：Q支=nQ毛

式中：n—一条支管控制的毛管条数30条

Q支=30×0.84=25.29m3/h

3、分干管流量计算：Q分干= Q支=25.29m3/h

即水泵系统提供的最小流量应为50.58m3/h （2）水力计算：

1、毛管水头损失：

Q1.75

h f毛=9.48×104×———×LF

D4.75

式中h f毛—毛管的水头损失m

Q—毛管流量

D—毛管内径15mm

L—毛管长度56.25mm

F—查表得0.38

代入h f毛=3.5m

2、支管水头损失：

支管采用φ50PVC，内径为46mm管材，L支为37.5m，Q=12.65 m3/h

Q1.77

h f支=9.48×104×———×LF

D4.77

F—多孔系数，查表得F为0.4

代入计算得h f支=1.5m

3、分干管水头损失：

分干管采用φ90PVC，内径为84mm管材，分干管长为187.5m，Q=25.29 m3/h

Q1.77

h f分干=9.48×104×———×L

D4.77

代入公式得h f分干=3.5m

4、总干管水头损失，总干流量为50.38 m3/h，总干管采用φ110PVC，其内径为104.6mm，长度为280m。

代入公式h f总干=6.4m

5、系统总水头损失：

沿程水头损失h fg= h f毛+h f支+h f分干+h f总干

=3.5+1.5+3.5+6.4=14.9m

局部水头损失按h fg的20%计：

h j= h fg×20%=14.9×0.2=2.98m

则总水头损失：h f总= h fg+ h j=14.9+2.98=17.88mm

6、系统总扬程