微灌工程规划与设计
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产量与农业措施：灌溉方法，施肥方法。灌溉情况： 现有灌水方法，灌水经验等
• 水文资料：取水点来水系列及年内月分配资料，泥沙
含量，水井位置，供电保证率，水井出水量，PH值
• 气象资料：逐月降雨、蒸发、平均温度、湿度、风速
、日照、冻土深
• 其它社会经济情况：行政单位人口，土地面积，耕地
面积，管理体制等
4、水利计算（P66）
1、规划的任务（P65）
• 勘测和收集基本资料 • 根据当地的自然条件，社会和经济状况
等，论证工程的必要性和可行性
• 确定工程的规模和微灌系统的控制范围 • 根据水源位置、地形和作物种植情况，
合理布置引、蓄、提水源工程、微灌枢 纽位置和骨干输配水管网
• 提出工程概算
2、规划原则（P65）
• 微灌工程的规划，应与其它的灌溉工程
统一安排
• 微灌工程规划应考虑多目标综合利用 • 微灌工程规划要重视经济效益 • 因地制宜地合理地选择微灌形式 • 近期发展与远景规划相结合
• 由自然及经济条件确定微灌工程设计保
证率
3、资料收集（P66）
• 地形资料
• 土壤资料：土壤质地、田持、渗透系数等 • 作物分区：果树应搜集树种，树龄、密度、走向等。
此时微灌补充强度为
•式中 Po——有效降雨量；mm／d； • S——根层土壤或地下水补给的水量，mm／d
3 微灌土壤湿润比（P68-9）
• 定义：
微灌时被土壤湿润的土体占计划湿润层 深度土体的百分比。
• 影响湿润比的因素：
毛管的布置方式;灌水器的类型和布置方 式;灌水器的流量和大小;土壤的种类和结 构。
微灌工程规划与设计
3.5 微灌工程规划与设计
• 3.5.1 微灌工程规划 • 3.5.2 微灌工程设计参数确定 • 3.5.3 微灌系统的设计 • 3.5.4 微灌系统管道水力设计 • 3.5.5 机泵选型配套及工程结构设计 • 3.5.6 工程预算编制
3.5.1 微灌工程规划
• 微灌工程规划包括内容： • 1、规划任务(P65) • 2、规划原则(P65) • 3、基本资料的收集(P66) • 4、水源分析与用水分析(P66) • 5、水量平衡计算(P66-7) • 6、管网布置(P67)
•思考题：微灌系统设计参数有哪些？
1 作物需水量的计算（P67）
• 利用参考作物需水量的计算：
ETC=KC*E0
• 根据蒸发皿蒸发量估算：
根据灌溉试验经验确定（一般不考虑 棵间蒸发量）
2 微灌耗水强度（P67）
• 微灌耗水强度(日耗水量)
•式中
•Ea——微灌的作物耗水强度，mm／d； •kr——作物遮荫率对耗水量的修正系数，大于1时，取k=1； •Gc——作物遮荫率，又称作物覆盖率，随作物种类和生育阶段而变化，对于 大田和蔬菜作物，设计时可取0.8～0.9，对于果树作物，可根据树冠半径和果 树所占面积计算确定。
设计土壤湿润比的确定
• 在实际工程中不仅要考虑到作物对水分的需求
，还要考虑到工程投资的合理性。湿润比过小 ，投资和运行费用小，不能满足作物水量需求 ；湿润比过大，易满足作物需求但投资和运行 费用高
• 一般，对于果树，北方干旱和半干旱地区，设
计土壤湿润比可取20％－30％，南方，可取 25％－35％。对于蔬菜和大田密植作物可取 70％－90％
供水分析的任务是研究水源在不同设 计保证率年份的供水量、水位和水质， 为工程规划设计提供依据，微灌工程水 源通常有以下几种类型：
❖井、泉类水源 ❖河渠类水源 ❖塘、坝类水源
5、微灌水量平衡计算（P66-7 ）
• 已知来水量确定灌溉面积
•式中：
• A——井水可灌面积，亩；
•
Q ——微灌有水井可供水量，m3/d
•
I——微灌作物耗水强度,mm/d
水量平衡计算-1
水量平衡计算-2
•在水源有调蓄能力并且调蓄容积已定时 •可按照上面公式确定微灌面积
6、管网布置原则（P67）
• 原则： • 符合微灌工程总体要求原则； • 管道总长度最短、少穿障碍物原则； • 满足需要、分配水流迅速、维护管理方
便原则；
• 管道布置科学化原则； • 管道纵剖面平顺原则
微灌工程总体规划
• 灌区范围的确定 • 水源工程的布置 • 系统首部枢纽和输水干管的布置
§3-5-2 微灌系统设计参数
3.5.2 微灌工程设计参数确定(P67-
• 1、作物需水量(P67) • 2、设计耗水强度(P67-8) • 3、微灌的土壤湿润比(P68-9) • 4、微灌的灌水均匀度(P69-70) • 5、灌水器流量和工作水头偏差率(P70) • 6、灌水器设计工作水头(P70) • 7、过滤器设计进口与出口压力差(P70)
微灌土壤湿润模式
计算土壤湿润比的方法
• 根据毛管和灌水器布置方式，计算公式如下：
❖ 单行直线毛管布置
• ——土壤湿润比，％； • ——水分扩散直径或湿润带（m），的大小取决于土 • 壤质地、滴头流量和灌水量的大小 • ——灌水器或出水点间距，m • ——毛管间距，m
❖双行直线毛管布置
• —对毛管的窄间距，m； • —对毛管宽间距，m； • —与 对应土壤湿润比，％ • —与 对应土壤湿润比，％ • —作物行距，m
•用水分 ❖析灌溉用水量
微灌毛供水强度为
Ig=Ia/η水 灌溉供Βιβλιοθήκη Baidu量为
W=0.667 Ig·A
•式中 Ig——微灌毛用水强度，mm／d
•
Ia——微灌补充强度，mm／d ;
•
η水——灌溉水利用系数，η水=0.9～0.95
•
W——每日灌溉供水量，m3／d
•
A——灌溉面积，亩
❖人畜生活及村乡工副业用水量
供水分析
4 设计灌水均匀度（P69-70）
• 灌水均匀度的表示(克里斯琴森均匀系数Eu)
•式中 ：
•－灌水器平均流量
•Eu－均匀系数
•qi－灌水器流
•N－灌量水器个
数
• 设计灌水均匀度的确定
灌水均匀度高，灌水质量好，水利用率高，但 投资和运行费高，应根据作物、经济价值、水 源、地形、和气候等综合确定。
灌溉补充强度
• 微灌的灌溉补充强度取决于作物耗水量、降 雨量和土壤含水量条件，通常有以下两种情况 ❖ 在干旱地区降雨量很少：，地下水很深，作物生长所消
耗的水量全部由微灌提供。此种情况灌溉补充强度至 少要等于作物的耗水强度，即
•式中 Ia——微灌的灌溉补充强度，mm／d； ❖ 当有其它来源补充作物耗水量时，微灌只是补充作物耗水不足部分，
• 水文资料：取水点来水系列及年内月分配资料，泥沙
含量，水井位置，供电保证率，水井出水量，PH值
• 气象资料：逐月降雨、蒸发、平均温度、湿度、风速
、日照、冻土深
• 其它社会经济情况：行政单位人口，土地面积，耕地
面积，管理体制等
4、水利计算（P66）
1、规划的任务（P65）
• 勘测和收集基本资料 • 根据当地的自然条件，社会和经济状况
等，论证工程的必要性和可行性
• 确定工程的规模和微灌系统的控制范围 • 根据水源位置、地形和作物种植情况，
合理布置引、蓄、提水源工程、微灌枢 纽位置和骨干输配水管网
• 提出工程概算
2、规划原则（P65）
• 微灌工程的规划，应与其它的灌溉工程
统一安排
• 微灌工程规划应考虑多目标综合利用 • 微灌工程规划要重视经济效益 • 因地制宜地合理地选择微灌形式 • 近期发展与远景规划相结合
• 由自然及经济条件确定微灌工程设计保
证率
3、资料收集（P66）
• 地形资料
• 土壤资料：土壤质地、田持、渗透系数等 • 作物分区：果树应搜集树种，树龄、密度、走向等。
此时微灌补充强度为
•式中 Po——有效降雨量；mm／d； • S——根层土壤或地下水补给的水量，mm／d
3 微灌土壤湿润比（P68-9）
• 定义：
微灌时被土壤湿润的土体占计划湿润层 深度土体的百分比。
• 影响湿润比的因素：
毛管的布置方式;灌水器的类型和布置方 式;灌水器的流量和大小;土壤的种类和结 构。
微灌工程规划与设计
3.5 微灌工程规划与设计
• 3.5.1 微灌工程规划 • 3.5.2 微灌工程设计参数确定 • 3.5.3 微灌系统的设计 • 3.5.4 微灌系统管道水力设计 • 3.5.5 机泵选型配套及工程结构设计 • 3.5.6 工程预算编制
3.5.1 微灌工程规划
• 微灌工程规划包括内容： • 1、规划任务(P65) • 2、规划原则(P65) • 3、基本资料的收集(P66) • 4、水源分析与用水分析(P66) • 5、水量平衡计算(P66-7) • 6、管网布置(P67)
•思考题：微灌系统设计参数有哪些？
1 作物需水量的计算（P67）
• 利用参考作物需水量的计算：
ETC=KC*E0
• 根据蒸发皿蒸发量估算：
根据灌溉试验经验确定（一般不考虑 棵间蒸发量）
2 微灌耗水强度（P67）
• 微灌耗水强度(日耗水量)
•式中
•Ea——微灌的作物耗水强度，mm／d； •kr——作物遮荫率对耗水量的修正系数，大于1时，取k=1； •Gc——作物遮荫率，又称作物覆盖率，随作物种类和生育阶段而变化，对于 大田和蔬菜作物，设计时可取0.8～0.9，对于果树作物，可根据树冠半径和果 树所占面积计算确定。
设计土壤湿润比的确定
• 在实际工程中不仅要考虑到作物对水分的需求
，还要考虑到工程投资的合理性。湿润比过小 ，投资和运行费用小，不能满足作物水量需求 ；湿润比过大，易满足作物需求但投资和运行 费用高
• 一般，对于果树，北方干旱和半干旱地区，设
计土壤湿润比可取20％－30％，南方，可取 25％－35％。对于蔬菜和大田密植作物可取 70％－90％
供水分析的任务是研究水源在不同设 计保证率年份的供水量、水位和水质， 为工程规划设计提供依据，微灌工程水 源通常有以下几种类型：
❖井、泉类水源 ❖河渠类水源 ❖塘、坝类水源
5、微灌水量平衡计算（P66-7 ）
• 已知来水量确定灌溉面积
•式中：
• A——井水可灌面积，亩；
•
Q ——微灌有水井可供水量，m3/d
•
I——微灌作物耗水强度,mm/d
水量平衡计算-1
水量平衡计算-2
•在水源有调蓄能力并且调蓄容积已定时 •可按照上面公式确定微灌面积
6、管网布置原则（P67）
• 原则： • 符合微灌工程总体要求原则； • 管道总长度最短、少穿障碍物原则； • 满足需要、分配水流迅速、维护管理方
便原则；
• 管道布置科学化原则； • 管道纵剖面平顺原则
微灌工程总体规划
• 灌区范围的确定 • 水源工程的布置 • 系统首部枢纽和输水干管的布置
§3-5-2 微灌系统设计参数
3.5.2 微灌工程设计参数确定(P67-
• 1、作物需水量(P67) • 2、设计耗水强度(P67-8) • 3、微灌的土壤湿润比(P68-9) • 4、微灌的灌水均匀度(P69-70) • 5、灌水器流量和工作水头偏差率(P70) • 6、灌水器设计工作水头(P70) • 7、过滤器设计进口与出口压力差(P70)
微灌土壤湿润模式
计算土壤湿润比的方法
• 根据毛管和灌水器布置方式，计算公式如下：
❖ 单行直线毛管布置
• ——土壤湿润比，％； • ——水分扩散直径或湿润带（m），的大小取决于土 • 壤质地、滴头流量和灌水量的大小 • ——灌水器或出水点间距，m • ——毛管间距，m
❖双行直线毛管布置
• —对毛管的窄间距，m； • —对毛管宽间距，m； • —与 对应土壤湿润比，％ • —与 对应土壤湿润比，％ • —作物行距，m
•用水分 ❖析灌溉用水量
微灌毛供水强度为
Ig=Ia/η水 灌溉供Βιβλιοθήκη Baidu量为
W=0.667 Ig·A
•式中 Ig——微灌毛用水强度，mm／d
•
Ia——微灌补充强度，mm／d ;
•
η水——灌溉水利用系数，η水=0.9～0.95
•
W——每日灌溉供水量，m3／d
•
A——灌溉面积，亩
❖人畜生活及村乡工副业用水量
供水分析
4 设计灌水均匀度（P69-70）
• 灌水均匀度的表示(克里斯琴森均匀系数Eu)
•式中 ：
•－灌水器平均流量
•Eu－均匀系数
•qi－灌水器流
•N－灌量水器个
数
• 设计灌水均匀度的确定
灌水均匀度高，灌水质量好，水利用率高，但 投资和运行费高，应根据作物、经济价值、水 源、地形、和气候等综合确定。
灌溉补充强度
• 微灌的灌溉补充强度取决于作物耗水量、降 雨量和土壤含水量条件，通常有以下两种情况 ❖ 在干旱地区降雨量很少：，地下水很深，作物生长所消
耗的水量全部由微灌提供。此种情况灌溉补充强度至 少要等于作物的耗水强度，即
•式中 Ia——微灌的灌溉补充强度，mm／d； ❖ 当有其它来源补充作物耗水量时，微灌只是补充作物耗水不足部分，