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        農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)滴灌工程設(shè)計(jì)

        2017-10-19 02:11:21殷艷
        水能經(jīng)濟(jì) 2017年10期
        關(guān)鍵詞:農(nóng)田水利

        殷艷

        【摘要】在我國,現(xiàn)代化的高效節(jié)水灌溉技術(shù)對農(nóng)業(yè)發(fā)展起著非常重要的作用。為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,必須大力發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)。滴灌作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉中最好的方式而得到廣泛運(yùn)用,滴灌技術(shù)所具有的優(yōu)點(diǎn)是省水、省工以及提高產(chǎn)量,因此其對我國干旱地區(qū)發(fā)展農(nóng)業(yè)能提供良好的幫助。本次研究主要介紹農(nóng)田水利灌溉中滴灌工程的設(shè)計(jì),并探討如何進(jìn)行日常高效管理。

        【關(guān)鍵詞】農(nóng)田水利;灌溉系統(tǒng);滴灌工程設(shè)計(jì)

        1、前言

        滴灌技術(shù)是如今農(nóng)田水利灌溉中比較核心的技術(shù),在農(nóng)田事業(yè)發(fā)展中起到了極為有效的作用。滴灌是利用滴頭將水和肥料一滴滴均勻而緩慢地滴入作物的根部,借助重力滲透根區(qū)濕潤土壤和保持最優(yōu)的土壤含水量的一種灌溉技術(shù)。為了確保農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)滴灌工程的質(zhì)量,我們要做好事前的設(shè)計(jì)。

        2、農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)滴灌工程的設(shè)計(jì)方案

        2.1滴灌工程設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)

        我們根據(jù)節(jié)水灌溉的相關(guān)規(guī)范以及國內(nèi)外的滴灌技術(shù)發(fā)展所積累的經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)將滴灌的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)確定為以下各值:土壤的濕潤比:P=40%~65%:灌溉水利用系數(shù)不低于0.9;設(shè)計(jì)灌水的均勻度為90%~95%;設(shè)計(jì)濕潤度為0.80m;

        2.2滴灌工程設(shè)計(jì)的目標(biāo)

        滴灌工程設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是能夠選擇合理的滴灌技術(shù)形式,真正意義上確定滴灌的制度,運(yùn)用典型設(shè)計(jì)作為例子對灌水區(qū)進(jìn)行合理的布局,進(jìn)行輪灌區(qū)的劃分,實(shí)現(xiàn)滴灌系統(tǒng)首部樞紐設(shè)計(jì)。

        2.3滴灌管的特點(diǎn)

        滴灌管所用的滴頭是內(nèi)鑲式的結(jié)構(gòu),這是其他的灌溉系統(tǒng)所不具備的,而且滴頭在生產(chǎn)過程當(dāng)中是直接焊在滴灌管內(nèi)側(cè)的,這樣不僅可以最大限度的防止機(jī)械出現(xiàn)損傷.而且還節(jié)省了機(jī)械的空間。而且管線所采用的是壁厚不小于0.50mm,在實(shí)際的施工中可以將其直接插在支管上。

        3、農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)滴灌工程設(shè)計(jì)

        3.1基本資料

        該設(shè)計(jì)典型區(qū)占地面積7.2hm2,現(xiàn)有旱田區(qū),地形比較平緩。項(xiàng)目區(qū)無地表水資源,但有井為323眼。典型區(qū)利用現(xiàn)有井進(jìn)行灌溉,出水量為40m3/h。根據(jù)規(guī)定,膜下滴灌要在600~1000m3/hm2范圍內(nèi),因此設(shè)計(jì)灌溉定額采用900m3/hm2,單次最大灌水定額330m3/hm2。

        3.2設(shè)計(jì)內(nèi)容

        3.2.1水源設(shè)計(jì)

        典型區(qū)水源為地下水,根據(jù)選定典型區(qū)面積,采用滿足典型區(qū)作物的最大耗水期灌水時用水量計(jì)算系統(tǒng)最小供水流量:Q=10AIa/ηt(1)

        式中A為典型區(qū)面積,hm2;Q為系統(tǒng)最小供水流量,m3/h;Ia為設(shè)計(jì)供水強(qiáng)度,mm/d,取4mm/d;t為水源每日供水時數(shù),h/d,取20h/d;η為灌溉水利用系數(shù),取0.9。經(jīng)計(jì)算:Q=16m3/h,滿足要求。

        3.2.2管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        水源→加壓提水設(shè)備(水泵)→首部裝置(含過濾器、施肥設(shè)施等)→主干管→分干管→支管→毛管(滴灌帶)。采用“梳齒”行布置,包括1條主干管,2條分干管;8條支管。

        3.2.3灌溉制度

        (1)灌水定額

        典型區(qū)灌溉定額為900m3/hm2,單次最大灌水定額330m3/hm2。

        (2)設(shè)計(jì)灌水周期

        設(shè)計(jì)灌水周期可按下式計(jì)算:T=(m/Ea)η(2)

        式中T為設(shè)計(jì)灌水周期,d;Ea為設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度,mm/d,Ea取4;m為設(shè)計(jì)灌水定額,mm,為32.4mm。此值為作物需水高峰期的灌水周期。經(jīng)計(jì)算,典型區(qū)灌水周期T=7.29,取7d。

        (3)一次灌水延續(xù)時間

        具體公式為:t=m·Se·Sr/(ηqd)(3)

        式中t為一次灌水延續(xù)時間,h;qd為設(shè)計(jì)滴頭流量,l/h,qd取2.4;Se·Sr為作物株、行距,l/h,為0.3×1.3。經(jīng)計(jì)算,典型區(qū)一次灌水延續(xù)時間為5.3h。

        (4)輪灌組的數(shù)目

        根據(jù)水源流量和各級管道的經(jīng)濟(jì)管徑、輸水能力和作物的需水要求確定,同時使水源的水量與計(jì)劃灌溉的面積相協(xié)調(diào),一般可由下式計(jì)算:N≤CT/t(4)

        式中N為輪灌組的數(shù)目;C為系統(tǒng)一天的運(yùn)行小時數(shù),C取20h;T為灌水時間間隔(周期),d;t為一次灌水延續(xù)時間,h。經(jīng)計(jì)算,N≤28根據(jù)滴灌系統(tǒng)的布置,為保證系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的壓力,分散水流,降低管道水頭損失,應(yīng)確定合理的輪灌制度。

        典型區(qū)面積7.2hm2,共有1條總干管,2條分干管,8條支管。運(yùn)行時先開啟CD分干管上的4條支管,每條支管只打開一條輔管,同時打開的輔管為一個輪灌組,共8個輪灌組;待CD分干管灌溉結(jié)束后開啟AB分干管上一側(cè)2條支管,每條支管只打開一條輔管,同時打開的輔管為一個輪灌組,共16個輪灌組,典型區(qū)一共劃分24個輪灌組。CD分干管8個輪灌組,每組灌4.2h,AB分干管16個輪灌組,每組灌5.3h,每天工作20h,連續(xù)工作6.0d,使全部地塊灌完。

        3.2.4設(shè)計(jì)流量的確定

        (1)毛管設(shè)計(jì)流量

        毛管的流量等于毛管上各滴頭流量之和,即:

        式中Q毛為單側(cè)毛管的總流量;Nd為毛管滴頭個數(shù);qd為滴頭設(shè)計(jì)流量。經(jīng)計(jì)算,Q毛=432L/h

        (2)輔管設(shè)計(jì)流量

        輔管流量等于輔管上各毛管的流量和,若輔管兩側(cè)毛管長度相同,輔管流量可按下式近似計(jì)算:Q輔=2N毛Q毛(6)

        式中N毛為輔管上單側(cè)毛管條數(shù)。經(jīng)計(jì)算,典型區(qū)Q輔=8640L/h

        (3)支管設(shè)計(jì)流量

        支管設(shè)計(jì)流量為支管上一次開啟的輔管流量之和。Q支=N輔Q輔或Q支=2N毛Q毛(7)

        式中N輔為支管上同時工作的輔管數(shù)目。經(jīng)計(jì)算,典型區(qū)Q支=8640L/h

        (4)干管設(shè)計(jì)流量

        該干管上各支管流量之和最大的一組,當(dāng)干管較長時,應(yīng)逐段取不同的設(shè)計(jì)流量。Q干=N支Q支(8)

        式中N支為干管上同時工作的支管數(shù)目。經(jīng)計(jì)算,干管流量:QCD=17280L/h,QDO=34560L/h、Q井-O=34560L/h。

        3.2.5水泵及動力設(shè)備配套

        根據(jù)設(shè)計(jì)流量40m3/h和設(shè)計(jì)水頭61.78m選用水源井水泵型號為175QJ40-72/6型泵,配套功率22kW。

        4、結(jié)語

        滴灌技術(shù)不僅能減少水資源的消耗,節(jié)水效果突出,而且提高了農(nóng)作物的品質(zhì)。加強(qiáng)滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)并落實(shí)實(shí)踐應(yīng)用,加上高效管理措施,可以有效推進(jìn)農(nóng)田水利灌溉的發(fā)展。

        參考文獻(xiàn):

        [1]麥熱燕·肉孜.農(nóng)田水利工程高效節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].南方農(nóng)業(yè),2016,(12).

        [2]付寶寧,王曉.農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉措施策略及其施工實(shí)踐研究[J].江西建材,2016,(24).

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