滴灌管网设计

滴工程规划说明书1、基本资料1.1自然概况甘肃省八一农场黑土洼分场位于河西走廊东部，永昌县城以 西55公里处，地理坐标东径101 °28 18乞-101°29 56 ，北纬38 ° 13 51 ,-38°17 26 ，海拔410 2500米之间，地处内陆河干旱 地区。农场现有人口1471人，总土地面积8.8万亩，可耕地面 积6.3万亩，实际耕种面积3.5万亩左右。农场下设农业生产队 7个，学校、卫生所个一所，管理人员35人。1.2气象资料项目区地处内陆河干旱区，具有干旱少雨，蒸发量大，日照 时间长，昼夜温差大，四季中舂暖回缓，冬无严寒，夏无酷暑等 特点。多年平均降雨量147.6mm，年平均蒸发量2143.5mm。 年内分布不均，69月份降水量约占全年降水量的75%左右， 舂冬季以西北风居多，夏季以东南风居多，风力一般为34级， 无霜期150天，年日照时数2884.2小时。多年平均气温6.7C， 极端最高气温23.6C，极端最低气温一 18.4C，最大冻土深度 1.65m。1.3土壤资料区域土壤主要是壤土，土壤容重为1.4g/ cm 3，土层厚度不小于60cm,熟化层30 -50cm，耕作层多数在20 -30cm左右。持水量为22%左右，土壤肥力适中。1.4作物资料区域主要以小麦、啤酒大麦为主，经济作物主要有以特种药 材、洋芋等。1.5水源条件区域内农业灌溉用水主要依靠永昌县西大河水库，地下水辅 助生活用水。目前，已有三条干渠42km跨越项目区，且有多条 支、斗渠配合运行，区域水网基本形成，农业用水基本得到满足， 但随着经济的快速发展，供需水矛盾逐渐突出，原有渠道建设标 准偏低，且年久失修，发展高效节水农业势在必行。1.6工程规模本次规划滴灌工程区控制面积3.5万亩，分4块区域规划， 其中，01号区域控制面积1.34万亩，02号区域控制面积1.12 万亩，03号区域控制面积0.64万亩，04号区域控制面积0.4万 亩。修建大型蓄水池（塘坝），最大设计蓄水量2.5万山3,正常 蓄水量2.0万山3。滴灌水源由35座调节水池配合加压动力运行， 保证项目区需水要求。但因考虑作物生长习性及种植经验，特药 等作物必须每年换茬，所以在设计时考虑上述因素后，在滴灌规 划区依然布置配套干、支、斗渠及建筑物并行运作的灌溉布局。2、灌溉方式选择及总体布置2.1灌溉方式选择由于项目区主要特殊药材及洋芋种植为主，水源相对紧张， 且区域地面起伏相对较大，为了实现有效利用水源、减少区域灌 溉过程中的运行成本，按照区域地形特征和田块分布情况。结合 永昌县多风沙的气候特点，故规划选择滴灌方式灌溉。2.2灌溉分区情况项目区共分4个大区，即01一04号滴灌区。根据滴灌的灌 溉制度，按照地形高差特征，本着节省能源，节省灌溉系统运行 成本和尽量节省灌溉水源的设计思路，将滴溉区域按照水源情况 和灌溉制度及其水源工程，划分为35个小区，每个小区控制灌 溉1000亩左右。具体见工程平面布置图。3、设计依据3.1微溉工程技术规范SL103-95 ;3.2微灌工程技术指南3.3节水灌溉技术规范SL207-98 ;3.4喷灌工程技术规范SD148-85等4、水量分析根据水源供水能力、区域灌溉用水习惯及作物需水实际情 况，分析如下：4.1灌溉需水量本项目区需水量为农业灌溉需水总量。农业灌溉需水量为灌 溉面积与综合灌溉定额的乘积。根据现状灌区灌溉方式、种植业 结构、灌溉制度及灌溉水利用系数，计算出各月的需水量及需水 过程线。4.2设计保证率(1) 灌溉设计保证率根据微灌工程技术规范(SL103 95 ),灌溉设计保证率 不应低于85%，本次设计取灌溉设计保证率P=85%。(2) 设计灌溉面积及种植结构本次规划设计灌溉面积共35000亩，分布4快，面积分别 为01号区1.34万亩，02号区1.12万亩，03号区0.64万亩， 04号区0.4万亩。种植主要以特药和洋芋为主。本次需水量及节水量计算主要以种植特药为主进行计算。4.3灌溉制度拟定4.3.1需水量计算作物需水量根据永昌县实测大田作物最大腾发量月份的日平均作物实 际腾发量ETa = 6.0，由于黑土洼农场距离永昌县城以西55 km 左右，具海拔较高，腾发量相对较低的气候特点，所以本项目设 计取作物实际腾发量时，考虑上述因素，故ETa = 5.0。设计耗水强度I ET P0 S式中I设计耗水强度，mm/d ;ET a作物需水量，为5.0 mm/d ;P0有效降雨量，0；S一地下水补给，0;将上述各参数代入上式，可求得I=5.0(mm/d)设计灌水定额的确定maxmin式中m 一设计灌水定额，mm ;Y土壤容重，g/cm3,项目区土壤为砂壤土，取1.4g/cm3；z一计划湿润层深度，m ；根据作物根系活动层深度，取0.4 m；p一微灌设计土壤湿润比，特药及洋芋湿润带宽度 Sw=0.60cm，毛管间距 1.0m，p= Sw/ §x100%=60% ;%x、Qin适宜土壤含水量上下限，占干土重量的百分比; 土壤田间持水量为30（重量%），适宜土壤含水量的上限一般取田 间持水量的80%一100%，取90% ;适宜土壤含水量的下限一 般取田间持水量的55%一70%，取65%;m=0.1>4.4>60>0.4>30x （90%-65%） =25.2mm=16.8 （m3/亩）则毛灌水定额 m 毛=m/ n=25.2/0.9=28mm=18.67m 3/亩4.3.2灌溉制度特药和洋芋是蔓生浅根作物，根系分布在040cm处，前 期灌水湿润层深1020cm，后期3040cm，。结合农农场近些年对特药及洋芋的灌溉经验和需水特性，制定项目区灌溉制度，设计灌溉制度见表4-1。表4-1特药灌溉制度表灌水次数灌水时间天数灌水定额（m 3/亩）灌溉定额（m 3/亩）起始终止15月5日5月9日540.00170.4026月5日6月9日516.8037月1日7月5日516.8047月25日7月30日516.80511月5日11月9日580.00包括种植前一次灌水和沉水。4.3.3灌溉水利用系数项目实施后田间部分采用膜下滴灌，田间水利用系数大大提高，项目实施后灌溉水利用系数见表42。表42项目实施后灌溉水利用系数表分类管道水利用系数田间水利用系数灌溉水利用系数项目实施后0.950.950.904.3.4需水量计算设计需水过程线见表4-3。表4-3特药需水过程线汇总表月份5月6一8月沉水合计备注灌溉面积（亩）3500035000净用水定额（m3/亩）4050.4080.00170.40净用水量（万m3）140176.40280.00596.40灌溉水利用系数0.90毛用水量（万m3）160196.00311.10667.105. 工程方案5.1工程布置原则本次工程布置是在原有输水渠道基础上，布置供水系统及地 埋管和地面上田间管网部分，支管间距根据毛管长度来确定。工 程布局采用以下原则：管道布置与供水系统布置相结合；支管、辅管以及毛管布置不能穿越机耕道，毛管顺着作 物种植行布置；管道之间的连接，应避免锐角相交，管道铺设应力求平 顺，减少折点。5.2工程规模布局5.2.1工程管网布置引水首部主要为引水前池，其作用是将库水经过渠道引入前 池，通过预先沉淀，然后进行下游农作物灌溉，前池水进入管道 之前采用拦污栅将大的杂物出去，以便满足喷灌灌水的需要。管网部分均由地埋管主干管、干管、分干管和地上管移动支 管四部分组成。主干管、干管、分干管均为UPVC管，移动支 管为铝合金管。主干管管径为网00、干管管径为晚00、分干管 管径为花00。各级管网按照90度布置，分干管顺着作物种植行 铺设。各级管网连接部分均设有检查井，检查井内设有压力表、 流量表、闸阀以及排气阀，在每条分干管进口处也均设有排气阀。灌区运行情况基本一致，主干管、干管和分干管续灌，支管 轮灌。每条分干管每20m设一给水栓，每条分干管上有3一4条 移动支管同时运行，灌溉周期一般为5天。5.2.2系统工程本次工程共规划膜下滴灌面积3.5万亩，分布4个区域，其 中01号区域面积1.34万亩，02号区域面积1.12万亩，03号 区域面积0.64万亩，04号区域面积0.4万亩。水源工程本系统主水源为西大河水库库水，经过水库沉淀后通过原地 面灌溉渠道供水至喷灌灌溉蓄水池一前池，而后，通过管道输送 各调节水池，加压后用于滴灌，水质符合农田灌溉水标准，可用 于滴灌。示意图首部枢纽本系统为加压滴灌系统，现有首部工程为前池和首部闸阀井 控制系统。由于库水经过渠道输送后泥沙和有机物杂质含量大，所以均 需在引水前池处增设一沉淀池，在引水前池及管道进水口处均设 置高密度过滤纱网，对浑水进入管道前进行初级过滤，拦去悬浮 泥砂和杂物。有必要的情况下，并在前池上方加盖一层滤网，拦 去大的漂浮物，同时可防止其它杂物进入。根据现状前池位置，本次沉淀池设计位于前池上游，即引水 流程西大河水库一渠道一沉淀池一前池一首部一管网。输配水管网本规划只要由地下埋管，即主干管、干管和分干管，在地面 加装适宜滴灌灌水的地面灌水设备。通过计算并充分利用现有分 干管上给水栓布置间距并结合计算来选取毛管长度，最终确定支 管、辅管以及毛管各项参数。一条支管构成一个灌水小区。毛管沿作物种植方向铺设，各 级管网均成90。夹角布置，辅管平行于支管。本次规划支管采用 铝合金管，毛管、辅管均采用薄壁PE管，支管、辅管和毛管均 铺设于地面。在主干管进干管和分干管首部安装过滤设施，过滤水质达标 后进入干管两侧。5.3典型设计5.3.1典型设计选择项目区共分4个区，从4个区地形、土壤以及供水系统和管 网布置情况对比，各个区南北坡降均在3%左右，东西向地形 比较平坦；土壤条件均为砂壤土；灌溉系统布置形式基本一 致。因此，通过以上三点对比，最终选定具有代表性的01号区 单元进行典型设计。根据大田试验结果，特药、洋芋除了作物根 系层不一样之外（不影响系统设计），其生长习性及种植方式基 本一样，均采用宽窄行40+60cm行距种植，株距间距为30cm 左右。所以，本次以膜下特药滴灌为代表进行典型区设计，种植 打瓜面积1000亩。5.3.2管网布置本次规划结合加压喷滴灌共用原则，增设辅管与毛管两级管 网，支管、辅管与毛管均为地上式管网，支管长度及布置方式仍 同现状支管铺设。辅管与毛管长度通过计算确定。5.3.3设计参数的确定典型区分干管总供水量典型区各分干管控制灌溉面积相等，各分干管设计流量为Q = 90m 3/h系统最小供水流量根据微灌工程技术规范SL103 95，单个滴灌系统最小 总供水流量计算公式如下：Q 10IaAn C式中：Q一最小总供水流量，m3/h;I一设计灌溉补充强度，mm/d , I=E -P°-S, Ea为设计 aa a 0耗水强度，mm/d ；P0为有效降雨量，mm/d ; S为根层土壤或地 下水补给的水量，mm/d ;A 一可灌溉面积，66.7hm 2;C一系统每日工作小时数，18h;n一灌溉水利用系数，取）.90。计算得：Q=205.