議膜下滴灌工程技術(shù)應(yīng)用推廣

1、議膜下滴灌工程技術(shù)應(yīng)用推廣 1項目位置 國營勤鋒農(nóng)場位于甘肅省河西走廊東端石羊河下游的民勤縣境內(nèi)，場部位于民勤縣城西南10km處，民勤縣東與北接內(nèi)蒙古阿拉善左旗和右旗，西靠金昌市，南臨武威市，東北被騰格里沙漠包圍，西北有巴丹吉林沙漠環(huán)繞，中部由石羊河沖積湖積成狹長而平坦的綠洲帶。國營勤鋒農(nóng)場處騰格里和巴丹吉林兩大沙漠交匯地帶，東西北三面環(huán)沙，自古號稱“民勤西風(fēng)口”，建場伊始，即為“沙海里拓荒”，目前所處區(qū)域已成為西北地區(qū)最大的沙塵暴策源地之一。東西寬5.50km，南北長8.30km，場區(qū)地勢平坦，由西南向東北傾斜，坡降約3，海拔在13681376m之間。屬石羊河下游湖積平原，位于民勤盆地西南邊

2、緣。 2典型規(guī)劃設(shè)計方案 為了項目實施布局和投資估算的準(zhǔn)確性，采用由點到面的典型法進行規(guī)劃設(shè)計。 2.1規(guī)劃設(shè)計原則 根據(jù)項目區(qū)自然條件、水資源分布狀況及現(xiàn)狀，綜合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)區(qū)劃和中長期發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)，因地制宜，堅持山、水、林、路、田綜合治理的原則，進行合理、經(jīng)濟的規(guī)劃。 2.2工程規(guī)劃設(shè)計依據(jù)與標(biāo)準(zhǔn) 本工程規(guī)劃設(shè)計依據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)是： 當(dāng)?shù)刈匀毁Y源情況、社會經(jīng)濟狀況與發(fā)展規(guī)劃等方面的基本資料。 節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范SL207-98； 微灌工程技術(shù)規(guī)范SL103-95； 建設(shè)單位提供的有關(guān)資料和已建成工程的有關(guān)資料。 2.3選擇合理的滴灌技術(shù)形式 2.3.1鑒于項目區(qū)自然條件惡劣、風(fēng)沙大、紫外線照射強烈，地

3、面滴灌管線易老化，同時考慮為提高棉花品質(zhì)以及便于病蟲害控制和方便看護管理等因素，根據(jù)對國內(nèi)外微灌產(chǎn)品的研究、生產(chǎn)、應(yīng)用情況的調(diào)查了解，確定采用專用于地埋滴灌工程的壁厚的滴灌管線。 2.3.2滴灌管線布置及敷設(shè)形式 滴灌管沿棉花行雙根布置，滴灌管間距0.40m；根據(jù)棉花根系發(fā)育規(guī)律及需水規(guī)律，為保證最佳的灌溉濕潤效果，滴灌管線敷設(shè)于地面以下40cm處。 所選用以上滴灌管線具有如下特點： 滴灌管線所用的滴頭為內(nèi)鑲式結(jié)構(gòu),頭在生產(chǎn)過程中直接“焊”于滴灌管的內(nèi)側(cè)壁上,最大限度的防止機械損傷； 滴頭流量：公稱流量3.50L/H（15m壓力時），流態(tài)指數(shù)a=0.39,流量系數(shù)b=0.45，流量-壓力關(guān)系式

4、：Q=aPb=0.39P0.45。 滴灌管線規(guī)格-壁厚0.31mm，管壁厚均勻，毛管外徑-16.50mm,內(nèi)徑-15.70mm，工作壓力6.5018m； 滴頭結(jié)構(gòu)：紊流流道，流道寬短，抗堵塞性能強，能有效防止滴頭堵塞； 毛管材質(zhì)由低密度聚乙烯拉制而成。滴管材質(zhì)的化學(xué)配方具有抗環(huán)境應(yīng)力破壞的能力，同時含有抗老化添加劑，可防止管線老化，延長其使用壽命； 為了防止滴頭在滴灌系統(tǒng)停止時滴灌管中產(chǎn)生真空倒吸，至使滴頭被土壤顆粒堵塞，在滴灌管出水口處設(shè)計了一個“舌片”。 制造偏差系數(shù)不大于0.03. 2.4滴灌主要技術(shù)參數(shù)確定 根據(jù)水利部頒發(fā)的節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范（SL207-98）和微灌工程技術(shù)規(guī)范（SL1

5、03-95）以及國內(nèi)外滴灌技術(shù)發(fā)展積累多年的經(jīng)驗，各技術(shù)參數(shù)定為如下各值： 本工程設(shè)計保證率為P=85%； 微灌水利用系數(shù)：=0.95； 根據(jù)當(dāng)?shù)厮春娃r(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)條件確定系統(tǒng)日工作小時數(shù)：20h； 微灌土壤濕潤比：P=40%； 設(shè)計灌水均勻度：Eu=90%95%； 設(shè)計濕潤深度：Z=0.80m； 設(shè)計日耗水強度：Ea=6mm/d。 2.5確定棉花灌溉制度 按照上述的項目規(guī)劃指導(dǎo)思想，實施節(jié)水技術(shù)改造措施后，初步擬定棉花覆膜滴灌的灌溉制度為： 2.5.1設(shè)計灌水定額m m=0.10zp(maxmin)/ 式中m-設(shè)計灌水定額，mm； -土壤容重，=1.41g/cm3； z-計劃土壤濕潤層深度，

6、z=0.80m； p-設(shè)計土壤濕潤比，p=40%。 max，min-適宜土壤含水率上下限（占干土重的百分比），最大田間持水量取為22%，適宜土壤含水率上下限百分比取為90%和75%，則max=19.80%，min=16.50%； -灌溉水的有效利用系數(shù)，取=0.95。 由以上各參數(shù)，得到地塊的設(shè)計灌水定額: m=0.101.520.8040(19.8016.50)=16mm 2.5.2設(shè)計灌水周期T T=m/E(0.10+f) 滴灌系統(tǒng)設(shè)計日耗水強度E=6mm/d，則： T=m/E=16/6(0.10+0.60)=3.80(d)取T=4d 2.5.3一次灌水延續(xù)時間 t=mSpSe/q 式中:

7、Sp-滴頭間距m，Sp=0.40m； Se-毛管間距m；Se=1.20m； q-滴頭平均流量L/h，q=3.50L/h。 t=160.401.20/3.50=2.20h 2.5.4灌水次數(shù)和灌溉定額 參照棉花在生育期的灌水需要，確定灌水次數(shù)和灌水定額見表4-1灌溉制度表。 根據(jù)微灌工程技術(shù)規(guī)范SL10395的基本規(guī)定，滴灌水利用系數(shù)為0.95。按照棉花150d的生長期計算，平均灌水周期確定為4天時，全生長期共需灌水9次；冬季灌水按100m3/667m2考慮時，在機井提水直供輸配水管網(wǎng)和采取覆膜保墑措施的技術(shù)配置條件下,灌溉定額為291m3/667m2。 2.6滴灌工程合理布局 2.6.1滴灌工

8、程規(guī)劃布置原則 根據(jù)水源情況，布置時應(yīng)使管道長度最短且少穿越障礙物； 滿足各用水單位需要，能迅速分配水流、管護方便； 輸配水管道沿地勢較高位置布置，支管垂直于作物種植行布置，主管順應(yīng)作物種植行布置； 管道的縱剖面應(yīng)力求平順。 2.6.2平面布置 灌溉面積的確定：本項目區(qū)是井灌區(qū)，綜合考慮，灌溉系統(tǒng)單位可控面積由下式計算： A=Ia=Ea-P0 式中A-灌溉面積hm2 Q-可供流量m3/h Ia-設(shè)計供水強度mm/d Ea-設(shè)計耗水強度mm/d P0-有效降雨量mm/d t-系統(tǒng)日工作小時數(shù)h/d 根據(jù)項目區(qū)需水高峰期的供水情況綜合分析供水水量為80m3/h左右。 根據(jù)本項目作物的特點，滴灌系統(tǒng)

9、可控面積，代入相應(yīng)的參數(shù)，計算A=25.33hm2，因此滴灌系統(tǒng)控制凈面積為25.33hm2。 根據(jù)項目區(qū)情況，選定長650m，寬390m的地塊進行布置。詳見典型平面布置圖。 平面布置。在進行平面布置時應(yīng)遵循其原則，根據(jù)具體情況進行水源、首部、管網(wǎng)的合理布局。首部樞紐布置：首部布置于水源附近，盡量減少主管長度。主要設(shè)備連接順序為：水泵、施肥罐、壓力表、過濾器、流量計和系統(tǒng)控制器。主、支管管網(wǎng)布置：主管道（160mm）沿地塊長度方向布置；支管（110mm）垂直于主管方向布置，在支管線兩側(cè)各設(shè)一排配水管（90mm），豎管采用63mm。160mm壁厚5mm，110mm壁厚3.50mm，90mm壁厚3

10、mm，63mm壁厚2.50mm。各管道的工作壓力均采用0.60Mpa。水頭損失按多孔管計算。滴灌管（帶）布置：根據(jù)地塊劃分情況及具體地形變化而定，一般敷設(shè)長度范圍在67100m；采用單行直線布置，即按作物種植平行布置。棉花種植模式40-80-40，膜下棉花行距為0.25m，滴灌管（帶）鋪設(shè)在地膜下棉行中，行距為0.40m，滴灌帶管徑0.02m，壁厚0.31mm，滴頭間距0.40m，工作壓力0.15Mpa，滴頭流量選用3.50L/。水頭損失按多孔管計算。 2.7輪灌組劃分及系統(tǒng)水力計算 2.7.1輪灌組劃分 設(shè)計中采用輪灌工作制度。根據(jù)水源供水能力、滴灌均勻度控制和管網(wǎng)運行的合理性等綜合因素的考

11、慮，水源井輪灌區(qū)的劃分詳見設(shè)計圖紙。 2.7.2系統(tǒng)水力計算 灌水單元的水力計算包括毛管與支管的水力設(shè)計，最后得出閥門的設(shè)計壓力與工作流量。由各輪灌組中的各閥門工作壓力（本棉花滴灌工程設(shè)計中，所有田間閥門的設(shè)定壓力均為11m），在滿足支管道流量和壓力的前提下，對干管系統(tǒng)的管道進行試算，選擇最合理經(jīng)濟的不同管徑的管道組成主管道系統(tǒng)。 由最不利輪灌組的閥門工作壓力，加上干管系統(tǒng)的沿程壓力損失及局部壓力損失，然后加入有關(guān)設(shè)備的局部水力損失及相關(guān)節(jié)點的高程差，得到水泵的揚程，再根據(jù)此輪灌組的流量選擇水泵的流量和揚程參數(shù)。 管道沿程損失是依據(jù)如下水力學(xué)計算公式: hf=F8.93104Q1.77L/D4

12、.77 式中:F-多口管系數(shù)； hf-沿程摩阻損失水頭,； Q-流量,3/h； D-管道內(nèi)徑,mm； L-管道長度,m。 管道局部損失按沿程損失的10%計； 管道及水泵揚程具體見下表： 2.8首部樞紐設(shè)計 2.8.1水泵機組 根據(jù)水源特點本設(shè)計全部采用國產(chǎn)QJ系列井用潛水泵，型號為250QJ125-48/3（Q87.50m3/h，H63.90m，電動機功率25kW）。 過濾設(shè)備是滴灌系統(tǒng)得以長期、安全可靠運行的關(guān)鍵設(shè)備?？紤]到項目區(qū)水源井水質(zhì)較好，泥沙含量不大，確定選用目前世界上農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)中較為先進的砂石分離式過濾系統(tǒng)。要求該類系統(tǒng)具有堅固耐用、過濾性能可靠，易于維護的特點。過濾系統(tǒng)將被安裝

13、在灌溉系統(tǒng)的首部。 2.8.2施肥設(shè)備 該設(shè)計中在每一灌溉系統(tǒng)首部選用240L施肥罐。該系統(tǒng)材質(zhì)均是優(yōu)質(zhì)鋼材，極耐化學(xué)腐蝕，經(jīng)久耐用，可與控制器相連。特別適用于大田與果園的滴灌系統(tǒng)施肥。 2.8.3量測設(shè)備 位于過濾器后的專用灌溉水表，具有高度的精確性（2），灌溉系統(tǒng)首部配置4或6水表，可實現(xiàn)精確量水、精確灌溉，充分滿足用戶對節(jié)水計量的需要。 2.8.4安全保護裝置 在每一灌溉系統(tǒng)首部均設(shè)2或3快速釋壓閥及2“空氣閥”，作用是：釋壓閥-保護主管道系統(tǒng)和泵站。防止系統(tǒng)運行或輪灌組轉(zhuǎn)換時產(chǎn)生超高壓；空氣閥-在系統(tǒng)開/關(guān)時排/進氣以保護系統(tǒng)。 2.8.5灌溉控制系統(tǒng) 根據(jù)客戶要求，整個項目區(qū)灌溉控制方式采用自動控制方式。 3主要設(shè)備和工程設(shè)施 3.1主要設(shè)備選擇 滴灌工程中所需的主要設(shè)備有：水源設(shè)備（水泵）、首部樞紐（自控設(shè)備、水質(zhì)凈化設(shè)備、控制及安全保護和量測設(shè)備、施肥與化學(xué)藥物注入裝置設(shè)備）、管道部分（管材、管件及其它輔助材料）。根據(jù)項目的特點和以建成同類工程的運行情況，主要設(shè)備擬采用國外進