水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)及實(shí)例

1、中國(guó)水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)及實(shí)例#劉玉春1,3，姜紅安2，吳現(xiàn)兵1，李存東3*（1. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院，河北 保定 071001；510152025303540452. 保定中法供水有限公司，河北 保定 071501；3. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，河北 保定 071001）摘要：田間水肥一體化地面灌溉通過(guò)無(wú)壓施肥器和地面灌溉灌水器實(shí)現(xiàn)地面灌溉的水肥一體化，克服了地面灌溉存在的田間灌水施肥設(shè)施貧乏的問(wèn)題，發(fā)揮了地面灌溉供水壓力低、灌水流量大，灌水速度快，更適宜與農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)相結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)，能夠提高地面灌溉的田間水肥利用效率、降低地面灌溉的勞動(dòng)強(qiáng)度。本文根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有灌溉工程的設(shè)計(jì)規(guī)范和

2、規(guī)程，結(jié)合灌區(qū)實(shí)例論述說(shuō)明了田間水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)內(nèi)容與方法，包括畦灌或溝灌灌水技術(shù)參數(shù)確定、地面灌溉灌水器的布置、田間輸水管道、供水管道和施肥器的規(guī)劃布置，水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)灌溉制度、工作制度、管道流量和管徑設(shè)計(jì)、施肥器容量設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的水力設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)內(nèi)容，以便為田間水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用提供技術(shù)支撐。關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)水土工程；地面灌溉水肥一體化；綜述；規(guī)劃設(shè)計(jì)中圖分類(lèi)號(hào)：s27planning and design of surface fertigation systemliu yuchun1,3, jiang hongan2, wu xianbing1, li

3、cundong3(1. urban and rural construction institute, agricultural university of hebei,hebei baoding 071001;2. baoding sino french water supply co.ltd, hebei baoding 071501;3. agriculture colledge, agricultural university of hebei, hebei baoding 071001)abstract: the surface fertigation system realizes

4、 fertigation by adopting the pressure-less fertilizerapplicator and the surface irrigation watering device, overcomes the problem of poor facilities insurface irrigation, has the advantage of low water pressure, high irrigation speed, and moresuitable for combined with agricultural mechanization pro

5、duction. the promotion and applicationof surface fertigation system can increase field water and fertilizer use efficiency and decreaselabour intensity in surface irrigation. the planning and design of surface fertigation system wasdiscussed and explained in this paper according to the existing rule

6、s and regulations on irrigationand combined with an instance of irrigated area. the planning of surface fertigation systemincludes determining the technical parameters of border irrigation or furrow irrigation, planninglayout of surface irrigation watering device, water delivery pipe, intake pipe an

7、d fertilizerapplicator. the design of surface fertigation system includes determining the irrigation program,working system and water flow and diameter of pipes, designing volume and water-head offertilizer applicator, water-head of surface fertigation system. the planning and design of surfaceferti

8、gation system can provide technical support for the promotion and application of surfacefertigation system.keywords: agricultural civil engineering; surface fertigation; review; planning and design0 引言目前水肥一體化技術(shù)多針對(duì)微灌和噴灌系統(tǒng)而言，需要的壓力大，灌水器對(duì)水質(zhì)要求高，田間灌水器密集不便于田間機(jī)械化作業(yè)，系統(tǒng)投資也較高，多應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)效益較高的花卉、蔬菜和果樹(shù)的生產(chǎn)，在西北內(nèi)陸地區(qū)和黃河中

9、上游的常年灌溉地帶大田作物生產(chǎn)中應(yīng)用較多。但在黃淮海地區(qū)和東北地區(qū)等不穩(wěn)定灌溉地帶、長(zhǎng)江中下游地區(qū)、珠江和閩江地區(qū)以及基金項(xiàng)目：高校博士點(diǎn)基金項(xiàng)目（2012302110001）；河北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（e2012204079）作者簡(jiǎn)介：劉玉春，（1971-），女，副教授，博士，從事農(nóng)業(yè)水利、水利水電和水土保持工程的教學(xué)與科研工作，研究方向節(jié)水灌溉理論與技術(shù)。 e-mail: liuyuchun5-1-中國(guó)西南等水稻灌溉地帶，大田作物生產(chǎn)中地面灌溉技術(shù)依然是主要的灌水方式，在這些地區(qū)的大田作物生產(chǎn)中大面積推廣水肥一體化技術(shù)，將有助于提高我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的水肥利用效率、對(duì)防治農(nóng)業(yè)面源污染、改善農(nóng)業(yè)生環(huán)

10、境具有重要意義。針對(duì)地面灌溉存在的田間灌水施肥設(shè)505560施貧乏、灌水勞動(dòng)強(qiáng)度大用工多、田間水肥利用效率較低等問(wèn)題，為發(fā)揮地面灌溉供水壓力低、灌水流量大，灌水速度快，更適宜與農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)相結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)，筆者提出了田間水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)1，通過(guò)無(wú)壓施肥器和地面灌溉灌水器實(shí)現(xiàn)地面灌溉的水肥一體化，本文結(jié)合灌區(qū)實(shí)例論述說(shuō)明田間水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)內(nèi)容與方法，以便為田間水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用提供技術(shù)支撐。1 田間水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)田間水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃內(nèi)容一般包括灌區(qū)調(diào)查、畦灌或溝灌灌水技術(shù)參數(shù)確定、地面灌溉灌水器的布置、田間輸水管道、供水管道和施

11、肥器的規(guī)劃布置；設(shè)計(jì)內(nèi)容一般包括水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)灌溉制度、工作制度、系統(tǒng)流量和管徑設(shè)計(jì)、施肥器設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的水力設(shè)計(jì)等。根據(jù)灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范2、低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)規(guī)范3、地面灌溉工程技術(shù)管理規(guī)程4等技術(shù)規(guī)范、規(guī)程，參考噴灌和滴灌系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程5,6進(jìn)行田間水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。1.1灌區(qū)基本情況調(diào)查進(jìn)行灌水田塊水源、地形、土壤、作物種植情況的調(diào)查，了解水源的位置、出水流量；了解灌水田塊地形坡度、坡向，質(zhì)地、厚度、田間持水量等土壤物理和水力特性參數(shù)；了解65作物種植模式、種植方向、作物需水量情況。1.21.2.1田間水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃布置確定灌水田

12、塊的水源了解灌水田塊的水源位置、水源的出水流量情況和水頭大小。田間水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)可直接從低壓輸水灌溉管道出水口取水，可通過(guò)渠道取水設(shè)備從引渠道引水，也可通過(guò)70地形高差或水泵加壓與田間的坑塘、水窖和水池等小水源相連使用。1.2.2畦灌和溝灌灌水技術(shù)參數(shù)的確定根據(jù)地形坡度和坡向，考慮灌區(qū)土壤特性，結(jié)合灌區(qū)規(guī)格、作物的種植模式、種植方向等情況，確定作物畦灌或溝灌的灌水方向和灌水技術(shù)要素。畦灌的灌水技術(shù)參數(shù)包括畦田的長(zhǎng)度和寬度，入畦單寬流量，畦埂的設(shè)計(jì)；溝灌的灌水技術(shù)參數(shù)包括溝長(zhǎng)、溝間距和灌水溝75斷面設(shè)計(jì)，可參考地面灌溉的相關(guān)文獻(xiàn)7,8,9 確定。1.2.3地面灌溉灌水器的布置地面灌溉灌水

13、器為分水軟管和出水口為一體、在生產(chǎn)過(guò)程中一次性成型的塑料軟管，在田間應(yīng)用時(shí)展平與輸水管出水口連接，將出水口放在畦田首部或灌水溝溝頭即可灌水，灌水結(jié)束后將灌水器卷起帶走即可，地面灌溉灌水器出水口長(zhǎng)度以 5080cm 為宜，加工時(shí)宜在80上面設(shè)置 23 道折痕以便于田間灌水期間方便容易的折疊固定出水口，起到閥門(mén)的作用。地面灌溉灌水器應(yīng)與灌水畦田或灌水溝垂直，一般與地面坡度方向垂直或斜交，規(guī)劃布置時(shí)應(yīng)結(jié)合灌水田塊的地形條件，以便于田間操作為原則確定地面灌溉灌水器的長(zhǎng)度和間距，應(yīng)盡量使各條灌水器控制的灌溉面積相等，同時(shí)應(yīng)結(jié)合地面灌溉系統(tǒng)工作制度的設(shè)計(jì)對(duì)-2-中國(guó)灌水器的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整，以便于灌水計(jì)劃的安

14、排。851.2.4田間輸水管道、供水管道和施肥器布置根據(jù)灌水田塊地面灌溉灌水器的布置情況進(jìn)行田間輸水管道、田間供水管道的規(guī)劃布置。田間輸水管出水口與畦灌或溝灌灌水器連接，設(shè)置閥門(mén)，以方便控制灌水，有計(jì)量要求時(shí)可以安裝水表。地面灌溉灌水器和輸水管道，為防止日曬老化，采用移動(dòng)式即可，因此應(yīng)方便移動(dòng)，同時(shí)可以節(jié)約田間地面灌溉系統(tǒng)的投資成本，全灌區(qū)備 2 套即可，一套使用、一90套備用。根據(jù)灌水田塊的面積大小、以便于操作為原則進(jìn)行施肥器安裝位置的規(guī)劃布置。1.31.3.1田間水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)地面灌溉系統(tǒng)灌溉制度設(shè)計(jì)灌水定額 m、灌水周期 t 和一次灌水延續(xù)時(shí)間 tm 根據(jù)式（1）計(jì)算7,10

15、：m = 0.1(è1 è2 ) hã s / ã w=ms s校核：q0 =10ma/çttw（1）95100式中：m 為灌水定額，mm；1 和2 分別為土壤適宜含水率的上限和下限，以干土重%計(jì)，1 可取為田間持水量的 85%90%,2 可取為田間持水量的 60%65%；h 為計(jì)劃濕潤(rùn)層深度，m；s 和 w 分別為土壤干容重和水的容重，g/cm3；t 為灌水周期，d；e 為作物日需水量，mm/d；tm 為一次灌水延續(xù)時(shí)間，h；sr 和 se 分別為地面灌溉灌水器間距和灌水器上的出水口間距，m；q 為地面灌溉灌水器出水口流量，l/h； 為地面灌

16、溉灌溉水利用系數(shù)，取為 0.850.9；a 為設(shè)計(jì)灌溉面積，hm2；tw 為系統(tǒng)日工作小時(shí)數(shù)，h；q0 為灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量，m3/h，設(shè)計(jì)流量 q0 應(yīng)接近并小于水源或水泵流量，否則需要重新修正地面灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃布置。1.3.2地面灌溉系統(tǒng)工作制度設(shè)計(jì)考慮到灌區(qū)水井流量有限，為避免老化、并節(jié)約系統(tǒng)的投資成本，田間地面灌溉系統(tǒng)多105為移動(dòng)式，并且地面灌溉灌水器出水口流量較大，因此采用灌水器出水口輪灌的工作制度。根據(jù)灌區(qū)水井出水流量、灌水器出水口流量計(jì)算同時(shí)工作的出水口個(gè)數(shù) n、第 i 條灌水器上的輪灌組數(shù)目 ni 條和灌區(qū)輪灌組數(shù)目 n 區(qū)：n = int（q / q）n i條 =int（ni

17、條總 /n）mi=1（2）式中：n 為同時(shí)工作的出水口個(gè)數(shù)；q 為灌區(qū)水井出水流量，l/h；q 為設(shè)計(jì)灌水器出水110口流量，l/h；m 為灌區(qū)灌水器總條數(shù)；ni 條總和 n區(qū)總分別為第 i 條灌水器上出水口的數(shù)目和灌溉系統(tǒng)出水口總個(gè)數(shù)；ni 條為第 i 條灌水器的輪灌組數(shù)目；n 區(qū)為灌區(qū)輪灌組總個(gè)數(shù)。 據(jù)以上分析可以確定灌溉系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)出水口的實(shí)際出水流量 q 實(shí)、一次灌水實(shí)際延續(xù)時(shí)間tm 實(shí)、第 i 條灌水器的灌水延續(xù)時(shí)間 ti 條和灌區(qū)的灌水延續(xù)時(shí)間 t 區(qū)：q實(shí) =q/int（q/q）sti條 =tm實(shí) ni條t區(qū) =tm實(shí) n區(qū)（3）115式中：q 實(shí)為實(shí)際灌水器出水口流量，l/h

18、；q 為灌區(qū)水井出水流量，l/h；q 為設(shè)計(jì)灌水-3-t = m / etm e r / ç qn區(qū) = n i條 =int(n區(qū)總 /n)tm實(shí) =mse r / çq實(shí)校核：t區(qū) t中國(guó)器出水口流量，l/h；tm 實(shí)為一次灌水實(shí)際延續(xù)時(shí)間，h；ti 條為第 i 條灌水器的灌水延續(xù)時(shí)間，h；t 區(qū)為灌區(qū)的實(shí)際灌水延續(xù)時(shí)間，應(yīng)與灌溉系統(tǒng)的灌水周期接近。1.3.3地面灌溉系統(tǒng)流量和管道設(shè)計(jì)根據(jù)水源的出水流量灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃布置確定地面灌溉系統(tǒng)各級(jí)管道的出水流量。地面120灌溉多采用輪灌，灌溉系統(tǒng)供水管、配水管和灌水器的流量均等于水源的出水流量，出水口流量根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)劃布置情況確

19、定。根據(jù)灌溉系統(tǒng)各級(jí)管道的流量利用式（4）確定各級(jí)管道的管徑7,10：d = 1.13 =18.8（4）式中：d 為管道內(nèi)徑，m；q 和 q為管道設(shè)計(jì)流量，單位分別為 m3/s 和 m3/h；v 為管125道內(nèi)的適宜流速，m/s，地面灌溉系統(tǒng)用各級(jí)管道為易于折疊搬運(yùn)的軟塑料管，輸水的適宜流速為 0.51.2 m/s10。1.3.4地面灌溉系統(tǒng)施肥器設(shè)計(jì)施肥器是水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)的重要設(shè)備，依據(jù)田間輸水管道的流量和管徑大小、選擇容量適宜、管徑適宜的施肥器。依據(jù)灌區(qū)面積大小確定施肥器安裝的位置，面積小時(shí)可130以安裝在供水管道上，多條田間輸水管道共用一個(gè)施肥器，面積較大時(shí)、或田塊分屬不同的農(nóng)戶(hù)

20、時(shí)可以將施肥器安裝在田間輸水管道或灌水器的進(jìn)水端。目前可以選用臥式農(nóng)用桶改裝而成施肥器，根據(jù)控制面積大小施肥器容量為幾升幾百升，進(jìn)水端根據(jù)施肥器高度確定進(jìn)水水頭，一般為 0.41.5m。1351.3.5地面灌溉系統(tǒng)水力設(shè)計(jì)根據(jù)離水源最遠(yuǎn)、地面又較高的輪灌組灌水時(shí)的水位要求，考慮地面灌溉田間管道系統(tǒng)灌水器、輸水管道和供水管道的水力損失，以及水流通過(guò)閘閥等控制設(shè)備時(shí)的局部水頭損失自下而上按式（5）校核和確定水源出水口應(yīng)達(dá)到的水位2,5：z = h + lni n +（5）式中：z 為水源出水口應(yīng)達(dá)到的水位，m；h 為離水源最遠(yuǎn)、地面又較高的輪灌組灌水140145150時(shí)地面灌水器出水口應(yīng)具有的水頭

21、，m，一般取 0.10.2m；ln 分別為田間灌水器、輸水管道、供水管道長(zhǎng)度，m；in 分別為田間灌水器、輸水管道、供水管道的相應(yīng)比降； 為通過(guò)管道建筑物的相應(yīng)水頭損失，m。田間水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)可從低壓輸水灌溉管道給水栓或從渠道的農(nóng)門(mén)等渠系建筑物處引水，田間采用管道輸配水，水頭損失較傳統(tǒng)的地面灌溉系統(tǒng)小得多，目前我國(guó)采用的低壓管灌溉系統(tǒng)工作壓力一般為 0.20.4mpa10，渠道灌溉系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮了田間灌水的水位要求7，因此從低壓輸水灌溉管道系統(tǒng)或從渠道引水完全能夠滿(mǎn)足田間水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)的壓力需求，因此可以不進(jìn)行水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)的水力設(shè)計(jì)。田間水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)

22、通過(guò)地形高差或水泵加壓與田間的坑塘、水窖和蓄水池等小水源相連使用時(shí)，可根據(jù)地形的具體田間確定系統(tǒng)的水頭大小，選擇揚(yáng)程 520m 的可滿(mǎn)足大多數(shù)田間水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)的水力要求。2 田間水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)例灌區(qū)基本資料：華北平原某井灌區(qū)，土壤為中壤土，土壤容重為 1.5g/cm3，田間持水率-4-4q q q中國(guó)=25%（以占干土重的百分比計(jì)）。以種植冬小麥為主，生育期最大日耗水強(qiáng)度 ed=7.0mm/d。單井出水量 40m3/h，單井設(shè)計(jì)灌溉面積 6.67hm2，位于灌區(qū)東南角，灌區(qū)東西長(zhǎng) 667m，南155北寬 100 米。華北平原冬小麥多采用畦灌的灌水方法，目前甘肅等省份

23、也在推廣壟作溝灌等冬小麥溝灌灌水技術(shù)，本文分別采用畦灌和溝灌兩種灌水方法進(jìn)行灌區(qū)冬小麥田間水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。2.12.1.1灌區(qū)水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)規(guī)劃布置畦灌和溝灌灌水技術(shù)參數(shù)的確定160165華北平原地形坡度較小，約 1/4000，考慮灌區(qū)的土壤特性，結(jié)合灌區(qū)規(guī)格、冬小麥的種植模式，確定冬小麥畦灌和溝灌的技術(shù)要素。畦灌：畦長(zhǎng) 33.3m，灌區(qū)南北方向設(shè)置 3 條畦灌灌水器；冬小麥南北向種植行距 20cm，每個(gè)畦田種植 9 行作物，畦寬 2m；畦埂為三角形，采用開(kāi)溝培土機(jī)或筑埂機(jī)筑埂，畦埂為高 0.25m、底寬 0.4m；入畦單寬流量 1.2l/（sm）。溝灌：溝長(zhǎng) 50m

24、，灌區(qū)南北方向設(shè)置 2 條溝灌灌水器；冬小麥南北向三密一疏種植，15cm-15cm-30cm，在疏行內(nèi)開(kāi)溝，灌水溝間距 60cm；開(kāi)溝機(jī)開(kāi)溝，灌水溝斷面為三角形，溝深 10cm，上口寬 25cm，灌水時(shí)水深為溝深的 1/32/3；入溝流量 0.6l/s。2.1.2地面灌溉灌水器的布置畦灌：結(jié)合灌區(qū)長(zhǎng)度、以便于田間操作為原則確定灌區(qū)東西方向設(shè)置 4 組畦灌灌水器，170175180其中 2 組計(jì) 6 條灌水器長(zhǎng)度 168m，另 2 組計(jì) 6 條灌水器長(zhǎng)度為 163.5m，灌區(qū)共設(shè)置 12 條畦灌灌水器，見(jiàn)圖 1，每條灌水器控制的灌溉面積是 8.08.3 畝；灌水器出水口間距 2.4m，每條 16

25、8m 長(zhǎng)的灌水器上出水口 70 個(gè)，每條 163m 長(zhǎng)的灌水器上出水口 68 個(gè)，系統(tǒng)出水口總數(shù)為 828 個(gè)。溝灌：結(jié)合灌區(qū)長(zhǎng)度、以便于田間操作為原則確定溝灌灌水器長(zhǎng)度，灌區(qū)自東向西設(shè)置4 組溝灌灌水器，前 3 組長(zhǎng) 173m，最后一組 148m，灌區(qū)共設(shè)置 8 條溝灌灌水器，見(jiàn)圖 2，每條灌水器控制的灌溉面積是 1113 畝；溝灌灌水器出水口間距 0.6m，每條 173m 長(zhǎng)的灌水器上出水口 288 個(gè)，每條 148m 長(zhǎng)的灌水器上出水口 246 個(gè)，系統(tǒng)出水口總數(shù)為 2220 個(gè)。圖 1 實(shí)例灌區(qū)水肥一體化畦灌系統(tǒng)規(guī)劃布置圖fig. 1 planning and layout of bo

26、rder fertigation system for instance irrigated area-5-中國(guó)圖 2 實(shí)例灌區(qū)水肥一體化溝灌系統(tǒng)規(guī)劃布置圖fig. 2 planning and layout of furrow fertigation system for instance irrigated area1852.1.3田間輸水管道、供水管道和施肥器布置根據(jù)灌區(qū)灌水器的規(guī)劃，田間輸水管沿灌區(qū)南北向布置。畦灌時(shí)田間輸水管長(zhǎng)度 67m，設(shè)置 3 個(gè)出水口，出水口間距 33m，東西方向共設(shè) 4 條田間輸水管，間距 167m。溝灌時(shí)田間輸水管長(zhǎng)度 51m，設(shè)置 2 個(gè)出水口，出水口間距

27、 50m，東西方向共設(shè) 4 條田間輸水管，間距 167m。田間輸水管出水口與畦灌或溝灌灌水器連接，設(shè)置閥門(mén)，以方便控制灌水，有計(jì)190量要求時(shí)可以安裝水表。田間地面灌溉灌水器和輸水管，方便移動(dòng)，為防止日曬老化，采用移動(dòng)式即可，同時(shí)可以節(jié)約田間地面灌溉系統(tǒng)的投資成本，全灌區(qū)備 2 套即可，一套使用、一套備用。在灌區(qū)南面沿東西方向布置供水管，長(zhǎng)度 501m，設(shè)置 4 個(gè)出水口與輸水管連接，間距 167m，出水口設(shè)置閥門(mén)進(jìn)行灌水控制?？紤]到本灌區(qū)面積較大，為方便田間灌水施肥操作，將施肥器安裝在每條灌水器的進(jìn)水端。1952.22.2.1灌區(qū)水肥一體化地面灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)灌區(qū)灌溉制度結(jié)合灌區(qū)的基本資料，土壤

28、適宜含水率的上限1 和下限2 分別取為田間持水量的90%和 65%，計(jì)劃濕潤(rùn)層深度 h 取為 0.8m，地面灌溉灌溉水利用系數(shù) 取為 0.87，灌溉系統(tǒng)每天工作時(shí)間 tw 取為 16h，據(jù)此計(jì)算得灌水定額 m=75mm，灌水周期 t=10.7d、取 t=10d，200畦灌時(shí)一次灌水延續(xù)時(shí)間 tm=0.38h，溝灌時(shí)一次灌水延續(xù)時(shí)間 tm=1.2h，灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量q0 =35.94 m3/h，小于單井出水量 40 m3/h，說(shuō)明灌溉系統(tǒng)規(guī)劃布置合理可行。2.2.2灌區(qū)工作制度結(jié)合本文中灌區(qū)的基本資料、灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃布置情況確定灌溉系統(tǒng)工作制度。計(jì)算結(jié)果表明，畦灌時(shí)，同時(shí)工作的出水口為 2 個(gè)，

29、 168m 長(zhǎng)畦灌灌水器的輪灌組數(shù)目為 35 個(gè)，205163m 長(zhǎng)畦灌灌水器的輪灌組數(shù)目為 34 個(gè)，本灌區(qū)畦灌系統(tǒng)輪灌組總數(shù) 414 個(gè)；灌水期間出水口實(shí)際出水流量為 5.6l/s，一次灌水實(shí)際延續(xù)時(shí)間為 0.34h，168m 長(zhǎng)畦灌灌水器的灌水延續(xù)時(shí)間為 11.9h，168m 長(zhǎng)畦灌灌水器的灌水延續(xù)時(shí)間為 11.6h，灌區(qū)的實(shí)際灌水延續(xù)時(shí)間為8.8d，小于灌溉系統(tǒng)的灌水周期，設(shè)計(jì)合理。溝灌時(shí)，同時(shí)工作的出水口為 18 個(gè)，173m 長(zhǎng)-6-中國(guó)溝灌灌水器的輪灌組數(shù)目為 16 個(gè)，148m 長(zhǎng)溝灌灌水器的輪灌組數(shù)目為 14 個(gè)，本灌區(qū)溝灌210系統(tǒng)輪灌組總數(shù) 124 個(gè)；灌水期間出水口實(shí)際

30、出水流量為 0.62l/s，一次灌水實(shí)際延續(xù)時(shí)間為 1.2h，168m 長(zhǎng)畦灌灌水器的灌水延續(xù)時(shí)間為 19.2h，168m 長(zhǎng)畦灌灌水器的灌水延續(xù)時(shí)間為 16.8h，灌區(qū)的實(shí)際灌水延續(xù)時(shí)間為 9.3d，小于灌溉系統(tǒng)的灌水周期，設(shè)計(jì)合理。2.2.3灌區(qū)地面灌溉系統(tǒng)管道流量和管徑本文灌區(qū)地面灌溉系統(tǒng)供水管、配水管和灌水器的流量均等于水源的出水流量 40m3/h，215據(jù)此選擇與水源井出水口相同的管徑尺寸，適宜管道內(nèi)徑 97119mm，本設(shè)計(jì)中選擇 110mm；畦灌時(shí)灌水器出水口流量 5.6l/s，出水口內(nèi)徑 6985mm，本設(shè)計(jì)中選 75mm；溝灌時(shí)灌水器出水口流量 0.62 l/s，出水口內(nèi)徑 2328mm，本設(shè)計(jì)中選 25mm。2.2.4施肥器本文所述灌區(qū)面積較大，將施肥器安裝在灌水器的進(jìn)水端，以便于田操作，選用容量220100l 的臥式農(nóng)用桶改裝而成，進(jìn)水口距地面 50cm，需要進(jìn)水水頭 60cm。2.2.5地面灌溉系統(tǒng)水力計(jì)算本灌區(qū)離水源最遠(yuǎn)、地面又較高的輪灌組灌水時(shí)地面灌水器出水口應(yīng)具有的水頭 h 取為0.2m。畦灌離水源最遠(yuǎn)、地面又較高的輪灌組灌水時(shí)灌水器、輸水管道和供水管道的工作長(zhǎng)度分別為 161.3、67 和 500m；溝灌離水源最遠(yuǎn)、地面又較高的輪灌組灌水時(shí)灌水器、輸水22