大棚滴灌設(shè)計(jì)

1、某市郊有20個日光溫室大棚，規(guī)格為東西長803南北跨度83所在的地方地形平整，多年平均降雨量250mm多年平均蒸發(fā)量1500mm溫室內(nèi)種植黃瓜，每個溫室內(nèi)畦長75m,寬1m共有6個畦，每畦種植兩行黃瓜，東西株距為0.33m。其溫室群的中間地帶有一口水井，出水量為50m3/h,動水位為20米1.1 基本資料基本情況：項(xiàng)目地塊占地面積為160畝，該地塊原種植玉米，采用溝灌灌溉，種植結(jié)構(gòu)調(diào)整后不能適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)和節(jié)水的要求，急需配套節(jié)水灌溉措施。因此，在該地塊擬建溫室大棚74棟，其中大棚規(guī)格為50亦8m,共3棟，溫室規(guī)格為50mx8m,共71棟，棚間距為2.0m。種植情況：項(xiàng)目地塊溫室和大棚內(nèi)主要種植

2、蔬菜，均南北向栽植蔬菜，行距為0.75m,主要為市場供應(yīng)服務(wù)。棚外作物采用管灌。栽培管理：根據(jù)蔬菜生長周期和市場規(guī)律確定，一般每年3月至11月銷售情況比較好。氣象資料：該地區(qū)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冬季寒冷，春季多風(fēng)干旱，夏季多雨，秋季涼爽少雨，是暖溫帶與中溫帶，半干旱與半濕潤的過渡地帶。特點(diǎn)是春季干旱多風(fēng)；夏季熱，雨季多有冰雹，有時(shí)出現(xiàn)伏旱；秋季涼爽少雨；冬季寒冷干燥，多風(fēng)少雪。一年四季分明，晝夜溫差大，無霜期短，年無霜期平原區(qū)為152175天，凍土1m左右。陸面蒸發(fā)量400mm/年，水面蒸發(fā)量1666.2mm/年，多年平均氣溫8.5C,最高氣溫39C,最低氣溫-27.3C,最熱的七月份平均氣

3、溫23.1C,最冷的一月份平均氣溫-8.8C,年日照時(shí)數(shù)為3120.8h,光資源比較豐富。多年平均降水量為493.0mm。降水量時(shí)空分布不均，68月降水量占全年降水量的72%,年際變化大，最多年份為747.1mm,最少年份為274mm。土壤質(zhì)地：該地塊土壤主要為壤土，土壤容重約為1.38g/cm3,田間持水量約為23.2%（重量）。根據(jù)蔬菜的水分需求特征和管理要求土壤適宜含水率的上限取田間持水量的95%。水源狀況：目前地塊現(xiàn)有水源井1眼，井深110m,出水量可達(dá)80m3/h,可為該地塊提供灌溉水源。動力：該地區(qū)動力采用電力，灌溉季節(jié)基本保證24h供電。實(shí)際日灌溉時(shí)間為816h01.2 大棚蔬菜

4、滴灌工程設(shè)計(jì)灌溉方式的選擇根據(jù)已有大棚蔬菜種植栽培技術(shù)和農(nóng)藝技術(shù)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選擇大棚蔬菜灌溉采用滴灌。此地塊棚間沒有種植作物，故棚間不需要灌溉。灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范及結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，選用如下設(shè)計(jì)參數(shù)：a:日耗水強(qiáng)度Ea：棚內(nèi)Ea=4.0mm/db:土壤濕潤比P:蔬菜滴灌取P=70%c:灌溉水的有效利用系數(shù)”0.90d:土壤計(jì)劃濕潤層深度Z:蔬菜取Z=30cme:土壤適宜含水率的上限取田間持水量的95%為22.04%土壤適宜含水率的下限取田間持水量的70%為16.24%需水量計(jì)算根據(jù)灌溉面積和設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度，按下式核算灌溉系統(tǒng)所需的最小供水流量。八101aAQmin二一t一Ia=E

5、a-P0式中：Q需供水流量，m3/h；A灌溉面積，hm2;Ia設(shè)計(jì)供水強(qiáng)度，mm/d;Ea設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度，Ea=4mm/d;Po有效降雨，不考慮Po=0mm/d;t水源每日供水時(shí)數(shù)，t=12h;“灌溉水利用系數(shù)，4=09;經(jīng)計(jì)算得所需流量Qmin=39.51m3/ho根據(jù)上述計(jì)算，本地塊灌溉系統(tǒng)所需的最小供水流量39.51m3/h,原有井能滿足灌溉用水需求。灌水器的選擇經(jīng)相關(guān)資料和試驗(yàn)，據(jù)灌水器的種類和水力性能擬選用：滴灌管采用直徑Dn16mmPE管，壁厚0.6mm,滴頭間距0.3m,設(shè)計(jì)工作水頭Hd=0.1Mpa,滴頭設(shè)計(jì)流量流量q=2.0L/h。大棚蔬菜滴灌灌溉制度設(shè)計(jì)a:大棚內(nèi)蔬菜最大毛灌

6、水定額m=0.1Yzp(mak-Ehin)/“式中：m設(shè)計(jì)最大毛灌水定額，mm；廣土壤容重，1.38g/cm3；z計(jì)劃濕潤層深度，30cm；p滴灌設(shè)計(jì)土壤濕潤比，70%;以ax、冊in適宜土壤含水量上下限(占干土重量的百分比)，徐ax=23.2%95%=22.04%,in=23.2%X70%=16.24%,經(jīng)計(jì)算得到大棚內(nèi)蔬菜最大毛灌水定額：m=18.68mm=12.45m3/畝。表1-1大棚蔬菜滴灌灌溉制度設(shè)計(jì)參數(shù)表內(nèi)容單位參數(shù)內(nèi)容單位參數(shù)或結(jié)果日耗水強(qiáng)度mm/d4.0適宜土壤含水量上限95%22.04計(jì)劃濕潤層深度cm30適宜土壤含水量下限70%16.24土壤容重g/cm31.38設(shè)計(jì)毛灌

7、水定額mmm18.68土壤濕潤比%70設(shè)計(jì)毛灌水定額mm3/Mu12.45田間持水量%23.2:設(shè)計(jì)灌水周期d4.0灌溉水利用系數(shù)0.9灌溉面積Mu160b:設(shè)計(jì)灌水周期作物在全生育期生長過程中，其日耗水量隨著不同的生長階段而改變。日耗水強(qiáng)度按照微灌工程技術(shù)規(guī)范用耗水高峰期的平均日耗水強(qiáng)度，依據(jù)設(shè)計(jì)灌水周期計(jì)算公式：T=m/IaX式中：T設(shè)計(jì)灌水周期，d;m設(shè)計(jì)毛灌水定額，mm；Ia設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度，棚內(nèi)Ia=Ea=4.0mm/d;據(jù)計(jì)算大棚內(nèi)蔬菜灌水周期為4.2d,取T=4d輪灌制度設(shè)計(jì)a:一次灌水延續(xù)時(shí)間t1=m*Se*Si/qd式中：t1一次灌水延續(xù)時(shí)間，h;m設(shè)計(jì)灌水定額，18.68mm；

8、Se、Si灌水器間距與毛管間距，m；Se=0.3m；Si=0.75mqd灌水器流量，2.0L/h;經(jīng)計(jì)算實(shí)際一次灌水延續(xù)時(shí)間為t=2.1h0表1-2大棚蔬菜滴灌輪灌制度設(shè)計(jì)參數(shù)表內(nèi)容單位參數(shù)內(nèi)容單位參數(shù)或結(jié)果設(shè)計(jì)毛灌水定額mmm18.68灌水器設(shè)計(jì)流量L/h2.0作物種植行距m0.75系統(tǒng)日工作時(shí)間h8.4作物種植株距m0.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量m3/h80毛管間距一m0.75一次灌水延續(xù)時(shí)間h2.1灌水器行距m0.3灌溉輪灌（組）數(shù)目個4b:輪灌組的劃分:本系統(tǒng)采用輪灌的灌溉形式，每個大棚為1個灌水單元。則大棚規(guī)格為50mx8m灌水單元的流量為：q單=qd父nd=3.33m3/h溫室規(guī)格為50mx8

9、m灌水單元的流量為:q單=qd父nd=3.33m3/h水源井控制74個灌水單元，輪灌組劃分按充分利用水源井的出水量，為今后擴(kuò)大灌溉面積留有余地，可分為4個輪灌組，每個輪灌組包括1620個灌水單元；每個輪灌組可獨(dú)立工作，灌溉時(shí)必須按輪灌組順序進(jìn)行順序灌溉，輪灌組的劃分及輪灌次序見表1-3。表1-3大棚蔬菜滴灌輪灌制度輪灌次序輪灌開始時(shí)間輪灌結(jié)束時(shí)間機(jī)井組序號（棚數(shù)）棚編號系統(tǒng)流里（m3/h）第一次8:0010:101(20)2-32-12,2-152-2466第二次10:1012:202(18)2-12-2,2-132-14,1-11-1459.4第三次12:2014:303(20)0-10-3

10、,3-13-7,4-14-5,4-144-1866第四次14:3016:404(16)4-64-13,4-194-2642.9灌溉系統(tǒng)的管網(wǎng)布置a:干管布置干管從機(jī)井處沿地塊東側(cè)由南向北布置，進(jìn)入地塊中部沿田間作業(yè)道路由東向西，東西向布置，在東西向干管上，南北向布置4條分干管。干管、分干管管徑按經(jīng)濟(jì)流速選擇，可按下式計(jì)算：dj=18.8式中：dj經(jīng)濟(jì)管徑，mm；Q管道流量，m3/h；vj經(jīng)濟(jì)流速，m/s,本次取1.5m/so根據(jù)本次設(shè)計(jì)輪灌組情況，干管、分干管分別采用Dn160、Dn110PVC-U塑料管道，具體布置如設(shè)計(jì)圖所示。b:支管及棚內(nèi)首部布置由分干管布置進(jìn)棚支管引入大棚，通過豎管出地

11、后連接棚內(nèi)首部，首部設(shè)有球閥、水表、肥料灌、網(wǎng)式過濾器等，首部后接PE管作為支管，具體布置如設(shè)計(jì)圖所示。支管的流速控制在1.0m/s,流量3.33m3/h,按上式計(jì)算管徑為34.5mm,根據(jù)PVC-U及PE塑料管道、管件規(guī)格，結(jié)合市場供應(yīng)情況，本次選擇Dn50PVC-U和Dn40PE管分別作為進(jìn)棚支管和棚內(nèi)支管。c:毛管布置大棚內(nèi)的灌?S滴灌管為Dn16,沿種植方向單行雙向布置，每個大棚內(nèi)沿壟向（南北向）雙向布置20條滴灌管，滴灌管間距為0.75m,滴頭間距0.3m。灌溉系統(tǒng)水力計(jì)算滴灌系統(tǒng)水泵揚(yáng)程計(jì)算結(jié)果詳見表1-4o表1-4大棚蔬菜滴灌系統(tǒng)水力計(jì)算結(jié)果表（最不利情況）項(xiàng)目內(nèi)容單位最不利情況

12、（2-12-24工作時(shí)）滴頭工作壓力m10.00毛管長度Lm7.50管徑Dmm14.80QL/h50沿程水頭損失m0.004局部水頭損失m0.00微灌管進(jìn)口壓力m10.00支管長度Lm50.00管徑（內(nèi)徑）Dmm35.40QL/h3300沿程水頭損失m0.59局部水頭損失m0.0610mPVC-U管水頭損失m0.128mPE管水頭損失0.28首部水頭損失m5.00支管進(jìn)口壓力m16.05分干管長度Lm230.00管徑（內(nèi)徑）Dmm103.60QL/h79200沿程水頭損失m4.1局部水頭損失m0.407支管進(jìn)口壓力m20.53干管長度Lm322.00管徑（內(nèi)徑）Dmm151.40QL/h79200.00沿程水頭損失m2.792局部水頭損失m0.279分干管進(jìn)口壓力m23.60水泵揚(yáng)程首部水頭損失m10.00動水位m25.00井下管路水頭損失m2.20系統(tǒng)設(shè)計(jì)揚(yáng)程m60.80選泵200QJ80-66選擇水泵及動力配套：根據(jù)水力計(jì)算的結(jié)果，確定水泵的設(shè)計(jì)流量79.2m3/h和設(shè)計(jì)揚(yáng)程60.8m,綜合考慮，選取潛水泵型號為200QJ80-6&為了防止水錘的發(fā)生，在運(yùn)行時(shí)