滴灌系统设计说明.docx
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滴灌系统设计说明
3.2滴灌系统
3.2.1项目基本资料调查
灌区面积((hm2)、作物、土壤(类型、容重、土层厚度)、作物种植间距(大棚长、宽,垄宽、株距、行距、垄间沟宽、深等)、水源(m3、m3/s、m3s-1/万亩)、降雨、气温、蒸发、风向风速、日照、动力等
3.2.2初定设计参数
1、系统需流量Qs(m3/h)
作物耗水强度Ea(mm/d):
参考表-2
设计供水强度Ia(mm/d)=Ea-P0-S;P0有效降雨强度、S地下水补给量。
也可参考下表-12选定Ia。
表-12设计耗水强度参考值(mm/d)
作物
滴灌
微喷灌
作物
滴灌
微喷灌
葡萄、树、瓜类
3~7
4~8
蔬菜(露地)
4~7
5~8
粮、棉、油等植物
4~7
——
冷季型草
——
5~8
蔬菜(保护地)
2~4
——
暖季型草
——
3~5
注:
干旱地区宜取上限值,对于在灌溉季节敞开棚膜的保护地,应按露地选取设计耗水强度
灌溉面积A(hm2):
图上量取
日供水小时数td(h/d):
12~22
灌溉水利用系数η:
不低于0.9
3.2.3初定系统毛管
依据作物种植株距、行距初定系统毛管型号。
如:
型号
WDF12/1.4-100
滴头间距Se(m)
0.3
额定工作水头h(m)
10
毛管布设间距SL(m)
1.4
灌水器额定流量Q(L/h)
1.4
灌水器压力流量关系
q=0.352h0.6
3.2.4土壤湿润比P
1)沿毛管灌水器间距较小
参数:
一棵作物所占有的灌水器数目n(个)
滴头间距Se(m):
毛管参数
湿润带宽度Sw(m):
依据表-13湿润比围反推,再根据设计量取选定。
作物平均行距Sr(m):
毛管间距/毛管间作物行数
作物株距St(m):
设计取值
一棵作物所占有的灌水器数目n(个):
该组的灌水器数目/
一组作物的棵数。
P=n×Se×Sw/(Sr×St)
2)沿毛管灌水器间距较大
参数:
滴头间距Se(m):
毛管参数
毛管间距SL(m):
毛管参数
湿润带直径Dw(m):
依据表-13湿润比围反推,再根据设计量取选定。
P=0.785×Dw2/(SLSe)×100%
土壤湿润比P要在表-13参考值围之。
表-13微灌设计土壤湿润比参考值(%)
作物
滴灌、涌泉灌
微喷灌
果树、乔木
20~40
40~60
葡萄、瓜类
30~50
40~70
草、灌木
——
100
蔬菜
60~90
70~100
粮、棉、油等植物
60~90
——
注:
干旱地区宜取上限值
3.2.5初定灌溉制度
1、最大灌水定额mmax(mm)
土壤容重γ(g/cm3):
查表-1
土壤计划湿润土层厚度z(cm):
一般蔬菜0.20~0.30m;大田作物为0.3~0.6m,果树为1-1.2m;
设计土壤湿润比P(%):
已计算
土壤田间持水量:
查表-1
适宜土壤含水率上限θmax(%):
土壤田间持水量×90%
适宜土壤含水率下限θmin(%):
土壤田间持水量×75%
最大灌水定额mmax=0.001γzp(θmax-θmin)
2、设计灌水周期T(d)
最大灌水定额mmax(mm):
已计算
设计供水强度Ia(mm/d):
已计算
T0=mmax/Ia
T≤T0
3、设计净灌水定额md(mm)
设计灌水周期T(d):
已计算
设计供水强度Ia(mm/d):
已计算
md=T×Ia
(4)设计毛灌水定额m毛(mm)
设计净灌水定额md(mm):
已计算
灌溉水利用系数η:
0.9
m毛=md/η
5、一次灌水延续时间t(h)
设计毛灌水定额m毛(mm):
已计算
滴头间距Se(m):
灌水器型号参数
毛管布设间距SL(m):
设计量取
灌水器额定流量Qd(L/h):
灌水器型号参数
t=m毛×Se×SL/Qd
3.2.5允许水头差[Δh]
1、水头偏差率hv
灌水器允许流量偏差率qv=(qmax-qmin)/qa≤0.2;
灌水器额定压力hd:
型号参数
灌水器流态指数χ:
灌水器型号参数
灌水器工作水头偏差率hv=(1/x)qv(1+0.15(1-x)/xqv)
2、灌水小区允许水头偏差[Δh](m)
水头偏差率hv(m):
已计算
额定工作水头hd(h/m)=额定工作压力(kPa)/10
[Δh]=hvhd
3、允许水头差的分配
分配比例:
50%
灌水小区允许水头差Δh(m):
已计算
毛管允许水头偏差Δh1(m):
Δh/2
支管允许水头偏差Δh2(m):
Δh/2
3.2.7毛管(支管)极限孔数Nm与极限长度L(m)
1、毛管极限孔数Nm(个)
毛管允许水头偏差Δh1(m):
已计算
毛管径d毛(mm):
已计算
水头损失扩大系数k:
毛管总水头损失与沿程水头损失之比,通常局部损失按沿程损失的10%计算,k=1+hi/hf=1.1
毛管上分流孔间距Se(m):
灌水器型号参数
灌水器的设计流量qd(L/d):
灌水器型号参数
Nm=INT(5.446×Δh1×d毛b/(kSe×qdm))0.364
2、毛管极限长度Lm(m)
毛管极限孔数Nm(个):
已计算
毛管上分流孔间距Se(m):
灌水器型号参数
毛管首孔至支管距离S0(m):
设计量取
Lm=Se(Nm-1)+S0
依据极限长度,确定毛管长度,当毛管长度接近极限长度时越经济。
3.2.8工作制度
设计灌水周期T(d):
已计算
日供水小时数td(h/d):
已确定
一次灌溉延续时间t(h/组):
最多轮灌组数Nmax(组)
Nmax=[Ttd/t]
依据地形条件及方便管理,合理确定轮灌组数量。
3.2.9管网水力计算
1、毛管水力计算
1)毛管水头损失h毛管(m)
摩阻系数f:
查表-10
流量指数m:
查表-10
管径指数b:
查表-10
水头损失扩大系数k:
已计算
毛管上分流孔间距Se(m):
查型号参数
灌水器的设计流量qd(L/d):
查型号参数
确定毛管径d毛(mm):
查型号参数
确定毛管孔数N(个):
已确定
毛管首孔至支管的距离S0(m):
设计量取
毛管水头损失h毛管(m)=kfSeqdm/db((N+0.48)m+1/(m+1)-Nm(1-S0/Se))
2)毛管的进口工作压力h0毛管(m)
平均磨损比R:
查平均磨损比取值表
额定工作水头hd:
查型号参数
水头损失扩大系数k:
已计算
摩阻系数f:
查表-10
流量指数m:
查表-10
管径指数b:
查表-10
毛管上分流孔间距Se(m):
查型号参数
灌水器的设计流量qd(L/d):
查型号参数
毛管径d(mm):
查型号参数
确定毛管孔数N(个):
已确定
毛管首孔至支管距离S0(m):
设计量取
h0毛=hd+RkfSeqdm(N-0.52)m+1/((m+1)dm)+kfS0(Nqd)m+1/dm
2、支管水力计算
(1)支管管径d支(mm)
1)平坦地形,毛管进口未设调压装置
摩阻系数f:
查表-10
管径指数b:
查表-10
流量指数m:
查表-10
水头损失扩大系数k:
按局部损失为沿程损失的20%计算,k=1+hj/hf=1.2
毛管布设间距SL(m):
设计量取
灌水器的设计流量qd(L/d):
型号参数
确定毛管孔数N(个):
已确定
支管允许水头偏差Δh2(m):
已计算
一条支管控制毛管对数N1(对):
设计量取
首孔至支管距离S0(m):
设计量取
d支管=(kfSL(2Nqd)m/Δh2((N1+0.48)m+1/(m+1)-N1m(1-S0/SL)))1/b
2)坡地,毛管进口采用调压装置,由于此时设计允许的水头差均分配给了毛管,枝干应按经济的水力比降来初选管径
d支=(kFfL支管Q支管m/(100i支))1/b
或d支=(4Q支管/3600∏V)1/1000
或当Q支管≥120m3/h时,d支=11.5(Q支管1/2)
当Q支管<120m3/h时,d支=13(Q支管1/2)
支管管径确定后,依照管道规格选取实用管径。
(2)支管水头损失h支管(m)
摩阻系数f:
查表-10
管径指数b:
查表-10
流量指数m:
查表-10
水头损失扩大系数k:
已计算
毛管布设间距SL(m):
设计量取
毛管设计流量qd(L/h):
型号参数
支管径d支(mm):
已计算
确定毛管孔数N(个):
已确定
一条支管控制毛管对数N1(对):
设计量取
首孔至支管距离S0(m):
设计量取
h支管=kfSL(2Nqdm)/db((N1+0.48)m+1/(m+1)-N1m(1-S0/SL))
(3)支管进口工作压力h0支管(m)
h0支管=h0毛管+h支管
3、分干管水力计算
(1)分干管流量Q分干管(m3/h)
一条分干管控制支管数量N支(条):
设计量取
一条支管控制毛管数量N毛(对):
设计量取
毛管设计流量qd(L/h):
型号参数
选定毛管孔数N(个):
已确定
Q分干管=N支(2N1(Nqd/1000))
2)分干管管径d分干管(mm)
当Q分干管≥120m3/h时,d支=11.5Q支管1/2
当Q分干管<120m3/h时,d支=13Q支管1/2
查询管径规格,选取管径。
3)分干管水头损失h分干管(m)
摩阻系数f:
查表-10
管径指数b:
查表-10
流量指数m:
查表-10
水头损失扩大系数k:
按局部损失为沿程损失的20%计算,k=1+hj/hf=1.2
分干管流量Q分干管(m3/h)
分干管管长L分干管(m)
选定的分干管管径径d分干管(mm)
分干管水头损失h分干管(m)=kfL分干管(1000Q分干管)m/d分干管b
5、干管水力计算
(1)干管流量Q干管(m3/h)
Q干管=∑Qi分干管
(2)干管管径d干管(mm)
当Q干管≥120m3/h时,d支=11.5Q支管1/2
当Q干管<120m3/h时,d支=13Q支管1/2
(3)干管水头损失h干(m)
摩阻系数f:
查表-10
管径指数b:
查表-10
流量指数m:
查表-10
水头损失扩大系数k:
按局部损失为沿程损失的20%计算,k=1+hj/hf=1.2
首部到分干点的管长L1(m):
设计量取
始端分干管与末端分干管(m)间距L2(m):
设计量取
分干管数量:
设计量取
预留长度L3(m):
分干管数量×2m
干管长度L(m)=L1+L2+L3
干管流量Q分干管(m3/h):
已计算
干管水头损失h干管=kfL干管(1000Q干管)m/d干管b
5、系统总压力h总(m)
毛管的进口工作压力h0毛(m):
已计算
支管水头损失h支(m):
已计算
分干管水头损失h分干管(m):
已计算
干管水头损失h干(m):
已计算
过滤器水头损失h过滤器(m):
查资料,一般为5米
其他管路损失h其他:
1m
系统总压力h总=h0毛+h支+h分干管+h干+h过滤器+h其他
6、管网水力计算表
例如:
管段
流量(L/h)
管段
管段长(m)
管径(mm)
沿程水头损失(m)
局部水头损失(m)
总损失
节点
进口水头(m)
出口水头(m)
干管
OA
A
AB
B
BC
C
CD
D
DE
E
分干管1、2
AA1
A1
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