滴灌系统规划设计.ppt

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1、滴灌系统规划设计,李宝珠,2012年4月,滴灌原理、分类与选型滴灌系统设计目标滴灌系统设计滴灌设计中应注意的几个问题,滴灌系统规划设计,水，养分,二氧化碳,滴灌为农户提供了最有效的水肥控制手段,滴灌直接将水滴在作物根部土壤中,滴灌原理、分类与选型,大流量,滴灌原理、分类与选型,滴灌原理、分类与选型,大田作物滴灌,蔬菜滴灌,设施农业滴灌,林果滴灌,滴灌：利用滴头、滴灌管（带）等设备，以细流或滴水的方式，湿润作物根区附近部分土壤的灌水方法。（1）地面滴灌 固定式滴灌 半固定式滴灌 全移动式滴灌（2）地下滴灌,滴灌原理、分类与选型,滴灌：利用滴头、滴灌管（带）等设备，以细流或滴水的方式，湿润作物根区

2、附近部分土壤的灌水方法。（1）地面滴灌 固定式滴灌 半固定式滴灌 全移动式滴灌（2）地下滴灌,滴灌原理、分类与选型,应根据当地农作物、土壤、气候、经济、劳动力、人员素质等情况合理选择滴灌系统模式,干管支管辅管毛管,滴灌原理、分类与选型,干管支管毛管,重力滴灌,小农户系统,自动化控制,压力不尝式,滴灌系统设计目标,滴灌系统设计,灌水质量,经济性,灌水量,均匀度,一次性造价,运行费用,经济效益,运行管理,管理方便,便于维护,水量平衡计算,以水定地,以地定水,灌水小区设计,支+辅+毛,支+毛,干管优化设计,工程规划设计图,设计说明书,工程材料表,水利计算表,资料收集,首部设备选型,设计参数的确定,滴

3、灌系统设计,非压力补偿式灌水器滴灌系统设计基本步骤,系统布置,系统工作制度,滴灌系统设计,水源、气象、地形、土壤、作物、灌溉实验、能源、材料、设备、社会经济状况与发展规划。,资料收集,设计参数,滴灌系统设计,土壤湿润比：灌溉湿润的土体占计划湿润层深度总土体的百分比。通常用地表下2030cm 深度的湿润面积与总面积的比值表示。,带状湿润：,微灌工程技术规范提供的设计土壤湿润比参考值（%）作 物 滴灌 微喷灌果树 2540 4060葡萄瓜类 3050 4070蔬菜 6090 70100粮，棉，油等作物 6090,设计参数,滴灌系统设计,注 干旱地区取高值。,微灌工程技术规范提供的设计耗水强度参考值

4、(mm/d)作 物 滴灌 微喷灌 葡萄、树、瓜类 37 48 蔬菜（露地）47 58粮、棉、油等作物 47 蔬菜（保护地）24,设计参数,滴灌系统设计,注 干旱地区取高值。,设计参数,滴灌系统设计,灌溉水利用系数：滴灌不应低于0.9 微喷灌、涌泉灌不应低于0.85 日工作小时数：不应大于22h灌水器设计流量偏差率：不应大于20,设计灌水定额,设计参数,滴灌系统设计,设计灌水周期,一次灌水延续时间,或,水量平衡计算,滴灌系统设计,以地定水:,或,以水定地:,系统布置,滴灌系统设计,毛管与滴头的布置,双行毛管平行布置,单行毛管环状布置,系统布置,滴灌系统设计,单行毛管直线布置,大田作物滴灌毛管的布

5、置形式,毛管的长度直接影响灌水的均匀度和工程费用，毛管长度越大，支管间距越大，支管数量越少。工程投资越少，但灌水均匀度降低。因此，布置的毛管长度应控制在允许的最大长度以内，而允许的最大毛管长度应满足设计均匀的要求，并由水力计算确定。干管、支管、毛管应综合考虑。,系统布置,滴灌系统设计,系统布置,滴灌系统设计,棉花滴灌常见的毛管布置,毛管铺设方向必须顺延作物种植方向。毛管的间距(SL)是由作物的种植结构株距和行距及其需水要求，结合土壤性质及毛管自身的水力特性决定的。毛管的铺设间距SL一旦被确定，则毛管亩用量和本滴灌系统毛管的总用量是一个定值。毛管亩用量(m/亩):L亩=666.7/SL(m/亩)

6、系统毛管总用量:L系=L亩*A,系统布置,滴灌系统设计,系统布置,滴灌系统设计,灌水小区设计,滴灌系统设计,灌水小区：具有独立流量控制的一组毛管或一条毛管。,灌水小区构成,灌水小区设计,滴灌系统设计,压力分布：,单条毛管,灌水小区,灌水小区设计,滴灌系统设计,灌水小区计算步骤：,（1）灌水小区设计允许水头偏差,灌水小区设计,滴灌系统设计,灌水小区计算步骤：,（2）灌水小区设计允许水头偏差在支毛管间的分配,灌水小区设计,滴灌系统设计,灌水小区计算步骤：,（3）毛管极限孔数和极限长度,灌水小区设计,滴灌系统设计,灌水小区计算步骤：,（4）毛管进口设计工作水头,灌水小区设计,滴灌系统设计,灌水小区计

7、算步骤：,（5）支管极限孔数、长度及进口工作压力,与毛管计算相同！,划分轮灌小区：要考虑以下因素 造价 用户要求 承包方式 地形地貌 管网布置,系统工作制度确定,滴灌系统设计,（1）系统工作制度 滴灌系统的工作制度通常分为续灌、轮灌和随机供水三种情况。不同的工作制度要求系统的流量不同，因而工程费用也不同，在确定工作制度时，应根据作物种类，水源条件和经济状况等因素作出合理选择。,轮灌组的数目根据水源流量和各级管道的经济管径、输水能力和作物的需水要求确定，同时使水源的水量与计划灌溉的面积相协调，一般可由下式计算：NCT/t 实践表明，轮灌组过多，会造成运行管理不便和各农户的用水矛盾，按上式计算的N

8、值为允许的最多轮灌组数。,系统工作制度确定,滴灌系统设计,系统工作制度确定,滴灌系统设计,毛管流量,或,系统工作制度确定,滴灌系统设计,支管流量,系统工作制度确定,滴灌系统设计,干管流量,续灌时干管流量：任一干管段的流量等于该段干管以下支管流量之和。,系统工作制度确定,滴灌系统设计,干管流量,轮灌运行时，任一干管段的流量等于各轮灌组运行时通过该管段的最大流量。,干管优化设计,滴灌系统设计,能量坡度：,干管优化设计,滴灌系统设计,能量坡度设计法：,干管优化设计,滴灌系统设计,经济管径设计法：,干管优化设计,滴灌系统设计,水力计算：,干管优化设计,滴灌系统设计,经济管径设计法：,水泵选型：,首部设

9、备选型,滴灌系统设计,水泵选型：水泵工作点校核对：管路损失特性曲线，再与系统所需净扬程叠加后得到管路需要扬程曲线Q-H需，它与水泵特性Q-H甭曲线的交点就是该轮灌组运行时的相应水泵工作点。,首部设备选型,滴灌系统设计,注：每一个轮灌组都有一条Q-H需曲线，一台水泵只有一 条Q-H甭曲线,水泵选型：,首部设备选型,滴灌系统设计,IS单级单吸离心泵，维修方便立式安装，具有结构紧凑、噪音低、占地面积小等特点立式管道离心泵，进出口径相同，远距离输水、增压,水泵选型：,首部设备选型,滴灌系统设计,过滤器选型：,首部设备选型,滴灌系统设计,过滤器优化配置,粒径,浓度,粘粒,有机物,水源水质情况,灌水器抗堵

10、能力,天业滴灌灌水器要求过滤设施精度表：,首部设备选型,滴灌系统设计,施肥装置：,首部设备选型,滴灌系统设计,沿毛管灌水器间距较大，湿润带宽度不大于灌水器间距时，采用下式计算：,土壤湿润比,滴灌系统设计应注意的几个问题,沿毛管灌水器间距较小，形成湿润带时用下式计算：,土壤湿润比,滴灌系统设计应注意的几个问题,滴灌工程输配水管网与工作水头的关系 二次函数与指数函数之和，在仅考虑管径与压力等级且假设其为连续的条件下，其函数曲线形状如右图所示。,设计工作水头,滴灌系统设计应注意的几个问题,设计水头与运行电费的关系,电价、系统流量及年运行时间是由滴灌工程所在地的经济发展水平、气候条件、作物种植情况等因

11、素决定，而系统设计水头则可以根据设计增大或减小，是影响系统年运行电费的关键因素，并与其成正比例关系。,设计工作水头,滴灌系统设计应注意的几个问题,灌水器的设计工作水头滴 灌：一般取10m，新疆大田滴灌可降至3-6m工作水 头，温室重力滴灌可降至0.5-1.0m；压力补偿 式滴灌取8m以上；微喷灌：10-15m工作水头；涌泉灌：5-7m工作水头。,设计工作水头,滴灌系统设计应注意的几个问题,选用流调器时的水力设计,流调器的许用水头范围,大气出流条件下，流调器进口水头与流量关系的典型曲线如左图示，曲线水平（或接近水平）段（即流量基本恒定段）所对应的水头范围，为其进口许用的水头范围(即HminHma

12、x之间)。,滴灌系统设计应注意的几个问题,有压出流条件下流调器允许使用水头范围 流调器许用水头范围，由许用水头上、下限来限定。当流调器流态指数为零时，在许用水头范围内，流调器和毛管均应通过该流调器的公称流量QH，此时可计算出毛管进口所要求的水头,流调器通过QH且保持流量稳定的最小水头损失为；故有压出流条件下，流调器允许使用水头上、下限（即进口所要求的最高、最低水头）应为：,选用流调器时的水力设计,滴灌系统设计应注意的几个问题,支管平行于等高线布置，毛管铺设方向为均匀坡、且毛管在支管两侧双向布置时，由于地形高差的存在，为提高灌水均匀度、降低系统造价，上坡毛管和下坡毛管的铺设长度应该上短下长。支管

13、的位置应使上坡毛管与下坡毛管产生相同最大压力和最小压力；当第一孔压力为最大时，应使上坡与下坡毛管上滴头的最大水头差相等或接近，即上下坡毛管各自的长度，应在使上下坡毛管上的最小压力水头相同或接近的原则下，通过试算确定。,均匀坡双向布置毛管时支管位置,滴灌系统设计应注意的几个问题,【例】某矩形地块（60m140m），长边方向地形高差2m，即J=1.4286%，支管平行于等高线布置，毛管垂直于等高线布置，毛管采用双向布置，如图1、图2所示。毛管内径 15.2mm，滴头间距为Se=0.5m，滴头设计流量为qd=2 L/h，滴头设计工作水头hd=10m。试确定上下坡毛管各自的铺设长度（确定支管位置）。,均匀坡双向布置毛管时支管位置,滴灌系统设计应注意的几个问题,参数计算假设灌水器上坡或下坡数量令上下坡毛管上最大压差相等，试算,按均匀坡试算,上下坡毛管长度相等,均匀坡双向布置毛管时支管位置,滴灌系统设计应注意的几个问题,谢谢大家！,