滴灌设计（精选12篇）
滴灌设计 篇1
长岭县位于松嫩平原的东南部, 东西狭长110 km, 宽42 km, 全县幅员面积5 728.4 km2。属于温带大陆性季风气候, 四季分明, 春季干旱多风, 夏季炎热多雨, 秋季凉爽温差大, 冬季寒冷降水少。干旱是该县的主要自然灾害之一, 主要是春旱, 其次是夏旱和秋旱, 而且相似程度的旱灾往往连续发生。针对该县的此种自然情况, 做出滴灌工程的初步设计。
1 设计原则
此次设计依据《机井技术规范》《节水灌溉工程技术规范》等有关要求, 合理利用、保护、开发水资源, 严格控制开采第三系深层地下水。在节水灌溉方式选择上, 结合实际, 优先考虑易于运行、易于管理、群众易于接受的灌溉方式。
2 设计依据
设计的依据为:《微灌工程技术依据规范》GB50485-2009、《微灌灌水器———微灌、微灌带》SL/T67.2-1994、《农业灌溉设备、滴管带、技术规范和试验方法》GB-T17188-1997、《农田灌溉水质标准》 (GB5084-2005) 。
3 滴灌工程总体设计方案
3.1 规划布局
水源井工程规划与设计同喷灌工程设计。该设计选择前七号镇十二号村的一号井作为典型区, 整个项目区的其他地块的地形、地貌、水源供水相同, 而且地块平整度、工程布置形式、单井出水量都十分类似, 此次滴灌典型设计一眼井控制灌溉面积12 hm2。井的位置布置在控制面积的一侧。
3.2 单井灌溉面积的确定
根据《微灌工程技术规范SL103-1995》规定, 在水源供水量稳定且无调蓄时, 可用下式确定灌溉面积:
式 (1) 中:A=可供水量 (m3/h) , Ia=4.5 (设计灌溉补充强度mm/d) , t=20 (水源每日供水时数h/d) , η取0.9 (灌溉水利用系数) 。
经计算, 可灌面积为A=12 hm2, 参照当地林网及形成的乡田作业路, 滴灌典型设计单元为300 m×400 m地块, 即单井控制面积12 hm2, 井位置在控制面积的最高处。
4 滴灌形式的选择及系统设计
4.1 滴灌系统组成
系统由首部、干管、支管、配水管及滴灌带组成, 干管平行垄向布置, 支管垂直垄向布置, 配水管垂直垄向布置, 滴灌毛管平行垄向布置, 设计采用干管、支管地理和配水管及滴灌毛管地面铺设。
4.2 管网布置
管网布置原则:按照滴灌工程总体要求, 采用机井直接加压给灌溉工程系统直接供水, 灌溉管网以单井控制灌溉面积作为一个完整的系统[1]。
给水栓布置应考虑耕作方便和灌水均匀, 使管道长度最短, 管道顺直, 水头损失小, 总造价低且管理运行方便, 少穿越其他障碍物, 给水栓纵向布置间距和横向布置间距根据地块的形状具体确定。根据具体地块灌溉水源位置和地块形状, 输配水管道沿地势较高的位置布置, 采用树状管网布置, 其各级管道采取两侧分水的布置形式, 在地表铺设的管道, 要避开地表障碍物, 以便安装和拆卸[2]。每个输配水管网系统进口设计流量和设计压力, 根据整个系统所需的设计流量和大多数配水管到进口所需的设计压力确定, 对于局部地区供水压力不足的情况, 采取局部增压措施, 对于部分地区供水压力过高的情况, 可结合地形条件和供水压力要求, 设置压力分区, 采用局部减压措施。在进行各级管道水利计算时, 同时验算各级管道产生水锤的可能性及其水锤压力值, 以便采取水锤防护措施。输配水管网各级管道进口布设截止阀;分水口较多的配水管道, 每隔3~5个分水口布设1个截止阀。在水泵逆止阀的下游或闸阀的上游管道处, 安装防止水锤的防护装置。管网布置尽量平行与沟、渠、路、林带, 沿田间生产路和地边布置, 以便耕作和管理[3]。
4.3 管网布置类型
管网布置之前, 先根据地块的长度和给水供水方式确定给水栓间距, 然后根据经济分析结果将给水栓连接而成管网。此项目区规划地块呈矩形, 南北长300 m, 东西向宽400 m;作物沿南北向种植, 毛管沿此方向布设;支管及辅管与之垂直, 即东西方向, 干管与支管垂直, 沿南北方向铺设。水源在地块的正北, 故主干管由北向南向支管供水。
布置形式主要采用树状管网, 根据水源井位置以及管网类型不同, 项目区主要采用T型布置形式。玉米采用双行一膜一管的结构形式, 株距0.3 m, 大垄间距为1.2 m, 地面以下1.0 m土层为壤土, 平均干容重为1.44 g/cm3, 田间持水率24%。项目区水源井配套动力基本采用柴油机发电机组。项目区现有地块多为网田, 网田面积多为300 m×400 m规格。本次规划设计以12 hm2标准地块进行典型设计。
5滴灌系统参数的确定
灌溉保证率不低于85%。灌溉水利用系数90%。设计土壤湿润比ρw不小于40%。需水高峰期灌溉补充强度Ia=Ea=4.5 mm/d。设计灌溉均匀度Cu不低于95%。设计湿润层深0.4 m。
6 灌水器的选择与毛管布置方式的确定
6.1 选择灌水器
根据工程使用的材料情况比较, 此工程拟采用具有一定生产资质的厂家生产的一次性单翼迷宫式滴灌带。产品性能:滴灌毛管内径16 mm;滴灌毛管进口压力0.1 MPa;滴灌间距0.3 m;滴头流量2.1 L/h;最大铺设长度75 m。
6.2 确定滴灌毛管布置方式
滴灌毛管布置为每2行布置1条滴灌毛管, 根据地块的规格和滴灌毛管的最大铺设长度确定每条毛管铺设长度为75 m, 毛管行距为1.2 m。
7 结语
项目实施后, 可实现水资源的可持续利用, 保证水资源补给和利用的平衡;改变了水土现状, 保持了生态平衡;改善了土壤的理化性状, 提高了作物产量;增强抵御自然干旱的能力, 提高了作物的产品品质, 增强了产品的市场竞争能力;还可以解除农民的后顾之忧, 不仅使农民从繁重的劳动中解放出来, 而且改善和提高当地经济和人民生活水平[4,5]。
摘要：从滴灌系统的组成、管网布置、类型及参数的确定等方面, 探讨了灌溉工程总体设计方案, 以供参考。
关键词：滴灌,管网,设计,原则,方案
参考文献
[1]陈太和.套种作物滴灌系统设计应注意的问题[J].商品与质量:学术观察, 2013 (6) :318.
[2]赵桂苹, 李大伟, 李智勇.彰武县节水滴灌系统应用探讨[J].现代农业科技, 2013 (10) :205, 208.
[3]李单丹, 高超.自动化滴灌系统研究[J].农业科技与装备, 2013 (2) :42-43, 46.
[4]刘武平.膜下滴灌系统的运行管理探讨[J].现代农业科技, 2012 (24) :220-221.
[5]邱振存, 管健, 孙仕军.地下滴灌系统设计应用相关问题探讨[J].中国农村水利水电, 2011 (10) :11-14.
滴灌设计 篇2
摘 要：本文主要从以下几个方面阐述农业水利滴灌技术，探讨和研究滴灌工程设计理念，如：安装前的准备工作、安装施工、后期的维修与养护等。农业水利滴灌技术的优点不仅仅表现在农业生产中，而且对于节水事业的发展也有积极的推动作用。
关键词：农业水利；滴灌技术；应用优势；设计
农业水利滴灌技术是解决我国农业发展中用水量大与水资源短缺这一矛盾的最有效途径，未来的发展前景十分广阔。我们在对农业水利滴灌安装设计时要注意各项问题，如考虑当地区域的特点，安装使用性价比高的材料等，还要对滴灌设备定期的维护、清理等采取多方面的措施，大幅度的提高和改善农业水利滴灌工程的使用年限，为我国节约水资源做出贡献。农业水利滴灌技术之所以能够被广泛的应用，是因为其与传统的农业灌溉相比更具适用性。
一、农业水利滴灌技术的适应性优势主要体现为：
1.自动化程度高。农业水利滴灌技术安装完成以后，只需要人工控制操作就可以实现水利灌溉，不需要再由人工操作逐一灌溉种植作物。大大的节省了农业灌溉人力和物力，提高了农业水利灌溉的效率。
2.灌溉密度均匀。传统的农业水利灌溉依靠人力劳作进行，在人为操作情况下，容易出现灌溉不均匀的情况，这势必会引起灌溉区域的作物生长不均衡，影响批次农作物采收的质量。而滴灌技术通过架设管道，将灌溉点直接接入农田当中，均匀分散灌溉位置，在保证农作物水分充足的情况下进行了均匀灌溉。
3.节水灌溉优势。农业水利节水灌溉一直是我们所提倡的。滴灌技术通过管道架设、滴水点设置与人工控制阀门，有效的避免了完全由人工进行灌溉中的水源流失、水量溢洒等情况。滴灌技术中人工终端操作可以有效的控制滴速、滴量与滴灌密度、滴灌时间，既保证了作物生长，又能起到节水灌溉的作用。
二、农业水利滴灌技术的设计思路分析
在实际的运作当中，农业滴灌技术还有许多问题，因为设计或施工过程中存在的诸多问题，而达不到我们预期的灌溉效果，接下来我们将会对其中存在的问题进行逐一分析。
1.安装前的准备工作
农业水利工程和其他的工程相同，在施工之前都要做好相关准备工作，具体事项包括：（1）施工人员认真研究施工设计书；（2）提前准备各种施工材料及各种施工工具；（3）制定详尽的施工计划。
2.施工放线
（1）首部加压泵站的施工放线。我们首先要用先进仪器确定好施工的主轴线和纵轴线、基坑开挖线以及水利工程的轮廓线，同时还要标明其主要位置以及基坑的深度。
（2）滴灌系统管线的放样。根据滴灌工程的设计图，在一定的距离处设置记号，同时还要在分支以及主要阀门处设置记号；对于滴管特别多的地方，在每条滴管的进口处设置标号，目的是为了防止以后施工出现错误。
3.施工开挖和泵房建设
（1）施工开挖。要严格按照工程设计的位置和尺寸进行开挖，而且要保护好记号，切不可随意改变位置和标号，目的是为了以后安装滴水管道时更好的检查和核对。
（2）泵房建设。泵房建设要求统一尺寸，统一形式，若没有特殊要求，泵房内部空间尺才一般为长宽各3米，高度2.0～2.50米；地面应乎整夯务要留有采光通气窗口。
4.施工中期
管道的施工安装，要按设计书及实际桩号进行。管道施工安装主要分三部分：干、支、毛管铺设；滴头安装；水阻管安装。首先是干、支、毛管铺设。管道铺设的第一步是先有6-8位施工人员依据施工图纸中的数据对管材料进行裁剪，然后将它们依次连接，铺设在干、支、毛管沟中。干、支、毛管的连接通常有两种连接方法，分别是冷接和热接。第二步，滴头安装。滴头与毛管的连接就是滴头连接。这种连接方式我们也可以划分两类，一类就是间接式，另一类就是插接式。间接式滴头的安装是依照滴头的位置，切断毛管，然后再与滴头形成串联。插接式滴头的安装是依据滴头所在的位置，然后在与管轴线平行的同一条直线的毛管壁上进行打孔，在将滴头插入其内，并连接在毛管上。打孔过程中我们应该注意的一个问题就是打孔直径不能过大也不能过小，过大容易脱落且漏水，过小则容易阻塞使水不能够顺利流出。滴头的安装与干、支管安装可同时进行，也可分开进行。第三步，水阻管的安装。我们在安装水阻管的时候，必须要有专业人员的指导安装。具体的操作步骤如下：由2至3名施工人员在指定位置进行打孔，并安装好旁通；4至5人在毛管接口处安装阻水管，且与对立的旁通进行正确的连接；最后，把此毛管与捆扎好的对应旁通连接起来，即安装完毕。
5.试水工程验收及清理现场
（1）试水。我们在滴灌管道安装完成以后，如果初次检验合格就可以试滴。试滴的第一步是先打开阀门让清水彻底的清洗整个滴水系统工程。然后按要求加以相应的压力供水，调整各闸阀，检查接头、管道有无漏水，滴水头滴水是否均匀，各种仪表是否灵敏等。如果存在问题，及时解决，直到找到问题并排除问题为止。如果试水正常，我们就可以进行填埋管道。
（2）工程验收和清理现场。滴灌工程主要从以下三个方面来进行验收：一是复查滴灌的设备产品是否合格；二是检查滴灌工程的安装施工质量是否符合工程设计要求；三是检查滴灌系统是否进行了科学合理的规划。工程验收的目的是通过各项检查，消除在水利滴灌系统中存在的各种隐患。主管投资部门、设计部门，施工单位和使用单位四方的人员代表来组成验收小组，按照设计图纸和施工图纸的要求一一核对。验收结果要形成文件，共同签字，以备查考。验收合格后，清理施工现场，使工地恢复到施工前正常状态，并交付使用。
三、结语
农业水利滴灌符合农业节水灌溉的需求。在滴灌安装设计时，要注意各项安装工程的细节，结合地域特点进行安装设计，使用高质量的管材，加强后期养护力量，及时清理安装现场，延长滴灌工程的使用寿命，提高使用质量。
参考文献：
膜下滴灌输配水管道系统设计 篇3
关键词：输配水管道；膜下滴灌；设计；控制面积；流量
中图分类号：S275.6 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）01-0051-03
滴灌是利用专门灌溉设备以间断或连续的水滴或细流的形式缓慢地将水灌到部分土壤表面和作物根区的灌水方式。直接向作物施水的设备称为灌水器，其流量不大于12 L/h。滴灌系统由水源工程、首部枢纽、输配水管道和灌水器组成。输配水管道的设计关系到整个滴灌工程质量的优劣及其合理性，是决定滴灌工程成败的重要工作之一。因此，应进行细致的输配水管道设计，以确保整个滴灌系统的正常运行。
1 控制面积的确定
设计时，首先进行水量平衡计算，以确定合理的控制面积。水源为机井时，应根据机井出流量确定最大可能的控制面积；水源为河、塘、水渠时，应根据水源水量和经济两方面的因素确定最佳控制面积。目前，渠水滴灌工程一个首部控制的灌溉面积一般为66.7～133.3 hm2。根据以往设计经验，较为经济的控制面积为66.7 hm2，最好不要超过100 hm2，而且大多数是灌溉单一作物。
1） 在水源供水流量稳定且无调蓄能力时，可用下式确定滴灌面积：
A= （1）
式中：A为可灌面积，hm2；Q为可供流量，m3/h；Ia为设计供水强度，mm/d；t为水源每日供水时数，h/d；η为灌溉水利用系数。
Ia=Ea-P0 （2）
式中：Ea为设计耗水强度，mm/d；P0为有效降雨量，mm/d。
2） 在水源有调蓄能力且调蓄容积已定时，可按下式确定滴灌面积：
A= （3）
式中：K为塘坝复蓄系数，K=1.0～1.4；η为蓄水利用系数，η=0.6～0.7；V为蓄水工程容积，m3；Ii为灌溉季节各月的毛供水强度，mm/d；Ti为灌溉季节各月的供水天数，d。
2 管网布置原则
1） 根据作物种植要求及采用的灌溉技术，要求输水干管要满足滴灌的要求。
2） 因地制宜。结合首部位置和作物最佳种植方向（东西向）的要求，使管道总长度最短和尽量少穿越其他地物。
3） 确保作物用水要求，调水便捷，管理维修方便。
4） 输配水干管沿地势较高位置布设，支管垂直作物种植行布置，滴灌带（毛管）顺作物行布置。
5） 管道纵剖面应力求平顺，防止热胀冷缩和冬季冻害。输配水干管采用地埋式，埋深1 m，并在管尾修渗水井，以排除管道中的冲砂水和秋季积水。
3 管网结构
该设计管网结构为：离心泵—过滤器（施肥罐）—主干管—分干管—出地竖管—支管—毛管（滴灌带）。其中，主干管与分干管、分干管与支管、支管与毛管均采用鱼骨形布置，以减少沿程水头损失，降低能耗。干管、分干管为地埋管，分干管垂直主干管布置，支管垂直分干管布置，均采用竖管及三通连接。毛管垂直支管方向布置。
4 系统的工作制度
4.1 轮灌
为减少工程投资、提高设备利用率、增加灌溉面积，滴灌系统通常采用轮灌制度。根据滴灌系统布置原则，为保证系统具有持续稳定的压力分散水流，以及降低管道水头损失，将系统划分若干个轮灌区，各轮灌区采用轮灌制度。
4.2 轮灌组的确定
根据水源流量和各级管道的管径、输水能力和作物的需水要求确定轮灌组数量，同时使水源水量与计划灌溉的面积相协调。一般可根据下式计算：
N≤CT/t （4）
式中：N为轮灌组的数目，以个表示；C为系统每天运行小时数，一般C为18～22 h；T为灌水时间间隔（周期），d；t为次灌水延续时间，h。
实践表明，轮灌组过多会造成运行管理不便和农户间用水矛盾。按式（4）计算的N值为允许轮灌组数的最大值，设计时应根据具体情况确定合理的轮灌组数目。
5 各级管道设计流量的确定
各级管道设计流量的确定应按运行方案中最不利组合计算。
5.1 毛管流量
毛管流量等于毛管上各滴头流量之和，即：
Q毛=Nd×qd （5）
式中：Q毛为单侧毛管的总流量；Nd为毛管滴头个数；qd为设计滴头流量。
5.2 支管设计流量
Q支=N毛×2Q毛 （6）
式中：N毛为支管上同时工作的毛管数目；Q毛为单侧毛管的总流量；Q支为支管的设计流量。
5.3 分干管设计流量
Q分干=N×Q支管 （7）
式中：Q分干为分干管的设计流量；Q支为支管流量；N为同时工作的支管数。
5.4 主干管设计流量
Q主干=N×Q分干 （8）
式中：Q主干为主干管的设计流量；Q分干为分干管流量；N为同时工作的分干管数目。
6 系统各部分设计及相应水力计算
6.1 滴灌系统毛管设计
6.1.1 滴灌毛管的设计原则 滴灌系统毛管安装有灌水器的管道，毛管从支管取水，然后通过其上的灌水器均匀分布到作物根部。毛管一般采用抗老化低密度或中密度聚乙烯材料。由于滴灌工程的毛管数量较大，因此一般选用较小直径的毛管，并且要求直径相同，中间不变径。毛管设计是在确定灌水器类型、流量和布置间距后进行的，主要确定毛管直径和在该地形条件下允许的最大铺设长度。
6.1.2 滴灌带选型 该滴灌工程毛管选用天业生产的单翼迷宫式滴灌带，型号为Ф16×300×2.4，毛管工作压力H=10 m。
nlc202309031450
6.1.3 毛管极限滴头个数的确定 毛管极限孔数的计算公式为：
Nm=INT
（9）
式中：Nm为毛管的极限分流孔数；△h2为毛管的允许水头差，m，一般△h2=β2△h，平地时β2取0.55；△h为灌水小区允许水头差，m；d为毛管内径，mm；k为水头损失扩大系数，一般为1.1～1.2；qd为滴头设计流量，L/h。
6.1.4 极限长度 Lm= Nm×Se。
6.1.5 毛管水头损失 根据多孔管计算毛管的水头损失h毛：
h毛=
-Nm
1- （10）
式中：f，m，b分别为摩阻系数、流量指数和管径系数；N为出水孔个数；S0为进口至首孔的间距，m。
6.1.6 毛管进口工作压力 根据平坡条件下多孔出流管压力分布特点，计算毛管进口工作压力h0：
h0=hd+R×+ （11）
式中：hd为滴头设计工作压力，m；R为平均摩损比。
6.2 滴灌系统支管设计
6.2.1 支管设计的任务及原则 支管是用于连接干管和毛管的管道，它从干管取水分配到毛管中。
6.2.2 支管选型 根据实际地形以及支管过水能力，支管选用Ф75薄壁PE软管。
6.2.3 支管沿程水头损失 h支=KfQmL/db。
6.3 滴灌系统干管设计
6.3.1 干管设计任务及原则 因干管埋入地下，因此要求其具有耐腐蚀、寿命长、质量轻、施工安装方便、水力性能好等特点。干管选用硬聚氯乙烯塑料管，工作压力为0.4 MPa。出地管采用0.6 MPa的PVC管。干管的经济管径根据运行费和一次性费用投资之和最小来确定，同时便于操作。
6.3.2 水头损失计算 分干管及干管直径的选择和各灌水区最不利情况下各段干管的水头损失计算公式为：
6.3.3 水泵与动力选型
1） 泵的选型原则。水源形式为井水，滴灌工程选择单级单吸离心泵。水泵的流量和扬程均与滴灌系统设计流量和设计水头一致，使水泵保持在高效率区工作。所选水泵要求工作稳定，便于操作、维修，并尽可能型号一致，便于管理和零件配换。
2） 水泵扬程H总=H滴+∑△hi+∑△h+△Z。式中：H总为系统总扬程，m；H滴为滴头工作压力，m；∑△hi为首部水头损失，m；∑△h为管网最不利水头损失，m；△Z为设计参考点高程与水源水面高程之差，m。
膜下滴灌系统设计 篇4
膜下滴灌是将覆膜种植与滴灌相结合的一种灌溉技术 [1,2],是一种结合了以色列滴灌技术和国内覆膜技术优点的新型节水技术。这种技术是通过可控管道系统供水,将加压的水经过过滤设施滤“清”后,与水溶性肥料充分融合,形成肥水溶液,进入输水干管-支管-毛管,再由毛管上的滴水器一滴一滴地均匀、定时、定量地浸润作物根系发育区,供根系吸收。
1 工程概况
本工程为黑龙江省某农场66.67hm2小麦膜下滴管实验工程,引进先进的农业生物技术,与小型灌溉工程相结合,建设生态型灌溉工程。从生产技术手段和使用方式两方面对当地的农业生产进行改进。根据农艺要求可知,小麦行间距为10cm,当地土壤湿润比为60%,滴灌设计灌溉补充强度为4mm/d。设计中,灌溉水利用系数η=0.9[3],每个滴头流量为2.1L/h,一根毛管负责8行小麦滴灌,幅宽0.8m。
2 滴灌系统的设计
2.1 最大净灌水定额
设计净灌水定额计算采用联合国粮农组织和美国水土保持局建议方法,取最大净灌水定额[4]为
式中 Y—土壤容重,取Y =1.42g/cm3;
Z—设计湿润深度,取Z =0.45m;
P—土壤湿润比,取P =60%;
Δθ—土壤含水率上下限差,取Δθ=0.75。
经计算,最大净灌水定额mmax=31.95mm。
2.2 毛灌水定额
毛灌水定额计算公式为m毛=mmax/η,计算得小麦灌水定额m毛=35.5mm。
2.3 设计灌水周期的确定
设计灌水周期为
式中 T—灌水周期(h/d);
Ea—作物日耗水强度,本设计取Ea=4mm/d。
经计算,灌水周期T=
2.4 一次灌水延续时间的确定
一次灌水延续的时间为
式中 t0.8—幅宽为0.8m时一次灌水延续时间;
se—幅宽,取se=0.8m;
s—滴头间距,取s=0.3m。
以每天20h计算,轮灌组数N=20×8÷3.7 =43.2组。根据实际情况,取轮灌组数目N=14组。
3 毛管极限长度计算及水头差的分配
3.1 允许的水头偏差
灌水小区流量偏差取qv=20% ,灌水小区允许的最大和最小水头偏差分别为
hmax=(1+0.65qv)1xha=(1+0.65×0.2)10.5×10
=12.77(m)
hmin=(1-0.35qv)1xha=(1-0.35×0.2)10.5×10
=8.65(m)
ΔHs=hmax-hmin=12.77-8.65=4.12(m)
毛管的允许水头差为
Δh毛=0.55ΔHs=0.55×4.12=2.26(m)
落水小区的允许水头差为
Δh=0.45ΔHs=0.45×4.12=1.84(m)
若毛管选用D16PE管,计算毛管极限长度为
L毛
=81.68(m)≈81.7(m)
3.2 毛管极限孔数及轮灌组流量计算毛管极限孔数计算公式为Nm=INT{(5.466[Δh2]d4.75)/(kSq1.75d)}0.364
经计算,毛管极限孔数Nm=272个,毛管极限孔数计算见表1所示。轮灌组每条支管上有20条25mm分支管,每条分支管上有62条毛管,每条分支管流量为12053 L/h,流量计算表见表2所示。在实际生产中,取毛管长度为50m,所以滴头为166个,经计算,每条毛管流量为348.6 L/h,取350 L/h。
4 管道水力计算
管网的水力计算是滴灌系统设计的中心内容,它的任务是在满足水量和均匀度的前提下,确定管网布置中各级(段)管道的直径、长度及系统扬程,进而选择水泵型号。
4.1 毛管水力计算
毛管水力计算的任务是根据灌水器的流量和规定的允许流量偏差,计算毛管的最大允许长度和实际使用长度,并按实际使用长度计算毛管的进口水头。毛管实际水头损失为
=0.566(m)
经计算,毛管进水口为
h毛进口=hmin+ΔH毛实际+△ZAB
=8.65+0.566=9.216(m)
4.2 分支管水力计算
分支管在滴灌的系统中起配水和输水的双重作用,按分支管顺序对轮灌区进行轮灌,将干管压力降低,转换为毛管的工作压力。分支管设计的依据是配输水能力和均匀度两个因素,配输水能力是指分支管按设计的各灌区配水量配送到各轮灌区;均匀度意味着分支管分段长度必须在允许的压力偏差内,分支管设计的标准是每条分支管内任一点的水头h支i须大于或等于毛管进口要求的工作水头h0,以确保支管上每条毛管的滴头有足够的流量和压力,使滴灌小区灌水均匀。
分支管控制流量为12503L/h,长50m。如果分支管采用D40PPR管,分支管水头损失为
H分支=3.278m<ΔH分支实际=3.554m,满足要求,则分支管进口水头为
h分支进口=h毛进口+ΔH分支+△ZBC
=9.216+3.278+0=12.494(m)
4.3 支管水力计算
支管控制流量为12053L/h,长1000m。如果支管采用D75PE黑管,支管水头损失为
1000×0.38=3.76(m)
支管进口水头损失为3.76m,根据地形高差显示,满足自流灌溉的要求,则支管进口水头为
h支管进口=h分支进口+ΔH支管+△ZCD
=12.494+3.76+0=16.256(m)
4.4 干管水力计算
干管的控制流量最大为175042L/h,长为700m,如果干管采用D125PVC管,则干管的水头损失为
=64.74(m)
则干管的进口水头为
h干管进口=h支管进口+ΔH干管+△ZDE
=16.256+64.74+0=81(m)
4.5 局部阻力计算及水泵的选择
管道的局部水头损失按沿程水头损失的10%折算,则hj=0.10×81=8.1(m)。
考虑到过滤器等设备的损失,附加损失为7m H2O,则水泵扬程可定为H=81+8.1+7=96.1(m)。根据水量平衡计算及水力计算结果,选潜水泵为250QJ100—198/11的潜水泵。
5 喷灌管网布置
此地块长1000m,宽700m,设计方案共计需要700m干管1根,1000m支管14根,50m毛管17500根,50m分支管140根。 毛管间距0.8m, 支管间距100m。干管管材选用DN125mmPVC管材。支管垂直于干管,两边布置,便于双向控制,支管选用DN75mmPE黑管。分支管选用DN40mmPPR管。毛管布置考虑小麦的种植特点和种植模式,选用某公司一次成型薄壁滴灌带,DN16mmPPR管,壁厚0.31mm。滴头额定工作压力为10mH2O,额定流量2.1L/h,流态指数0.607,滴头间距0.3m,采用单行直线布置,滴灌带沿作物行布置。首部枢纽装置布置在水泵的旁边,便于操作与管理。为冲洗管道的淤积物和冬季到来之前排干管中的积水,在分干管的末端(较低处)布置了排水井。管网布置简图见图1所示。
6 结论
本文通过计算得到了各级管道的直径和长度,进行了滴灌管网系统的布置,计算结果为农场的膜下滴灌系统建设提供了理论依据,并对其它农场的滴灌系统具有参考价值。
摘要：为黑龙江省某国营农场面积约66.67hm2小麦种植区进行膜下滴灌系统设计。首先,介绍了工程概况;其次,计算了滴灌设计的耗水强度、灌水定额和灌水周期,确定了一次灌水延续时间、滴灌的轮灌制度、毛管的极限长度和水头差分配,确立了各级管道的直径和长度,并进行了滴灌管网系统的布置,推算了各级管道的流量,进行了管网的水力计算;最终选择了水泵的型号。膜下滴灌系统为实际生产提供了技术支持和帮助。实践表明,膜下滴灌系统较传统种植方式节水灌溉,平衡施肥,可大幅度提高产量。
关键词：膜下滴灌,灌溉制度,水力计算
参考文献
[1]串志强,盛枉,赵成义,等.膜下滴灌条件下绿洲棉田土壤水分运动数值模拟[J].干旱区地理,2008(5):673-679.
[2]蔡焕杰,邵光成,张振华.荒漠气候区膜下滴灌棉花需水量和灌溉制度的试验研究[J].水利学报,2002(11):119-123.
[3]王素霞.谈大田膜下滴灌系统设计主要参数取值方法[J].黑龙江科技信息,2009(29):57-58.
滴灌设备采购合同 篇5
甲方： 乙方：
经甲、乙双方充分友好协商，就购买滴灌设备项目特订立本合同，以便共同遵守。
一、设备的名称、规格型号、质量及数量
设备名称：滴灌设备
单价：6000元 单位：套 数量：1 总价：陆仟元整（￥6000.00元）
二、合同价格
设备总价为人民币（大写）：陆仟元整。
总价中包括设备金额、包装、运输保险费、装卸费、安装及相关材料费、调试费、软件费、检验费及培训所需费用及税金。本合同总金额不得做任何变更与调整。
三、合同生效
本合同经双方签字后生效。
四、付款方式
货物验收合格，设备安装、调试运转正常，甲方向乙方支付合同总价100％货款。
五、交货、包装与验收
1．交货地点：按甲方指定的地点。2．交货时间：合同生效后40日内。
3．乙方将货物一次运至交货地点。并于到货前24小时将到货名称、型号、数量、外形尺寸、单重及注意事项等，以书面形式通知甲方 4．设备包装应符合国家标准，以保证设备在运输过程中不受损伤，由于包装不当造成设备在运输过程中有任何损坏或丢失，由乙方负责。5．设备由乙方负责送到施工现场，由乙方负责运输、卸车。6．设备到达现场，甲乙双方均须在场并确认包装的完好性后，由甲方验货。乙方应按甲方安排的时间派人到现场，对货物进行清点验收，并签字确认。若发现货物与装箱单不符，乙方负责补齐或收回。如乙方不能按时到达，甲方有权开箱检验，并对缺件，损坏做出记录，乙方应认可并负责解决。
7．乙方负责设备安装及调试，直至设备正常运行。最终验收在此之后进行。如设备不能通过验收，乙方应退货，退还甲方所有金额。8．乙方应自带用以安装、调试过程中所需的各种工具、仪器仪表及易损件。
六、产品质量保证与售后服务
1．乙方应严格按照国家有关标准和规定进行制造和检验，材料及零部件均为全新未用过的，且符合本合同附件中规定。以确保产品质量。设备须经技术检验，符合国家相关标准才能出厂。
2．设备投入正常运行后，乙方应定期回访使用方。
3．乙方应在附件中明确售后服务内容、响应时间、范围、方式、收费标准等，并进行其他售后服务工作。
七、违约责任
1．乙方不能按期交货，除不可抗拒因素外，乙方应向甲方支付延期违
约金，每日按合同总价的0.4％金额计算。
2．双方必须严格执行《中华人民共和国合同法》的有关违约责任规定。
八、合同的解除和变更
1．当合同一方要求变更或解除合同时，在新协议未达成前，原合同仍然有效。要求变更的一方应及时通知对方，对方在接到通知15日内给与答复，逾期未答复则视为已同意。
2．如乙方要求变更或解除合同，所造成的损失由乙方负责。
九、其它约定事项
本合同未尽事宜，可由甲乙双方商定，并签署书面补充协议。本合同一式二份，甲乙双方各执一份，都具有同等法律效力。
甲方（盖章）：
乙方（盖章）： 委托代表人（签字）：
委托代表人（签字）： 年 月 日
滴灌设计 篇6
会议认为，“三农”工作始终是政府工作的重中之重，须臾不可松懈。要坚持按照定向调控的要求，通过改进财税政策，增强金融支持“三农”发展的动力和能力，这对于强化粮食安全保障，提高农民收入，加快结构调整，推进农业现代化，具有重要意义。
会议决定，为进一步缓解农业贷款成本高、风险大和低收入农户贷款难的问题，将以下两项已经执行到期的政策延长至2016年12月31日：一是对金融机构不超过5万元的农户小额贷款利息收入免征营业税，按90%计入企业所得税应纳税所得额，调动金融机构向农户贷款的积极性。二是对保险公司开展种植业、养殖业保险业务的保费收入，按90%计入企业所得税应纳税所得额，扩大对农户的保险保障和服务。同时，针对农户贷款需求主要集中在5万元到10万元的情况，将享受税收优惠的农户小额贷款限额从5万元提高到10万元，并把对县域农村金融机构保险业收入减按3%征收营业税的税收优惠政策，延长至2016年年底。让惠农政策持续发力，促进农业发展农民增收。
对于本次国务院常务会议的决定，无论是机构研究人员还是基层工作者，都认为抓住了“三农”问题的关键。“这一决定既是前期支农政策的延续和加强，也是即将召开的中央农村工作会议和农村工作会议的序曲。‘三农仍是我国国民经济的短板，是薄弱环节。加大对‘三农的支持力度，是新常态下实现城乡、工农协调发展的要求，有利于逐步消除城乡二元结构。金融是现代经济的核心，也日益成为关系‘三农现代化的源头活水。支农政策将财政和金融相结合，抓住了激发‘三农活力的牛鼻子，为‘三农和县域经济金融发展带来了新的福音。预计这一决定对县域金融机构经营带来较大利好，将鼓励进一步扩大支农信贷和涉农保险业务。”中国银行国际金融所研究员高玉伟告诉笔者。
笔者在农村调研了解到，尽管从年初开始，中央已多次出台文件强调金融机构要定向输血“三农”，包括定向降准等，然而受到抵押物不足、农村信用环境差等因素的影响，银行对“三农”融资的支持仍然有限。尤其是一些小额信用贷款，风险较高。
一位来自基层的银行“三农”业务负责人则表示，提高金融机构对农户贷款的优惠力度，无疑将增加金融机构的积极性。“包括增加税收优惠，降低‘三农业务的准备金率以及增加对‘三农贷款的不良容忍度，将形成合力，刺激金融机构‘三农的业务量。”他说。
滴灌设计 篇7
地下滴灌(Subsurface Drip Irrigation,简称SDI)技术是在传统的地面滴灌技术的基础上发展而来的,它是把滴灌系统的末级管道-滴灌管线(內镶式滴灌管或带管上式滴头的毛管)埋入地下(作物根区附近)的一种低压力、低流量,较为频繁运行的局部灌溉方式。地下滴灌系统能够准确和均匀的向作物根系提供水、肥、植保药品等,可对作物根区水分、空气、养分进行精确调控,从而为作物创造最适合的生长环境,并获得最佳作物产量和品质。地下滴灌技术适用作物广泛,具有节水、节肥、节省劳力、防止土壤次生盐碱化、可以利用中水灌溉等显著的特点和优点。
在美国,地下滴灌系统最初主要应用于加州、夏威夷和德州的甘蔗、棉花、柑橘、菠萝、蔬菜、鳄梨、果树、草坪、甜玉米以及马铃薯。后来其应用扩大至其他区域,能应用的作物的数目和种类也得到增加,包含农艺作物和蔓生作物。使用回收利用的中水或者废水资源的SDI系统出现于20世纪90年代,这些应用最初开始于园林植物、树木以及草坪,而在以色列应用废水的SDI系统可被用于玉米、棉花、小麦、豌豆以及紫花苜蓿。
目前SDI可被应用于多种作物,包括树木、果树、藤本植物、农业作物、牧草、园林植物及草坪。SDI系统应用于果树和蔬菜作物,番茄(鲜食和加工)上的应用最为普遍,其次是莴苣、马铃薯,以及甜玉米。其他作物包括苹果树、芦笋、香蕉、柿子椒、甘蓝、卷心菜、甜瓜、胡萝卜、花椰菜、豌豆、青豆、秋葵菜、洋葱、番木瓜、油菜、南瓜以及栽培花卉等。而农艺作物中棉花和玉米应用的最为普遍,其他的还包括紫花苜蓿、高粱、花生、御谷和小麦。SDI系统应用于某些特定作物有着各种各样的原因。例如通过应用塑料薄膜和SDI系统可以降低诸如草莓等作物的植株病害,因为二者结合使用可以使土壤表面和植株叶子保持相对干燥。可以多年应用的SDI系统可以降低每年的系统投入,这样就使SDI系统用于较低产值的棉花和玉米等作物上时变得有利可图。水肥的精确施予及管理(SDI系统的独特的优势)对于树木和曼生作物来说是非常重要的因素。
我国2002年开始在新疆地区进行了棉花地下滴灌小面积示范,取得了很好的示范效果。在此基础上,2003年至2004年新疆又进一步推广了约1.4万hm2棉花地下滴灌。与此同时其他的灌溉公司也在国内广西、广东、甘肃等地进行了这方面的试验推广工作,为地下滴灌技术在我国的大面积应用推广进行了有益的探索和实践。从试验、示范到大面积推广的经验教训来看,地下滴灌技术在规划设计、运行管理中应着重从以下几方面进行考虑。
1 滴灌管线选择与间距布置
在进行地下滴灌系统的规划设计时通常都有多种不同的滴灌管线供选择,应充分考虑满足特定作物和土壤条件的要求,并节省投资。
1.1 管线壁厚及性能
应该根据经济、农业技术条件(作物品种、生长阶段、气候、土壤)等选择不同壁厚和性能的滴灌管线。通常来说多年生木本作物多采用壁厚介于0.6～1.5 mm的滴灌管线;一年生或多年生草本作物多采用壁厚介于0.15～0.6 mm的滴灌管线。
作物种植区域内地形坡度大小及经济因素是决定系统是否选用具有压力补偿性能滴灌管线的重要因素,通常来说平坦地形宜选用非压力补偿式滴灌管线以节省投资,较大坡度地形宜选用压力补偿式滴灌管线,以防止表面湿润及产生地面径流。经济条件好、经济价值高的作物可以考虑选用压力补偿式滴灌管线,而经济条件一般、一般的经济作物应考虑选用非压力补偿式滴灌管线。
1.2 滴灌管线间距
管线铺设间距与作物根系发展、毛管土壤水分再分布及灌溉季节内有效降雨有关。经济上考虑可选用较大的铺设间距,但较大的铺设间距很可能对作物供水不均匀,并可能导致在多种土壤类型上的深层渗漏。一项在得克萨斯州西部沙壤土上进行的研究表明:对于行距75 cm的玉米来说,理想的滴灌管间距是150 cm。经验做法是砂性土滴灌管线行距小而粘性土行距大。在滴灌管下部具有不透水粘土层的土壤条件下可允许较大的滴灌管铺设间距而不会影响作物产量,同时在降雨量较大而作物对灌溉依赖程度较低的地区,也可以考虑较大的滴灌管线间距。
1.2.1 大田及蔬菜作物
通常情况下每行作物一根滴灌管线,其优点是有利于出苗和节约用水,缺点投资较高。但实际设计时会有不同的考虑,例如对于我国新疆地区的棉花地下滴灌,如果要求土壤地下全部湿润,滴灌管行距一般0.8～1.2 m,如果根据棉花种植模式埋设滴灌管,行距为1.4～2 m,棉花根系有向水向肥性,这种布置方式可以是一行滴灌管控制4行棉花,或两行棉花,但播种时必须对准滴灌管,使滴灌管在4行或2行中间,同时要结合考虑机耕车道。此种情况下必须用喷灌或地面灌溉辅助出苗。对蔬菜作物也可以考虑用一行滴灌管线控制两行作物。
1.2.2 果 园
在果园地下滴灌系统中,地埋滴灌管线的数量和间距针对每类作物和土壤类型而有所不同。
当今的国际趋势是当果树行距超过4 m时每行果树设计两根地埋管线,每行两侧各一根。当种植密度较高,树行距为2.5～3.5 m时,可以只设计一根地埋管线。
通常情况下,两根地埋管线间的距离为1.2 m以便在树根部区获得持续湿润带,在轻质壤土条件下,地埋滴灌管线间距要缩小。在成熟果园里,地埋管线离果树行越近越好,地埋管线间距大约为1.5 m。
1.3 滴头流量、间距
滴灌管线间距与作物行距密切相关,而滴头间距的确定更多的与作物、土壤及轮作制度有关。滴头间距选择方面的另一个重要考虑因素是个别滴头堵塞时的影响和结果,研究和实践表明滴头间距越小,个别滴头堵塞时对作物的影响愈小。因而与地面滴灌相比较,滴头间距要小一点,以最大限度的满足作物轮作要求。通常来说,低流量、小间距更适合地下滴灌,也更能灵活地适应作物的需水变化。具体来说大田作物和果园里标准的滴头间距为0.5 m,在浅埋滴灌蔬菜中,间距应为0.2～0.4 m,这取决于特殊的作物和土壤类型。滴头流量可设计为1.0～2.0 L/h,滴头间距越小,所选择的流量应该越小。
2 滴灌管线埋设深度
滴灌管线的埋设深度取决于农业技术因素(如根系位置、深度、预期耕作深度等)和土壤类型。较深的埋深可减少土壤蒸发的潜力,并可允许范围较大的旋耕等土壤扰动活动。但较深的埋深有可能限制系统对种子发芽、出苗的有效性,并可能限制土壤表面施用养分的有效性。滴灌管线的埋设深度根据不同的作物根系情况可分为浅(5～10 cm)、中(10～25 cm)、深(大于30～45 cm)3种情况,常见作物滴灌管线埋深参考值如表1示。
2.1 浅层埋深
浅层铺设通常都用于畦植作物。最常用于两类作物:一是根系细小、浅的作物,如大葱、草莓等,二是需要表层土壤保持湿润的作物,如花生、土豆等。对砂性土壤和土层较浅的土壤也采用这种方式。
在浅埋地下滴灌系统中,滴灌管线通常在灌溉季节结束后从田间收回,并储放到下一季节开始。浅埋滴灌与深埋滴灌所使用的滴灌线不同,深埋滴灌是一次铺设,多年使用。当浅埋滴灌需使用两个季节时,就应当把它看成跟长期使用的深埋滴灌一样,考虑与之相关的问题,如管道中空气的释放和防止真空等。
使用浅埋滴灌的另一个原因是防止滴灌管线的移动(这种情况在地表滴灌的安装中经常发生),在铺膜种植的作物上或在强风地区采用这一方法尤其重要。浅埋滴灌在无覆盖的作物上也经常使用,目的是防止管线移动和在收获作物时保护设备不受损坏。
对于西瓜及甜瓜来说,因为栽种位置和灌溉设备每一季节都需要变化,所以农户更喜欢浅层滴灌,因为滴灌管线在土壤中固定其优点是明显的。滴灌管线应沿着根系区边沿铺设而不是正好铺在根系区的下方,这样可以防止根系缠绕滴灌管。浅层滴灌应用于作物出苗时,其埋设深度应在10 cm左右。
2.2 中等埋深
中等埋深条件下,滴灌管线埋在根系的主要分布区。这种深度下易于操作,但不能进行深层耕作。这种方式适合大多数作物,特别是蔬菜和果树。
2.3 深度埋深
深根性作物在重壤土到中壤土中都广泛采用这种形式,特别是那些在季节开始前和结束后都必须进行土壤耕作的大田作物。
如果想长期、多季节使用地下滴灌系统,对大田种植的深根性作物来说一般选用深层铺设滴灌管,例如对于棉花,埋深应在35～45 cm之间。有时它也适用于一系列作物的轮作,此时铺设深度取决于最难灌溉的那种作物的需要。在任何情况下,滴灌管都必需铺设在最深犁层之下。
在可能存在不透水粘土层的情况下,滴灌管线应该埋设在不透水层上部,这样有助于提高土壤保水性和土壤水分再分布。当地面坡度小于2%时,滴灌管线应尽可能的顺坡埋设。在较陡峭的梯田上,滴灌管线应该沿等高线方向铺设,并应用压力调节技术。
滴灌管线应铺设均匀,并注意使滴头保持向上的位置。目前已有敷设滴灌管线的专用铺管机,该种机器开沟、铺管、埋管一次完成,操作简单方便,可以大大提高滴灌管线的铺设速度和效率。
3 地下滴灌应用重点注意事项
由于地下滴灌系统布置方式的特殊性,防止根系入侵和滴头堵塞无论是在设计阶段的管线选择、水质处理上,还是随后的运行管理当中都是重点考虑的因素。目前已有一些有效解决此类问题的方式和方法。
3.1 防止滴头堵塞常规措施
3.1.1 水源过滤
通常来说微灌系统对水质要求较大,对地下滴灌系统来说更是如此,因其所有设备均埋入地下,监测和维修都相对困难,因而要求选择极为可靠的过滤系统。简单来说应该根据不同的水源类型选择不同的过滤器或过滤器组。
若滴灌水源为湖水、水库水、池塘水、河水或渠道水,这些水中含有大量泥沙、碎屑、藻类和有机质等多种悬浮物质,此时应选用自动反冲洗叠片式过滤器组或者介质过滤器与叠片过滤器的过滤器组合,过滤精度应该满足滴头孔径的要求,若河水或渠道水中泥沙含量较大,总悬浮固体含量(TSS)在200×10-6以上时,过滤器不能处理此类情况,应考虑在过滤之前修建沉淀池。澄清时间取决于颗粒的大小及沉淀池的深度。
若项目水源是井水,在沙含量大于1×10-6时应该选用离心式过滤器与叠片式过滤器的过滤系统。离心过滤器靠离心水流工作,可清除井水中所含大部分砂石等杂质。叠片式过滤器作为二级控制过滤器,可有效清除剩余杂质,足以保证地下滴灌系统的正常运行。
3.1.2 灌水小区的冲洗系统
冲洗是地下滴灌系统防止滴头堵塞的一个重要的预防性维护步骤,收集管和冲洗阀便于冲洗的进行。灌水小区的冲洗系统就是将灌水小区的滴灌管根据一次能够进行冲洗的数量进行分组,将其末端同时连接于类似于支管的收集管上,并在收集管上安装冲洗阀和真空阀。建议毛管末端有效冲洗速度应该大于0.4 m/s,这样的流速可以产生必需的紊流,能够防止水中悬浮颗粒的沉淀。为方便操作,建议集水管设计在地边或路边。当滴灌管线间距大于6 m时,为减少成本,建议设计采用滴灌管线冲洗阀取代收集管系统。
冲洗系统是地下滴灌系统安全可靠运行的重要保证之一,其作用主要有:
(1)可以简单并频繁地冲洗地埋管线;
(2)可以在短时间内同时冲洗大量地埋管线;
(3)当某些滴灌管线中部部分或全部堵塞时,收集管可以形成供水回路,保证供水,提高供水保证率;
(4)当滴灌管线局部受到破坏时,破损点两侧形成的压力水流可以更有效地阻止污物进入滴灌管线。
3.1.3 真空阀
地下滴灌系统中数量众多的真空阀是预防滴头堵塞的安全保护装置,可以延长滴头的使用寿命。其作用是能够在灌溉停止时让空气进入支管和滴灌管线,防止管道中真空的形成,而管道内的真空会对系统造成严重危害,如当系统关闭、滴灌管线停水时,细小的土壤颗粒由于虹吸作用可能被吸入到滴头中去,导致滴头堵塞。
3.1.4 酸、氯及氧化处理
经验表明80%的滴头堵塞是由微生物和化学物质造成的。有机微生物可采用常规的氯处理方法,以解决系统中由于其沉淀而导致的堵塞问题,像细菌(黏液菌)、黏土和海藻;钙和盐类物质造成的堵塞可采用酸处理的方法,目的是要溶解毛管或滴头中出现的水垢沉淀物(碳酸盐、氢氧化物、磷酸盐等),但当有机物沉淀也同时存在时,酸处理没有效果。在特殊情况下,当灌溉水中的铁离子含量大于1.0×10-6或锰离子含量大于0.3×10-6时,必须采取特殊的措施在灌溉水进入管道之前对铁与锰类物质进行氧化处理后进行过滤。
3.2 滴头防根系侵入措施
3.2.1 采用特殊设计或带有特殊结构的滴头及管线
采用化学保护性滴头,此类滴头是将Treflan 或称Trifluralin(氟乐灵)作为化学保护试剂,添加到滴头的塑料材料中,可起到抑制根系向滴头附近生长的作用。
以色列耐特菲姆、普拉斯托等公司生产的内镶式压力补偿滴头,在灌水停止时滴头出水口可自动关闭,能有效防止负压吸泥。
目前耐特菲姆等多家滴灌公司已开发出了专用于地下滴灌系统的具有舌片的滴灌管线。这种独特的舌片结构由舌片和舌台组成,其主要作用是灌溉结束后防止负压吸泥,防止作物根系侵入滴头,从而可以有效预防滴头堵塞。
美国雨鸟公司研制生产出一种铜屏蔽防根侵入滴头,其做法是在滴头中嵌入一铜片结构,植物根系自然分泌有机酸,这样可以使铜片从接触面上分离出铜离子,根尖生长遇到铜离子受到抑制,阻止侵入滴头根系生长。但根尖铜不会影响植物的其他部位,植物其他部分可以健康生长。
3.2.2 施用除莠剂(氟乐灵)
除莠剂(氟乐灵)可以在滴头周围形成一道化学屏障。它溶解于土壤中,形成湿润的防根系保护层,从而使根系无法在其中生长,此保护层可以持续在滴灌管的全寿命期内有效(如果氟乐灵补充及时)。因此基于良好的滴灌系统管理,植物的根系就不会在含有氟乐灵的土壤内生长。但是如果植物得不到及时的灌溉,则氟乐灵无法阻止根系自然生长,从而滴头被侵入的可能性将增加。
常规的氟乐灵处理是在每年的生长季节末,最好在土壤较干时进行,以防止氟乐灵在滴头周围的溶液很快渗漏损失。对于中壤或重壤土,用1 g氟乐灵可以处理8个滴头,在这些土壤类型中,氟乐灵可迅速吸附在滴头周围土壤颗粒上。沙壤土中含沙量高于88%时不适合使用氟乐灵,因为氟乐灵的向下和侧渗会损坏作物根系系统。
3.2.3 灌溉管理的特殊考虑
滴头周围土壤应该保持高含水量、无空气条件以抑制根系生长。而对于有些作物则需要一些水分胁迫,其灌溉可能相对停止较长时间,因此在水分胁迫这段时间里开启阀门灌溉较短时间,以便保持滴头附近土壤湿润,限制根系侵入。
摘要：通过近年来国内外试验、示范、推广应用地下滴灌技术的实践经验,对地下滴灌系统规划设计、运行管理有关问题进行了总结和阐述,对滴灌管线的选取、适宜埋设深度的确定、灌水小区的冲洗、真空阀的设置、水质处理等地下滴灌系统设计应用常见问题逐一进行了说明,可为地下滴灌技术在我国的进一步推广应用提供参考。
经济型喷滴灌设计和推广 篇8
喷滴灌是先进的灌溉技术, 余姚市早在1975-1984年间就建设固定喷灌85.8 hm2, 但此后15年间却滞发展, 其主要原因是造价过高而阻碍了这项新技术的推广。从2000年开始, 余姚以政府补得起、农民有效益为出发点, 运用发明创新思维, 根据技术经济学原理, 采用优化设计方法, 应用新材料、设计新模式, 形成了“经济型喷滴灌”模式。
2经济型喷滴灌特点
2.1造价不足常规设计的50%
喷滴灌工程造价为1.8～2.4万元/hm2, 有的甚至高达3.0～4.5万元/hm2, 造价高而效益低下, 这正是至今未能大面积推广的症结所在。经济型喷滴灌是在每个环节精打细算、降低成本, 造价降到0.9～1.2万元/hm2, 不足常规设计的50%, 参见表1、表2。
说明:①灌溉单元面积10 hm2, 轮灌面积0.67 hm2;②本设计为沟渠代替干管, 如田头没有沟渠, 则需增加DN90干管750～1 000 m, 相应增加造价1 950～3 000元/hm2, 即造价为0.9～1.2万元/hm2。
说明:灌溉单元面积33.33 hm2, 轮灌面积3.33 hm2。
2.2大面积应用于山林作物
山区坡地不能进行常规灌溉, 历来是“靠天山”。余姚经济型喷滴灌58%在山区, 竹笋、杨梅、板栗、红枫、樱花等作物都实现了喷滴灌, “喷灌上山”成为山区经济新的增长点, 不同作物面积分布见表3。
注:水果包括果桑、桃子、樱桃、青梅。
2.3应用于畜禽场降温防疫
经济型喷滴灌创新应用于畜禽场喷水降温、喷药消毒, 到2008年底面积达到近11万余m2, 参见表4。
3创新设计的主要内容
经济型喷滴灌围绕“廉价、实用”目标, 每个环节作价值分析, 追求在满足科学灌溉功能的前提下, 使成本最省, 可概括如下。
3.1灌溉单元小型化
这里把灌溉单位定义为:一套喷灌机组或一座喷灌泵站所控制的面积。灌区的大小是客观存在的, 但灌溉单元可以根据水源条件划分。管道成本占总造价的50%～60%, 故降低造价必须抓住“降低管道成本”这个主要矛盾。支管的直径决定于其喷头的个数, 采用变径设计可以节约1 500～3 000元/hm2, 而干管的直径决定于轮灌面积, 对喷灌工程造价的影响更大, 参见表5。
注:干管单价以工作压力0.6 MPa管计, 长度以105 m/hm2计。
从上表看出, 轮灌面积与干管投资线性增长, 即轮灌面积是决定干管直径, 同时也决定水泵的功率, 是降低投资最活跃的因素。轮灌面积是降低造价的关键, 简而言之是“轮灌面积决定论”。而灌溉单元是轮灌面积的基础, 所以“灌溉单元小型化”是经济型的关键。笔者建议:灌溉单元3.33～10 hm2, 轮灌面积0.33～0.67 hm2是经济的。
3.2首部设备精简化
首部枢纽节省工程投资的潜力在施肥装置和过滤器。微喷灌和滴灌可以结合施肥和喷药, 是农民接受微灌的重要原因之一。
3.2.1水泵进水管吸肥
施肥装置可以简单的“水泵吸入法”代替。水泵进水管是呈负压的, 在进水管钻上1～2个Φ15 mm的小孔, 焊上相应口径的接头, 接上球阀、软管, 软管进口水配上过滤网罩, 放入肥药桶内, 就可以方便吸入, 流量大小由球阀控制。
在出水管上也打小孔接软管, 为肥药桶加水。图1为示意图, 这个方法“精简”了一只肥料泵, 简单实用。
3.2.2自制过滤网箱
不论是喷灌还是微喷灌、滴灌, 把水泵或自压喷灌的进水管口放入过滤网箱, 作为第一级过滤, 成本低廉, 且纳污容量大, 清洗方便, 这是最经济实惠的过滤器。网箱制作很简单, 用D15～20的钢管焊接圆形或方形的网箱框架, 直径0.5～0.8 m, 高0.6～1.0 m, 四周和底用塑料或不锈钢滤网包裹, 网孔大小根据用途而定:喷灌用80目, 微喷灌100目, 滴灌120目。有了这种网箱过滤器, 根据水质状况可以不用或少用网式, 叠片式或砂式过滤器, 即使用了也可以延长使用寿命。
3.3泵站移动化
泵房及其配套设备的成本是水泵电机的3倍还多, 而且泵站设备易遭盗窃, 用移动水泵机组代替固定泵站可节约成本1 500～4 500元/hm2。
比较成熟的喷灌移动机组见表6。
注:本表参数由浙江省萧山水泵总厂提供。
3.4管道塑料化
管道的种类很多, 经济喷滴灌设计灌溉单元小, 轮灌面积仅0.67 hm2左右, 故所用管径一般在Φ110之内, 所以只涉及塑料管道和钢管。塑料管有重量轻、价格低、耐腐蚀、安装方便、寿命长等综合优点, 常见的塑料管分述如下。
(1) 聚乙烯 (PE) 管, 是近十几年中成熟的新管材, 具有“柔韧性”的优点, 且价格适中, 是目前最为理想的管材, 经济型喷滴灌工程中地下管道全部采用PE管。
(2) 聚氯乙烯 (PVC-U) 管, 尽管价格最低, 但由于存在“硬脆性”, 且管路中接头多, 运行中破损概率高, 已逐渐淡出城乡供水系统, 也将淡出喷滴灌系统。
(3) 聚丙烯 (PP-R) 管, 具有“耐热性”, 适用于作热水管, 又具有“冷脆性”却价格高, 故不适宜于喷滴灌。
(4) 钢管, 由于其锈蚀引起的寿命短, 过水断面变小、水质差等致命弱点, 且价格高, 故在经济型喷灌中尽量不用, 仅在受外力较大或无法埋入地下的局部地段才用。
(5) 几种管材的价格比较。一般印象中, PVC管很便宜, PP-R和钢管很贵, 究竟PE管的价格处什么地位呢, 现把同样口径、压力等级接近 (0.6 MPa) 的4种管材的参考价格列于表7, 作一对比。
以PE的基价为1, 4种管材、8种口径平均价格比较结果如下:PE∶PVC∶PP-R:钢管=1∶0.65∶1.65∶2.1。
从以上看出:PVC-U管材的价格随着管径增大呈现优势, 但实践中PVC-U管道的接头费用和安装费用高, 综合造价并没有优势, 而PE管综合性能很好, 是喷滴灌工程最理想的管材。
3.5干管河网化
南方河网密布, 特别是农田标准化以后田头一般都有灌水渠或排水沟。如沿着河道、沟渠铺设干管是很大的浪费。河网代替干管, 沿着河网设进水栓, 由移动水泵机组与进水栓连接, 向分干管及支管供水, 可节约成本2 250～9 000元/hm2 (参见表5) 。
3.6微喷水带化
即用微喷水带代替微喷头, 投资仅3 000～9 000元/hm2。微喷水带又称薄壁多孔管, 是在可压成平带的薄壁塑料管上打小孔, 当管道充满水时, 水从小孔喷出, 喷洒两边作物, 常用水带性能见表8。
注:以上参数由浙江天台县农宝植物塑料滴管厂提供。
微灌水带与其他微灌设备相比, 有以下优点。
(1) 投资较低, 是现有各种微灌设备中投资最低的一种。
移动式投资仅3 000元/hm2左右, 半固定模式成本仅6 000～9 000元/hm2。
(2) 抗堵塞性能好。
堵塞是微灌系统的致命伤, 而水带出水小孔的流道短, 不易附着杂质, 即使小孔堵塞也可以冲水排除。
(3) 工作压力低、耗能少。
采用滴头或微喷头的微灌系统运行压力为100～200 kPa。水带工作压力为10～100 kPa, 且流量大、灌水时间短, 因此耗能少、运行费用低。
(4) 规模可大可小, 安装使用方便。
平原地区采用“一泵一带”模式, 即一只口径40 mm, 流量为10 m3/h左右, 扬程为10～20 m, 功率为2 kW左右的小水泵, 连接到Φ50 mm的喷水带, 喷洒宽度5～6 m, 带长100～140 m, 一次灌0.067 hm2左右, 成本不足6 000元/hm2。这种模式非常适合于0.33 hm2左右家庭小规模灌溉, 余姚应用这一模式的已有1万户, 拥有水带约200万m, 灌溉榨菜面积2 000 hm2, 余姚不同微喷灌型式应用面积见表9, 唯有经济才能大面积推广。
(5) 能够实现滴灌与微喷灌的转换
将水带置于地膜与地表之间, 小孔出流射到地膜后, 经地膜反射后可形成滴灌效果;如果去掉地膜, 适当增加供水压力, 小孔出流直射空中, 就是微喷灌, 从而实现了滴灌与微喷灌的转换。
注:微喷头还应用于畜禽降温消毒10.9万m2。
3.7管壁、管径精准化
(1) 经济管壁。
喷滴灌系统的工作压力0.6 MPa以内, 管道工作压力也应选择0.6 MPa。管材的价格与壁厚成正比, 超过实际需要, 大材小用就是浪费, 以常用的DN63管为例, 参见表10。
(2) 经济管径。
一般推荐的经济流速在1.0～3.0 m/s之间, 范围很大, 是个模糊范畴, 笔者从力学上“允许应力”的概念延伸, 提出“允许水力损失”新概念, 根据某管道的许用水头损失精确计算管径, 例如在平原灌区, 主管道水力损失应控制在20 m以内, 则不同流量及长度下得出的管径见表11。
从表中可看出:干管长度500～1 000 m时, 相应经济流速在1.5～2.5 m/s之间, 每百米管长水头损失在2.0～5.0之间。
3.8滴灌薄壁化
滴灌管的价格也与管壁厚度成正比, 但影响滴灌管寿命的主要是滴头的堵塞问题而非壁厚, 所以选择薄壁管是经济的, 参见表12。
注:参考价格由浙江金华雨润喷灌公司提供。
农民使用的结果是喜欢薄壁的后二者, 特别单翼迷宫式滴灌带, 尽管使用寿命只有一年, 但已在我国新疆推广近千万亩, 说明只有“经济型”才有生命力。
摘要：余姚市从2000年开始创新研究和推广经济型喷滴灌技术, 经济型喷滴灌技术比传统型喷滴灌技术降低造价50%以上, 现已推广面积0.37万hm2, 其中山区竹笋、杨梅、红枫等占近60%, 还创新应用于畜禽场降温和防疫10万m2, 成为我国南方喷滴灌面积最大县。计划到2011年喷滴灌面积达到0.67万hm2, 养殖场喷灌面积20万m2。
浅谈渠水加压滴灌沉淀池设计 篇9
渠水加压滴灌, 由于渠水中有较多的杂质 (主要有漂浮物和悬浮泥沙) , 水流经沉淀池沉淀除去大部分杂质 (沉淀后水流所含悬浮泥沙粒径应不大于0.05mm, 浓度不大于100mg/L) 再经过首部过滤器过滤后进入系统管网, 以保证滴头不被堵塞, 系统正常运行。滴灌对水质要求较高, 通常地表水都需要沉淀过滤后才能进入系统管网, 因此, 在渠水加压滴灌系统中, 沉淀池的作用很重要, 设计要十分合理。
二、沉淀池的作用及组成部分
渠水加压滴灌系统沉淀池的主要作用: (1) 清除水中存在的泥沙等固体杂质。水流中一般含有泥沙等固体杂质, 当含量超过了过滤器的处理能力时, 过滤器因频繁冲洗不能正常工作, 此时需借助沉淀池对灌溉水进行初级沉淀处理。 (2) 可有效的除去水中悬浮物。每次系统运行前应先清除沉淀池中脏物, 水质较混浊时关闭进水口, 待水清后再打开进水口, 以免沉淀池负担过重。
沉淀池主要有三部分组成, 分别是进水区、沉淀区和出水区。进水区包括输水渠道和沉淀池的连接段, 其作用是使水流均匀的分布在整个进水截面上。沉淀区是沉淀池的主体部分, 水中泥沙在此沉淀。沉淀区一般还应设溢流堰, 让多余的水溢走。出水区是指收集沉淀区来水的区域, 当水流中携带较多杂质时, 可在进水区和沉淀区设置拦污栅, 在出水区设置50~80目筛笼, 水泵泵头应安置在筛笼内。
三、沉淀池设计原则
水流进入沉淀池, 所携带的设计标准粒径的泥沙颗粒下沉, 当水流到沉淀池出口时, 大于等于设计标准粒径的泥沙颗粒沉到池底, 据此进行沉淀池设计, 设计时应遵循以下原则:
(1) 沉淀池出水口应尽量远离进水口。
(2) 如果反冲洗水回到水池, 反冲洗水应离系统入口越远越好。
(3) 沉淀池必须可以清洗, 灌溉季节结束后可以放空残留的积水。
(4) 沉淀池应建成窄长形, 沉淀效果较好。
四、沉淀池主要设计参数
(1) 表面负荷率:表面负荷率指沉淀池单位表面积的产水量, 由下式计算:
ν0=Q/Ac, 其中:ν0-表面负荷率, m/h;Q-设计流量, m3;
Ac-沉淀池表面积, m2;
SL103-95《微灌工程技术规范》规定沉淀池的表面负荷率不宜大于3.0mm/s, 具体数值应根据渠水水质情况和滴灌系统对水质的要求选用。
(2) 水平流速:增大沉淀池的水平流速, 一方面增大了雷诺数Re而不利于泥沙颗粒下沉, 但在另一方面却增大了弗老德数Fr而增大了水流的稳定性, 有利于提高沉淀效果。根据经验, 沉淀池的水平流速宜取36~90m/h。
(3) 停留时间:沉淀池的停留时间应考虑渠水水质和滴头对水质的要求, 根据工程运行经验, 采用T停留=1~3h。
(4) 长宽比:沉淀区的长宽比一般不小于4。
(5) 长深比:沉淀区的长深比不得小于10。
五、沉淀池设计
(1) 选定沉淀池的表面负荷率和设计流量后, 用下式计算沉淀池表面积:
Ac=Q/ν0, 其中:Q-设计流量, m3/h;ν0-表面负荷率, m/h;
Ac-沉淀池表面积, m2;
(2) 沉淀池长度计算:沉淀池长度用下式计算:
Lc=νTt, 其中:Lc-沉淀池长度, m;ν-水平流速, m/h;
Tt-水在沉淀池中的停留时间, h;
(3) 沉淀池宽度计算:沉淀池宽度用下式计算:
Bc=Ac/Lc, 其中:Bc-沉淀池宽度, m;Ac-沉淀池表面积, m2;
Lc-沉淀池长度, m;
(4) 沉淀池有效水深计算:沉淀池有效水深用下式计算:Hy= (Q Tt) /Ac, 其中:Hy-沉淀池有效水深, m;
Tt-水在沉淀池中的停留时间, h;Ac-沉淀池表面积, m2;
(5) 沉淀池存泥深度计算:沉淀池存泥深度用下式计算:
Hn= (QC0T) / (γAc) , 其中:Hn-沉淀池存泥深度, m;γ-泥沙容重, kg/m3;
C0-进入沉淀池水流 (含设计标准及其以上粒径泥沙的浓度, kg/m3) ;
T-沉淀池最长的工作时段长度 (滴灌的灌水周期) , h;Ac-沉淀池表面积, m2;
(6) 沉淀池深度计算:沉淀池深度用下式计算:
Hc=Hy+Hn+△, 其中:Hc-沉淀池深度, m;Hy-沉淀池有效水深, m;
Hn-沉淀池存泥深度, m;△-安全超高, m;
六、沉淀池水力条件复核
(1) 水流紊动性复核:沉淀池水流紊动性用雷诺数Re判别:
Re= (vr) /ν, 其中:Re-雷诺数;v-水平流速, m/h;
R-水力半径, m;ν-水的运动黏滞性系数, m2/s;
沉淀池水流一般呈紊流状态, 其雷诺数为4000~15000。
(2) 水流稳定性复核:水流稳定性用弗老德数Fr=v2/ (Rg) , 其中:
Fr-弗老德数;v-水平流速, m/h;
g-重力加速度, 9.8m/s2;
沉淀池的Fr值宜大于10-5。
摘要：渠水加压滴灌沉淀池的作用很重要, 设计要十分合理才能有效地沉淀水中杂质。
关键词：渠水加压滴灌,作用,组成部分,设计原则,设计参数,水力条件复核
参考文献
[1]顾烈峰, 《滴灌工程设计图集》, 中国水利水电出版社, 2005
棉花膜下滴灌工程设计浅析 篇10
滴灌是当今世界最先进的灌水技术之一。在科学正确的系统设计和田间作物水分管理条件下,滴灌系统能够适时适量地进行灌溉,在作物的根区创造出适宜的水、肥、气、热条件,从而获得节水、高产、优质的效果。
2 项目区基本资料
2.1 地理位置及范围
新疆兵团农七师124团位于天山北麓准噶尔盆地西南缘,古尔图河和四棵树河之间的冲洪积倾斜平原上,行政区属乌苏市境内,距奎屯市73km,属奎屯河流域。总辖面积140.88万亩,南北长44km,东西宽8km。南连天山,北与甘家湖林场接壤,东邻乌苏市四棵树乡,西与乌苏国营牧场毗邻。项目区位于高双公路东西两侧124团双河区八连。
2.2 水文气象
该区降水较少,且分布不均,多年平均降水量143mm,蒸发量2156.7mm。冬季降雪为全年降水量的20%,历年平均积雪厚度12.7cm。风向主要为西南风,农作物生长风力为二三级。灾害性气象主要是冻害、干热风和冰雹等。最大冻土深度1.32m。
2.3 项目区水利资源
本项目水源是从古尔图河新渠首引水,经过延伸干渠、总干渠、新柳干渠引入双河干渠再由双河干渠二支渠3斗向项目区供水,双河干渠二支渠3斗流量为0.25m3/s。本项目先由沉淀池对渠水进行初级沉淀,然后经过砂石+网式过滤器对水进行二级过滤,再通过有压管道输送到田间进行灌溉。
3 工程设计方案
3.1 基本参数
项目区土壤多为重壤土和中壤土,土壤容重1.45g/cm3,田间持水量25%,凋萎系数7.5%,滴灌水利用系数0.9,设计灌溉保证率85%,设计耗水强度根据地区气象资料计算及实践经验取5.4mm d,计划湿润层深0.5m,设计土壤湿润比65.2%,种植模式为18-45-18-60cm,滴灌带间距1.41m,滴灌带选用一年单翼迷宫式滴灌带,滴灌带直径16mm,滴头流量2.6L/h,滴头间距0.3m。
3.2 水量平衡分析
可灌溉面积在水源供水流量稳定且无调蓄时:
式中:η为灌溉水利用系数;Q为渠道来水流量(m3/h);t为日工作小时数,;Ea为设计日耗水强度(mm/d);A为系统控制面积,(hm2)。由计算可知,渠道来水满足滴灌所需水量。
3.3 灌水器的选择
灌水器类型为单翼迷宫式滴灌带紊流滴头。
3.4 技术参数的选择
3.4.1根据项目区用水、水泵工作状况,考虑农业技术条件的影响,取系统日工作小时数为20h。
3.4.2根据该区棉花棉花种植经验,计划湿润层深度在0.5m,苗期、蕾期计划湿润层深度0.4m,花铃期、吐絮期计划湿润层深度0.5m。
3.4.3 适宜土壤含水量的上下限取各个地块土壤适宜含水量的90%和65%。
3.4.4当毛管间距较大,而毛管上滴头间距较小(小于、等于0.5倍滴头湿润直径)时,沿毛管方向形成一个湿润带湿,此润带的宽度为D,此时土壤湿润比为:
式中:P为土壤湿润比%;D为湿润带宽度m;b为滴灌带间距,根据《喷灌设备使用与维修》提供的滴头流量与湿润直径,内插得0.92。
3.4.5毛管极限长度计算:灌水器允许流量偏差,qv≤20%。工作水头偏差率为:
式中:x为灌水器流态指数,根据本地区生产水平,x=0.6;qv为灌水器流量偏差率,取20%。
v由上式确定,允许灌水器最大工作水头偏差率HV=0.34。
根据灌水器额定工作压力,轮灌小区内允许水头偏差:
Hp为灌水器额定水头10m;
按照一般惯例,将允许的水头差合理的分配给辅管和毛管:
毛管极限长度:
式中:Se为滴头间距(m);qd为滴头流量(L/h)
3.5 滴灌灌溉制度
3.5.1设计灌水定额m
3.5.2 设计灌水周期:T=(m/Ea)·η=5.47d
3.5.3 一次灌水延续时间:t=m·Se·SL/qd=5.05h
3.5.4轮灌组数的确定:N≤CT/t=24组
式中:m为设计灌水定额(mm);γ为土壤容重(g/cm3);Z为计划土壤湿润层深度(m);P为土壤湿润比(%);θmax,θmin为适宜土壤含水率上、下限;η为灌溉水利用系数;Ea为设计耗水强度(mm/d);Se为滴灌带间距(m);SL为滴头间距(m);qd为滴头流量(L/h);C为系统一天工作小时数。
3.6 设计灌溉制度拟定
根据本区棉花膜下滴灌经验,拟定本滴灌工程灌溉季节灌水12次,灌溉定额为219m3/亩。
3.7 管网的总体布置
取水口尽量布置在系统中间,减少主干管长度,同时考虑灌溉多余水量的排出通道。管网布置为分干管垂直于主干管,支管垂直于分干管,这样可减少异型配件的出现,便于施工,也可以合理分配流量。
3.8 拟定滴灌系统的工作制度
滴灌系统工作制度拟定为辅管轮灌,每次打开干管上每一条支管上的一条辅管进行灌水,这种方式优点是支管流量较小,管径较小,造价低。
3.9 首部枢纽设计
3.9.1 沉淀池设计
沉淀池结构形式为现浇混凝土+30丝塑膜+戈壁垫层,池中布置二道分水隔墙,第一池为进水池,第二池为沉淀池,第三池为静水池。本工程中2000亩地为一个系统用100m3的沉淀池一座。
3.9.2 过滤器设计
渠水为水源时过滤器一般为砂石+筛网式二级组合式过滤器。项目区地表水源有机物含量均大于10mg/L,根据要求选用自动反冲洗砂石过滤器;为防止滴灌带堵塞要求过滤能力为120目;根据过滤能力120目选用滤料标号为#16的石英碎砂,滤料均匀系数为1.5,平均有效粒径0.7mm;各滴灌条田地表水经沉淀池沉淀后水质基本达到中等,滤料单位面积过水流量不应大于49m3/h·m2;过滤罐单罐反冲洗时滤料单位面积过水流量不得大于73m3/h·m2。
3.9.3 机泵的选型
根据系统设计流量和设计扬程选用相应水泵型号,选择的水泵参数应略大于系统设计扬程和流量。本工程选用单级双吸式离心泵。
3.10 管网结构设计
因塑料管的线胀系数很大,为使管线在温度变化时可自由伸缩,分干管、主干管上每50m设置一个伸缩节。各级管道分叉、转弯、变径处需砌筑镇墩,以防管线充水时发生位移。管道埋深为0.8m,管沟在顺水流方向按0.5‰放坡,以利排除管道积水。为控制各分干管的运行,分干管首端设置控制闸阀,尾端设置排水井。各闸阀均砌筑闸阀井保护。
结语:棉花膜下滴灌技术具有节水、省肥、增产、增效的作用,膜下滴灌技术的运用,提高了劳动管理定额,降低了农产品的生产成本,提高了农场职工的经济收入水平,科学合理的设计滴灌系统是棉花增产增效的重要保证。
摘要：棉花膜下滴灌经过多年的推广与实践,现己逐步发展成为最为经济实用的节水灌溉技术之一。对新疆兵团农七师124团2000亩棉花滴灌工程进行了典型设计分析,阐述了棉花滴灌工程设计的基本思路、原理和方法。
关键词：棉花,滴灌,设计
参考文献
[1]SL103-95.微灌工程技术规范[S].
[2]微灌工程技术[M].北京:中国水利水电出版社.
[3]喷滴灌设备使用与维修[M].石家庄:河北科学技术出版社.
[4]GB5084-92.农田灌溉水质标准[S].
花生膜下滴灌技术研究 篇11
关键词：花生 覆膜 滴灌 节水 技术
中图分类号：S565.2文献标识码：A文章编号：1674-1161（2015）02-0065-03
花生膜下滴灌技术是地膜栽培技术与滴灌技术的有机结合，其通过可控管道系统供水，将加压的水经过滤设施滤清后，依次进入输水主管、支管、辅管、毛管（铺设在地膜下方的滴灌带），再由滴灌带上的滴水器一滴一滴地均匀、定时、定量地浸润作物根系发育区，供根系吸收。
1膜下滴灌技术的优点
1.1节约灌溉用水
滴灌仪湿润作物根系生育区，属局部灌溉形式，不会产生深层渗漏和水平流失，而且南于滴水强度小于土壤的入渗速度，因而不会形成径流使土壤板结。在整个输水系统中，灌溉水是在一个全封闭的系统中运行，无渗漏和蒸发，输水效率高。膜下滴灌滴水量很小，能够使土壤中有限的水分循环于土壤与地膜之间，有效减少作物棵间蒸发，节约了灌溉用水。据测试，膜下滴灌的平均用水量是传统灌溉方式的12%，是喷灌的50%，是一般滴灌的70%。
1.2提高肥料利用率
根据作物需肥规律，在灌水时将溶解的肥料注入滴灌管道系统，随灌溉水滴入作物根系附近，达到水肥一体化应用，避免了肥料的浪费。由于肥液集中分布于根系层，防止了肥料的深层流失和地表流失，既提高了肥效，又防止了对地下水的污染。此外，在作物生育期内追施肥料，不需人畜和机械进入田间作业，既节省J-劳力，又能达到较高的施肥均匀度，大大提高了肥料的利用率。据测试，膜下滴灌可使肥料的利用率由30%～40%提高到50%～60%。
1.3增加作物产量
膜下滴灌能适时、适量地向作物根区供水供肥，调节棵间的温度和湿度。同时地膜覆盖昼夜温差变化时，膜内结露能改善作物生长的微气候环境，从而为作物生长发育提供良好的条件，显著提高作物产量据测试，膜下滴灌可使一般低产花生产量提高35%左右。
1.4减少用工投入
由于滴灌仅湿润作物根部附近土壤，其他区域尤其是行间土壤水分较低，可防止杂草生长，减少除草用工。根据土壤质地设计最佳灌溉水量，减少水分向根区外渗漏，不会造成土壤板结，一般不需中耕。滴灌系统可自动控制，实行水肥药一体化，大大降低了施肥、喷药等田间管理的劳动量和劳动强度，提高劳动生产率。
2膜下滴灌系统的组成
膜下滴灌系统一般由水源工程、首部枢纽、输配水管网和灌水器等部分组成。
2.1水源工程
滴灌系统的水源可以是机井、泉水、水库、渠道、江河、湖泊、池塘等，但其水质必须符合灌溉要求滴灌系统的水源工程一般指为从水源取水进行滴灌而修建的拦水、引水、蓄水、提水和沉淀工程，以及相应的输配电工程。对井水来说，则不需要再修建沉淀工程。
2.2首部枢纽
滴灌系统的首部枢纽包括动力设备、水泵、施肥（药）装置、过滤设施、安全保护及量测控制设备，其作用是从水源取水加压并注入肥料（农药），经过滤后按时、按量输送进管网，担负着整个系统的驱动、量测和调控任务，是全系统的控制调配中心。
2.3输配水管网
输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的水流按要求输送分配到每个灌水单元和滴头，包括干管、支管、毛管及所需的连接管件和控制、调节设备。由于滴灌系统的大小及管网布置不同，管网的等级划分也有所不同。
2.4灌水器
滴灌系统的水流经各级管道进入毛管（滴灌管或滴灌带），经过滴头流道的消能减压及调节作用，均匀、稳定地滴到作物根部，以满足作物生长对水分的需要。滴灌带一般为黑色，能承受130N的拉力，每隔一定距离有一个出水孔（滴头）。滴头是滴灌系统中最重要的设备，其性能与质量直接影响到滴灌系统工作的可靠性及灌水质量。
3花生膜下滴灌栽培技术
3.1品种选择
膜下滴灌可选择生育期较长、增产潜力较大的高产、稳产、商品性状好的花生品种，如阜花10号、阜花12号、花育20号、花育23号、唐油4号、铁花1号、铁花2号、昌花l号等品种。
3.2选地和轮作倒茬
花生膜下滴灌宜选择地势平坦、灌排方便、耕作层疏松、含钙质和有机质较多的沙质壤土或轻沙壤土，最好是生茬、有灌溉条件、土地连片便于农机作业的地块。前茬作物以粮谷、棉花、薯类、蔬菜等为宜，实行轮作倒茬。
3.3整地
整地是膜下滴灌技术的关键，直接影响到播种质量、覆膜质量和花生的出苗、生长发育。宜在上季作物秋收后至土壤封冻前进行耕翻、旋耕、耙耢、清除残茬杂物等作业。耕翻每隔3a进行一次，深度在30cm以上。整地作业一般先灭茬、后旋耕（深度在20cm左右），随后耙地（镇压）、耢地，达到地表平整、土壤细碎、上虚下实、无坷垃、无残茬的待播状态，为高质量覆膜铺滴灌带创造一个良好的土壤环境。
3.4施足底肥
整地前每公顷施用腐熟农肥6万kg、磷酸二铵225kg、尿素75kg、硫酸钾225kg、生石灰75kg，随旋耕灭茬均匀施于耕作层。
3.5覆膜播种
1）播期。以5日内5cm地温稳定在12℃以上为最佳播期，辽西、辽北、辽中地区一般在5月5-10日，大连、葫芦岛地区在5月1日前后，吉林和黑龙江南部在5月10-20日。
2）大垄一膜一管双行栽培。大垄双行栽培标准为：垄上宽65cm，垄底宽95cm，垄上小行距40cm，垄间大行距55cm，垄间距30cm，垄高10～12cm，膜宽95cm，膜厚0.008mm以上，滴灌带铺设于垄上小行距双垄中间。
nlc202309040109
3）除草剂用量。除草剂可用甲草胺3.00～3。75kg/hm2或乙草胺2.25kg/hm2。在覆膜播种机带的储药筒内加入少量水、再加入除草剂、最后注满水，随播种均匀喷晒在播后的地表。
4）种肥用量。将尿素90kg/hm2、磷酸二铵150kg/hm2、硫酸钾300kg/hm2加入施肥箱，调好排肥量。
5）播种密度。花生播种密度应综合考虑品种、气候、土壤肥力等因素，垄间大行距55cm，垄上小行距40cm，穴距16～17cm。其中，珍珠豆型品种每公顷15.0万～16.5万穴，每穴2粒，每公顷保苗30万～33万株；普通型和中间型直立大花生品种每公顷12.0万～15.0万穴，每穴2粒，每公顷保苗24万～30万株。
6）地膜选择。选用宽度适宜，抗拉伸，耐老化，不碎裂，透明度高，展铺性好，既能保证有效果针人土、又能控制高节位无效果针人土的地膜。一般以膜宽90～95cm，膜厚0.008mm，透光率大于等于70%的地膜为宜。
7）播种。采用播种覆膜联合机械，实行作畦、施种肥、播种、覆土、镇压、喷洒除草剂、铺滴灌管、覆膜等作业一次完成。
3.6安装滴灌设备
播种前首部工程要安装到位，滴灌带随播种时铺设，播种后立即接通主管路和分管路。滴灌设备安装好后，使用时打开阀门，调至适当的压力，即可将水分送到花生根区自行灌溉。
3.7田间管理技术
1）苗期管理。播种后，如土壤墒情能保证出苗，则不需浇水；如墒情差，不能保证出苗，则应在播种后进行滴灌，用水量为15～75t/hm2。
2）开花下针期管理。此时花生进入盛花期（7月15日），生长旺盛，需水量大，应根据土壤墒情保证水分供应，一般滴灌配额为75～150L/hm2。
3）结荚期管理。结荚期多数时间降水能满足花生需求，如遇干旱可滴灌，用水量为150～450t/hm2。同时随水追肥，每公顷追施尿素48kg、磷酸二氢钾45kg、硝酸钙30kg。
4）饱果成熟期管理。这一时期花生水分消耗减少，遇土壤墒情不足可滴灌，用水量为75～225t/hm2。随水追施尿素37.5kg/hm2、磷酸二氢钾15.0kg/hm2、硝酸钙22.5kg/hm2。
4结语
膜下滴灌技术使传统的大水漫灌转向浸润式灌溉，水流经滴孔直达作物根系，加之地膜覆盖，大大减少了作物棵间蒸发，提高了水资源利用率，为作物生长创造了良好的生长环境：同时，由单一浇水转向水肥一体供给，使作物对水、肥、药的利用更直接，效率更高。
参考文献
[1]胡宝忱，李绍会.花生膜下滴灌节水高产栽培技术[J].园艺与种苗，2013（5）：6-8.
[2]刘小武，李高华，赵双玲.膜下滴灌花生栽培技术[Jl.新疆农垦科技，2012（4）：12-13.
[3]范丽娟，索长利，花生膜下滴灌机械化栽培技术[J].新疆农机化，2013（3）：25-26.
[4）刘彦忠，花生膜下滴灌栽培技术[J].农村科技，2013（8）：9-10.
StudyontheTechniqueofDripIrrigationunderFilmforPeanut
LIChunyun
Abstract：Thetechniqueofdripirrigationunderfilmforpeanutisanewcultivationmodeofincreasingyield.Thearticleanalyzestheadvantagesofthistechnique，introducesthecompositionofthesystem，expoundsthekeypointsofthetechniqueaccordingtorelativeproesssofpeallutproduction，andprovidesatheoreticalreferenceandtechniquesupportforthehealthydevelopmentofpeanutindustry.
Keywords：peanut；film；dripirrigation；watersaving；technique
滴灌设计 篇12
我国是一个水资源总量丰富的国家,为2 7957.9亿m３,占全球水资源的6%,但人均占有量仅为2 100m３,不到全球人均水平的1/4［１］。我国平均年缺水量达到400 亿m３多,有近2/3 的城市存在不同程度的缺水。水资源短缺形势严峻,而与其相矛盾的是,我国水资源开发过度、利用粗放等现象特别凸显,尤其是占用水总量63.4%的农业用水使用率较低［２］。在农业用水中,农田灌溉是最大用水项,年用水量3 304亿m３,占到农业用水量的90.2%［３］;传统的大水漫灌方式使得我国农田灌溉有效水利用系数仅为0.523,而发达国家已经达到0.7甚至0.9［４－５］。现代化节水灌溉技术将是提高农业灌溉水有效利用系数及节约水资源的有效途径和发展趋势。
微灌技术是一种新型的农田节水灌溉技术,包括滴灌、微喷灌、脉冲微喷灌、小管出流灌和渗灌等［４］。地下滴灌是在微灌技术日益完善的基础上发展而来的一种高效节水灌溉技术［６］。其工作过程为:水经过地下毛管上的灌水器慢慢流出,渗入到邻近的土壤当中,凭借毛细作用将水分输送至农作物根部供其吸收并加以利用［７］。与其他节水技术相比,农田地下滴灌能够把灌溉水的深层渗漏和地表蒸发减少到最低程度,且可以随水施肥,增产效果显著［８］。研究表明:地下滴灌技术对农田灌溉水的利用效率高达90%［９－１１］,同时具有节约能源、节省人力、浇灌均匀且能够适应不同土壤条件和地形变化等优点,在农田灌溉中应用越来越广泛［１２－１４］。
但迄今为止,农田地下滴灌的堵塞问题依然是制约滴灌技术发展的主要因素。引起农田地下滴灌管道堵塞的原因很复杂,除了地表滴灌常见的物理、化学和生物堵塞外,负压吸泥和根系入侵也可能引发滴灌管道堵塞［１５］。滴灌管堵塞会降低整个滴灌系统的灌水质量,严重影响滴灌系统运行效果和稳定性。为此,设计研究了一种能够快速、实时检测农田地下滴灌管堵塞情况的装置。该装置以单片机为控制核心,采用PHTS-5V-V2湿度传感器采集农作物根部土壤湿度,并根据所测土壤湿度值判断滴灌管道堵塞情况,为农田地下滴灌系统的运行管理提供技术支持。
1 系统总体设计
本文设计的基于植物根部土壤湿度检测的滴管堵塞巡检装置可实现土壤湿度采集、数据处理、显示、传送及存储等功能,并且能够进行湿度报警。该装置主要由数据采集模块、时钟模块、数据存储模块、报警功能模块、输入输出模块和数据传送功能模块组成,系统功能如图1所示。
系统工作原理:土壤湿度传感器将采集到的土壤湿度信号传送至单片机内部的A/D转换器进行转换,转换后的数字信号由单片机进行处理,单片机通过控制内部存储器将采集到的湿度值与时间同时存储下来,并将结果发送至显示器进行显示。当检测到的湿度值低于系统设定阈值时,系统会报警。存储后的数据可通过串口传至上位机,并可以在计算机内进行分析与统计,为指导滴灌生产提供依据。
2 系统硬件设计
该装置以STC90C58AD为主控芯片。前端的数据采集模块将湿度传感器采集到的模拟信号传输至单片机,由STC90C58AD的AD转换器转换为数字信号并存储在单片机内,存储的同时读取时钟芯片的时间值一并存储,即可记录采集时间。测试所得土壤湿度值经公式换算后(见表3)在LCD上实时显示。采集到的数据需要与预存的报警阈值进行比较,如超过阈值,则输出报警信号。各模块电路设计以及和主芯片连接电路图如图2所示。
2.1 温度采集电路模块
本装置采用的传感器是由武汉新普惠公司生产的PHTS-5V-V2土壤湿度传感器。传感器测量范围0 !100% ,准确度3% ,分辨率0.1% ,输出信号0 !2.5V,工作温度-50!80℃,负载电阻≥1kΩ,采用5V直流电源供电。该传感器具有灵敏度高、准确快速、稳定可靠等优点,完全能够满足设计要求。传感器与单片机连接电路如图3所示。
2.2 显示模块设计
本系统需要显示土壤湿度值及采样时间,并采用QC-1602LCD液晶显示器对采集到的数据进行实时显示,工作电压为4.5~5.5V,具有工作可靠、体积小及性价比高等特点。
单片机的P2.5、P2.6和P2.7引脚分别连接液晶显示器的使能端、读/写选择端和数据/命令选择端。为了调节液晶显示器的亮度,在液晶显示器的VO引脚接入一个可变电阻。因为单片机的P1口上电后为开漏输出,因此在液晶显示器的数据口并联一个10kΩ 排阻作为上拉电阻。
2.3 时钟模块设计
系统采用DS1302 时钟芯片为系统提供时间,通过单片机控制显示器来显示当前测试土壤湿度的时间。DS1302与单片机采用同步串行的方式进行通信,由P3.5、P3.6和P3.7引脚分别控制DS1302 的RES复位端、I/O数据端及SLCk串行时钟端。DS1302的电路图如图4所示。
2.4 按键模块设计
本模块所要实现的功能是设置系统时间。 装置共设置4个按键,分别为K1、K2、K3、K4。K1表示系统确认键,K2 为调整时分秒及年月日的切换键,K3为加1键,K4为减1 键。单片机的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3口分别控制按键K1、K2、K3、K4。系统设定第1次上电时的初始化时间和日期,通过按键K1、K2、K3、K4可以调整时间和日期,还可以修改存入存储器内的土壤湿度最大、最小值。
2.5 报警模块设计
报警模块功能即当所采集的土壤湿度值小于设定阈值时进行报警提示,系统采用声音报警的方式,由单片机P3.2口对报警电路进行控制。当单片机输出低电平时,Q1 导通,蜂鸣器发出报警,说明土壤湿度低于设定的阈值,此时需要对所采集土壤部位的滴灌管道进行检查。
3 系统软件设计
本系统程序设计采用的集成开发环境为Keil-μVision4,主要包括主程序、土壤湿度采集程序及时钟程序等。
3.1 主程序设计
系统开始运行后进入预先设定的日期时间界面,接着系统会进行按键检测。当有按键输入时,系统会根据输入的按键调整时间;如果检测不到按键输入,系统会一直采集数据。对采集到的电压信号单片机ADC模块将其转换成数字量,并将数字量转换成对应的湿度值显示。通过人工的方法判断该数据是否正常:若正常,则进行数据存储;否则,系统会报警。主程序流程图如图5所示。
3.2 数据采集程序设计
该模块主要实现土壤湿度的采集和对数据的处理。传感器采集到数据后由单片机内部A/D转换器进行转换,本文仅采用一个湿度传感器,所以仅由P1.0端口进行转换即可。数据采集流程图如图6所示。
4 试验结果及分析
所研制的装置实物图如图7所示。
4.1 试验操作
首先,为了验证土壤含水率与土壤湿度之间的对应关系,配制了不同含水率的土壤样品,并测定其湿度值,结果如表1所示。从表1土壤含水率与土壤湿度的对照可以看出:二者呈近似正比关系,即可以用测试土壤湿度的方法来代替以往测试土壤含水率的方法。土壤含水率的测量存在取样、称量、烘干等一系列比较复杂和费时费力的工序,而利用该便携式仪器可以快速、准确地确定地下滴灌堵塞情况,如图8所示。
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其次,根据农作物在正常生长状态下灌水周期为4!7天的情况,在滴灌区选取滴灌管埋在土下20cm深处、灌溉周期为5天的玉米田地进行土样采集。分别选取灌溉后3h,灌溉后1、2、3、4 天,以及灌溉前的土样进行湿度测量。对所采土样湿度值分别用本装置和烘干法进行测量,测量结果如表2所示。测试出不同样品的湿度值和含水率符合表1的结果,说明在滴管堵塞测量上利用土壤湿度值的测量完全可以取代以往含水率的测量。在实际应用中,如果在同一管线上测试值偏差超过一定阈值(即某一区域的湿度值与管线上其他地方湿度值的偏差,程序设置为20%),则基本可以确定该处地下滴灌管喷嘴已堵塞。
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4.2 误差分析
表3是PHTS-5V-V2土壤湿度传感器测试模拟电压与湿度值之间的转换公式。传感器厂家给定的测量误差为小于3%,该误差是由传感器器件材料导致的,无法通过外界条件消除。因此,在现有条件下,保证传感器的测量精度主要是提高供电电源的稳定性。为此,本装置将图8中的5节1.5V电池替换为9V干电池。更换后的电源使用寿命长,电压稳定性较好,经验证可以满足试验要求。此外,本装置在设计电源模块时,选择7805集成稳压模块将9V电压稳压至5V电压,进一步确保供电电压的稳定性。当然,在实际使用时还应养成随时关机的良好习惯,以增加电池使用寿命。
对不同质地土壤湿度,PHTS-5V-V2传感器所测的值具有一定的偏差。为此,可以通过测量不同质地下干土壤的导电率,对传感器进行修正。如果测得的干土壤导电率偏高,则将转换公式中的系数67.51调高,或者将系数4.105调低。其中,前者为大幅度调整,后者为微调;反之,如果所测干土壤导电率偏低,则调低系数67.51.或者调高系数4.105,从而消除不同质地土壤下PHTS-5V-V2传感器测量值的误差。
5 结论