大棚蔬菜微喷灌系统典型工程设计实例.docx

大棚蔬菜微喷灌系统典型工程设计实例李永刚1秦海霞2（1.黄河勘测规划设计有限公司河南郑州450003；2.河南省水利科学研究院河南郑州450003）【摘要】微喷灌技术是一种现代化的精细高效节水灌溉技术，以中牟县狼城岗镇瓦坡村高效节水灌溉项目为例，将微喷灌工程设计方案的各环节进行了详细论述和分析，对于类似工程设计具有一定的借鉴和参考作用。【关键词】大棚蔬菜高效节水灌溉微喷灌工程设计【DOI编码】10.3969/j.issn.1672-2469.2014.08.029【中图分类号】TV93【文献标识码】B【文章编号】1672-2469（2014）08-0091-041前言微喷灌是以小流量进行局部高频灌溉的一水安全合理的输送分配到灌水器；采用的是241T吊旋微喷头。2.2技术参数选取灌溉设计保证率：85%；土壤湿润比：P=70%；设计耗水强度：Ic=5.5mm/d；灌溉水利用系数：η=0.85；计划湿润层深度：Z=0.35m；灌水小种灌水型式，其灌水均匀，灌溉水利用率高，一般仅湿润作物和植物根区附近的土壤，能显著减少地表水分蒸发，节水效果显著，并可适时适量供水供肥，使作物根系活动层土壤一直处于良好的水、热、气和养分供给状态，能改善田间小气候和作物生长环境，易于调节土壤湿润体内盐分浓度，为作物增产和改善品质提供有力条件，特别适合于蔬菜大棚、苗圃、花卉等灌溉。典型区位于中牟县北部狼城岗镇瓦坡村，为黄河中下游冲积扇南翼之首，区内地势比较平缓，以蔬菜种植为主，灌溉水源为地下水，单井出水量约32m3/h，水质符合农业灌溉用水要求。现以单眼井所控制的大棚蔬菜微喷为例阐述微喷灌设计具体步骤。区流量偏差：qv=20%；微喷灌的允许灌水强度取：p允=15mm/h。33.1灌溉制度的确定设计净灌水定额m=1000β(Fd?ω0)zp式中：m—设计净灌水深度，mm；β—土壤中允许的缺水量占土壤有效持水量的比例，取27%；Fd、ω0—田间持水量和凋萎系数，项目区为轻壤土，田间持水量取32%，凋萎系数取9%。计算得设计净灌水定额m=15.21mm。2工程设计方案2.1系统总体布局微喷灌系统由水源工程、首部枢纽、输配水管网和灌水器四部分组成。典型区灌溉水源为地下水，单井控制面积8hm2；系统首部主要包括200QJ32-65/5型水泵、变频调速控制柜、3离心+网式过滤器，施肥灌、控制阀、进排气阀等，其作用是从水源取水增压并将灌溉水处理成符合灌溉要求的水流送给输配水管网；系统输配水管网由干管、分干管、支管、毛管及安全、控制和调节装置组成，其作用是将首部枢纽处理过的3.2设计灌水周期T=mIa式中：Ia—设计补水强度，等值于设计耗水强度，5.5mm/d；计算得设计灌水周期为2.7天。3.3一次灌水延续时间作者简介：李永刚（1982年—），男，工程师。·91·设计施工水利规划与设计2014年第8期t=mSeSl/（Qpη）式中：t一次灌水延续时间，h；Se—灌水器间距；Sl—毛管间距；Qp—微喷头流量。设计喷头选用241T旋转微喷头，工作压力Hp为220Kpa，微喷头流量Qp为48L/h，射程R为3.1m。毛管间距和灌水器间距均确定为3m，经计算，一次灌水延续时间t=3.4h。3.4单井控制面积A=ηQthmax—灌水小区中灌水器最大水头(m)；hmin—灌水小区中灌水器最小水头(m)；ha—灌水器设计水头，为22m；qv—灌水小区流量偏差，为20%；x—流态指数，为0.5；［△h］—灌水小区允许的最大水头差(m)。计算可得hmax=28.09m，hmin=19.03m，［△h］=9.06m。根据支、毛管水头差分配比［△h］毛=0.55［△h］［△h］支=0.45［△h］式中：［△h］毛—灌水小区中毛管允许的最大水头差(m)；［△h］支—灌水小区中支管允许的最大水头差(m)。计算可得［△h］毛=4.98m、［△h］支=4.07m。4.2.2毛管极限长度毛管极限长度为：10Ia式中：A—灌溉面积，hm2；Q—单井出水量，m3/h，为32m3/h；Ia—设计补水强度，等值于设计耗水强度，5.5mm/d；t—单井日工作时数，h/d，取16h/d；η—灌溉水利用系数，取0.85。经计算，单井控制面积A=7.9hm2。典型区大棚规格100m×10m，间距0.5m，则设计综合确定单井控制面积为8.0hm2，单眼井控制76个大棚。0.364=S×INT?5.446[Δh]d4.75?L毛?毛???1.75RSeqa??式中：L毛—毛管的极限长度(m)；S—微喷头间距(m)；INT—取整符号；［△h］毛—灌水小区中毛管允许的最大水头差(m)；d—毛管内径，为15.4mm；R—水头损失扩大系数，R取1.1；qa—微喷头流量(L/h)。计算可得：L毛=60m。4.3管网布置与轮灌组划分4