喷灌系统的规划设计课件_002

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,喷灌系统的规划设计,喷 灌,喷灌是把由水泵加压或自然落差形成的有压水通过压力管道送到田间，再经喷头喷射到空中，形成细小水滴，均匀地洒落在农田，达到灌溉的目的一种灌溉方式,喷灌几乎适用于除水稻外的所有大田作物，以及蔬菜、果树等,喷灌技术的优点,缺点,省水、增产,省劳力,提高土地利用率,防止土壤冲刷和盐碱化,优点： 缺点：,受风的影响大,在空气中的损失大,耗能大,投资高,烟草固定式喷灌,向日葵固定式喷灌,半固定式喷灌系统,移动式喷灌系统,选取最不利轮灌组，以最不利轮灌组确定干管管径。,原则：在保证喷洒均匀、不留空白的情况下，使喷头和支管的距离应尽量大,一般原则为：控制同一支管上任意两个喷头的喷水量之差在10以内。,此原则也等同于：控制支管上任意两个喷头的工作压力水头之差不超过喷头设计工作压力水头的20%,假设，灌区120亩（270m290m），作物为蔬菜，地形为平地，土壤为壤土，水井供水量60m3 /h ,动水位20m，每天开机14h，作物最大日耗水强度e=6mm/d,作物耗水高峰期日均降雨P=0 mm/d，设计灌水周期7d 。,水文地质、土壤（质地、土层厚度、冻土深度、土壤入渗率等）,T（天） C日开机小时数Q井 (m3/h),9, K反映了风的影响),原则：在保证喷洒均匀、不留空白的情况下，使喷头和支管的距离应尽量大,h允许=H喷工20,喷头设计射程： R设KR,（2）组合后的喷灌均匀度不低于规范规定的数值,A14 60/(0.,（五）、拟定喷灌工作制度,（四）、选择喷头及确定喷头组合形式,若选用干管为D110mm（内径100mm）的PVC管,允许一次同时工作的喷头数,(1)灌区地势、地形资料,大型平移或时针式喷灌机大型农场,若选用干管为D110mm（内径100mm）的PVC管,时针式喷灌机,卷管式喷灌机,大田棉花用卷管式喷灌机,滚移式喷灌机,边勘测边设计边施工,可行性研究报告,上级主管部门,审批,立项,规划设计,喷灌系统的规划设计,喷灌系统的规划设计,收集规划所需资料,水量平衡计算,选择喷灌系统的形式,选择喷头及确定喷头的组合形式,布 置 干、支 管,拟定喷灌工作制度,管网水力学计算,图 纸 绘 制,材 料 统 计,工 程 预 算,效 益 分 析,施 工,1、基本资料的收集,(1),灌区地势、地形资料,(2),水源调查,(3)种植制度及群众高产灌溉经验：,(4)农业气象,(5)土壤,(6)作物耗水量,(7)其它,2、水量平衡分析,目的：,确定灌溉面积，蓄水工程规模,步骤：,2,.供水分析,1,.用水分析：,选择设计典型年,计算典型年的作物需水量和典型年灌溉用水量,其它用水,3,.用水平衡计算,当来水总量满足要求，但在时间分配上不能满足，修建蓄水池调节,来水总量及其在时间上的分配都能满足用水要求时，不建蓄水池,当来水总量不能满足要求，确定适宜的灌溉面积,3、,选择喷灌系统的形式,固定式喷灌系统,用于喷灌次数多，经济价值高的作物,半固定式喷灌系统,用于小麦等,小型机组式,山区或经济价值较低的作物,绞盘式喷灌机,小麦等大田作物,大型平移或时针式喷灌机,大型农场,4.喷头的选择,应符合以下要求：,（1）组合后的喷灌强度不超过土壤的允许喷灌强度值,（2）组合后的喷灌均匀度不低于规范规定的数值,（3）雾化指标应符合作物要求的数值,且要考虑：灌溉作物，土壤，考虑风速,水文地质、土壤（质地、土层厚度、冻土深度、土壤入渗率等）,允许一次同时工作的喷头数,边勘测边设计边施工 ,组合方式有：正方形、矩形、正三角形、三角形和扇形等,(3)种植制度及群众高产灌溉经验：,（五）、拟定喷灌工作制度,计算支管水头损失若选用D63mm的PVC管，,（2）组合后的喷灌均匀度不低于规范规定的数值,半固定式喷灌系统用于小麦等,选取最不利轮灌组，以最不利轮灌组确定干管管径。,此原则也等同于：控制支管上任意两个喷头的工作压力水头之差不超过喷头设计工作压力水头的20%,4、管线纵剖面应力求平顺，减少折点（避免,固定式喷灌系统规划设计实例,施 工,T（天） C日开机小时数Q井（ m3/h ） T（天）,计算干管水头损失、确定干管管径,52+2+20=73.,当来水总量满足要求，但在时间分配上不能满足，修建蓄水池调节,绞盘式喷灌机小麦等大田作物,壤粘土,假设，灌区120亩（270m290m），作物为蔬菜，地形为平地，土壤为壤土，水井供水量60m3 /h ,动水位20m，每天开机14h，作物最大日耗水强度e=6mm/d,作物耗水高峰期日均降雨P=0 mm/d，设计灌水周期7d 。,喷头的组合方式,原则,：,在保证喷洒均匀、不留空白的情况下，使喷头和支管的距离应尽量大,组合方式有,：,正方形、矩形、正三角形、三角形和扇形等,计算喷头和支管的间距,喷头,设计射程：,R设KR,计算喷灌强度,各类土壤允许的喷灌强度,喷灌强度：,土壤类别,允许喷灌强度（mm/h）,砂土,20,砂壤土,15,壤土,12,壤粘土,10,粘土,8,5.管网布置,布置原则：,1、管道总长短，造价低,2、有利于管理（轮灌或分）,3、平原区，支管与作物种植方向一致，,在山区，支管沿等高线布置,4、管线纵剖面应力求平顺，减少折点（避免,负压）,5、支管上各喷头的工作压力力求一致，或在允许的范围内，水利设计准则。,6、陡坡上（下坡）缩小管径,（上坡）管道不宜太长,7、水源应在地块中央，经济。,6、拟定喷灌工作制度,（1）. 灌水定额：,（2）,.一次灌水时间：,（3）. 允许一次同时工作的喷头数,局部水头损失计算：可根据水力学有关公式计算,7、管道水力计算,喷喷灌中常采用以下经验公式计算沿程水头损失,：,式中： f 与沿程阻力系数有关的摩阻系数,m 流量指数,b 管径指数,上述f, m, b 值可从有关表中查得,支管设计主要的设计任务是限制喷头间的流量偏差，获得满意的均匀度和灌水效率。,一般原则为：控制同一支管上任意两个喷头的喷水量之差在,10,以内。此原则也等同于：,控制支管上任意两个喷头的工作压力水头之差不超过喷头设计工作压力水头的20%,此即为,20%规则,20%原则,固定式喷灌系统规划设计实例,假设，灌区120亩（270m290m），作物为蔬菜，地形为平地，土壤为壤土，水井供水量60m,3,/h ,动水位20m，每天开机14h，作物最大日耗水强度e=6mm/d,作物耗水高峰期日均降雨P=0 mm/d，设计灌水周期7d 。,（一）、 收集规划收集所需的资料,地形、气象,水文地质、土壤（质地、土层厚度、冻土深度、土壤入渗率等）,作物品种和种植结构,动力、水源（出水量、动水位等）,社会经济状况,考虑风速：风速大的地方宜选用喷灌强度较大水滴直径较大的中高压喷头,来用水平衡：来水量用水量，即：,35m+1m+3/4 6.,在山区，支管沿等高线布置,考虑土壤： 砂壤土喷灌强度较大的喷头,(6)作物耗水量,假设，灌区120亩（270m290m），作物为蔬菜，地形为平地，土壤为壤土，水井供水量60m3 /h ,动水位20m，每天开机14h，作物最大日耗水强度e=6mm/d,作物耗水高峰期日均降雨P=0 mm/d，设计灌水周期7d 。,固定式喷灌系统规划设计实例,(1)灌区地势、地形资料,1、管道总长短，造价低,式中： f 与沿程阻力系数有关的摩阻系数,壤土,砂壤土,计算干管水头损失、确定干管管径,(3)种植制度及群众高产灌溉经验：,(e-p)/1000 A 667,(4)农业气象,绞盘式喷灌机小麦等大田作物,组合方式有：正方形、矩形、正三角形、三角形和扇形等,允许一次同时工作的喷头数,（2）组合后的喷灌均匀度不低于规范规定的数值,计算支管水头损失若选用D63mm的PVC管，,(e-p)/1000 A 667,9, K反映了风的影响),5、支管上各喷头的工作压力力求一致，或在允许的范围内，水利设计准则。,（四）、选择喷头及确定喷头组合形式,喷喷灌中常采用以下经验公式计算沿程水头损失：,7、水源应在地块中央，经济。,m 流量指数,当D63mm时，h支=6.,5、支管上各喷头的工作压力力求一致，或在允许的范围内，水利设计准则。,允许一次同时工作的喷头数,在山区，支管沿等高线布置,动力、水源（出水量、动水位等）,绞盘式喷灌机小麦等大田作物,可行性研究报告上级主管部门审批立项规划设计 ,半固定式喷灌系统用于小麦等,灌溉作物为经济价值较高的蔬菜，选择固定式喷灌系统,本例中，第一轮灌组（顶端）为最不利轮灌组,35m+1m+3/4 6.,水文地质、土壤（质地、土层厚度、冻土深度、土壤入渗率等）,已知水源供水量，确定灌溉面积,已知灌溉面积，确定引水量和调蓄容积,方法：,如果已知水源为水井，要求确定灌溉面积,假设灌水周期为,T,天，日耗水,e,毫米,T,天水井可供水量：,T,（天）,C,日开机小时数,Q,井,(m,3,/h),T,天用水量：,T,（天）,(e-p)/1000 A 667,（二）、水量平衡计算,目的：,来用水平衡：,来水量用水量,，即：,T（天） C,日开机小时数,Q,井,（ m,3,/h ） T（天）,(e-p)/1000 A 667,得：可灌溉的面积,本例中,A14 60/(0.667 e)=209,亩,根据前面讲述：,固定式喷灌系统,用于喷灌次数多，经济价值高的作物,半固定式喷灌系统,用于小麦等,小型机组式,山区或经济价值较低的作物,绞盘式喷灌机,小麦等大田作物,大型平移或时针式喷灌机,大型农场,本例中,灌溉作物为经济价值较高的蔬菜，选择固定式喷灌系统,（三）、选择喷灌系统的形式,根据前面讲述：,1. 喷头的选择,考虑灌溉作物：蔬菜水滴小和喷灌强度较小的中低压喷头,玉米高粱等水滴较大和喷灌强度较大的高压喷头,考虑土壤： 砂壤土喷灌强度较大的喷头,粘壤土喷灌强度较小喷头,考虑风速：风速大的地方宜选用喷灌强度较大水滴直径较大的中高压喷头,（四）、选择喷头及确定喷头组合形式,原则,：在保证喷洒均匀、不留空白的情况下，使喷头和支管的距 离应尽量大,组合方式有,：正方形、矩形、正三角形、三角形和扇形等,本例采用正方形布置,2. 喷头的组合方式,3.计算喷头和支管的间距,设计射程R,设,KR (K=0.70.9, K反映了风的影响),本例中： R,设,0.71812.6 m,如采用正方形布置，喷头和支管间距为：,L=b=1.42 R,设,=1.4212.617.8m18m,4.计算组合平均喷灌强度,满足要求,（五）、拟定喷灌工作制度,1. 灌水定额：,2.一次灌水时间：,3. 允许一次同时工作的喷头数,本例中：,（六）、管网水力学计算,目的：,确定干管、支管直径，系统总扬程和流量，配置,水泵,1、确定支管直径和计算支管进口水头,计算支管上允许的最大压力差（20规则）,h,允许,=H,喷工,20,350kPa2070kPa=7m,计算支管水头损失,若选用D63mm的PVC管，,当D63mm时，h,支,=6.55m7m,计算支管进口水头,H,支管进口, H,喷头设计压力,H,竖管高度,3/4h,支,1/2Z,35m+1m+3/4 6.55 m+0=40.91 m,2. 计算干管水头损失、确定干管管径,选取最不利轮灌组，以最不利轮灌组确定干管管径。,本例中，第一轮灌组（顶端）为最不利轮灌组,干管流量,Q,干,83.22,51.2m,3,/h,，干管长,L,270m,若选用干管为D110mm（内径100mm）的PVC管,h,干,1.1fLQ,m,/d,b,=8.61m,3. 计算干管进口水头,H H,干管进口, h,首,动水位49.52+2+20=73.52m,Q= 51.2m,3,/h,4. 计算水泵扬程和流量,5,. 反算其他支管,270m,290m,干管,18m,（七）、布置干、支管,支管,水井,（2）组合后的喷灌均匀度不低于规范规定的数值,(6)作物耗水量,可行性研究报告上级主管部门审批立项规划设计 ,4、管线纵剖面应力求平顺，减少折点（避免,计算支管进口水头H支管进口 H喷头设计压力H竖管高度3/4h支 1/2Z,（1）组合后的喷灌强度不超过土壤的允许喷灌强度值,（四）、选择喷头及确定喷头组合形式,施 工,各类土壤允许的喷灌强度,水文地质、土壤（质地、土层厚度、冻土深度、土壤入渗率等）,h允许=H喷工20,玉米高粱等水滴较大和喷灌强度较大的高压喷头,施 工,允许一次同时工作的喷头数,若选用干管为D110mm（内径100mm）的PVC管,5、支管上各喷头的工作压力力求一致，或在允许的范围内，水利设计准则。,壤土,允许喷灌强度（mm/h）,h允许=H喷工20,计算典型年的作物需水量和典型年灌溉用水量,（1）组合后的喷灌强度不超过土壤的允许喷灌强度值,水文地质、土壤（质地、土层厚度、冻土深度、土壤入渗率等）,施 工,图 纸 绘 制,固定式喷灌系统用于喷灌次数多，经济价值高的作物,选择喷头及确定喷头的组合形式,9, K反映了风的影响),（六）、管网水力学计算,假设，灌区120亩（270m290m），作物为蔬菜，地形为平地，土壤为壤土，水井供水量60m3 /h ,动水位20m，每天开机14h，作物最大日耗水强度e=6mm/d,作物耗水高峰期日均降雨P=0 mm/d，设计灌水周期7d 。,（五）、拟定喷灌工作制度,T（天） C日开机小时数Q井 (m3/h),可行性研究报告上级主管部门审批立项规划设计 ,一般原则为：控制同一支管上任意两个喷头的喷水量之差在10以内。,壤粘土,考虑灌溉作物：蔬菜水滴小和喷灌强度较小的中低压喷头,原则：在保证喷洒均匀、不留空白的情况下，使喷头和支管的距离应尽量大,（2）组合后的喷灌均匀度不低于规范规定的数值,喷灌是把由水泵加压或自然落差形成的有压水通过压力管道送到田间，再经喷头喷射到空中，形成细小水滴，均匀地洒落在农田，达到灌溉的目的一种灌溉方式,计算支管水头损失若选用D63mm的PVC管，,52+2+20=73.,边勘测边设计边施工 ,小型机组式山区或经济价值较低的作物,边勘测边设计边施工 ,（八）、图纸绘制,（九）、材料统计,（十）、工程预算,（十一）、经济评价及效益分析,（十二）、施工,