滴灌系统典型设计技术专攻

滴灌系统典型设计滴灌系统典型设计二一年三月二一年三月贾宏伟贾宏伟 13588745052135887450521专业课喷微灌系统应用前需要注意的喷微灌系统应用前需要注意的2 2个问题个问题1.1.应用目的应用目的政府层面：政府层面：喷微灌是是引领传统农业向现代农业深刻变革的重要举措，对喷微灌是是引领传统农业向现代农业深刻变革的重要举措，对促进农业生产转型、提升农业现代化水平、促进农业增产增效和节水型社会建促进农业生产转型、提升农业现代化水平、促进农业增产增效和节水型社会建设具有重要意义。设具有重要意义。种植户层面：种植户层面：经济效益经济效益喷微灌要发展喷微灌要发展, ,两个层面的目的要协调和统一两个层面的目的要协调和统一当前：土地流转当前：土地流转, ,规模化经营逐步加强规模化经营逐步加强, ,处于现代农业的转型时期处于现代农业的转型时期, ,规模化经规模化经营和小农生产同时存在营和小农生产同时存在, ,已具备推广应用的社会经济条件。已具备推广应用的社会经济条件。喷微灌应用对象喷微灌应用对象-高价值经济作物高价值经济作物喷微灌技术应用喷微灌技术应用-标准较高的喷微灌系统和简易实用型喷微灌系统项结合标准较高的喷微灌系统和简易实用型喷微灌系统项结合2专业课喷微灌系统应用前需要注意的喷微灌系统应用前需要注意的2 2个问题个问题2.2.可持续性可持续性效益层面：效益层面：规模化、集约化、科技支撑的现代农业规模化、集约化、科技支撑的现代农业-高价值的经济作物高价值的经济作物。技术层面：技术层面：技术设计技术设计( (高标准与经济型结合高标准与经济型结合) ) 设备产品设备产品 应用技术应用技术( (灌水、施肥灌水、施肥) )管护层面：管护层面：系统管护、系统管护、落实设备材料更新资金落实设备材料更新资金 ( (设备材料使用年限不一设备材料使用年限不一) )3专业课滴灌系统的设计要求滴灌系统的设计要求2.2.系统安全系统安全3.3.工程经济工程经济1.1.适时适量供水适时适量供水满足作物需水满足作物需水( (灌溉保证率灌溉保证率85%85%) )灌水均匀灌水均匀( (节水节肥节电、改善品质节水节肥节电、改善品质) )管网足够压力管网足够压力不爆管不爆管滴灌灌水器不堵塞滴灌灌水器不堵塞%20minmaxavqqqq%20minmaxavhhhh4专业课滴灌系统设计思路滴灌系统设计思路2.2.确定灌溉系统类型确定灌溉系统类型3.3.系统布置形式系统布置形式4.4.水量校核及灌溉制度拟定水量校核及灌溉制度拟定 引蓄水工程设计引蓄水工程设计5.5.管网水力计算管网水力计算6.6.水泵选型及首部枢纽水泵选型及首部枢纽1.1.资料调查资料调查7.7.投资估算及经济效益评价投资估算及经济效益评价5专业课1.1.资料调查资料调查位置位置：草莓节水灌溉基地位于建德市杨村桥镇绪塘村和梓源村，草莓节水灌溉基地位于建德市杨村桥镇绪塘村和梓源村，面积面积300300亩。亩。地形资料地形资料土壤资料：土壤资料：基地土壤为中壤，干容重基地土壤为中壤，干容重1.4 g/cm1.4 g/cm3 3，土层厚度大于，土层厚度大于1 1 m m。作物和种植情况：作物和种植情况：大棚栽植，棚宽大棚栽植，棚宽6 m6 m，长，长30 m30 m。草莓垄作覆膜。草莓垄作覆膜，垄宽，垄宽40 cm40 cm，每垄，每垄2 2行，草莓株距行，草莓株距20 cm20 cm，行距，行距20 cm20 cm，垄间沟宽，垄间沟宽60 60 cmcm，深，深30 cm30 cm。水源水源气象资料气象资料：降雨、：降雨、 、气温、气温、 、蒸发、风向风速、日照。蒸发、风向风速、日照。动力动力6专业课滴灌适用比较广，果树滴灌适用比较广，果树、蔬菜都可以用，不受地、蔬菜都可以用，不受地形、气象条件限制，考虑形、气象条件限制，考虑到浙江多雨，一般设施栽到浙江多雨，一般设施栽培用得最多。培用得最多。优点优点: : 水肥利用效率高水肥利用效率高缺点缺点: :不能和喷洒农药不能和喷洒农药结合，容易堵塞结合，容易堵塞2.2.确定系统类型确定系统类型7专业课2.2.确定系统类型确定系统类型作物作物-草莓草莓栽培模式栽培模式-大棚，垄作覆膜大棚，垄作覆膜( (增加地温增加地温, ,防杂草防杂草) )系统选型系统选型-滴灌滴灌8专业课3.3. 系统布置形式系统布置形式3.13.1系统总体布置系统总体布置3.23.2毛管布置毛管布置 3.33.3灌水器选择灌水器选择蓄水池蓄水池泵站泵站输水渠道输水渠道干干 管管支支 管管支支 管管支支 管管支支 管管9专业课3.3. 系统布置形式系统布置形式3.13.1系统总体布置系统总体布置输水渠道输水渠道渠渠 道道渠渠 道道渠渠 道道渠渠 道道独立的独立的灌溉系灌溉系统统10专业课3.3. 系统布置形式系统布置形式支管1-2支管2-2支管3-1干管1首部移动式枢纽滴灌毛管PE?16?球阀道 路道 路轮灌组2轮灌组1引水渠道引水渠道球阀3.0亩3.0亩毛管1-70?支管1-1支管2-1?支管3-2?3.0亩轮灌组3轮灌组43.0亩?支管4-1?支管4-2?支管6-13.0亩球阀轮灌组6?首部移动式枢纽接入位置支管6-2支管5-1?轮灌组53.0亩支管5-2?轮灌组73.0亩?支管7-2球阀?支管7-1支管8-2?支管8-1?3.0亩轮灌组8?干管23.13.1系统总体布置系统总体布置11专业课大棚1 50支 管迷 宫 式 滴 头 16滴 灌 毛 管3.3. 系统布置形式系统布置形式3.23.2毛管布置：毛管布置：滴灌毛管长度滴灌毛管长度30 m，沿大棚长度方向，沿大棚长度方向垄上布置，控制宽度垄上布置，控制宽度0.4 m，每个大棚，每个大棚布设布设7条毛管。条毛管。12专业课3.33.3灌水器选择灌水器选择-选择灌水器选择灌水器, ,通过通过湿润比校核湿润比校核草莓垄作覆膜，垄宽草莓垄作覆膜，垄宽40 cm40 cm，每垄，每垄2 2行，草莓株距行，草莓株距20 cm20 cm，行距，行距20 cm20 cm，垄，垄间沟宽间沟宽60 cm60 cm，深，深30 cm30 cm。3.3. 系统布置形式系统布置形式灌水器选择：灌水器选择：内镶滴灌带，滴头间距内镶滴灌带，滴头间距30 cm，额定流量，额定流量1.38 L/h，湿润直，湿润直径为径为0.40 m。 13专业课3.33.3灌水器选择灌水器选择湿润比校核湿润比校核： 草莓取草莓取0.853.3. 系统布置形式系统布置形式14专业课湿润比校核湿润比校核：草莓取草莓取0.85abdP2785. 0润式中式中P P ： 土壤湿润比；土壤湿润比； d d润润 ：灌水器湿润直径，灌水器湿润直径，m m； a a ： 灌水器间距，灌水器间距，m m； b b ： 毛管间距毛管间距m m。P0.7850.42/0.3/0.41.050.853.3. 系统布置形式系统布置形式3.33.3灌水器选择灌水器选择内镶滴灌带，滴头间距内镶滴灌带，滴头间距30 cm，额定流量，额定流量1.38 L/h，湿润直径为，湿润直径为0.40 m。 15专业课4.4. 水量校核及灌溉制度拟定水量校核及灌溉制度拟定4.14.1水量校核水量校核4.24.2灌溉制度拟定灌溉制度拟定4.34.3轮灌组划分轮灌组划分水量校核水量校核( (水量平衡计算水量平衡计算) )：两种方法两种方法: : 需水量需水量 可供水量可供水量 实灌面积实灌面积 8=3384.4. 水量校核及灌溉制度拟定水量校核及灌溉制度拟定4.14.1水量校核水量校核4.24.2灌溉制度拟定灌溉制度拟定4.34.3轮灌组划分轮灌组划分24专业课5.5.管网水力计算管网水力计算确定管径和管道水头损失确定管径和管道水头损失bmfdLQfh沿程水头损失沿程水头损失局部水头损失局部水头损失gvhj2225专业课5.5.管网水力计算管网水力计算确定管径和管道水头损失确定管径和管道水头损失FdLQfhbmf多孔出流多孔出流F 多口系数多口系数管径估算管径估算QD1326专业课5.5.管网水力计算管网水力计算确定管径和管道水头损失确定管径和管道水头损失毛管毛管-支管支管-干管干管-首部枢纽首部枢纽灌水小区流量灌水小区流量偏差偏差20%20%灌水小区系统允灌水小区系统允许的最大水头差许的最大水头差毛管最大水头差毛管最大水头差毛管最大铺设长度毛管最大铺设长度毛管实际铺设长度毛管实际铺设长度毛管实际水头损失毛管实际水头损失支管实际支管实际水头损失水头损失支管最大支管最大水头差水头差%20minmaxavhhhh27专业课5.5.管网水力计算管网水力计算%20minmaxavqqqq%20minmaxavhhhhl灌水小区系统流量偏差灌水小区系统流量偏差控制控制28专业课l灌水小区系统允许的最大水头差灌水小区系统允许的最大水头差mhqhdxv77.12)65. 01 (1maxmhqhdxv65. 8)35. 01 (1minmaxminhhh系统允许的最大水头差：系统允许的最大水头差：=12.778.65=4.12（m）qv 流量偏差率；x 流态指数；hd 额定压力，m。 5.5.管网水力计算管网水力计算29专业课dxvhqh1max)65. 01 ( x 流态指数；流态指数；5.5.管网水力计算管网水力计算反映了灌水器的流量对压力变化的敏感程度反映了灌水器的流量对压力变化的敏感程度30专业课l毛管允许的最大水头损失毛管允许的最大水头损失maxminhhh系统允许的最大水头差：=12.778.65=4.12（m）毛管毛管允许的最大水头差：允许的最大水头差：=0.5x4.12=2.06m5.5.管网水力计算管网水力计算l毛管极限长度毛管极限长度)(23.933.038.13.02.16.1506.2446.5d446.5364.075.175.4364.075.175.4mINTSkSqhINTLdm毛d 毛管内径，毛管内径，mm；S 滴头间距，滴头间距，m；qd 单孔设计流量，单孔设计流量，L/h；毛管实际长度毛管实际长度30m93.23m30m93.23m31专业课l毛管实际水头损失毛管实际水头损失毛管实际长度毛管实际长度30m30m)(08.0365.0306 .15138505.02 .12 .175.475.1mLFdQfhbmf毛毛则毛管进口水头为：则毛管进口水头为：)(73. 808. 065. 8Hminmhhf毛毛L 毛管长，毛管长，m；F 多口系数；多口系数；Q毛毛 毛管流量，毛管流量，138L/h；d 毛管内径，毛管内径，mm；f f，m m，b b 管材系数管材系数. .5.5.管网水力计算管网水力计算32专业课l支管水力计算支管水力计算5.5.管网水力计算管网水力计算可分配给支管的水头损失可分配给支管的水头损失)(04.408.012.4mhhhf毛支为了降低造价，支管前为了降低造价，支管前32.5 m，流量为，流量为9.66 m3/h，选定选定50，壁厚，壁厚内径内径42 mm，压力，压力0.40 MPa的的PE管管；支管后；支管后32.5 m，流量为，流量为4.83 m3/h，选定选定40，内径，内径34mm，压力，压力0.25 MPa的的PE管。管。 支QD13管径初选：管径初选：33专业课5.5.管网水力计算管网水力计算l支管变径设计及水头损失支管变径设计及水头损失支管1-2支管2-2支管3-1干管1首部移动式枢纽滴灌毛管PE?16?球阀道 路道 路轮灌组2轮灌组1引水渠道引水渠道球阀3.0亩3.0亩毛管1-70?支管1-1支管2-1?支管3-2?3.0亩轮灌组3轮灌组43.0亩?支管4-1?支管4-2?支管6-13.0亩球阀轮灌组6?首部移动式枢纽接入位置支管6-2支管5-1?轮灌组53.0亩支管5-2?轮灌组73.0亩?支管7-2球阀?支管7-1支管8-2?支管8-1?3.0亩轮灌组8?干管234专业课5.5.管网水力计算管网水力计算l支管变径设计及水头损失支管变径设计及水头损失LL1L2D1Q1D2Q2mm04.4)(05.3hh1 .1h2f1f支支支)( 87. 142369. 05 .324830366. 0659660505. 0d75. 475. 175. 1122121mFLQLFQfhbmmf支支支)(90. 0369. 05 .32344830505. 0d75. 475. 122222mFLQfhbmf支支支管管径选择合适支管管径选择合适支管进水口处压力支管进水口处压力: :)(78.1105. 373. 8hHHm支毛支35专业课干管管径初选：干管管径初选：则则干干管进口处水头为：管进口处水头为：)(4 .4066. 91313mmQD干选择选择PE管，外径规格为管，外径规格为50，内径，内径42 mm，公称压力，公称压力0.40 MPa。流量为流量为9.66 m3/h)(64 . 05 . 4249660505. 01 . 1d1 . 1h75. 475. 1fmLQfbm干干)(24.1264 . 078.11hHfmH干支干l干管水力计算干管水力计算5.5.管网水力计算管网水力计算36专业课6.6.水泵选型及首部枢纽水泵选型及首部枢纽)/(66. 900138. 070003hmnqQp)(24.220 .1024.12mHHH首部干进口扬水泵设计流量水泵设计流量：水泵设计扬程水泵设计扬程：根据设计流量和设计扬程，可根据设计流量和设计扬程，可选用选用IS50-32-160A水泵，额定水泵，额定流量流量11.0 m3/h，额定扬程，额定扬程24.0m，配套动力机额定功率，配套动力机额定功率2.2 KW。重量。重量37KG37专业课6.6.水泵选型及首部枢纽水泵选型及首部枢纽渠道引水首部设渠道引水首部设拦污栅和沉淀池拦污栅和沉淀池系统引水首部设系统引水首部设过滤器过滤器38专业课6.6.水泵选型及首部枢纽水泵选型及首部枢纽水质分析指标水质分析指标单位单位堵塞的可能性堵塞的可能性低低中中高高悬浮固体物悬浮固体物mg/L5050-100100硬度硬度mg/L150150-300300不溶固体不溶固体mg/L500 500-20002000pH值值5.5-7.07.0-8.08.0Fe含量含量mg/L0.10.1-1.51.5Mn含量含量mg/L0.10.1-1.51.5H2S含量含量mg/L0.10.1-1.0油油不能含有油不能含有油微灌水质评价微灌水质评价39专业课40专业课表 3 主要材料估算表 序号 设备名称 型号规格 单位 数量 备注 1 水泵机组 50BPZ4Z-35 套 13 2 压差施肥罐 30l 只 13 3 滴灌带 内镶式 m 210000 4 PE 管 50/0.4 m 3425 5 PE 管 40/0.25 m 3250 6 筛网过滤器 2网式单级 只 13 7 旁通 简易旁通 件 7000 8 等径三通 50 个 50 9 毛管堵头 16 件 7000 10 支管堵头 40 件 100 11 进排气阀 个 13 12 进水阀 个 113 13 镇墩 个 300 14 管道异径连通件 50/40 件 100 41专业课滴灌系统设计思路滴灌系统设计思路2.2.确定灌溉系统类型确定灌溉系统类型3.3.系统布置形式系统布置形式4.4.水量校核及灌溉制度拟定水量校核及灌溉制度拟定5.5.管网水力计算管网水力计算6.6.水泵选型及首部枢纽水泵选型及首部枢纽1.1.资料调查资料调查3.13.1系统总体布置系统总体布置3.23.2毛管布设及灌水器选择毛管布设及灌水器选择4.14.1水量平衡计算水量平衡计算4.24.2确定灌溉定额、灌水周期、一次灌水持续时间确定灌溉定额、灌水周期、一次灌水持续时间4.34.3轮灌组划分轮灌组划分5.15.1毛管允许水头损失、极限铺设长度、毛管实际水头损失毛管允许水头损失、极限铺设长度、毛管实际水头损失5.25.2支管分配水头损失、支管管径、支管管实际水头损失支管分配水头损失、支管管径、支管管实际水头损失5.35.3干管管径、干管水头损失干管管径、干管水头损失6.16.1系统设计流量系统设计流量6.26.2系统设计扬程系统设计扬程42专业课43专业课