【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 宜土壤含水量上、下限分別為田間持水量的 90％ 和 75％ 。 灌溉水利用系數(shù) 灌溉水利用系數(shù)：根據(jù)《微灌工程技術(shù)規(guī)范》要求：灌溉水的利用系數(shù)應(yīng)不低于 90%，因此取 η =。 系統(tǒng)工作小時(shí)數(shù) 設(shè)計(jì)系統(tǒng)日工作小時(shí)數(shù)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厮春娃r(nóng)業(yè)技術(shù)條件確定，不宜大于 20h。因此，取 t=20h。 灌水器設(shè)計(jì)允許流量偏差率 依據(jù)《微灌工程技術(shù)規(guī)范》，確定設(shè)計(jì)允許流量偏差率為不大于 20％ 。本滴灌工程取 vq =19%。 允許水頭偏差率 hv 灌水器流態(tài)指數(shù) x=，灌水器設(shè)計(jì)流量允許偏差率 vq =19%。依據(jù)灌水器工作水頭偏差率與流量偏差率之間的關(guān)系時(shí)可計(jì)算得工作水頭偏差率 ： ? ? )（ vυυ qqh ? ?? ??? 10 . 1 511 （ 2— 1） ）（ 0 . 1 90 . 50 . 510 . 1 510 . 1 90 . 51 ??????? = 水量平衡原理 根據(jù)微灌面積和灌溉設(shè)計(jì)補(bǔ)充強(qiáng)度，計(jì)算滴灌系統(tǒng)所需的最小供水流量，根據(jù)《微灌工程技術(shù)規(guī)范》 (SL10395)： （ 2— 2） 式中 ： A— 設(shè)計(jì)區(qū)灌溉面積， hm2； 10 at AIQ C?? 8 Ia— 設(shè)計(jì)供水強(qiáng)度， mm/d； Ia =EaP0； Ea— 設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度， 取 ； C— 系統(tǒng)日最大運(yùn)行時(shí)數(shù)， h，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留出一段非運(yùn)行時(shí)間用于系統(tǒng)檢修和其他預(yù)想不到的停機(jī)故障等。我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，日最大運(yùn)行小時(shí)數(shù)不大于 20h； n— 灌溉水利用系數(shù)，取為 ； P0— 有效降雨量，由地區(qū)相關(guān)資料知，多年平均降水量 1200mm； 只有滲入到作物根系層內(nèi)并為作物所吸收利用的降雨才能稱為有效降雨，本文依據(jù)氣象站的降雨資料，采用美國(guó)水土保持站（ USDA Soil Conservation Service ）推薦的公式（ Smith， 1992）計(jì)算有效降雨量 P0 ，計(jì)算公式如下： P0=Pt( Pt)/125 Pt250 (2— 3) P0=125+ Pt≥250mm (2— 4) 式中， Pt 為氣象站測(cè)定的一次降雨的總降雨量。 根據(jù)以上公式得： P0=。 22 8 . 2 4 h m3 . 3 310 220 . 9 54510 ==IQ ηη=Aa 即： =15=423 畝 (2— 5) 本灌溉工程井水可供的最大灌溉面積為 ， 即 423 畝。而本工程面積為 322畝，所以該水源滿足滴灌系統(tǒng)的要求。 3 灌溉制度 灌水定額 根據(jù)灌溉排水工程學(xué)公式 （ 3— 1） 計(jì)算 ： ηzP γm /）（ 畝 0?? ?? 0 . 1 （ 3— 1） 式中 ： m— 為設(shè)水定額計(jì)灌水定額， mm； γ — 為土壤容重， g/cm3；γ取 ； z— 為土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度， m； z 取 ； 0??、畝 — 土壤田間持水量和灌前土壤含水量（作物允許的土壤含水量下限取田間持水量的 75%）；均以干土重 %計(jì)，分別取 24%、 18%； P— 為土壤濕潤(rùn)比， %； P 取 60%； η — 為灌溉水有效利用率；η取 。 9 經(jīng)計(jì)算 ， m =。 灌水周期 兩次灌水的間隔時(shí)間又稱灌水周期，取決于作物、水源、管理狀況。由《灌溉排水工程學(xué)》中公式 (3— 2)計(jì)算 : ηEmTα）（? （ 3— 2） 式中： m— 設(shè)計(jì)灌水定額； Ea— 設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度 , Ea 取 4mm/d； η — 灌溉水有效利用率 , η 取 。 代入數(shù)字可得 T=6d。 一次灌水延續(xù)時(shí)間 滴灌的一次灌水延續(xù)時(shí)間與作物設(shè)計(jì)灌溉強(qiáng)度、灌水周期、計(jì)劃濕潤(rùn)土層深度、濕潤(rùn)比和滴頭流量、間距以及滴灌帶鋪設(shè)間距有關(guān)。 計(jì)算 公式如下： nqSmS tr?1t （ 3— 3） 式中： t1— 一次灌水延續(xù)時(shí)間，單位 h； n— 一株下安裝的滴頭個(gè)數(shù)； n=1； Sr— 玉米行距，單位 m； Sr=； Sr— 玉米株間距，單位 m； Sr=； q 滴 — 滴頭流量，單位 L/h； q 滴 =。 經(jīng)計(jì)算 1? ???? 所以 t1取 10 小時(shí)。 10 表 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)表 序號(hào) 參數(shù)名稱 參數(shù)值 1 土壤濕潤(rùn)比 p（ %） 60 2 滴灌設(shè)計(jì)保證率（ %） 90 3 灌溉水利用系數(shù) 4 系統(tǒng)日工作小時(shí)數(shù) ct/d 20 5 流量偏差率 qv（ %） 19 6 允許水頭偏差率 hv 7 灌溉定額 m（ mm） 8 設(shè)計(jì)灌水周期 T（ d） 6 9 一次灌水延續(xù)時(shí)間 t 10 10 灌水強(qiáng)度 Ea(mm/d) 4 4 滴灌工作制度 本工程為了較少投資，提高設(shè)備利用率，增加灌溉面積，所以采用輪灌制度。輪灌一般是將支管分成若干組，由干管輪流向各組支管供水，而支管內(nèi)部則同時(shí)向毛管供水。 輪灌組數(shù) 滴灌系統(tǒng)工作制度由隨機(jī)、續(xù)灌、輪灌灌溉三種配水方式。隨機(jī)供水灌溉只適用于一個(gè)系統(tǒng)多個(gè)承包戶、種植多種作物的形式。全系統(tǒng)續(xù)灌要求系統(tǒng)內(nèi)全部管道同時(shí)供水，對(duì)設(shè)計(jì)灌區(qū)內(nèi)所有作物同時(shí)灌水，因而系統(tǒng)流量大增加工程投資，供水時(shí)間短設(shè)備利用率低，只適用于較小的滴灌系統(tǒng)。滴灌系統(tǒng)一般采用輪灌配水方式，其灌水方式是以同時(shí)開(kāi)啟數(shù)條 (對(duì) )毛管為一個(gè)基本灌水單元，運(yùn)行時(shí)他們按輪灌分組依次輪流受水；對(duì)于基本灌水單元上游的各級(jí)管道一般是上以級(jí)管道向下一級(jí)管道配水時(shí)下一級(jí)管道輪流受水。 本工程的灌水小區(qū)呈平行四邊形，長(zhǎng) 180m，寬 100m，面積 18000m2，合 27 畝。根據(jù)典型區(qū)面積（ 322 畝）和灌溉小區(qū)面積（ 27 畝），地塊劃出 12 個(gè)輪灌組。一天安排 2 個(gè)輪灌組，一次灌水時(shí)間為 10h，灌水周期為 6d。 輪灌組的劃分方法 通常在支管的進(jìn)口安裝閘閥和流量調(diào)節(jié)裝置，使支管所管轄的面積成為一個(gè)灌水單元，稱為灌水小區(qū)。一個(gè)輪灌組可包括一條或若干條支管，也就是支管分組供水，支管內(nèi)部同時(shí)供水。要求每個(gè)輪灌組的流量大小既不能超過(guò)井的出水量，又不能明顯小于井的出水量。每個(gè)輪灌組的流量要相差無(wú)幾，以防流量變化過(guò)大導(dǎo)致管道損壞。 灌水工作表見(jiàn)表 41。 11 表 41 灌水工作表 工作時(shí)期 輪灌組編號(hào) 工作支管編號(hào) 工作時(shí)間 第一天 1. 41， 42， 43， 44， 0:0010:00 2. 31， 32， 33， 34 10:0020:00 第二天 3. 101， 102， 103， 104 00:0010:00 4. 91， 92， 93， 94 10:0020:00 第三天 5. 51， 52， 53， 54 00:0010:00 6. 21， 21， 23， 24 10:0020:00 第四天 7. 111， 112， 113， 114 00:0010:00 8. 81， 82， 83， 84 10:0020:00 第五天 9. 61， 62， 63， 64 00:0010:00 10. 11， 12， 13， 14 10:0020:00 第六天 11. 121， 122， 123， 124 00:0010:00 12. 71， 72， 73， 74 10:0020:00 各級(jí)管道流量計(jì)算 出水孔設(shè)計(jì)流量為 ， 一對(duì)毛管滴頭數(shù)為 2122=424 個(gè)，可得一對(duì)毛管的流量為 424=。一條支管帶 INT[200/]個(gè)毛管，其流量為： 254166=42164L/h =43m3/h。 根據(jù)地塊形狀，采用毛管鋪設(shè)長(zhǎng)度為 85 米，毛管采用豐字形布置，整個(gè)灌區(qū)共有1992 條毛管。 一條毛管的進(jìn)口流量 毛i q?? ?n iQ毛 (4— 1) =212 =254L/h =式中： Q 毛 — 毛管進(jìn)口流量， L/h； qi— 第 i 個(gè)灌水器或出水口的流量， L/h； n— 毛管上灌水器的數(shù)目。 支管流量的確定 支管首端的流量為： 毛ii支 n1?? ? （ 4— 2） =42 254（單向） 12 =10668L/h =式中： Q 支 — 支管首端的流量， L/h； Q 毛 i— 第 i 個(gè)毛管首端的流量， L/h； n— 支管上安裝毛管的數(shù)目。 干管各段的流量計(jì)算 干管流量需分段計(jì)算，輪灌情況下，同一干管段對(duì)不同輪灌組供水時(shí)，各組流量可能不相同，此時(shí)應(yīng)選擇各組流量的最大值作為干管段的設(shè)計(jì)流量。 表 42 各級(jí)管道流量表 出水孔流量 （ L/h） 毛管進(jìn)口處流量 （ L/h） 支管進(jìn)口處 （ m3/h） 干管 (m3/h) 1 2 254 43 45 輪灌組數(shù)校核 已知 T=6d, C=22h, t=10h/組，依據(jù)下式可得最大輪灌組數(shù)。 1310 226 ???? ）( tTCI N TN max （ 4— 3） 實(shí)際輪灌組數(shù) 1312 m a x ??? NN 輪灌組 ，滿足設(shè)計(jì)要求。 5 灌水小區(qū)水力設(shè)計(jì) 水力設(shè)計(jì)的要求與任務(wù) 以兩條支管控制的灌溉范圍為一個(gè)灌水小區(qū)，灌水小區(qū)水力設(shè)計(jì)需滿足灌水均勻度的要求，其流量偏差率需滿足規(guī)范規(guī)定，其壓力水頭差應(yīng)在允許范圍內(nèi)，灌水小區(qū)水力設(shè)計(jì)主要任務(wù)是確定小區(qū)允許水頭偏差，根據(jù)灌水小區(qū)構(gòu)成，將允許水頭偏差進(jìn)行分配并確定毛管的極限孔數(shù)和極限長(zhǎng)度，若支管規(guī)格已經(jīng)選定，還需確定支管的合適長(zhǎng)度。 允許水頭偏差的計(jì)算 灌水小區(qū)允許水頭偏差 [Δh]依據(jù)規(guī)范按下式計(jì)算； [Δh]=[hv]hd （ 5— 1） = = 式中： [Δh]— 灌水小區(qū)允許水頭偏差， m； 13 [hv]— 允許水頭偏差率 ， ； hd— 灌水器設(shè)計(jì)水頭 ， 。 將小區(qū)允許水頭偏差在毛管和支管間進(jìn)行分配，取 β1=， β2= [Δh1]=[Δh]=045= （ 5— 2） [Δh2]=[Δh]== （ 5— 3） 式中： [Δh1]— 支管允許水頭偏差； [Δh2]— 毛管允許水頭偏差； β1— 允許水頭偏差分配給支管的比例； β2— 允許水頭偏差分配給毛管的比例。 毛管的極限孔數(shù) Nm和極限長(zhǎng)度 毛管的極限孔數(shù) Nm=INT ? ? 0 .3 6 44 .7 51 .7 55 .4 4 6 )( k sq d dΔh 1 （ 5— 4） =INT ) 4 (?? ?? =334 個(gè) 式中： Nm— 毛管的極限孔數(shù)；