【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （一）確定管理組織、制度和人員 36 （二）用水管理 36 （三）滴灌工程管理 36 水源工程的使用和維護(hù) 36 機(jī)泵運(yùn)行和維修 37 管道的運(yùn)行和維修 37 管路附件與附屬設(shè)備的運(yùn)行管理與維護(hù) 38 滴頭的管理與維護(hù) 38 十三、結(jié)束語(yǔ) 38 參考文獻(xiàn) 39 致謝 40 附圖 附圖一、管網(wǎng)系統(tǒng)布置圖 附圖二、首部樞紐布置圖 附圖三、細(xì)部構(gòu)件連接示意圖 附圖四、工程施工總平面布置圖 附圖五、工程施工進(jìn)度計(jì)劃圖 附圖六、工程施工進(jìn)度計(jì)劃網(wǎng)絡(luò)圖 8 摘要 水是果樹(shù)健壯生長(zhǎng)、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。在目前水資源嚴(yán)重短缺的情況下，節(jié)水灌溉技術(shù)顯得尤為重要。蘋果是我國(guó)西北地區(qū)的主要經(jīng)濟(jì)作物，具有大面積種植的歷史，但由于常年干旱少雨，導(dǎo)致蘋果產(chǎn)量不高。研究蘋果的節(jié)水高產(chǎn)的灌水方法，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)就變得十分必要 。本設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)蘋果的節(jié)水高產(chǎn)為目的，設(shè)計(jì)果樹(shù)的滴灌系統(tǒng)，具體設(shè)計(jì)步驟為：第一步，根據(jù)提供的基本資料，規(guī)劃系統(tǒng)布置，初定首部樞紐配置及輸配水管網(wǎng)的布置方案，選取管材和基本設(shè)計(jì)參數(shù)，確定滴頭規(guī)格。第二步，根據(jù)選定參數(shù)計(jì)算系統(tǒng)的其它相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)。第三步，根據(jù)各級(jí)管道的水力計(jì)算，確定各級(jí)管道管徑，并確定管網(wǎng)布置與系統(tǒng)工作制度。第四步，首部樞紐設(shè)計(jì)。包括水泵，施肥罐，過(guò)濾器及各種控制量測(cè)設(shè)施和保護(hù)裝置的選型。第五步，計(jì)算主要設(shè)備材料用量，確定單價(jià)，計(jì)算設(shè)備材料費(fèi)及其他費(fèi)用，求出 項(xiàng)目總投資，做出經(jīng)濟(jì)可行性分析并最終確定 方案。 關(guān)鍵詞：果樹(shù) 滴灌 西北地區(qū) 9 （一）緒論 水資源短缺是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的長(zhǎng)期制約因素之一，特別在西北地區(qū)一方面缺水，一方面又大水漫灌，水的浪費(fèi)十分驚人。因此，在保證作物增產(chǎn)，充分滿足社會(huì)需求的前提下，緩解農(nóng)業(yè)灌溉用水危機(jī)問(wèn)題，推廣節(jié)水灌溉是必由之路。滴灌技術(shù)是目前世界上先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)之一，它能將作物生長(zhǎng)所需的水分和各種養(yǎng)分適時(shí)適量地輸送到作物根部附近的土壤中，因此，具有顯著的節(jié)水、增產(chǎn)效果。據(jù)測(cè)試，在推廣使用中平均每畝節(jié)水在 50— 70%、節(jié)肥 50%、增產(chǎn) 20%—30%、提 高品質(zhì) 10— 20%、減少病蟲(chóng)害 10— 30%，節(jié)約勞動(dòng)力為 80%。使用該項(xiàng)技術(shù)灌溉管理成本低、安裝、操作和維修方便、生態(tài)環(huán)保、高效節(jié)能，特別適用于一家一戶山地果園種植戶使用，深受廣大農(nóng)戶的歡迎。 （二）項(xiàng)目區(qū)農(nóng)業(yè)的制約因素 項(xiàng)目區(qū)位于西北地區(qū)，系統(tǒng)面積 194 畝。灌溉水源主要為地表水，耕地為壤土，土壤保水、保肥性差，使得毛灌溉定額搞高。目前每年灌溉用水量大，水量不穩(wěn)定。呈季節(jié)性缺水狀況，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)受到干旱，越是枯水期或枯水年河流水引用水量大，甚至全引，導(dǎo)致斷流的威脅。按照原有灌溉技術(shù)和灌溉管理水平，用水緊張的矛盾 日益突出，同時(shí)由于季節(jié)性缺水已地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，已成為農(nóng)業(yè)生 10 產(chǎn)發(fā)展的重要障礙。 （三）項(xiàng)目區(qū)節(jié)水灌溉的必要性 是發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)提高水利用率的需要 1998 年 5 月在關(guān)于我國(guó)水資源問(wèn)題的重要批示中指出：“當(dāng)今社會(huì)水資源為世界各國(guó)所關(guān)注，我國(guó)水資源大為短缺。我們過(guò)去的認(rèn)識(shí)很不夠，必須引起全黨高度重視。 “要大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，把節(jié)水灌溉作為一項(xiàng)革命性的措施來(lái)抓”。大力發(fā)展節(jié)水灌溉，有效解決農(nóng)業(yè)發(fā)展中的干旱缺水問(wèn)題，是保證地區(qū)經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定、快速發(fā)展的關(guān)鍵和地區(qū)水利事業(yè)發(fā)展的方向 是緩解季節(jié)性缺水矛 盾的需要 灌區(qū)每年的灌水量大，地表水和地下水越來(lái)越少，枯水期流量更小，甚至斷流，存在嚴(yán)重的季節(jié)水土不平衡，季節(jié)性缺水嚴(yán)重。采用滴灌后，減低毛灌溉定額，節(jié)水達(dá) 30%，能顯著緩解因季節(jié)性缺水對(duì)農(nóng)業(yè)造成的干旱威脅。走節(jié)水農(nóng)業(yè)道路，已成為該地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)、農(nóng)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展主要措施之一。 是提高作物單產(chǎn)、提高地區(qū)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的需要 由于土壤多為壤土，土壤保水、保肥性差，而導(dǎo)致大量的中低產(chǎn)田。滴灌技術(shù)的引進(jìn)使作物的產(chǎn)量有了顯著的提高。經(jīng)過(guò)這幾年的種植，在技術(shù)上與管理上積累了經(jīng)驗(yàn)。項(xiàng)目實(shí)施可提高作物單產(chǎn)，增強(qiáng)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力 、增加當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的收入，改善群眾生活水平，對(duì)耕區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著直接意義。 是農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的必然選擇 11 為改變農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值偏低的現(xiàn)狀，提高經(jīng)濟(jì)效益，就必須按照市場(chǎng)需求，調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)。滴灌能更好的適應(yīng)經(jīng)濟(jì)作物灌溉，節(jié)約水量，且省工，同時(shí)提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。因此在項(xiàng)目區(qū)新建滴灌是農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的必然選。 綜上所述，利用高效節(jié)水灌溉等精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)是灌區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的根本出路，本項(xiàng)目實(shí)施不僅可節(jié)水增效，而且能調(diào)整項(xiàng)目區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生更好的經(jīng)濟(jì)效益，符合西北地區(qū)調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的思路，并能發(fā)揮滴灌技術(shù)輻射帶動(dòng)作 用，投資建設(shè)該項(xiàng)目是十分迫切和必要的。下面我就西北地區(qū)某果園滴灌設(shè)計(jì)做一個(gè)詳細(xì)的方案說(shuō)明。 一、 果樹(shù)滴灌規(guī)劃設(shè)計(jì)基本資料 （一） 果園滴灌工程項(xiàng)目概況 項(xiàng)目區(qū)為西北地區(qū)某一蘋果園，為了增產(chǎn)增效，節(jié)約灌溉用水，擬改變?cè)瓉?lái)地面灌水方式，采用先進(jìn)的滴管系統(tǒng)灌溉。 地形與土壤 灌區(qū)面積約 194 畝（如下圖），地形平坦，土質(zhì)為壤土，土層厚度 米， 米土層平均干容重 ,田間持水率（占土體干土重）為 25%。 作物 灌區(qū)種植盛齡期蘋果樹(shù)，株距、行距為 3*3 米，種植方向?yàn)闁|西。經(jīng)田間試驗(yàn)，該 地蘋果樹(shù)最大耗水量為 6mm/d。 氣象 12 該地區(qū)多年平均降雨量 260mm,多年平均蒸發(fā)量 1450。 水源 果園南邊有一水井，出水量為 52m3/h，動(dòng)水位為 19 米。 電源 灌區(qū)附近配有動(dòng)力電源，使用方便。 二、 滴灌技術(shù)參數(shù)確定 （一） 灌溉設(shè)計(jì)保證率確定 根據(jù) SL103— 95 《微灌工程技術(shù)規(guī)范》：微灌工程設(shè)計(jì)保證率應(yīng)根據(jù)自然條件和經(jīng)濟(jì)條件確定，不應(yīng)低于 85% （二） 灌溉水利用系數(shù)確定 規(guī)范 GB/T50485— 2020 《微灌工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：對(duì)于滴灌水利用系數(shù)不應(yīng)低于 噴灌、涌泉灌不應(yīng)低于 從而可知 。灌溉水利用系數(shù)為 95%。 （三） 設(shè)計(jì)土壤潤(rùn)濕比 P 的確定 根據(jù)表 11 可查的 P 的取值 表 1— 1 微灌設(shè)計(jì)土壤潤(rùn)濕比 % 作物 滴灌、涌泉灌 微噴灌 作物 滴灌、涌泉灌 微噴灌 果樹(shù)、喬木 25— 40 40— 60 蔬 菜 60— 90 70— 100 葡萄、瓜類 30— 50 40— 70 糧、棉、油等植物 60— 90 — 草、灌木 — 100 根據(jù)表 11 可知：設(shè)計(jì)土壤潤(rùn)濕比 P 不小于 33% （四） 設(shè)計(jì)作物耗水強(qiáng)度 Ea 的確定 規(guī)范 GB/T50485— 2020 《微灌工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：設(shè)計(jì)作物 13 耗水強(qiáng)度應(yīng)由當(dāng)?shù)卦囼?yàn)資料確定，無(wú)資料時(shí)可通過(guò)計(jì)算或按表 12 選取。 表 12 設(shè)計(jì)作物耗水強(qiáng)度 單位： mm/d 作物 滴灌 微噴灌 作物 滴灌 微噴灌 葡萄、樹(shù)、瓜類 3— 7 4— 8 蔬菜（露地） 4— 7 5— 8 糧、棉、油等植物 4— 7 — 冷季型草 — 5— 8 蔬菜（保護(hù)地） 2— 4 — 暖季型草 — 3— 5 注： ① 干旱地區(qū)宜取上限值 ② 對(duì) 于在灌溉季節(jié)敞開(kāi)棚膜保護(hù)地，應(yīng)按露地選取設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度值 據(jù)表 12 可得知：設(shè)計(jì)作物耗水強(qiáng)度 Ea= mm/d （五） 設(shè)計(jì)灌水均勻系數(shù) Cu 確定 設(shè)計(jì)灌水均勻度應(yīng)根據(jù)作物對(duì)水分的敏感程度，經(jīng)濟(jì)價(jià)值、水源條件、地形氣候等因素綜合考慮，建議采用的設(shè)計(jì)均勻度。當(dāng)只考慮水力因素時(shí)，取 Cu=— ；當(dāng)考慮水力和灌水器制造偏差系數(shù)兩個(gè)因素時(shí)，取 Cu=— ，根據(jù)規(guī)范可得知：設(shè)計(jì)灌水均勻系數(shù) Cu 不低于 90%. （六） 設(shè)計(jì)濕潤(rùn)層深的確定 根據(jù)各地經(jīng)驗(yàn)各種作物的適宜土壤濕潤(rùn)層深度 :蔬菜為 — 大田作 物： — m 果樹(shù)： 1— m 根據(jù)規(guī)范可知：設(shè)計(jì)濕潤(rùn)層深為 m 表 13 初設(shè)滴灌系統(tǒng)參數(shù)表 序 號(hào) 參 數(shù) 名 稱 參 數(shù) 值 ① 灌溉設(shè)計(jì)保證率不低于 85% 14 ② 灌溉水利用系數(shù) ③ 設(shè)計(jì)土壤潤(rùn)濕比 P 不小于 33% ④ 設(shè)計(jì)作物耗水強(qiáng)度 Ea（ mm/d） ⑤ 設(shè)計(jì)灌水均勻系數(shù) Cu 不低于 90% ⑥ 設(shè)計(jì)濕潤(rùn)層深（ m） 四、選擇灌水器、確定毛管布置方式 （一） 選擇灌水器 根據(jù)工程使用材料情況比較，本工程擬采用河北潤(rùn)田節(jié)水設(shè)備有限公司的產(chǎn)品。產(chǎn)品名稱為內(nèi)鑲貼壁式滴灌帶，產(chǎn)品性能如下，滴灌毛管外徑 16mm。滴灌毛管進(jìn)口壓力 ，滴頭間距 ，滴頭流量為 q=12 L/h,最大鋪設(shè)長(zhǎng)度為 100m。 （二） 確定毛管布置方式 由于灌區(qū)采用果樹(shù)東西種植，因此，毛管布置采用每行果樹(shù)間布置一條毛管。兩條毛管間距 3m,并且使毛管垂直于主干管。根據(jù)實(shí)際地長(zhǎng)和產(chǎn)品的最大鋪設(shè)長(zhǎng)度，確 定每條毛管長(zhǎng) 98m，毛管布置詳見(jiàn)管網(wǎng)布置圖 12。 （三） 計(jì)算濕潤(rùn)比 根據(jù)公式：rpep SS WSNP? 式中； Np— 每棵作物的滴頭數(shù) Se— 滴水器間距 W— 濕潤(rùn)帶寬度，等于單個(gè)滴頭的濕潤(rùn)直徑 m 15 Sp— 作物株距 m Sr— 作物行距 m 則： Np=3/=2 Se= W= Sp= Sr= 則 P= ??? =50%33% 由此可見(jiàn)：滿足設(shè)計(jì)土壤濕潤(rùn)比不小于 33%的要求。 五、管網(wǎng)系統(tǒng)布置 根據(jù)工程范圍內(nèi)的地形圖，主干管沿區(qū)內(nèi)生產(chǎn)路布置，自水井向北直至末端，分干管沿果樹(shù)種植方向于主干管垂直布置，支管沿垂直分干管（果樹(shù)種植方向）布置，管部樞紐裝置布置在水泵旁邊，為了便于洗管道和冬季到來(lái)之前排干管中的積水，在干管末端布置排水井，管網(wǎng)系統(tǒng)布置詳見(jiàn)圖 11。 六、工程設(shè)計(jì) （一）確定灌溉制度 設(shè)計(jì)凈灌 水定額 maxm ? ?m inm a xm a x ?? ?? rzpm 式中： max — 最大凈灌水定額 ,mm r— 土壤容重 g/cm3 z— 土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度 cm max? — 適宜土壤含水率上限（重量百分比） % nmi? — 適宜土壤含水率下限（重量百分比） % P— 設(shè)計(jì)土壤濕潤(rùn)比， %，應(yīng)根據(jù)自然條件、植物種類、 16 種植方式及灌溉的形式，并結(jié)合當(dāng)?shù)卦囼?yàn)資料確定。 由此可知： r=? =25% =% nmi? =25% =% 則： maxm = 16 1000 33 ()=33mm 取最大凈水定額為設(shè)計(jì)凈灌水定額 設(shè)計(jì)毛灌水定額 m? ?maxmm?? 式中： m? — 設(shè)計(jì)毛灌水定額 mm max? — 最大凈灌水定額 mm ? — 灌溉水的有效利用系數(shù)，取 ?= 則 。 m? = = mm 設(shè)計(jì)灌水周期 T aEmT max? 式中； T — 設(shè)計(jì)灌水周期 d maxm — 最大凈灌水定額 mm aE — 設(shè)計(jì)作物耗水強(qiáng)度，取 aE = 則； 633?T = 取 T=6d 一次灌水延續(xù)時(shí)間 t dleq ssmt ?? 式中： t 一一次灌水持續(xù)時(shí)間 h m? — 設(shè)計(jì)毛灌水定額 mm 17 es — 灌水器間距 m ls — 作物行距 m dq — 設(shè)計(jì)流量 L/h 則： ????t h。 （二）系統(tǒng)工作制度確定 輪灌組確定 本系統(tǒng)采用輪灌方式進(jìn)行灌溉，日工作時(shí)間 t=組數(shù)目為 tCTN? 式中： N 一輪灌組 個(gè) c 一日工作時(shí)間 h T 一設(shè)計(jì)灌水周期 d t 一次灌水持續(xù)時(shí)間 h 則： c =22 h T =6 d t = h 故 622 ???N 個(gè) 根據(jù)實(shí)際資料，本工程設(shè)計(jì)分為 10 個(gè)灌區(qū)。輪灌組最大校核 1013 622m a x ?????????? tTCIN TN 可知所布置輪灌組滿足要求 輪灌組流量確定 根據(jù)實(shí)際資料，本工程設(shè)計(jì)分為 10 個(gè) 輪灌區(qū)，每個(gè)輪灌區(qū)毛管條數(shù)為 44 條 (即 1N =44)每條毛管長(zhǎng) 98 m，則滴頭數(shù) ??? eSLN 個(gè) 18 故輪灌組流量為 0 0 0 1265441 0 0 021 ?? ????? ? qNNQ m3/h 比水井供水流量 50 m3/h 小，滿足要求 灌水均勻度 由于采用了內(nèi)鑲貼片式滴頭，允許水頭范圍為 10~40 m，仍可滿足灌水均勻度不小于 80%的要求 在灌水時(shí)，每次開(kāi)主干管上的一個(gè)閥門， 并開(kāi)分干管上相對(duì)的兩個(gè)支管控制閥。每次澆水 11h，便換入下個(gè)輪灌區(qū)。 七．系統(tǒng)