【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 置是滴灌系統(tǒng)的重要組成部分之一，被稱為滴灌系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)器 ?，F(xiàn)在在農(nóng)業(yè)中廣泛使用的主要有四種施肥裝置：壓差式施肥罐、文丘里吸入式施肥器、開敞式施肥器以及泵注入式施肥裝置。后三種一般用于小面積農(nóng)田作物和溫室大棚。壓差式施肥罐由于其價(jià)格低廉、施肥方便、易于管理操作和大容積等優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于大田作物。 壓差式施肥罐的容積的確定一般按下式計(jì)算選擇： ?S SGAV )1( ?? 式中： V—— 肥料罐容積（升）； +++++**++2021 年 畝節(jié)水增效示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 20 G—— 單位面積需施用某種化肥的重量（千克 /公頃）；棉花主要施用尿素，根據(jù)已施工滴灌運(yùn)行情況，每次施用 135Kg/公頃。 A—— 滴灌系統(tǒng)一個(gè)輪灌組控制 的面積（公頃）；本項(xiàng)目輪灌組控制面積約為 公頃。 S—— 化肥的溶解度，即 20℃時(shí) 100 千克水可溶解的化肥量（千克）；尿素的溶解度為 105 千克。 ρ —— 化肥溶液的密度（千克 /升）；尿素的密度為 千克 /升。 經(jīng)計(jì)算，經(jīng)計(jì)算 V=256 升，本項(xiàng)目滴灌系統(tǒng)施肥罐容積實(shí)際取 300L。 設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度 Ea 設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度 Ea 采用頻率為 85%設(shè)計(jì)年月平均耗水強(qiáng)度峰值，該值由下式計(jì)算 : ET=Kw Kc ET0 Ea—— 設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度； mm/d ET—— 階段日平均需水量； mm/d ET0—— 階段日平均參照需水量； mm/d Kw—— 土壤水分修正系數(shù)； Kc—— 作物系數(shù)； 參照作物需水量由修正后的彭曼公式計(jì)算： 10000????????PPERPPETn 式中： P0—— 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓， P0=； +++++**++2021 年 畝節(jié)水增效示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 21 P—— 計(jì)算地點(diǎn)平均氣壓； hPa； Δ —— 平均氣溫時(shí)飽和水氣壓隨溫度的變率， Δ =dea/dt； T—— 平均氣溫，℃； γ —— 溫度計(jì)常數(shù)，γ =℃； Rn—— 太陽(yáng)凈輻射，以所能蒸發(fā)的水層深度計(jì)（ mm/d）； Ea—— 干燥力， mm/d； 通過(guò)對(duì) 氣象站三十年（ 19581988）的氣象資料分析、計(jì)算，確定 30年逐月平均需水量，確定設(shè)計(jì)保證率 P=85%時(shí)， Ea=。 滴灌帶型式的選擇 由于滴灌帶用量較大，所以滴灌帶的選擇型式?jīng)Q定整個(gè)滴灌系統(tǒng)的造價(jià)，用在大田中的型式主要有復(fù)用型內(nèi)鑲式滴灌帶和非復(fù)用型單翼迷宮式兩種，復(fù)用型內(nèi)鑲式滴灌帶具有流量穩(wěn)定，抗堵塞性能好等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格較高，約為單翼迷宮式的兩倍，作為復(fù)用型，冬季保存和春天鋪設(shè)都需耗費(fèi)大量的人力和物力，損耗較大，現(xiàn)在使用越來(lái)越少；而單翼迷宮式 滴灌帶，價(jià)格低，只使用一個(gè)生產(chǎn)季節(jié)，鋪設(shè)時(shí)可與地膜、播種一次完成，生產(chǎn)季節(jié)結(jié)束后，由廠家負(fù)責(zé)回收，節(jié)省許多人力和物力。因此，本工程選用非復(fù)用型單翼迷宮式滴灌帶。 膜下滴灌條件下滴頭流量的選擇 本項(xiàng)目區(qū)滴灌系統(tǒng)滴頭流量的選擇根據(jù)系統(tǒng)的土質(zhì)和棉花的種植模式綜合確定。確定依據(jù)有兩點(diǎn)，一是 根據(jù)《微灌工程技術(shù)》一書中的數(shù)據(jù)，對(duì)于中壤土，滴頭流量為 ， +++++**++2021 年 畝節(jié)水增效示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 22 滴頭其濕潤(rùn)直徑為 100 厘米。那么可以估算出，對(duì)于 徑為 90 厘米左右。二是 根據(jù) *****農(nóng)墾科 學(xué)院與西安理工大學(xué)室內(nèi)研究成果，結(jié)合 *****近幾年對(duì)大田棉花膜下滴灌生產(chǎn)實(shí)際的觀測(cè)調(diào)查總結(jié)所得的結(jié)論： （種植模式： 30603060）棉花 ① 粘土、重壤土宜選擇滴頭流量 ～ ,間距 為宜。 ② 中壤土、輕壤土宜選擇滴頭流量 ～ ,間距 為宜。 ③ 砂土宜選擇滴頭流量 ～ ，間距 為宜。 （種植模式 ： 20402060）棉花 ① 粘土、重壤土宜選擇滴頭流量 ～ ,間距 為宜。 ② 中壤土、輕壤土宜選擇滴頭流量 ～ ,間距 為宜。 ③ 砂壤土宜選擇滴頭流量 ～ ，間距 為宜。 本項(xiàng)目區(qū)的土質(zhì)為中壤土和沙壤土，其種植模式如采用 ++給定的18451860 模式的話，用于一膜一管四行的滴灌形式可以滿足灌溉要求。這樣基于上面兩方面的結(jié)論，選用滴頭 流量為 和滴頭間距為 300 毫米得滴灌帶就比較合適。因此，本項(xiàng)目區(qū)滴灌帶型號(hào)選用Φ 16 300 和Φ 16 300 兩種。兩種滴灌帶的技術(shù)參數(shù)見表63。 表 63 單翼迷宮式滴灌帶技術(shù)參數(shù)表 規(guī)格 內(nèi)徑 （ mm） 壁厚 （ mm） 滴孔間距（ mm） 公稱流量 （ L/h） 滴頭工作壓力 （ Mpa） 滴頭流量方程 Q（ L/h）， h（ m） 16 300 Q= 16 300 Q= +++++**++2021 年 畝節(jié)水增效示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 23 3. 膜下滴灌土壤濕潤(rùn)比 滴灌土壤濕潤(rùn)比的計(jì)算根據(jù)《微灌工程技術(shù)》中給出的對(duì)于毛管為單行直線布置時(shí)，其土壤濕潤(rùn)比可用 %100??bDp計(jì)算，式中 D 為滴頭濕潤(rùn)直徑， b 為毛管間距，從《微灌工程技術(shù)》中可以查出對(duì)于中輕壤土，滴頭流量為 ,其最大濕潤(rùn)直徑分別為 米，對(duì)于沙壤土，滴頭流量為，其最大濕潤(rùn)直徑為 米，根據(jù)上面公式可以計(jì)算出對(duì)于中、沙壤土，滴頭流量為 、毛管有效間距為 米的土壤濕潤(rùn)比為 %。 基本參數(shù)的確定 根據(jù)上面的描述，本項(xiàng)目區(qū)的滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本參數(shù)確定如下： 設(shè)計(jì)保證率： 85% 灌溉水的利用系數(shù)η： 設(shè)計(jì)系統(tǒng)的日工作小時(shí)數(shù) C： 20 或 21h。 滴灌設(shè)計(jì)土壤濕潤(rùn)比 P： % 濕潤(rùn)深度 Z： 設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度 Ea： 灌溉制度 灌溉制度包括灌水定額、一次灌水時(shí)間、輪灌制度、輪灌周期和灌水次數(shù)和灌水總量。 灌溉制度中參數(shù)的確定 各個(gè)參數(shù)的計(jì)算過(guò)程詳見 表 61 滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算表。 灌水次數(shù)與灌水總量 +++++**++2021 年 畝節(jié)水增效示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 24 灌水總量由當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料按彭曼法計(jì)算，計(jì)算出總需水量后，應(yīng)根據(jù)作物各生育期的需水量確定不同時(shí)期的灌水定額及灌水周期，確定總的灌水次數(shù)，合理分配灌溉水量。該項(xiàng)目區(qū)面積 畝，規(guī)劃種植作物為棉花，結(jié)合作物的需水特性和當(dāng)?shù)氐臍夂颉⑼寥?、農(nóng)業(yè)技術(shù)條件和已建滴灌工程的運(yùn)行情況，制定出作物灌溉制度如下表： 月 旬 分項(xiàng) 4 5 6 7 8 9 合計(jì) 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 生育期 苗 期 蕾 期 花 鈴 期 吐絮期 滴灌次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13 關(guān)水定額 方 /畝 15 12 12 12 20 20 20 20 20 15 12 12 10 200 滴灌均勻系數(shù) 水利部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《微灌工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，灌水器設(shè)計(jì)允許流量偏差率 qv應(yīng)不大于 20%，設(shè)計(jì)灌水均勻系數(shù)不應(yīng)低于 。 灌水小區(qū)允許水頭偏差 ①、滴頭工作水頭偏差率 hV： 式中： X滴頭流態(tài)指數(shù)。 qv滴頭設(shè)計(jì)流量偏差。 ②、灌水小區(qū)允許水頭偏差按下式計(jì)算： [Δ H]= hV hd= 10=（米） )(h v vv qx xxq ??? ??????? ??????+++++**++2021 年 畝節(jié)水增效示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 25 式中： [Δ H]灌水小區(qū)允許水頭偏差， m； hd 設(shè)計(jì)滴頭工作水頭， m； 則毛管的允許水頭偏差為 = 米，輔管的允許水頭偏差為 =。 （一）系統(tǒng)設(shè) 計(jì)流量的初步確定 式中： A系統(tǒng)面積， hm2； Q系統(tǒng)所需流量， m3/h； Ia設(shè)計(jì)供水強(qiáng)度， mm/d， Ia=EaP0； Ea設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度， mm/d，取 ； P0有效降雨量， mm/d； *****地區(qū)可近似取 0； t水源每日供水時(shí)數(shù)， h/d；根據(jù)電力供應(yīng)情況取 20h； η 灌溉水利用系數(shù)； 根據(jù)上式可得四個(gè)系統(tǒng)所需設(shè)計(jì)流量的計(jì)算值，再根據(jù)具體輪灌情況確定實(shí)用值，設(shè)計(jì)流量值見下表 63： 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量初定表 表 63 地塊 1支 1斗 1支 2斗 1 支 3 斗 系統(tǒng) 系統(tǒng) 1 系統(tǒng) 2 系統(tǒng) 1 系統(tǒng) 2 系統(tǒng) 1 系統(tǒng) 2 系統(tǒng)面積（畝） 675 675 675 675 系統(tǒng)面積（公頃） 45 45 45 45 系統(tǒng)工作小時(shí)數(shù) 20 20 20 20 21 21 計(jì)算流量 (m3/h) 128 128 128 128 92 92 （二）管網(wǎng)布置原則 )/( 3 hmtAt At AIQ a ?? ???? ?+++++**++2021 年 畝節(jié)水增效示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 26 1． 根據(jù)作物種植要求及采用的灌溉技術(shù)，要求輸水干管要適合滴灌的要求。 2． 因地制宜，結(jié)合沉淀池位置和作物種植方向的要求，使管道總長(zhǎng)度最短和 盡量少穿越其它地物。 3． 確保作物用水要求，調(diào)水便捷，管理維修方便。 4． 輸配水干管沿地勢(shì)較高位置布設(shè)，支管垂直作物種植行布置，滴灌帶（毛管）順作物行布置。 ，為防止熱脹冷縮和冬季凍害，輸配水干管均采用地埋式，埋深 。并在管尾修排水井，以排除管道中沖砂水和秋季積水。 （三）系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 現(xiàn)在膜下滴灌設(shè)計(jì)方案很多，常見有以下三種： （支管地埋 PVC管，帶水阻管） 、系統(tǒng)特點(diǎn)： PVC 地埋， PE 輔管鋪在地面上，支管與輔管通過(guò)PVC 出地豎管連接。 行調(diào)壓，以達(dá)到支管與支管之間的壓力平衡。 。 、系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)： 。 。 水量分散，投資和運(yùn)行費(fèi)用不高。 ，使用年限長(zhǎng)。 、系統(tǒng)缺點(diǎn)： （平均 畝一個(gè)），如灌溉季節(jié)結(jié)束后回收，則來(lái)年安裝工程量大；如不回收，影響秋耕和春播。 于支管埋在地下，土建工程量大；變徑接頭多，安裝工程量大。 工作量大。 +++++**++2021 年 畝節(jié)水增效示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 27 此方案具體布置見一支一斗系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 （地面 PE 支管）方案 、系統(tǒng) 特點(diǎn)： 、輔管鋪在地面。 調(diào)壓。 、系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)： a. 由于水量分散，投資和運(yùn)行費(fèi)用不高。 案一，出地管少（平均 42 畝一個(gè)），適合秋耕和春播。 系統(tǒng)缺點(diǎn)： ，不宜保證。，加大勞動(dòng)強(qiáng)度和管材、管件的損耗。 此種方案具體布置見一支二斗系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 、系統(tǒng)特點(diǎn)：沒(méi)有輔管，用穩(wěn)流三通代替原來(lái)按扣三通，直接連接毛管和地面支管，輪灌時(shí)，一條支管全部打開，靠穩(wěn)流三通直接調(diào)節(jié)毛管流量。 、系 統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)： ，開啟一個(gè)球閥可控制面積 21 畝。 （允許水頭偏差全部加在毛管上）。 。 ，減少了收放量。 、系統(tǒng)缺點(diǎn)： ，如果維持與上述兩種方案相同的水頭，需增大干管（或分干管）管徑。故投資（或運(yùn)行費(fèi)）較前兩種方案大。 ，條田超過(guò)一定寬度時(shí)，不得不靠增加分干管數(shù)量滿足均勻度和流量平衡。 此種方案具體布置見一支三斗系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 +++++**++2021 年 畝節(jié)水增效示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 28 這三種布置形式各有優(yōu)缺點(diǎn)，故 本次示范項(xiàng)目三個(gè)系統(tǒng)分別采用了上述三種輪灌方法，通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)適合本地的工程方案。 （四）系統(tǒng)的工作制度 輪灌區(qū)的劃分： 根據(jù)滴灌系統(tǒng)的布置，為保證系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的壓力，分散水流，降低管道水頭損失，將系統(tǒng)劃分多個(gè)輪灌區(qū)。每個(gè)系統(tǒng)論灌區(qū)的劃分詳輪灌方案圖。 輪灌組數(shù) 每個(gè)系統(tǒng)的輪灌組數(shù)不能大于附表 62 中的計(jì)算組數(shù)，另外，根據(jù)系統(tǒng)管網(wǎng)的布置可酌情變化。 每個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際輪灌組數(shù)見表 64。 系統(tǒng)實(shí)際輪灌組列表 表 64 地塊 1支 1斗 1 支 2 斗 1 支 3 斗 系統(tǒng) 系統(tǒng) 1 系統(tǒng) 2 系統(tǒng) 1 系統(tǒng) 2 系統(tǒng) 1 系統(tǒng) 2 系統(tǒng)面積（畝） 675 675 675 675 輪灌組數(shù)（個(gè)） 20 20 20 20 21 21 （五）各級(jí)管道設(shè)計(jì)流量的確定 各級(jí)管道設(shè)計(jì)流量的確定應(yīng)按實(shí)際運(yùn)行方案分別計(jì)算，主干管的流量按照最不利路線時(shí)的流量計(jì)算。 毛管流量：毛管的流量等于計(jì)算毛管上各滴頭流量之和即： Q 毛 = Nd qd 式中： Q 毛 單側(cè)毛管的總流量。 +++++**++2021 年 畝節(jié)水增效示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 29 Nd毛管滴頭個(gè)數(shù)。 qd設(shè)計(jì)滴頭流量。 輔管的設(shè)計(jì)流量： Q 付 = N 毛 2Q 毛 式中 ： N 毛 輔管上同時(shí)工作的毛管數(shù)目； Q 毛 單側(cè)毛管的總流量； Q 輔 輔管的設(shè)計(jì)流量； 支管的設(shè)計(jì)流量： Q 支 = N 輔