農(nóng)田水利工程滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

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1滴灌系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)

進(jìn)行滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要對(duì)當(dāng)?shù)氐匦?、地質(zhì)進(jìn)行全面、詳細(xì)的勘察，全面了解并掌握當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)及水資源條件，然后應(yīng)用科學(xué)的計(jì)算方法進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，進(jìn)而實(shí)施滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

1.1滴灌帶鋪設(shè)方式和管道的具體布置

滴灌帶鋪設(shè)及管道布置方式應(yīng)以工程所處土壤條件作為根據(jù)進(jìn)行合理選擇。例如，在沙漠平原地區(qū)可選擇應(yīng)用低壓、小流量的高效節(jié)水模式。管道布置方式需根據(jù)具體灌溉農(nóng)作物進(jìn)行選擇。不同農(nóng)作物在灌溉過(guò)程中對(duì)管道布設(shè)存在不同的要求。在對(duì)管道布置進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)最大限度的縮短路線，滴灌帶鋪設(shè)方向應(yīng)與農(nóng)作物的生長(zhǎng)方向保持良好一致性。此外，在對(duì)管道布置進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)對(duì)各用水單元的實(shí)際需要進(jìn)行充分考慮，盡量使管道的管理具有便捷性，為組織輪灌的實(shí)施提供便利。同時(shí)，管道布置設(shè)計(jì)還應(yīng)對(duì)其經(jīng)濟(jì)合理性和運(yùn)行過(guò)程中的可靠性和實(shí)效性進(jìn)行充分考慮。

1.2滴灌及工作制度設(shè)計(jì)

最大灌水定額為mmax，設(shè)計(jì)灌水周期為T，設(shè)計(jì)供水強(qiáng)度為Ia，T0＝mmax/Ia，T≤T0；計(jì)凈灌水定額為md，供水強(qiáng)度為Ia，md＝T×Ia；設(shè)計(jì)毛灌水定額為m毛，灌溉水利用系數(shù)為η＝0.9，m毛＝md/η；t為一次灌水延續(xù)時(shí)間，Se為滴頭間距，SL為毛管布設(shè)間距，Qd為灌水器額定流量，t＝m毛×Se×SL/Qd。在工作制度上，設(shè)計(jì)灌水周期T，日供水小時(shí)數(shù)td，一次灌溉延續(xù)時(shí)間t，最多輪灌組數(shù)Nmax（組），Nmax＝[T•td/t]。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)以地形實(shí)際條件及管理的方便作為主要依據(jù)，對(duì)輪灌組數(shù)量進(jìn)行合理確定。

1.3相關(guān)計(jì)算設(shè)計(jì)

1.3.1毛管水頭損失毛管水頭損失計(jì)算公式為：h毛管(m)＝kfSeqdm/db（（N＋0.48）m＋1/（m＋1）-Nm(1-S0/Se)）其中，f為摩阻系數(shù)，m為流量指數(shù)，b為管徑指數(shù)，k為水頭損失擴(kuò)大系數(shù)，Se為毛管上分流孔間距，qd為灌水器的設(shè)計(jì)流量，d毛為確定毛管內(nèi)徑，N為確定毛管孔數(shù)，S0為毛管首孔至支管的距離。

1.3.2毛管的進(jìn)口工作壓力毛管的進(jìn)口工作壓力計(jì)算公式為：h0毛＝hd＋Rkf•Se•qdm（N-0.52）m＋1/（（m＋1）dm）＋kf•S0（Nqd）m＋1/dn其中，hd為額定工作水頭，k為水頭損失擴(kuò)大系數(shù)，f為摩阻系數(shù)，m為流量指數(shù)，Se為毛管上分流孔間距，qd為灌水器的設(shè)計(jì)流量，d為毛管內(nèi)徑，N為確定毛管孔數(shù)，S0為毛管首孔至支管距離。2.3.3支管水力計(jì)算支管水力計(jì)算的計(jì)算公式為：d支管＝(kfSL（2Nqd）m/Δh2((N1＋0.48)m＋1/(m＋1)-N1m(1-S0/SL)))1其中，k為水頭損失擴(kuò)大系數(shù)，k＝1＋hj/hf＝1.2，SL為毛管布設(shè)間距，qd為灌水器的設(shè)計(jì)流量，Δh2為支管允許水頭偏差，N1為一條支管控制毛管對(duì)數(shù)，S0為首孔至支管距離。

1.4水泵選擇及首部樞紐設(shè)計(jì)

在選用水泵時(shí)，應(yīng)以水力計(jì)算作為根據(jù)進(jìn)行合理選擇。水泵的設(shè)計(jì)流量、設(shè)計(jì)揚(yáng)程、選取潛水泵型號(hào)等均需根據(jù)具體水力計(jì)算結(jié)果而定。為了避免水錘發(fā)生，在運(yùn)行水泵的過(guò)程中應(yīng)向?qū)⒊鏊诖蜷_(kāi)，然后在將水泵打開(kāi)。實(shí)施關(guān)閉操作時(shí)，應(yīng)先將水泵關(guān)閉，然后再將出水口關(guān)閉。系統(tǒng)的開(kāi)啟和關(guān)閉均需要緩慢進(jìn)行，避免水錘發(fā)生。在系統(tǒng)首部設(shè)計(jì)主要包含過(guò)濾器、施肥罐、控制量測(cè)設(shè)施與保護(hù)裝置3個(gè)部分。過(guò)濾器按照在干管上，并同時(shí)按照配套相應(yīng)管件。以系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量作為根據(jù)，嚴(yán)格參照微灌常用施肥設(shè)施技術(shù)參數(shù)表進(jìn)行施肥罐的配備裝置。當(dāng)在過(guò)濾器前設(shè)置有水表時(shí)，應(yīng)在首部樞紐進(jìn)管網(wǎng)位置設(shè)置逆止閥，其規(guī)格應(yīng)和過(guò)濾器的進(jìn)出口直徑保持一致。在過(guò)濾器進(jìn)出口位置設(shè)置有壓力表時(shí)，首部樞紐應(yīng)在連接管合田間管網(wǎng)的最高位置設(shè)置有排氣閥。

1.5系統(tǒng)投資估算及經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

進(jìn)行農(nóng)田水利工程滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中還需對(duì)系統(tǒng)的投資及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行估算和評(píng)價(jià)。全面考慮工程實(shí)際施工的便捷性和對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生的影響，高度重視滴灌管線布置及敷設(shè)的合理性。同時(shí)，還要對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行充分考慮，最大限度地選擇使用經(jīng)濟(jì)型滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

2結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，我國(guó)農(nóng)田水利中滴灌技術(shù)的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大。該種技術(shù)的應(yīng)用存在諸多優(yōu)點(diǎn)，但是技術(shù)的應(yīng)用還有需不斷完善。在實(shí)施系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中積極借鑒相關(guān)成功設(shè)計(jì)方案，從具體工程特點(diǎn)及實(shí)際情況出發(fā)，選擇應(yīng)用具有科學(xué)性、合理性的經(jīng)濟(jì)型滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，促進(jìn)滴灌技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值得到充分體現(xiàn)。

作者：郭本軍 單位：新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第八師一四一團(tuán)