果园微喷灌系统规划与设计.doc

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1、果园微喷灌系统规划与设计摘要：微喷灌技术是主要的节水灌溉技术之一，果园应用微喷灌越来越多，微喷灌系统应如何进行规划设计，才能达到要求，本文就此问题进行研究探讨。关键词：果园　微喷灌　规划　设计1　基本情况　　微喷灌是通过低压管道系统，以小的流量将水喷洒到土壤表面进行局部灌溉，微喷灌的特点是灌水流量小，一次灌水延续时间较长，灌溉周期短，需要的工作压力较低，能够较精确地控制灌水量，能把水和养分直接输送到作物根部附近的土壤中去。　　果园位于广东省电白县大衙镇，种植荔枝，树龄在3～7年左右。规划13.3hm2的微灌工程，于1996年10月建成。果园最高处高程为94.91m，坡面比较均匀，高差在8～

2、21m之间，土壤为砂壤土，含有机质少，透水性较大，保水保肥能力较差。水源利用1996年初打的一口深25m的水井，流量为25m3/h，可连续抽水4～6h，果场已有380V动力线，变压器容量为10kVA。2　规划设计方案　　荔枝基本沿等高线种植，每行树布置一条毛管，毛管沿等高线布置，毛管间距等于果树行距，即6.0m。沿毛管在每两棵树中间布置一个微喷头，微喷头间距与荔枝树株距相等，即4.5m，微喷头用Φ4mm微管与毛管连接，微管长1.0m，用插杆固定在地面上。　　根据地形条件，干管沿山丘的脊线布置，由首部枢纽A点起沿山脊向北布置APS干管和向南布置AFL干管，支管沿山坡垂直于等高线布置，并尽量向

3、两侧毛管供水，毛管平行等高线布置，见图1。图1　微灌工程规划图　　规划设计参数为：南方果树的湿润比P≥0.35，设计灌水均匀度Cu=95%，灌水有效利用系数η=0.9，设计日耗水强度Ea=2.71mm/d。3　微喷灌溉制度设计计算3.1　一次灌水量计算　　微喷灌设计一次灌水量用(1)式计算M=0.1rh(Wd-Wo)P　　　　　　　　　　　　　　　(1)式中　M──灌水定额,mm；　　　r──土壤容量，砂质壤土r=1.37g/cm3；　　　h──灌水湿润深度，取h=0.5m；　　　Wd──土壤田间最大持水量，Wd=22%；　　　Wo──设计含水量下限，Wo=0.6Wd=13.2%；　　　P

4、──土壤温润比，P=2×5/(4.5×6)=0.37。M=0.1×1.37×50×(22-13.2)×0.37=22.3(mm)163.2　设计灌水周期T=M/Ea　　22.3/2.71=8.23(d)　　取T=8d3.3　一次灌水延续时间t=MStSr/(η水nqd)(2)式中　t──一次灌水延续时间,h；　　　St──果树株距,m；　　　η水──灌水有效利用率，取η水=0.9；　　　qd──微喷头流量，qd=60L/h；　　　n──灌水器数量，n=1个/株。t=22.3×4.5×6/0.9×1×60)=11.15(h)　　取t=11(h)3.4　轮灌组数目　　每天工作时间取C=8h，则

5、轮灌组数目N=CT/t=8×8/11=5.8(组)　　取N=6(组)　　为了使每个轮灌组灌水时水泵出水量基本相等，压力比较均匀，缩小管径，降低工程投资，根据实际支管情况，将各轮灌组的分组情况划分见表1。表1　轮灌分组表　　　　　　　　　　单位：m3/h组支管流量合计组支管流量合计161支1支2支14支2212.367.28.5811.439.544支7支8支189.246.016.3831.62　2支3支4支16支209.110.626.5412.2438.58　516支10支11支1914.5213.149.6　37.26　3支5支6支15支176.249.669.9611.1637.0

6、2　6支9支12支13支217.8611.404.7414.4638.464　微灌系统管网水力计算4.1　毛管水力计算4.1.1　毛管水力计算参数16　　本工程采用全圆折射式微喷头，已知灌水器流态指数X=0.5，微灌系统设计流量偏差qv=0.2，灌水器设计工作水头hd=0.1MPa，设计流量q=60L/h。4.1.2　灌水器设计允许工作水头偏差率4.1.3　毛管最大出水孔数取Nm=10(孔)4.1.4　毛管设计最大长度Lmax=NmS+S0=10×4.5+4.5/2=47.25(m)　　根据实际地形和管道布置情况，实际最大毛管长度L=42.5m＜Lmax=47.25m，满足设计要求。4.1

7、.5　毛管进口压力h0计算　　毛管沿树行平行于等高线布置，灌水器最大工作压力水头在毛管进口处第一个出水口处。　　　　　　　　　　　　　　h0=h1+ka(Nqd)mSo-JSo　　　　　　　　　　　　　　h1=(1+0.62×0.2)1/5×10+8.4×10-4　　　　　　　　　　　　　　　　×601.696×2+1.34×10-5×602　　　　　　　　　　　　　　　=14.43(m)　　　　　　　　　　　　　　α=