半固定喷灌设计

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1、半固定式喷灌工程设计项目区实施半固定式喷灌面积1000亩，种植作物主要为冬小麦和夏玉米，典型地块选择在***村，水源为深层地下水，单井控制面积在97亩。（1）地块的选择由于管道用量与机井位置、地块形状、控制面积等因素有关，根据这些因素，喷灌地块选择***村，地块控制面积为97亩。地块基本情况见表6.3-36。表6.3-36半固定式喷灌地块基本情况表乡镇村名机井编号动水位埋深（m)井出水量（m3/h)南北长（m）东西宽(m)控制面积（亩）种植作物土壤****404019035797小麦、玉米砂壤土（2）

2、设计参数：喷灌设计保证率不低于90%；喷灌设计喷洒强度≤15mm/h;喷灌的雾化指标，W≥3000~4000；喷灌均匀系数，Cu>0.75;灌溉水利用系数，η=0.8。（3）灌溉制度与工作制度①设计灌水定额净灌水定额计算：m=1000γh(β1－β2)式中：m——净灌水定额(mm)；h——计划湿润层深度(m)，取h=0.4m；γ——土壤干容重(g/cm3)，砂壤土取＝1.4g/cm3；β1——土壤适宜含水率上限（%），土壤适宜含水率上限为田间持水量的90%，田间土壤持水量（%），以重量百分率计，取17

3、%，则β1=17%×90%=15.3%；β2——土壤适宜含水率下限（%），土壤适宜含水率的下限为田间持水量的70%；田间土壤持水量（%），以重量百分率计，取17%，则β2=17%×70%=11.9%。经计算净灌水定额为m=1000×1.4×0.4×(15.3%－11.9%)=19.0mm。②灌水周期T设计灌水周期由下式确定：T=m/EP式中：T——设计灌水周期，d；m——设计净灌水定额，mm；EP——作物需水高峰期平均日耗水量，mm/d，考虑项目区种植作物多为冬小麦和夏玉米，综合日耗水量按5mm/d。

4、经计算，设计灌水周期为4天。详细数据见表6.3-37。表6.3-37灌水定额、灌水周期计算表灌溉方式灌溉作物湿润层Ep（mm/d）土壤容重（g/cm3）净灌水定额灌水周期（d）深度（m）（m3/亩）（mm）半固定式喷灌冬小麦0.451.428.5194③单井控制面积计算管道设计流量计算采用下式：式中：Q——机井出水量，40m3/h；A——灌溉面积，亩；Ea——设计耗水强度，取5mm/d；t——水源每日供水时间，15h/d；η——灌溉水利用系数，取0.8。根据以上公式可得，单井控制面积为143.9亩。（

5、4）管道系统布置根据地块形状采用干管、分干管和支管三级管道，支管沿作物种植方向布置，分干管垂直于支管布置，干管垂直于分干管布置，干管、分干管均埋入地下，埋入深度为0.8m，支管为移动管道，铺在地面上。（5）喷头的选择和组合形式①喷头的选择根据种植物为小麦和玉米，土壤为砂壤土等条件，以及各种喷头的特性和适用范围，选择ZY-2喷头，其优点是结构简单，运行可靠，质量稳定，在国内使用较为广泛，工作参数详见表6.3-38。表6.3-38喷头性能参数一览表喷头型号喷咀直径（mm）喷头压力（Kpa）流量（m3/h）

6、射程（m）ZY-26.5/3.12503.0918②喷头的喷洒方式和组合形式区灌溉季节无固定风向，平均风速2m/s，按最不利的垂直于风速布置，采用正方形组合形式。设计喷头组合间距根据《喷灌工程技术规范》GB/T50085-2007中4.2.4条规定，内容见表6.3-39。a=b=18×1=18，取a=b=18m。表6.3-39喷头组合间距表设计风速组合间距垂直方向平行方向0.3~1.6（1.1~1.0）R1.3R1.6~3.4（1.0~0.8）R（1.3~1.1）R3.4~5.4（0.8~0.6）R（

7、1.1~1）R（6）喷头的喷洒方式与运行方式针对本灌溉区气象条件及地形情况，选用全圆喷洒方式。该设计根据井的出水量和地块形状及尺寸确定采用多支管多喷头运行方式。（7）校核喷灌强度①雾化指标验算雾化指标W=H/d=250×100/6.5=3846式中：H——工作压力为250Kpa；d——喷嘴直径6.5mm;W=3846，3000＜3846＜4000满足作物对喷头雾化的指标要求。②喷灌强度验算I.砂壤土允许喷灌强度为ρ允许=15mm/h；II.设计喷灌强度ρ=KWCρρs；式中：KW——影响喷灌强度的风

8、系数，多支管多喷头全园喷洒时，取KW=1；Cρ——影响喷灌强度的组合系数，按最不利情况考虑，多支管多喷头同时喷洒时，布置系数为：Cρ=πR2/（ab）=3.14×182/（18×18）=3.14；ρs——为无风情况下，单喷头全园喷洒时的计算强度，单喷头无风条件下全圆喷洒灌溉强度为：ρs=1000×qηp/(πR2)=1000×3.09×0.84/（3.14×182）=2.55mm/h；ρ=KWCρρs=1.0×3.14×2.55=8.01mm/h。III