果园微喷灌系统规划与设计

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1、1999年12月节水灌溉1999年第6期果园微喷灌系统规划与设计邹战强(广东省水利水电科学研究所广州510610)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23~7年左右。规划13.3hm的微灌

2、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8~21m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3打的一口深25m的水井,流量为25m/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54mm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

3、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,并尽量向两侧毛图1微灌工程规划图管供水,毛管平行等高线布置,见图1。规划设计参数为:南方果树的湿润比P.35,设3微喷灌溉制度设计计算计灌水均匀度Cu=95%,灌水有效利用系数G=0.9,3.1一次灌水量计算设计日耗水强度Ea=2.71mm/d。微喷灌设计一次灌水量用(1)式计算19M=0.1rh(Wd-Wo)P(1)4微灌系统管网水力计算式中M灌水定额,mm;r土壤容量,砂质壤土r=1.37g/cm3;4.1毛管水力计算h灌水湿润深度,取h=0.5m;4.1.1毛管水力计算参数Wd土壤田间最

4、大持水量,Wd=22%;本工程采用全圆折射式微喷头,已知灌水器流态Wo设计含水量下限,Wo=0.6Wd=指数X=0.5,微灌系统设计流量偏差qv=0.2,灌水器13.2%;设计工作水头hd=0.1MPa,设计流量q=60L/h。P土壤温润比,P=2@5/(4.5@6)=4.1.2灌水器设计允许工作水头偏差率0.37。11-XHv=qv(1+0.12qv)M=0.1@1.37@50@(22-13.2)@0.37XX=22.3(mm)11-0.5=@0.2@(1+0.12@@0.2)3.2设计灌水周期0.50.5T=M/Ea=0.422.3/2.71=8.23(d)4.1.3毛管

5、最大出水孔数取T=8d5.533D4.75hdHv0.36363.3一次灌水延续时间Nm=(1.75)+0.52KSqdt=MStSr/(G水nqd)(2)4.755.533@12@10@0.40.3636式中t一次灌水延续时间,h;=(1.1@4.5@601.75)+0.52St果树株距,m;=9.83(孔)G水灌水有效利用率,取G水=0.9;取Nm=10(孔)qd微喷头流量,qd=60L/h;4.1.4毛管设计最大长度n灌水器数量,n=1个/株。Lmax=NmS+S0t=22.3@4.5@6/0.9@1@60)=11.15(h)=10@4.5+4.5/2取t=11(h)=

6、47.25(m)3.4轮灌组数目每天工作时间取C=8h,则轮灌组数目根据实际地形和管道布置情况,实际最大毛管长N=CT/t度L=42.5m

7、/h-52@601.696@2+1.34@10@60组支管流量合计组支管流量合计=14.43(m)支112.36支79.24-5-(0.123Lg1.2+4.88)A=1.006@10@1.21支27.239.544支86.031.62-6=4.1@10支148.58支1816.380.018支2211.4m=1.753(D/2.5)0.018=1.753(1.2/2.5)支39.1支1014.522支410.6238.585支1113.1437.26=1.73支166.54支199.6K=1.1支20