膜下滴灌技术规范[1]

'惠农区膜下滴灌标准化生产技术规范一、前言（一）水源资料项目区水源为井水。（二）作物资料该项目区种植作物为蔬菜,其株行距分别为:0.25m×0.8m和0.25m×1m。二、系统选型项目区确定采用固定式滴灌系统的支管+毛管系统。固定式滴灌系统由水源工程、首部装置、输配水管网以及灌水器四部分组成。本滴灌系统以井水为水源，通过离心泵抽取加压进入首部。首部枢纽包括过滤装置，施肥装置和测控装置。过滤装置的作用是将水中的固体大颗粒过滤，防止这些污物进入滴灌系统堵塞滴头或在系统中形成沉淀。项目区的过滤装置采用离心+网式过滤器，过流量为50m3/h11-- 。施肥设备的作用是使易溶于水并施于根系的肥料、农药、化控药品等在施肥罐内充分溶解，然后再通过滴灌系统输送到作物根部，便于作物吸收，充分发挥肥效，同时减少肥料浪费。项目区选用容积为100升和200升的施肥罐。测控装置的作用是方便系统的操作、运行管理、保证系统安全，它包括阀门、压力表、排气阀、逆止阀。输配水管网包括主干管、分干管、支管、毛管及连接管件。干管起到为滴灌系统输送水量的作用。项目区采用两级干管：主干管和分干管。主干管由一条管线构成，分干管由若干条管线组成。支管在滴灌系统中起控制滴灌带适宜长度，划分轮灌区的作用。本方案中干管采用0.4Mpa的PVC管以地埋形式铺设。支管采用薄壁纳米改良性PE管铺设于地表。管件的作用是将各部分管道连通为管网。灌水器作用是把末级管道中的压力水流均匀而稳定地分配到田间，满足作物对水分的要求。本系统毛管采用单翼迷宫式滴灌带。一、水源分析及水源工程规划（一）、水源分析项目区为井水滴灌，水质处理以过滤泥砂为主，通过首部离心+网式过滤器处理后，基本达到滴灌水质要求。水中含盐量基本能满足作物灌溉水质要求。（二）、水源工程规划项目区滴灌系统的水源为井水，在水量上，完全能够满足滴灌用水要求。而在水质处理方面使用离心+网式过滤器做处理,详见离心+网式过滤器结构图。四、参数的确定（一）本滴灌系统基本参数的取值1、设计保证率：不低于85%2、灌溉水的利用率：0.903、设计系统的日工作小时数：20-22h。4、滴灌设计土壤湿润比（P）：50%5、设计耗水强度（Ea）：6mm/d（二）灌溉制度11-- 1、设计灌水定额根据资料计算如下：m=0.1×γ×z×P×(θmax-θmin)/η=0.1×1.50×0.45×50×10/0.9=37.5mm=25m3/亩式中：m---设计灌水定额mm；γ---土壤容重g/cm3；z---计划土壤湿润层深度m；P---湿润比%；θmax、θmin---适宜土壤含水率上、下限（占干土重的%，一般θmax为田间最大持水率的90%、θmin为田间最大持水率的70%，即θmax-θmin=0.2θ田）；η---灌溉水利用系数。此灌水定额为作物需水高峰期的值。2、设计灌水周期：T=（m/Ea）×η=（37.5/6）×0.9=5.6（天）式中：m---设计灌水定额mm；T---设计灌水周期d；Ea---设计耗水强度mm/d；11-- η---灌溉水利用系数；此值为作物需水高峰期的灌水周期。3、一次灌水延续时间根据滴灌地的土质情况初定滴灌带型号为Ф16×300×2.6t=（m×Se×Sr）/qd=（37.5×0.3×1.0）/2.4=4.7（小时）式中：m---设计灌水定额mm；t---一次灌水延续时间h；qd---设计滴头流量L/h；Se---设计毛管的滴头间距；Sr---设计毛管间距；4、灌水次数与灌水总量灌水总量应由当地灌溉试验资料确定，无试验资料时，可根据当地的气象资料按彭曼法计算，计算出总需水量后，应根据作物各生育期的需水量确定不同时期的灌水定额及灌水周期，确定总的灌水次数，合理分配灌溉水量。（三）滴灌灌水均匀度1、滴灌均匀系数水利部行业标准《微灌工程技术规范》规定，灌水器设计允许流量偏差率qv应不大于20%，设计灌水均匀度不应低于0.95。11-- 六、管网总体规划（一）水量平衡计算(按下列公式计算)式中：A---可灌面积，hm2；Q---可供流量，m3/h；Ia---设计供水强度，等于Ea，mm/d；Ea---设计耗水强度，mm/d；本项目区取6mm/d；P0---有效降雨量，mm/d；t---水源每日供水时数，h/d；根据电力供应情况取20-22h；η---灌溉水利用系数取0.9；（二）管网布置原则1．根据作物种植要求及采用的灌溉技术，要求输水干管要适合滴灌的要求。2．因地制宜，结合首部位置和作物最佳种植方向（东西向）的要求，使管道总长度最短和尽量少穿越其它地物。3．确保作物用水要求，调水便捷，管理维修方便。4．输配水干管沿地势较高位置布设，支管垂直作物种植行布置，滴灌带（毛管）顺作物行布置。5．管道的纵剖面应力求平顺，为防止热胀冷缩和冬季冻害，输配水干管均采用地埋式，地埋深1m。并在管尾修渗水井，以便排除管道中冲砂水和秋季积水。（三）管网结构11-- 本设计管网结构为：离心泵---过滤器（施肥罐）---主干管---分干管------出地竖管---支管---毛管（滴灌带）。其中干管与分干管、分干管与支管、支管与毛管均采用鱼骨形布置，以减少沿程水头损失，降低能耗。干管、分干管为地埋管，分干管垂直主干管布置，支管垂直分干管，采用竖管及三通连接。毛管垂直支管方向布置；毛管的间距为1m，铺设模式为1m*1m。（四）系统的工作制度1、轮灌区的划分及运行：根据滴灌系统的布置，为保证系统持续稳定的压力，分散水流，降低管道水头损失，因此将系统划分若干个轮灌区。详见平面布置图：2、轮灌组数(按下式计算)N≤CT/t式中：N---轮灌组的数目，以个表示；C---系统一天的运行小时数，取20-22h；T---轮灌周期，单位：天；t---每组轮灌小时数，单位：小时；3.轮灌组确定根据轮灌区的划分，同一轮灌区内一条支管上同时工作一个球阀。（五）各级管道设计流量的确定各级管道设计流量的确定应按运行方案中最不利组合计算：11-- 1、毛管流量：毛管的流量等于毛管上各滴头流量之和即：Q毛=Nd×qd式中：Q毛---单侧毛管的总流量。Nd---毛管滴头个数。qd---设计滴头流量。2、支管的设计流量：Q支=N毛×2Q毛式中：N毛---支管上同时工作的毛管数目；Q毛---单侧毛管的总流量；Q支---支管的设计流量；3、分干管设计流量：Q分干=N×Q支管式中：Q分干---分干管的设计流量；Q支---支管流量；N---同时工作的支管数；5、主干管设计流量：Q主干=N×Q分干式中：Q主干---主干管的设计流量；Q分干---分干管流量；N---同时工作的分干管数目；（六）系统各部分的设计及相应水力计算11-- 1、滴灌系统毛管的设计①、滴灌毛管的设计任务及原则滴灌系统毛管是指安装有灌水器的管道，毛管从支管取水，然后通过其上的灌水器均匀分布到作物根部。一般采用抗老化低密度或中密度聚乙烯制造，由于滴灌工程毛管数量较大，因此一般选用较小直径的毛管，毛管一般选用同一直径，中间不变径。毛管设计是在确定灌水器类型、流量和布置间距后进行的，毛管设计的任务是确定毛管直径和在该地形条件下允许的毛管最大铺设长度。②、滴灌带的选型本滴灌工程毛管选用天业生产的单翼迷宫式滴灌带，型号分别为：Ф16×300×2.4L/h根据土壤类别进行选择。毛管工作压力：H=10m。③、毛管极限滴头个数的确定毛管极限孔数的计算式中：Nm---毛管的极限分流孔数；[△h2]---毛管的允许水头差m，[△h2]=β2[△h]，对于平地β2可取0.55；[△h]---灌水小区允许水头差m；d---毛管内径mm；k---水头损失扩大系数，一般为1.1～1.2；qd---滴头设计流量L/h。④、极限长度：11-- Lm=Nm×Se⑤、毛管的水头损失h毛（多孔管）毛管的水头损失h毛按多孔管计算，如下式：式中：f、m、b---分别为摩阻系数，流量指数和管径系数。N---出水孔个数；qdSo---进口至首孔的间距，m。⑥、毛管进口工作压力h0式中：hd---孔口设计水头，与qd相对应，m；s---毛管上分流孔间距，m。2、滴灌系统支管的设计①、支管设计的任务及原则支管是用于连接干管和毛管的管道，它从干管取水分配到毛管中。②、支管的选型根据实际地形以及支管过水能力，支管选用Ф75薄壁PE软管。11-- ③、支管沿程水头损失的计算h支=K×f×Qm×L/db3、滴灌系统干管的设计①、干管设计任务及原则因干管埋入地下，因而要求其耐腐蚀、寿命长、重量轻、施工安装方便、水力性能好等特点，所以选用硬聚氯乙烯塑料管，工作压力为0.4Mpa,出地管采用0.6Mpa的PVC管。干管经济管径的选择，以运行费和一次性费用投资之和最小来确定，同时便于操作即水锤不易破坏管道安全。经试算比较，确定各干管、分干管的管径。因此干管的设计任务就是：确定干管的最经济管径。具体管径确定情况详见管网平面布置图。②分干管及干管直径的选择和各灌水区最不利情况下各段干管的水头损失计算：h干=K×f×QmL/db③、水泵与动力选型a.泵的选型的原则首先，本系统的水源形式为井水，该滴灌工程所选水泵为单级单吸离心泵。其次，所选水泵，其流量与扬程均与滴灌系统设计流量和设计水头基本一致，使水泵保持在高效率区工作。所选水泵工作稳定，便于操作、维修。并尽可能型号一致，便于管理和零件配换。。水泵扬程：11-- H总=H滴+∑△hi+∑△h+△Z式中：H总---系统总扬程m；H滴---滴头工作压力m；∑△hi---首部水头损失10m；∑△h---管网最不利水头损失；△Z---设计参考点高程与水源水面高程之差m；11--'