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新闻?#34892;?Case莱芜市田乐节水灌溉设备有限公司

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节水滴灌工程系统设计

日期:2016-07-08 / 人气:

  节水滴灌工程系统干管由水源井两侧沿南北方向布置,干管上设14条分干管。分干管进入大棚内连接竖管后,各分出两条支管,支管平行分干管,沿大棚长向布置,支管4条各。垂直支管单向分出60条毛管,毛管间距为0.75m、长度为9m,滴头间距为0.4m,滴头23个。额定工作压力0.1(MPa) ,管 径12 (mm), 滴头流量3 (L/h) 。水泵选型 :流量为6.417m3/h,工作水头48.823m,选择200QJ7-65/5型潜水泵,电机功率4KW,水管直径1.5寸。
 
  1. 工程概况
 
  (1)项目区内共有人口2670人,其?#20449;?#19994;人口2580人,劳动力801人,土地面积0.85万亩,耕地面积0.64万亩,耕地主要以玉米、高梁等为主。经济收入以农?#28404;?#20027;,农业年产值260万元,?#21496;?#25910;入1980元。
 
  (2)项目区属温带大陆性季风气候,四季?#32622;鰨?#22810;年平均降雨量489.5mm,多年平均蒸发量1900mm,年平均气温7.9℃。年最高气温24.1℃(七月份平均)年最低气温-10.7℃(一月份平均),最大风力9级,风速4.3m/s,无霜期165天,多年平均日照数2782.1小时,最大冻土深1.78m。
 
  2. 工程布置
 
  节水滴灌工程系统干管由水源井两侧沿南北方向布置,干管上设14条分干管。分干管进入棚内连接竖管后,沿北侧墙根布置,在1/4m和3/4m处,各分出两条支管,支管平行分干管,沿大棚长向布置,支管4条各1/4棚长。垂直支管单向分出60条毛管,毛管间距为0.75m、长度为9m,每条滴灌带毛管上滴头间距为0.4m,布置滴头23个。
 
  3. 灌溉制度
 
  3.1 灌水定额。
 
  大棚内种植型式是畦田耕作,畦宽0.75m,畦高0.3m,畦间距0.75m,畦上栽植两行蔬菜间距0.6m,蔬菜株距0.4m,则株行距按0.75×0.4m计算,设计湿润层深度按Z=0.3m计,土壤容重为γ=1.45g/cm3,灌溉水利用系数为η=0.90,设计湿润比为P=50%,土壤湿度上下限分别按土壤田间持水率90%和60%计,土壤田间持水率为22%,则max=1980,
 
  min=1320,按(1)式计算:
 
  m=0.1γzP(max-min)/η (1)
 
  经计算灌水定额m=16mm。
 
  3.2 一次灌水工作时间。
 
  一次灌水工作时间t应按(2)式计算:
 
  t=mSeS1/ηq (2)
 
  式中: m——设计灌水定额,m=16mm;
 
  Se——滴头间距,Se=0.4m;
 
  S1——毛管间距,S1=0.75m;
 
  η——灌溉水利用系数,η=0.90;
 
  q——滴头流量,q=3L/h;
 
  经计算一次灌水时间t=2小时。
 
  3.3 灌水周期。
 
  灌水周期T应按(3)式计算:
 
  T=m/Ea (3)
 
  式中: m——灌水定额,m=16mm;
 
  Ea——耗水强度,按大棚蔬菜耗水强度低限值计取,Ea=4mm;
 
  则灌水周期T=4天。
 
  3.4 系统工作制度。
 
  ?#24066;?#30340;最多轮灌组数目按?#29575;?#35745;算:
 
  Nmax=C·T/nt
 
  式中:N——?#24066;?#30340;轮灌组数目
 
  C——设计系统工作小时数 (h)C=14h
 
  T——设计灌水周期 (d)T=4d
 
  t——一次灌水?#26377;?#26102;间 (h)t=2h
 
  n——一条毛管在所辖区移动次数
 
  Nmax=14×4/(1×2)=28(组)
 
  灌区内有14栋暖棚,因此确定系统的工作制度为干管路分7组轮灌,棚内分4组,共28个轮灌组。整个灌区共布置2412条毛管路,根据?#24066;?#30340;轮灌组数确定同时工作的平均毛管数最小为87条。这种布置方案方便管理、节省投资并可以保证灌溉均?#21462;?4栋棚规格差异很大,分组原则为同时工作的2条支管路?#31995;?#27611;管数之和接近平均值,以使水泵稳定、高效的运行。
 
  4. 滴灌系统设计
 
  根据地势及大棚的规格有差异,选取距离水源井最远且面积最大的14号棚作典型设计。14号棚种植面积为长×宽=180×9.2m,约折合2.5亩。
 
  4.1 灌水器的选择。
 
  根据本小区的土壤条件和所?#20540;?#20316;物为经济作物,所选迷宫式滴灌带,灌水器性能参数如下:
 
  额定工作压力0.1(MPa) ,管 径12 (mm), 滴头流量3 (L/h) ,滴头间距0.4 (m) 。
 
  4.2 管网设计名。
 
  采取枝状管网,供水干管路采用P340塑料管,埋于地下1.5m,分干管在棚内首段连接竖管,在棚纵向1/4和3/4处分别连接支管。出水竖管由两部分组成,下部仍为P340塑料管,高0.5m,上部铁管高1.8m,使出水口高出地面0.8m,便于滴灌系统过滤器、施肥罐等安装检修。支管为PE管,利用承插式旁通与PE滴灌带连接。
 
  4.2.1 选径。
 
  根据公式d=1.13(Q/v)0.5计算
 
  式中:d——管内径,m
 
  Q——管内流量,m3/s
 
  Q毛=滴头流量×毛管上滴头个数,Q毛=0.003×23=0.069m3/h
 
  Q支=∑Q毛=0.069×60=4.14m3/h=0.00115m3/s
 
  Q分干=Q支=0.00115m3/s,
 
  Q干=∑Q毛=0.069m3/h×93条=6.417m3/h=0.00178m3/s,   v——经济流速,1.0~1.5 m/s,取v=1.3m/s
 
  计算得d干=0.0418m=41.8mm,d分干=d支=0.0336=33.6mm
 
  选择公称外径d干=50mm,d分干=d支=40mm
 
  4.2.2 极限?#36164;?#35745;算。
 
  分干管进入大棚顺北侧墙根布置,至大棚90m和135m处,各分出两条支管,支管平行分干管,沿大棚长向布置,支管四条各45m;毛管沿大棚短向布置,每条支管设毛管60条,共设毛管240条各9m。
 
  根据实践经验棚内滴灌带短向布置不必考虑极限?#36164;?#25353;?#29575;?#35745;算滴灌毛管的极限?#36164;?/div>
 
  Nm=INT(5.446[Δh2]d4.75/KSqd1.75)0.364计算。
 
  4.2.3 干管。
 
  干管采用50P340管,埋于地下1.5m,由水源井至大棚分出14条分干管。分干管在每个大棚处利用40×50×40变?#24230;?#36890;与干管连接。分干管顺大棚北侧墙根布置,在棚内首端连接竖管作为出水口,在大棚1/4和3/4处,分别接40等?#24230;?#36890;和4090°弯头,然后分别用短接?#26041;?0×40×40等?#24230;?#36890;,接40PE支管。
 
  4.2.4 支管。
 
  沿大棚长向过道布置,采用40PE管,每条支管上接60根12PE毛管。支管与毛管采用承插旁通连接,在支管末端设40死堵。
 
  4.2.5 毛管。
 
  毛管采用12PE管,为减少毛管上分流孔水头偏差,采用短管滴灌形式,沿大棚宽向
 
  结合作物株行距布置,毛管间距为0.75m,滴头间距为0.4m。在毛管末端设12PE死堵。
 
  4.2.6 滴头。
 
  因?#29575;?#22823;棚较长,滴?#26041;?#22810;,为降低工程造价,在满足各类蔬菜需水量要求的情况下,配置抗阻塞?#30446;?#21475;式滴头,滴头间距为0.4m。
 
  4.3 管网水力计算。
 
  4.3.1 毛管水力计算。
 
  毛管设计进口水头按(4)式计算:
 
  h0=hd+Khf (4)
 
  式中 h0——设计毛管进口水头(m);
 
  hd——滴头设计水头,hd=10m;
 
  K——水头损失扩大系数,取K=1.1;
 
  hf——毛管沿程水头损失按5)式计算;
 
  hf=(fSqdm/db)[(N+0.48)m+1/(m+1)-(Nm(1-S0/S))] (5)
 
  f——水头损失计算的函数,取f=0.6;
 
  m——水头损失计算的指数,取m=1.7;
 
  b——水头损失计算的指数,取b=4.7;
 
  S——毛管上分流孔间距,S=0.4m;
 
  qd——毛管?#31995;?#23380;设计流量,qd=3L/h;
 
  d——毛管内径,d=12mm;
 
  N——分流孔总数,N=23;
 
  S0——毛管进口至第一个分流孔的间距,S0=0.2m;
 
  经计算,hf毛=0.023m,h0毛=10.025m。
 
  4.3.2 支管水力计算。
 
  按(4)和(5)式计算,式中:hd=10.025m、qd=69L/h、d=35.8mm、N=60、S0=0.375m,S=0.75m,其它符号意义相同,经计算支管沿程水头损失hf支=0.700m,支管进口水头h0支=10.795m。
 
  4.3.3 干管水力计算。
 
  选择干管进口至分干管末端最后一个出水口,管线最长进行计算。按(6)式计算:
 
  hf=fLQm/db (6)
 
  f——沿程水头损失系数,?#33756;?#26009;管f=94800,铸铁管f=625000;
 
  L——管路长度,m;
 
  Q——管内设计流量,m3/h;
 
  d——管内径,mm;
 
  m——水头损失计算指数,m=1.77;
 
  b——水头损失计算指数,b=4.77;
 
  干管hf=94800×120×6.4171.77/44.44.77=4.24m
 
  分干管hf=94800×140×4.141.77/35.84.77=6.35
 
  竖管hf=625000×2.3×4.141.9/35.85.1=0.25m
 
  4.3.4 系统工作水头。
 
  H=hd+∑hf+hj+hsg+△Z (7)
 
  式中 H——干管设计进口水头;
 
  hd——分干管末端工作水头,hd=h0支=10.795m;
 
  ∑hf——沿程水头损失,∑hf=4.24+6.35+0.25=10.84m;
 
  hj——?#26893;?#27700;头损失,取hj=20%∑hf=2.168m;
 
  hsg——施肥罐、过滤器的水头损失,hsg=1.5m;
 
  △Z——典型点与动水位高差,△Z=100.16-76.64=23.52m。
 
  经计算H=10.795+10.84+2.168+1.5+23.52=48.823m。
 
  4.4 首部枢纽。
 
  4.4.1 过滤设施。
 
  灌溉水源为地下水,腐化物较少,为?#20048;?#27700;泥?#36710;仍又识?#22622;管路和滴头,故在棚内出水口上设40×120目筛网过滤器。
 
  4.4.2 施肥设施。
 
  结合滴灌时施肥和农药,在棚内首部设置10L注塞式施肥罐。
 
  4.4.3 控制设施。
 
  本系统通过阀门来控制系统压力和流量,在水泵出口和施肥罐处各安装塑料阀门,以便控制流量和肥?#31995;?#26045;用量。
 
  5. 水泵选型
 
  根据计算所得流量为6.417m3/h,工作水头48.823m,选择200QJ7-65/5型潜水泵,电机功率4KW,水管直径1.5寸。
拨打电话:13326341656(微信)

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