滴灌系统设计

大棚滴灌系统设计

1已知：20个大棚；

每个东西长80m，南北跨度8m； 每个温室6个畦； 每个畦长75m,宽1m；

每个畦种植两行黄瓜，，东西株距为0.33m； 多年平均降雨量250mm，多年平均蒸发量1500mm； 温室群中间地带有一口水井，出水量50m/h，动水位20米。

3

2据设计规范及当地实际情况，选如下设计参数：

日耗水强度Ea=4.0mm/d 土壤湿润比P=70%

灌溉水的有效利用系数η≥0.90 土壤计划湿润层深度Z=30cm

土壤适宜含水率的上限取田间持水量的95%为22.04%

土壤适宜含水率的下限取田间持水量的70%为16.24%

3水量平衡计算：

A=[Q（m3/h）×t（h）]/I(mm/d)

取t=15h，则A=(50×15)/(0.667×5)=224亩 据已知=>A1=(20×80×8)/667=19亩 因为A>A1，所以满足水量平衡。

4灌水器的选择与毛管布置:

经相关资料和试验，据灌水器的种类和水力性能选用：滴灌管采用直径Dn16mmPE管，壁厚0.6mm，滴头间距0.33m，设计工作水头Hd=0.1Mpa，滴头设计流量流量q =2.0L/h。

5滴灌制度设计

5.1:大棚内最大毛灌水定额 m=0.1γzp(θ

max

-θ

min

)/

式中：m：设计最大毛灌水定额，mm； γ：土壤容重，1.38 g/cm3；

1

z：计划湿润层深度，30 cm； p：滴灌设计土壤湿润比，70 %； θ θ

maxmax

、θ

min

：适宜土壤含水量上下限（占干土重量的百分比）;

min

=23.2%×95%=22.04%，θ=23.2%×70%=16.24%。

经计算得到大棚内最大毛灌水定额：m=18.68mm=12.45m3/亩。

大棚滴灌灌溉制度设计参数表

内容 日耗水强度 计划湿润层深度 土壤容重 土壤湿润比 田间持水量 灌溉水利用系数 单位 mm/d cm 3g/cm % % 参数 4.0 30 1.38 70 23.2 0.9 内容 适宜土壤含水量上限95% 适宜土壤含水量下限70% 设计毛灌水定额m 设计毛灌水定额m 设计灌水周期 灌溉面积 单位 % % mm m3/Mu d Mu 参数或结果 22.04 16.24 18.68 12.45 4.0 160 5.2:设计灌水周期

作物在全生育期生长过程中，其日耗水量随着不同的生长阶段而改变。日耗水强度按照《微灌工程技术规范》用耗水高峰期的平均日耗水强度，依据设计灌水周期计算公式：

T=m/Ia×

式中：T:设计灌水周期，d；

m:设计毛灌水定额，mm；

Ia:设计耗水强度, Ia =Ea=4.0mm/d； 据计算大棚内灌水周期为4.2d，取T=4d.

6轮灌制度设计

6.1: 一次灌水延续时间

t1= m×Se×Sl/qd

式中： t1:一次灌水延续时间，h；

m:设计灌水定额，18.68mm； Se、Sl:灌水器间距与毛管间距，m； Se =0.33 m；Sl=0.5 m; qd:灌水器流量，2.0 L/h；

经计算实际一次灌水延续时间为t=2.1 h。

大棚滴灌轮灌制度设计参数表

2

内容 设计毛灌水定额m 作物种植行距 作物种植株距 毛管间距 灌水器行距 单位 mm m m m m 参数 18.68 0.5 0.33 0.5 0.33 内容 灌水器设计流量 系统日工作时间 系统设计流量 一次灌水延续时间 灌溉轮灌(组)数目 单位 L/h h m3/h h 个 参数或结果 2.0 8.4 80 2.1 4 6.2:轮灌组的划分

本系统采用轮灌的灌溉形式，每个大棚为1个灌水单元。则大棚规格为50m×8m灌水单元的流量为：

q单qdnd =3.33m/h

3

温室规格为50m×8m灌水单元的流量为：

q单qdnd=3.33m/h

3

水源井控制74个灌水单元，轮灌组划分按充分利用水源井的出水量，为今后扩大灌溉面积留有余地，可分为4个轮灌组，每个轮灌组包括16～20个灌水单元；每个轮灌组可工作，灌溉时必须按轮灌组顺序进行顺序灌溉，轮灌组的划分及轮灌次序见下表。

大棚滴灌轮灌制度

轮灌次序 第一次 第二次 第三次 第四次 轮灌 轮灌 开始时间 结束时间 组序号(棚数) 8:00 10:10 12:20 14:30 10:10 12:20 14:30 16:40 1(20) 2(18) 3(20) 4(16) 机井 棚编号 2-3～2-12, 2-15～2-24 2-1～2-2, 2-13～2-14, 1-1～1-14 0-1～0-3, 3-1～3-7, 4-1～4-5, 4-14～4-18 4-6～4-13, 4-19～4-26 系统流量（m3/h） 66 59.4 66 42.9

7灌溉系统的管网布置

7.1:干管布置

干管从机井处沿地块东侧由南向北布置，进入地块中部沿田间作业道路由东向西，东西向布置，在东西向干管上，南北向布置4条分干管。干管、分干管管径按经济流速选择，可按下式计算：

dj18.8

Q vj3

式中：dj～经济管径，mm； Q～管道流量，m3/h；

vj～经济流速，m/s，本次取1.5m/s。

根据本次设计轮灌组情况，干管、分干管分别采用Dn160、Dn110PVC-U塑料管道。 7.2:支管及棚内首部布置

由分干管布置进棚支管引入大棚，通过竖管出地后连接棚内首部，首部设有球阀、水表、肥料灌、网式过滤器等，首部后接PE管作为支管。

支管的流速控制在1.0m/s，流量3.33 m3/h，按上式计算管径为34.5mm，根据PVC-U及PE塑料管道、管件规格，结合市场供应情况，本次选择Dn50PVC-U和Dn40PE管分别作为进棚支管和棚内支管。 7.3:毛管布置

大棚内的灌溉滴灌管为Dn16，沿种植方向单行双向布置，每个大棚内沿垄向（南北向）双向布置20条滴灌管，滴灌管间距为0.5m，滴头间距0.33m。

8灌溉系统水力计算

经大棚滴灌系统水力计算（最不利情况）， 选取型号为200QJ80-66潜水泵

9选择水泵及动力配套：

据水力计算，水泵的设计流量79.2 m3/h，设计扬程60.8m，选取潜水泵型号为200QJ80-66。为防止水锤的发生，在运行时，先打开出水口，再开水泵；在关闭时，先关闭水泵，再关闭出水口；在开启和关闭系统时缓慢进行，以防止水锤的发生。

水泵性能及配套电机表

水泵铭牌参数 数量 规 格 型 号 （套） (m/h) 200QJ80-66

3配套装置参数 配套变频变频控制装置（套） 1 4

流量 扬程 (m) 66 配用电机 水泵效率 器功率(kw) 22 (%) (kw) 75.0 30 1 80

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