临沭县店头镇现代农业示范园区高效节水灌溉工程建设项目

喷灌区面积388亩，种植作物为马铃薯—花椰菜，分为1号、2号两个种植小区，灌溉面积呈圆形。1号区配套DYP—125型圆形喷灌机1台，喷灌机喷洒半径125m, 灌溉面积74亩。2号区配套DYP—243型圆形喷灌机1台，喷洒半径258m, 灌溉面积314亩。 （1）喷灌系统布置

喷灌区依据DYP喷灌机械特性及工作范围，设计划分为两个喷灌小区，区内布置干管2条，干1管长1810m，干2管长560m，分别连接两台喷灌机。 （2）喷灌工作制度拟定

DYP喷灌机是设备一端固定在地块中央，装有电机和轮胎的机身互相连接，绕着中心旋转。水流从中心点经过机身上均匀分布的喷头对地面进行灌溉。

1号区DYP—125型圆形喷灌机主要技术参数：跨体长度124m，塔架布置为2*50m+25m，喷洒半径125m, 灌溉面积74亩，最大流量40m3／h，降雨量5.2--52mm／h,每周圈最快运行时间4.2h。

2号区DYP—243型圆形喷灌机主要技术参数：跨体长度243m，塔架布置为3*61m+25m+1*50m+10m+15m（喷枪），喷洒半径258m, 灌溉面积314亩，最大流量80--100m3／h，降雨量5.2--52 mm／h,每周圈最快运行时间9.5h。

根据以上技术参数可知，对农作物进行灌溉时，可根据土壤水分盈亏情况，按作物需水要求进行，同时DYP圆形喷灌机设备还可施放农药、化肥和除草剂等。 （3）供水设备及管网布置

两台喷灌机分别采用1号、2号两台水泵直供方式供水，1号喷灌区由1号泵供水，由于2号喷灌区喷灌机喷洒流量加大，由1号、2号泵联合供水。管道设置为ф160mmPVC管，长度2.37Km，同时布置配套压力表、闸阀、进排气阀控制，以达到调整供水路线之目的。 3.5.4 滴灌区设计

大田滴灌区面积共112亩，分布在项目区500亩成方连片田块内圆形喷洒区外围，呈不规则形，规划布局按照因地制宜，布局合理的原则进行。水源同时使用1、2号水泵供水管道供水。

1.技术参数选择 （1）设计参数

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参照《微灌工程技术规范》SL103-95规定，并根据典型区自然条件和经济条件，滴灌设计参数取值如下：

1）设计灌溉保证率：85%； 2）灌溉水的利用系数：0.9；

3）灌水器设计允许流量偏差率：20%。 4）作物高峰日耗水强度：3.5mm； 5）计划湿润层深度：40cm； 6）土壤湿润比：60%。 7）土壤容重1.35g/cm3

8）田间持水率30%（占干土重%）。 2.灌溉制度的拟定 (1) 灌水定额

选定土壤类型为中壤土,容重1.35g/cm3，计划湿润层深度0.40m，设计土壤湿润比为60%，田间持水量为30%，土壤适宜含水率上下限分别为田间持水量的90%和60%，滴灌田间水利用系数取0.9，灌溉水综合利用系数取0.85。

m=0.1r·Z·ρ（θmax-θmin）/η=18mm 即灌水定额为12m3/亩。 (2) 灌水周期（T）

灌水周期根据T=m·η/Ea计算：

Ea：设计耗水强度，本地区日平均最大耗水强度3.5mm T=5.14d，取5d

（3）灌水次数及灌溉定额

根据以上选定的灌水定额和灌水周期，作物灌溉定额56m3/亩，拟定大田蔬菜灌溉制度见下表。

灌 溉 制 度 表

作物 大田蔬菜 灌水定额 （m3/亩） 12 灌水周期 （d） 5 灌水次数(N) 4 净灌溉定额 毛灌溉定额 （m3/亩） 48 （m3/亩） 56 3.滴灌工程技术设计方案

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大田滴灌以种植蔬菜作物为例作典型设计，大田种植蔬菜，株行距：0.8×0.4m；采用滴灌灌溉技术，进行滴灌技术设计。

滴灌管网一般由三级组成，毛管沿作物行布置，支管垂直毛管布置，二者长度按滴灌均匀度要求而定。干管垂直支管布置，以线路短、经济为原则。毛管管径规格为ф16，支管ф50，干管ф90。

4 灌水器及支毛管设计 (1) 灌水器选择

灌水器选择考虑水力性能，抗堵性能和价格。经过性能与价格比较，采用PE滴灌管，管径16mm，滴头间距0.4m,滴头的工作压力水头H设=10m,流量2.0L/h。

(2) 毛管极限长度计算

毛管均采用PE管材，根据灌水器工作水头，设计允许流量偏差qv和水头偏差在支、毛管间的分配原则，根据《微灌技术规范》公式计算毛管允许工作水头偏差2.38m。

滴头工作流量2.0L/h，间距0.4m，毛管的沿程水头损失扩大系数取1.2，计算出毛管极限孔数Nm=148个,即毛管极限长度L=50m。考虑地块长度及轮灌组划分，毛管长度取49m。毛管进水流量246L/h。

(3) 支管极限长度计算

确定支管极限长度，方法同毛管极限长度的计算相同。支管管径63mm，毛管间距1.0m,沿程水头损失扩大参数取1.1,计算出支管极限孔数Nm=148个,极限长度为70m。

考虑地块长度及轮灌组划分，支管长度30m。支管控制毛管30根，支管进口流量为7380L/h。

滴灌小区情况一览表

地块 支管长度(m) 30 毛管长度(m) 49 毛管数 30 滴头数 3690 流量(L/h) 7380 (4) 小区面积

一条支管控制4个小区，每个小区呈平行四边形，长50m，宽30m，面积1500m2。共有50个小区，小区平均面积2.25亩。

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3.5.5 工作制度设计

滴灌系统采用轮灌方式运行，由干管轮流向支管供水，支管向辅管供水，一条辅管所控制的面积为一个灌水小区，由若干个小区构成一个轮灌组，轮灌组的划分应遵循如下原则：

(1) 轮灌组的数目根据水源流量和各级管道的经济管径输水能力和作物的需水要求确定，由公式计算：

N≤CT/t

式中：N——轮灌组的数目，（个）； C——系统一天的小时数。16～22h T——设计灌水周期。

根据毛管布置及灌水定额确定毛管工作时间，毛管间距1m，滴头间距0.4m，每行作物布置一条毛管，计算出工作时间8.0h.。每天安排至少二个轮灌组，工作时间16h。在作物需水高峰期，设计系统日工作小时数略超过20h 规范要求。

(2) 划分轮组时，项目区地块大小设一条干管，干管向二侧供水，控制各支管，使每个轮灌组的面积和流量尽量接近，使系统工作稳定，水泵高效率运行。

(3) 轮灌组的划分应便于田间管理，尽量减少地块与地块之间用水矛盾。 (4) 轮灌组的顺序最好由下而上或由上而下分组轮灌，以方便系统的运行管理。

5. 设计流量

根据大田滴灌灌溉制度，毛管、支管、干管的流量按单滴头流量和同时工作滴头数，从毛管、支管、干管逐级向上计算。其计算公式：Q=Σqi，其计算结果见下表

式中：Q—某级管道的设计流量，L/h ； qi——第i号灌水器设计流量，L/h；

管 道 流 量 计 算 表

滴灌管流量计算 单滴头流同时工滴灌管流量毛灌管流量计算 同时工作滴灌支管流量干管流量计算 同时工作支管干管 流量量（L/h） 作滴头2.0 数（N） （L/h） 管（N） （L/h） （N） （L/h） 123 246 30 7380 4 29520 临沂安源水利勘测设计有限公司 第9页共24页

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3.5.6 管径及管材选择

管道系统的管径计算时选用经济流速1.5m/s，根据下式计算： D=（4Q）1/2/（πV）1/2 计算结果：

干管流量为45m3/h，计算管径为85mm，取90mm。 支管流量为28m3/h，计算管径为48mm，取50mm。 (1) 小区水力计算

参照已建工程经验初定管材和管径，并进行水力校核。经分析确定支管和毛管均采用PE管，管径分别为φ50和φ16。小区支管与毛管均按多孔出流进行水力计算，毛管局部水头损失占沿程损失20%，支管局部损失占沿程损失的10%。计算结果见下表。数据表明：小区实际流量偏差率达到设计要求。

小区水力计算表

管道 毛管 支管 外径 壁厚 管长 (m) 49 90 设计流量 (L/h) 246 7380 水头损失 (m) 1.2 1.9 流量偏差率0.2时的允许水头偏差（m） 2.38 1.96 （mm） （mm） 16 50 1 5 (2) 管网水力计算

典型轮灌组选在最远最难控制或次远较难控制的轮灌组，同时具有代表性。选第六轮灌组做为典型轮灌组。

管材采用硬聚乙烯（PE）。按管道干、支管同时工作的流量计算管道沿程水头损失，按下式计算。

Hf = f· ·Qm / D b· F 式中：hf—沿程水头损失,m f—摩阻系数

Q—流量，干、支管以m3/h计； D—管道内径，mm L—管长，m m—流量指数 b—管径指数

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