節(jié)水大田滴灌工程設計要點

　　這篇水利工程類論文投稿發(fā)表了節(jié)水大田滴灌工程設計要點，論文首先在武威市涼州區(qū)黃羊灌區(qū)2016年高效節(jié)水大田滴灌工程典型設計要點及工程實施情況進行了分析，探討了工程設計中的技術要點，這些設計要點對同類工程的設計具有指導意義。

　　關鍵詞：水利工程類論文投稿,大田滴灌,設計

　　1項目區(qū)概況

　　黃羊河是石羊河流域上游八大支流之一，河流自西南向東北流經(jīng)天祝藏族自治縣的哈溪鎮(zhèn)、涼州區(qū)的張義鎮(zhèn)，于水峽口出山。在河道出山口上游約8km處建有黃羊河水庫，河水出庫后流經(jīng)約7.2km的天然河道至黃羊總干渠首，經(jīng)水庫調(diào)節(jié)后的河水部分被引入黃羊灌區(qū)，部分洪水沿原河道下泄，下泄洪水大部分消失于山前洪積扇及河西走廊平原區(qū)，小部分匯入石羊河干流，進入民勤縣。黃羊灌區(qū)直接從水庫取水。黃羊河多年平均徑流量1.36億m3。根據(jù)《石羊河重點治理項目黃羊灌區(qū)節(jié)水改造初步設計》成果，黃羊灌區(qū)農(nóng)田配水面積387.45萬/hm2，林地面積31.05萬/hm2，黃羊河渠首引水量1.27億m3，扣除棄水923萬m3，農(nóng)業(yè)灌溉地表水供水量1.18億m3(P=50%)。黃羊灌區(qū)現(xiàn)有機井196眼，控制灌溉面積50.25萬hm2，供水量3074萬m3。

　　項目區(qū)滴灌片，實施45.32萬hm2大田滴灌，根據(jù)《滴灌工程技術規(guī)范》(GB50485-2009)，結合項目區(qū)氣候條件以及當?shù)毓嗨畬嵺`，參照已實施的高效節(jié)水滴灌項目，擬定制種玉米為典型作物，進行滴灌灌溉制度設計。滴灌灌溉制度見表1。按照擬定的灌溉制度，制種玉米滴灌灌溉定額3780m3/hm2。按照《滴灌工程技術規(guī)范》，滴灌工程灌溉水利用系數(shù)不低于0.9，本次設計取0.9。根據(jù)項目區(qū)實施面積、灌溉凈定額及灌溉水利用系數(shù)，計算得項目實施后需水量為846.02萬m3。實施前后，項目區(qū)地表水配水指標維持不變。因此，以項目區(qū)現(xiàn)狀可供水量作為項目實施后可供水量，即可供水量為1031.57萬m3。項目區(qū)實施后需水量846.02萬m3，可供水量1031.57萬m3，供水存在較大盈余。

　　2工程設計

　　2.1技術要點

　　2.1.1土壤計劃濕潤層厚度項目區(qū)種植作物為制種玉米，作物類型為大田經(jīng)濟作物，根據(jù)當?shù)刈匀粭l件、灌溉方式及作物根系發(fā)育情況，土壤濕潤層厚度分別取0.40m。2.1.2土壤濕潤比土壤濕潤比是指被濕潤的土體占計劃濕潤層深度總土體的百分比。濕潤比的大小取決于作物、滴頭間距及流量、灌水量、毛管間距、土壤理化特性等因素。在工程規(guī)劃設計時，濕潤比常以地面以下20～30cm處的平均濕潤面積占作物種植面積的百分比表示，制種玉米取90%。2.1.3土壤適宜含水率土壤適宜含水量是指適宜作物生長發(fā)育的最佳土壤含水量，本設計依據(jù)有關規(guī)定，在田間持水率的60%～90%之間選取。2.1.4滴灌帶選擇根據(jù)單項工程設計，本方案毛管選用內(nèi)徑16mm，壁厚0.2mm的一次性滴灌帶，使用年限為1年，設計按更新3年計列工程量及投資。

　　2.2項目區(qū)地表水滴灌典型設計

　　根據(jù)《灌溉與排水工程設計規(guī)范》(GB50288-99)，結合作物種植的特點對項目區(qū)地表水滴灌進行典型設計。本次地表水滴灌典型片面積739.85hm2，種植作物為玉米。灌溉系統(tǒng)以一干五支渠作為供水水源，采用自壓供水方式，修建1座沉砂蓄水池，容量為2萬m3，滿足灌溉需要。2.2.1滴灌系統(tǒng)設計一是水源工程。本次滴灌系統(tǒng)以一干渠作為供水水源，水質(zhì)經(jīng)蓄水池初級沉淀，過濾器二級過濾后，符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準。二是首部樞紐。為便于運行管理，首部位置定于調(diào)蓄沉淀池所在位置。項目區(qū)灌溉水源為黃河水水中泥沙含量較大，按照滴灌規(guī)范要求，本方案設計過濾器要求能實現(xiàn)全自動放沖洗，過濾系統(tǒng)采用“砂石過濾器(S)+篩網(wǎng)過濾器(W)”兩級過濾裝置。壓差式施肥罐，首部裝有壓力表、空氣閥、蝶閥、水表等設備和儀表。三是輸配水管網(wǎng)。項目區(qū)地面較平坦，現(xiàn)狀農(nóng)田為規(guī)整的矩形，有較為完善的田間道路。

　　作物種植方向為東西向。采用一膜4行，行距40cm，株距30cm。四是灌水器。本系統(tǒng)采用地面滴灌灌溉模式，沿種植方向一膜雙管布置，鋪設間距為0.8m，滴頭間距0.3m，壁厚0.2mm，流量2.1L/h。2.2.2設計參數(shù)玉米滴灌工程設計參數(shù)計算如下式中：Q為需水量，m3/h;A為灌溉面積，hm2;η為灌溉水利用系數(shù)，取η=0.90;為設計日工作時數(shù)，取=24h;為日供水強度，取4.5mm/d。①灌水小區(qū)允許水頭(流量)偏差率滴灌系統(tǒng)灌水小區(qū)灌水器設計允許流量偏差率應滿足下式的要求：式中：為灌水器設計允許流量偏差率(%)，本次設計中取20%。按《微灌工程技術規(guī)范》GB/T504852009計算式中：x為灌水器流態(tài)指數(shù)，計算得，灌水器水頭偏差率為34%。灌水小區(qū)允許水頭偏差按下列公式計算：式中：△h為允許水頭偏差(m);hd為灌水器工作水頭(m)。計算得，灌水小區(qū)允許水頭偏差為3.4m。②最大凈灌水定額根據(jù)《微灌工程技術規(guī)范》最大凈灌水定額按下式計算：mmax=0.001γ2p(θmax-θmin)式中：mmax為最大凈灌水定額(mm);γ為土壤容重(g/cm3),取1.38;Z為計劃土壤濕潤層深度(cm)，取45cm;p為計劃土壤濕潤比，取80%;、為土壤適宜含水率的上下限(占干土重量的百分比)，分別取田間持水量的90%、60%，其中田間持水量為24%;η為灌溉水利用系數(shù)，取0.90。

　　2.3供水管網(wǎng)水力計算

　　2.3.1管道設計流量輸水管網(wǎng)工程采用地埋方式布設。主管、干管設計流量為系統(tǒng)流量，支管流量按照系統(tǒng)最不利輪灌組確定。當分干管較多時，系統(tǒng)運行時開一半分干管，一般同時開啟主干管同側的分干管上的全部支管，每條支管上又同時開啟相同位置的1條輔管上的所有毛管，一條輔管計算流量為32.5m3/h，支管流量設計選定為36m3/h。2.3.2初選干、支管的管徑根據(jù)《農(nóng)田低壓管道輸水工程技術規(guī)范》(GB/T20203-2006)中管徑選用方法按經(jīng)濟流速選用管徑。管道局部水頭損失按沿程水頭損失的10%估算。管道的總水頭損失為沿程水頭損失與局部水頭損失之和。

　　作者：高立俊 單位:甘肅省武威市涼州區(qū)黃羊河水利管理處

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