滴灌设计说明
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4. 灌溉工程设计
4.1 设计依据
（1）《灌溉与排水工程设计规范》（GB5088-99）
（2）《微灌工程技术规范》SL103-95
（3）《滴灌工程技术管理规程》（SD148-85）
（7）《喷灌与微灌工程技术管理规程》SL236-1999。
4.2 灌溉设计参数
（1）设计耗水强度Ea(作物日耗水量)
根据有关数据及《微灌工程技术规范》SL103-95(下面简称《规范》)查得平均日耗水量为3.0～4.0毫米，取Ea=4.0毫米。
(2)灌溉水利用系数η
根据《规范》确定滴灌灌溉水利用系数η=0.95
(3)设计土壤湿润比P
据有关数据和《规范》中的参考值，确定设计土壤湿润比P=60%。
(4)灌溉设计保证率
根据《规范》确定，滴灌工程灌溉设计保证率为95%。
(5)设计灌水均匀度Cu=90%
(6)计划湿润层深度
棚室内种植浅根作物，根深可达10～30厘米，滴灌根系主要分布在0～0.4米，所以计划湿润层深度定为0.6米，取Z=0.4米。
(7)灌水定额：
m =1000γ(θmax -θmin)ZP/η 式中: γ—土壤容重g/cm3，取1.48g/cm3；
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65%，即θmax-θmin=0. 25田间持水量25%
Z—土壤计划湿润层深度（m）;0.4m；
P—土壤湿润比（%）；60%；
η—灌溉水利用系数,取0.95。
m—一次灌水量，mm。
经计算： m=29.4(mm) ≈19.56m3/亩
(8)灌水周期：
T=m/ Ea
式中: T－设计灌水周期，天
m－设计灌水定额，29.4mm
Ea－最大日平均需水强度(mm/d)，4.0mm/d
经计算： 玉米T=6.61天， 取7天。
(9) 一次灌水延续时间：
根据设计中选择的灌水器和毛管的布置方式，滴灌区作物系统定点灌水延续时间如下（单条毛管在设计灌水定额下）：
t= m SeSL/ηq
式中：t－为一次灌水延续时间；h;
m－为净设计灌水定额:29.4mm;
Se－灌水器间距:0.3m;
SL－毛管间距:0.6m; η－田间水利用系数:0.95;
q－设计喷头流量，2.1L/h;
t=29.4×0.3×0.6/(2.1×0.95)=2.65(h) ，取 t=3(h)
4.3 灌溉系统的规划
1)首部枢纽设计
首部枢纽设计包括过滤器，施肥罐及水泵的型号选择。
滴灌系统水源为井水，有一定的含沙量，所以选用旋流水砂分离器加筛网组合过滤器。选配施肥罐。根据设计扬程及设计流量选择潜水电泵，其配套功率及效率相应确定。
1施肥罐 2压力表 3控制阀 4水表 5过滤器
6排沙阀 7干管 8支管
2)滴灌管的选择
灌水器间距为0.3m。灌水器流量: 2.1L/h；设计工作压力0.05mpa。
3)毛管的布置方式
a、毛管特点及性能：
毛管选用φ16PE滴灌管带,管壁厚为0.4mm，内径为15.2 mm，置于地膜下面。 4)系统管网布置
灌区管网布置，均按三级管道即主管、支管（辅管）、毛管布置。
主管、支管均别为φ90PVC，辅管采用φ63PVC 管，均置于地面。系统布置详见管网布置图。
4.4 各级管道流量计算
（1）毛管流量计算
Q毛=eSL毛×q
式中：L毛－毛管长度，m，64m
Se－灌水器间距,m；0.3 m
q－灌水器流量，2.1L/h
经计算：Q毛=448L/h=0.45 m3/h
（2）支管流量计算
根据系统的布置和各支管控制毛管(每行布置1条毛管，双向布置毛管)数量,确定支管进口流量为：
Q支=Q毛tSL支
式中：Q支－支管流量，m3/h；
Q毛－毛管流量，0.48 m3/h；
L支－支管长64m；
St－毛管间距,m；0.6
经计算：Q支=20(m3/h)
（3）干管流量计算 按轮灌区的划分，任意一段分干管流量等于最不利情况时的同时工作支管的流量之和,即
Q干= Q支×1条支管=20m3/h
（4）辅管流量计算
Q辅= Q支/2=20/2=10(m3/h)
（5）水泵流量计算
Q泵= Q干=20 (m3/h)
3.2.4 经济管径的确定
管径的确定：D=VQπ4
管内流速(m/s)V取1.2m/s
经计算：D干管=87.6mm 取90mmPVC管
D支管=87.6mm 取90mmPVC管
D辅管=61.4mm 取63mmPVC管
D毛管=16mm 取16mmPE管
3.2.5管网水力计算
（1）毛管水力计算
根据灌水器的流量和规定的允许流量偏差,计算毛管的最大允许长度,并按使用长度计算毛管的进口水头。滴灌区确定的毛管直径均相同，为Φ16mm。
计算参数确定：滴头流量偏差率qr=0.2，灌水器流态指数X=0.3
毛管均为等距多孔出流，确定为不变径管道。滴灌区取最不利轮灌区的典型支管进行计算。
其沿程损失按下式计算：
1e0fn=(0.48)/11-/dmmmdefbsqNmN毛（SS）
式中：hf－支管沿程水头损失，m；
f－摩阻系数；0.464
q－流量，m3/h；
d－管道内径mm；15.64
m－流量系数；1.77
b－管径指数；4.77
N－喷头个数；213
S0－进口至首孔间距；0.7m
Se－滴头间距；0.3m
经计算,毛管水头损失为：
沿程损失hf毛=1.07m，局部水头损失hj毛=0.11m，则h毛=1.17m
（2）辅管水头损失计算
辅管均为等距多孔出流，确定为不变径管道。滴灌区取最不利
轮灌区的典型辅管进行计算。
其沿程损失按下式计算：
1e0fh=(0.48)/11-/dmmmdefbsqNmN辅（SS）
式中：hf辅－支管沿程水头损失，m；
f－摩阻系数；0.505
q－流量，m3/h；0.45 d－管道内径mm；15.64
m－流量系数；1.75
b－管径指数；4.75
N－喷头个数；22
S0－进口至首孔间距；0.7m
Se－毛管间距；0.6m
经计算,支管道水头损失为：
沿程损失hf辅=0.08m，局部水头损失hf辅=0.008米，则h辅=0.088m
（2）支管水头损失计算
其沿程损失按下式计算：
hf=f×L×Qm/Db
式中：hf－支管沿程水头损失，m；
f－摩阻系数；0.505
Q－流量，m3/h；20
d－管道内径mm； 87.6
L－管道长度m； 173
m－流量系数； 1.75
b－管径指数； 4.75
经计算,支管道水头损失为：
沿程损失hf支=1.74m，局部水头损失hj支=0.17米，则h支=1.91m
（3）干管水头损失
计算公式同支管水头损失计算，管道长度66m，管径87.6mm。
经计算hf干=0.66m，hj干=0.066米, h干=0.726m。 （4）干管进口处要求的工作水头
滴灌区干管进口处的工作水头：
H0=h毛+h支+h辅+h主 =3.96(m)
（6）系统总扬程
① 干管入口处的工作水头：H0=3.96m；
② 滴头要求的工作水头：h=5m；
③ 首部枢纽系统水头损失：h首=8.5m
④ 动水位：32m
⑤ 井管水头损失hf:
，
—沿程水头损失（m）；
hj—局部水头损失（m）；
f—摩擦系数，聚氯乙烯硬塑管的摩阻系数为
0.948×105；
—单井出水量m3/h，本设计Q设=20m3/h；
—水泵出水管内径mm，在Q设=20m3/h时d=50mm；
L—管长（m），设计取L=41.5m；
—流量指数1.77；
b —管井指数4.77。
h井=5.36m
系统总扬程：H=H0 +h首+△h＋h井+△z =54.82m
14）机泵选配 bmfdLQfhfjhh%10fhQdm根据计算扬程和流量。出水管用DN＝55mm。选175QJ20-54/5型井用潜，每台泵的流量20m3/h，扬程54米，配套功率5.5KW。所选水泵能够满足设计要求。
