玉米地下滴灌工程设计毕业设计(编辑修改稿)

玉米地下滴灌工程设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

宜土壤含水量上、下限分别为田间持水量的 90％ 和 75％。 灌溉水利用系数 灌溉水利用系数：根据《微灌工程技术规范》要求：灌溉水的利用系数应不低于 90%，因此取 η =。 系统工作小时数 设计系统日工作小时数应根据当地水源和农业技术条件确定，不宜大于 20h。 因此，取 t=20h。 灌水器设计允许流量偏差率 依据《微灌工程技术规范》，确定设计允许流量偏差率为不大于 20％。 本滴灌工程取 vq =19%。 允许水头偏差率 hv 灌水器流态指数 x=，灌水器设计流量允许偏差率 vq =19%。 依据灌水器工作水头偏差率与流量偏差率之间的关系时可计算得工作水头偏差率 ：   )（ vυυ qqh    10 . 1 511 （ 2— 1） ）（ 0 . 1 90 . 50 . 510 . 1 510 . 1 90 . 51  = 水量平衡原理 根据微灌面积和灌溉设计补充强度，计算滴灌系统所需的最小供水流量，根据《微灌工程技术规范》 (SL10395)： （ 2— 2） 式中 ： A— 设计区灌溉面积， hm2； 10 at AIQ C 8 Ia— 设计供水强度， mm/d； Ia =EaP0； Ea— 设计耗水强度， 取 ； C— 系统日最大运行时数， h，系统设计时应留出一段非运行时间用于系统检修和其他预想不到的停机故障等。 我国现行规范规定，日最大运行小时数不大于 20h； n— 灌溉水利用系数，取为 ； P0— 有效降雨量，由地区相关资料知，多年平均降水量 1200mm； 只有渗入到作物根系层内并为作物所吸收利用的降雨才能称为有效降雨，本文依据气象站的降雨资料，采用美国水土保持站（ USDA Soil Conservation Service ）推荐的公式（ Smith， 1992）计算有效降雨量 P0 ，计算公式如下： P0=Pt( Pt)/125 Pt250 (2— 3) P0=125+ Pt≥250mm (2— 4) 式中， Pt 为气象站测定的一次降雨的总降雨量。 根据以上公式得： P0=。 22 8 . 2 4 h m3 . 3 310 220 . 9 54510 ==IQ ηη=Aa 即： =15=423 亩 (2— 5) 本灌溉工程井水可供的最大灌溉面积为 ， 即 423 亩。 而本工程面积为 322亩，所以该水源满足滴灌系统的要求。 3 灌溉制度 灌水定额 根据灌溉排水工程学公式 （ 3— 1） 计算 ： ηzP γm /）（ 亩 0  0 . 1 （ 3— 1） 式中 ： m— 为设水定额计灌水定额， mm； γ — 为土壤容重， g/cm3；γ取 ； z— 为土壤计划湿润层深度， m； z 取 ； 0、亩 — 土壤田间持水量和灌前土壤含水量（作物允许的土壤含水量下限取田间持水量的 75%）；均以干土重 %计，分别取 24%、 18%； P— 为土壤湿润比， %； P 取 60%； η — 为灌溉水有效利用率；η取。 9 经计算 ， m =。 灌水周期 两次灌水的间隔时间又称灌水周期，取决于作物、水源、管理状况。 由《灌溉排水工程学》中公式 (3— 2)计算 : ηEmTα）（ （ 3— 2） 式中： m— 设计灌水定额； Ea— 设计耗水强度 , Ea 取 4mm/d； η — 灌溉水有效利用率 , η 取。 代入数字可得 T=6d。 一次灌水延续时间 滴灌的一次灌水延续时间与作物设计灌溉强度、灌水周期、计划湿润土层深度、湿润比和滴头流量、间距以及滴灌带铺设间距有关。 计算 公式如下： nqSmS tr1t （ 3— 3） 式中： t1— 一次灌水延续时间，单位 h； n— 一株下安装的滴头个数； n=1； Sr— 玉米行距，单位 m； Sr=； Sr— 玉米株间距，单位 m； Sr=； q 滴 — 滴头流量，单位 L/h； q 滴 =。 经计算 1  所以 t1取 10 小时。 10 表 3 系统设计参数表 序号 参数名称 参数值 1 土壤湿润比 p（ %） 60 2 滴灌设计保证率（ %） 90 3 灌溉水利用系数 4 系统日工作小时数 ct/d 20 5 流量偏差率 qv（ %） 19 6 允许水头偏差率 hv 7 灌溉定额 m（ mm） 8 设计灌水周期 T（ d） 6 9 一次灌水延续时间 t 10 10 灌水强度 Ea(mm/d) 4 4 滴灌工作制度 本工程为了较少投资，提高设备利用率，增加灌溉面积，所以采用轮灌制度。 轮灌一般是将支管分成若干组，由干管轮流向各组支管供水，而支管内部则同时向毛管供水。 轮灌组数 滴灌系统工作制度由随机、续灌、轮灌灌溉三种配水方式。 随机供水灌溉只适用于一个系统多个承包户、种植多种作物的形式。 全系统续灌要求系统内全部管道同时供水，对设计灌区内所有作物同时灌水，因而系统流量大增加工程投资，供水时间短设备利用率低，只适用于较小的滴灌系统。 滴灌系统一般采用轮灌配水方式，其灌水方式是以同时开启数条 (对 )毛管为一个基本灌水单元，运行时他们按轮灌分组依次轮流受水；对于基本灌水单元上游的各级管道一般是上以级管道向下一级管道配水时下一级管道轮流受水。 本工程的灌水小区呈平行四边形，长 180m，宽 100m，面积 18000m2，合 27 亩。 根据典型区面积（ 322 亩）和灌溉小区面积（ 27 亩），地块划出 12 个轮灌组。 一天安排 2 个轮灌组，一次灌水时间为 10h，灌水周期为 6d。 轮灌组的划分方法 通常在支管的进口安装闸阀和流量调节装置，使支管所管辖的面积成为一个灌水单元，称为灌水小区。 一个轮灌组可包括一条或若干条支管，也就是支管分组供水，支管内部同时供水。 要求每个轮灌组的流量大小既不能超过井的出水量，又不能明显小于井的出水量。 每个轮灌组的流量要相差无几，以防流量变化过大导致管道损坏。 灌水工作表见表 41。 11 表 41 灌水工作表 工作时期 轮灌组编号 工作支管编号 工作时间 第一天 1. 41， 42， 43， 44， 0:0010:00 2. 31， 32， 33， 34 10:0020:00 第二天 3. 101， 102， 103， 104 00:0010:00 4. 91， 92， 93， 94 10:0020:00 第三天 5. 51， 52， 53， 54 00:0010:00 6. 21， 21， 23， 24 10:0020:00 第四天 7. 111， 112， 113， 114 00:0010:00 8. 81， 82， 83， 84 10:0020:00 第五天 9. 61， 62， 63， 64 00:0010:00 10. 11， 12， 13， 14 10:0020:00 第六天 11. 121， 122， 123， 124 00:0010:00 12. 71， 72， 73， 74 10:0020:00 各级管道流量计算 出水孔设计流量为 ， 一对毛管滴头数为 2122=424 个，可得一对毛管的流量为 424=。 一条支管带 INT[200/]个毛管，其流量为： 254166=42164L/h =43m3/h。 根据地块形状，采用毛管铺设长度为 85 米，毛管采用丰字形布置，整个灌区共有1992 条毛管。 一条毛管的进口流量 毛i q n iQ毛 (4— 1) =212 =254L/h =式中： Q 毛 — 毛管进口流量， L/h； qi— 第 i 个灌水器或出水口的流量， L/h； n— 毛管上灌水器的数目。 支管流量的确定 支管首端的流量为： 毛ii支 n1  （ 4— 2） =42 254（单向） 12 =10668L/h =式中： Q 支 — 支管首端的流量， L/h； Q 毛 i— 第 i 个毛管首端的流量， L/h； n— 支管上安装毛管的数目。 干管各段的流量计算 干管流量需分段计算，轮灌情况下，同一干管段对不同轮灌组供水时，各组流量可能不相同，此时应选择各组流量的最大值作为干管段的设计流量。 表 42 各级管道流量表 出水孔流量 （ L/h） 毛管进口处流量 （ L/h） 支管进口处 （ m3/h） 干管 (m3/h) 1 2 254 43 45 轮灌组数校核 已知 T=6d, C=22h, t=10h/组，依据下式可得最大轮灌组数。 1310 226  ）( tTCI N TN max （ 4— 3） 实际轮灌组数 1312 m a x  NN 轮灌组 ，满足设计要求。 5 灌水小区水力设计 水力设计的要求与任务 以两条支管控制的灌溉范围为一个灌水小区，灌水小区水力设计需满足灌水均匀度的要求，其流量偏差率需满足规范规定，其压力水头差应在允许范围内，灌水小区水力设计主要任务是确定小区允许水头偏差，根据灌水小区构成，将允许水头偏差进行分配并确定毛管的极限孔数和极限长度，若支管规格已经选定，还需确定支管的合适长度。 允许水头偏差的计算 灌水小区允许水头偏差 [Δh]依据规范按下式计算； [Δh]=[hv]hd （ 5— 1） = = 式中： [Δh]— 灌水小区允许水头偏差， m； 13 [hv]— 允许水头偏差率 ， ； hd— 灌水器设计水头 ，。 将小区允许水头偏差在毛管和支管间进行分配，取 β1=， β2= [Δh1]=[Δh]=045= （ 5— 2） [Δh2]=[Δh]== （ 5— 3） 式中： [Δh1]— 支管允许水头偏差； [Δh2]— 毛管允许水头偏差； β1— 允许水头偏差分配给支管的比例； β2— 允许水头偏差分配给毛管的比例。 毛管的极限孔数 Nm和极限长度 毛管的极限孔数 Nm=INT   0 .3 6 44 .7 51 .7 55 .4 4 6 )( k sq d dΔh 1 （ 5— 4） =INT ) 4 (  =334 个 式中： Nm— 毛管的极限孔数；。