土默特左旗毕克齐镇大里堡村设施农业示范园区大田滴灌设计.pdf

l 8 内 蒙 古 水 利 2 0 1 4年第 5期( 总第 1 5 3期 ) 【 规划 与 设 计 】 土默特左旗 毕克齐镇大里堡 村 设施农 业示范 园区大 田滴灌设计 巴勇强 ， 李志慧 ， 陆圣女 ， 王二勃 ( 1 呼和浩特市水利勘测设计院， 内蒙古 呼和浩特市0 1 0 0 2 0 ； 2 呼和浩特市水土保持站， 内蒙古 呼和浩特市0 1 0 0 2 0； 3 呼和浩特市科兆丰水业勘测设计有限公司， 内蒙古 呼和浩特 0 1 0 0 2 0 ) ( 摘要 文章对土左旗项 目区进行大 田滴灌设计。 关键词 水源 ； 滴灌 ； 效益 中图分类号 ： S 2 7 5 3 文章标 识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 9 0 0 8 8 ( 2 0 1 4 ) 0 5 0 0 1 8 0 2 1 项 目区基本情况 项 目区属于温暖半干旱农业 区， 项 目区地势北高南低、 东 高西低 ， 最高海拔高程 1 0 0 8 4 5 m， 最低 9 9 7 0 0 m。年平均风 速 2 0 4 in s ， 风速 可达 3 m s以上 ， 多年平 均 降水量 为 3 9 8 7 m m， 无霜期多年平均为 1 3 3 d 。最 大冻土深 1 5 6 m。 园区作为一个井灌区， 占地面积 6 6 7 h m ， 其中， 耕地面积 3 3 3 h m ， 种植 作 物 主 要 有 玉 米 、 蔬 菜 、 苜 蓿 等 ， 平 均 产 量 在 7 5 0 0 k g左右。 2 技 术方 案设计 2 1 基本情况 项目区共有大田滴灌面积为 1 4 0 h m ， 地势平坦 ， 目前为园 区内太阳能光伏区， 现状地块上布置了大量太阳能光伏板， 光 伏板长2 0 m， 宽2 5 m， 横向间距 0 3 m， 纵 向间距 6 7 m， 安放 在0 7 m高钢管支架上 ， 光伏区中间布有升压站， 共计 5 6座。 本 次设 计为充分利用 土地 ， 在光 伏 区纵 向间距 内种植蔬 菜 ， 由 于光伏板间距较小， 不利于管道铺设 ， 本次采用干管地埋， 分干 管及 支管均露天铺设的方式设计 。 项 目区机电井呈离散布设 ， 共 布设 7眼井 ， 每 眼井 的泵房 ， 作 为滴灌系统的控制室 。每一眼井控制 一个独立 的灌溉 系统 ， 项 目区共有 7个灌溉系统。 2 2 灌溉保证率 设计灌溉保证率为 9 0 。 2 3 灌溉制 度设计 ( 1 ) 最大灌水定额计算 m = 0 0 0 1 z p( 一p ： ) 式 中n q 一最大净灌水定 额 ， m m； z 一 计划湿润土层深度 ， c m， 取 4 0 c m； Y一土壤干容重， g c m ， 项 目区土壤类型为砂壤土， 干容 重为 1 4 5 g c n ； p 。 一适宜土壤含水量的上限， 一般情况下取田间持水率 ( 2 6 ) 的 8 5 9 5 ， 本次设计取 9 0 ； B 一适 宜土壤含水量 的下限 ， 一般情 况下取 田间持水 率 ( 2 6 ) 的 6 0 一 8 5 ， 本次设计取 6 5 ； P 一设计土壤湿润比例( ) ， 温室滴灌设计土壤湿润比 为 7 5 ； 计算结果 ： I 1 = 2 8 2 8 m m 上述计算结果为最大净灌水定额。 ( 2 ) 设计灌水周期的确定 T T T =m I a= 4 7 d ， 周期取 4 5 d 。 式中T 一设计灌水周期， d ； I a 一作物日蒸发蒸腾量， 取设计代表年灌水高峰期平均 值 ， 取 6 m m d 。 ( 3 ) 设计净灌溉水定额 md=T I 式中m 一设计净灌溉水定额 ， m m。 m， ： 1 1 式中In 一设计毛灌溉水定额 ， m m。 经计算 ， 大 田设 计 净 灌 水 定 额 为 2 7 mm( 1 2 7 0 1 5 IT I h m ) ， 根据规范及项 目区灌溉 实际情 况 ， 大 田灌溉 水利用 系数 J R o 9 0， 则大 田的设计 毛灌溉水定额为 3 0 m m( 3 0 0 0 1 m h m ) 。 ( 4 ) 设计灌水次数： 根据前述温室外明地计算可知大 田设 计净灌溉定额 m净=2 7 7 5 m h f n 2 ， 设 计净 灌 水 定额 为 m净= 2 7 01 5 i n h m。 ，因此大 田设计灌水次数 n： M净 m净=1 1 次 。 2 4单井控 制面积 根据 机井技术规范 ( S L 2 5 62 0 0 0 ) 中， 单井控制面积计 算公式： F 0 =Q t 3 T 2 m2 式 中F n 一单井控制灌溉面积 ， h m ； Q 一单井出水量， n l h ， 按 8 O I n h ； 土默特左旗毕克齐镇大里堡村设施农业示范园区大田滴灌设计 巴勇强等 l 9 t 一灌溉期间每天开机时间， 取 1 6 5 h ； T ： 一每次轮灌的天数， 灌水周期取4 5 d ； IT I 一每公顷每次综合平均灌水定 额 ， 2 7 0 1 5 Ir l 。 经计算， 单井可控制面积2 2 h m ， 滴灌项 目控制面积 1 3 7 4 h m ， 则根据项目区实际布置情况 ， 需水源井 7眼， 每眼井实际 控 制面积 2 1 3 3 h m 。 2 5 井 距 水源井采用方形排列 ， 按下式计算 ， 根据以上分析计算单 井控制面积 2 5 3 3 h m ， 经计算 ， 井间距为 5 0 3 m。 2 6典型 片设计 2 6 1 首部枢 纽 首部 主要设备有 1 0 0 L施肥罐 、 4 ” 离心 式过 滤器及 D N 1 6 0 逆止阀等， 首端高末端低， 管内积水向末端排水井排放。 2 6 2滴灌带选择 项 目区滴灌灌水器选择内镶式滴灌带 ， 滴头工作压力为 1 0 0 K P a ， 滴 头间距 S e为 0 3 m， 毛管布 置 间距 S t 为 0 7 m， 滴 水流量 2 7 L h 。 2 6 3管网布设 ( 1 ) 干管 ： 干管为地埋管道 ， 采用聚氯 乙烯 D N1 6 0 m m直径 的 U P V C硬塑料管 ， 总长为 5 8 0 i n ， 呈东西方向布置。沟槽断 面为梯形 ， 下 口取 0 6 i r l ， 边坡 1 ：0 3 管槽开挖深度 根据 当地 实际情况确定为 1 0 I l l 。 ( 2 ) 分干管： 分干管采用公称外径 D N1 6 0的聚 乙烯微灌 管 。铺设 在地 面以上 ， 垂直 干管布设 ， 共 布设分 干管 5条 ， 由西 向东 长分别为 3 2 4、 3 4 4、 3 8 4、 4 0 8 、 2 2 7 IT I ， 最大 间距 1 3 6 i n ， 分干 管共计 1 6 8 0 I l l 。 ( 3 ) 支管： 支管采用公称外径 D N 9 0聚乙烯管 ， 铺设在地面 以上， 分干管 自西向东分别布设 3 5根支管、 4 0根支管、 4 4根支 管、 4 6根支管 、 2 5根支管 ， 每条支管连接 1 8条滴灌带 ， 即典型 地块共设置 1 9 0条支管， 总长度为 1 2 7 3 1 T I ， 每条支管设置独立 闸阀。支管全部与分 干管 平行 布设 ， 且 紧靠分 干管 ， 与 分于 管 的连接采用三通 。 ( 4 ) 滴灌带： 设计选用的 p 1 6内镶式滴灌带， 滴灌带垂直于 支管两侧呈鱼骨工布置， 每条支管上设 1 8条滴灌带( 当遇逆变 箱等设备时滴灌带呈一侧布置每条支管上设 9条滴灌带) ， 每 条长 6 8 IT I ， 遇逆变箱及地块 边界处 滴灌带适 当调 整长 度 ， 最 长 不超过 8 5 m。典型地块共有 滴灌 带 3 1 0 5条 ， 总长 为 2 1 1 1万 1T I 。滴灌带直 接与支管接通 ， 滴灌带 上不设球阀 ， 即同一 支管上 所有滴灌带同时工作 ， 每条滴灌带的间距为0 7 i n ， 滴灌带上每 隔 0 3 m， 设 滴头一个 ， 滴头 流量 2 7 L h ， 工作水头为 1 0 I l l 。 ( 5 ) 分干管 、 支管及滴灌带 为移 动管道 ， 为防止管材 管件 的 丢失及损坏 ， 每到冬季分干管、 支管及滴灌带应及时收起妥善 保存。停泵或冬季不用时， 为防止管道 冲砂水 和秋季积水冻 害， 在干管末端的最低处设排水井。 ( 6 ) 一次灌水延续时间： 根据选取滴灌带参数计算一次灌 ， 水时 间。t = 3 3 h q 式中t 一一次灌水延续时间， h ； S 一 滴头间距 ， 0 3 m； s 一毛管布置间距， 0 7 I r l ； q d 一滴头流量 ， 2 7 L h 。 2 6 4各级管道流量推算 ( 1 ) 单根滴灌带设计流量： 单根滴灌带流量等于单滴头流 量乘以滴头总数， I区单根滴灌带按6 8 m计 ， 即： Q =N。 q= 2 2 7 X 2 7= 0 6 1 ( m h ) 即单根滴灌带 的总流量为 0 6 1 n l h 。 式中q 一滴头流量， 2 7 I Zh ； N 一 单根滴灌带 的滴头数 ， 为 单根 滴灌 带总长 度 滴头 间距 。 ( 2 ) 支管设计流量 ： 支管连接 1 8根滴灌带 Q 单 支=Q 。 N= 0 6 1 1 8 = 1 0 9 8 ( m h ) 式中N 一支管上毛管的数 目， N=1 8条； Q 一单根 毛管总流量。 ( 3 ) 分干管设计 流量 ： Q 分 干 管=Q 单 支 N = 1 0 9 87=7 6 8 6 ( n l h ) 式 中N 一每条分 干管上一次工作的支管数 目 N= 7条 ； Q 分 f 管 一单侧分干管 的总数量 。 ( 4 ) 干管设计流量 Q 十=Q 分 十= 7 6 8 6 (n l h ) 2 6 5轮 灌制度的确定 灌溉 时同时开启 7个支管 闸 阀 ， 典 型地块 共 布置 2 8个 轮 灌组 。 2 7水源井设计 大田滴灌项 目区均采用地下水灌溉， 此项 目区共需配套机 电井7眼， 单井出水量均为 8 0 m h 。动水位距地面3 0 m， 选择 泵型号为 ： 2 O O Q j S O一 5 5 5 。 2 8配套工程 项 目区共配 套 建设 水 源 井 泵 房 7座 ， 1 0 k V架 空高 压 线 0 5 k m， 敷设低压 电缆共 计 3 3 k m。S 1 1一M 一5 01 0 0 4 k V 变压器 2台 ， S l 1 一M一 6 31 0 0 4 k V变压器 1台。 3 效 益 分析 3 1 经济效益 项目区投资 2 4 7 3 2万元， 节水灌溉措施分摊系数为 0 4 ， 投产后年均水利净效益 为 7 5万元 。 3 2生态效益 项 目区建成后， 充分利用土资源， 扩大灌溉面积， 提高土地 利用率 ， 保 障农 业 自然 资源 ， 另外 项 目区使用 滴灌 系统 提高 了 水资源利用率 ， 保证 区域农业生态 系统 良性循环 。 ( 编校 ： 郭宝丽 ) 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 72 2 作者简介： 巴勇强， 主要从事农田灌溉工作。