节水灌溉技术

和支管的距离应尽量大
组合方式有：正方形、矩形、正三角形、三角形和扇
形等
计算喷头和支管的间距
喷头设计射程： R设＝KR 设计射程：
计算喷灌强度
喷灌强度： 喷灌强度： 各类土壤允许的喷灌强度
土壤类别 砂 土 砂 壤土 壤 土 壤 粘土 粘 土 允许喷灌强度 （mm/h） 20 15 12 10 8
K −风系数 w
2、水量平衡分析
目的：确定灌溉面积，蓄水工程规模 步骤：
①选择设计典型年 ②计算典型年的作物需水量和典型年灌溉用水量 ③其它用水
1.用水分析：
2.供水分析
①来水总量及其在时间上的分配都能满足用 水要求时，不建蓄水池 ②当来水总量满足要求，但在时间分配上 不能满足，修建蓄水池调节 ③当来水总量不能满足要求，确定适宜的 灌溉面积
1000q×η ρ = Kw b×l
η−灌溉水利用系数 q −喷头流量
b −喷 头间距 l −支 管间距
5.管网布置 5.管网布置
布置原则：
1、管道总长短，造价低 2、有利于管理（轮灌或分） 3、平原区，支管与作物种植方向一致， 在山区，支管沿等高线布置 4、管线纵剖面应力求平顺，减少折点（避免 负压）
2. 喷头的组合方式
原则：在保证喷洒均匀、不留空白的情况下，使喷头和支管的距 原则 离应尽量大 组合方式有：正方形、矩形、正三角形、三角形和扇形等 组合方式有 本例采用正方形布置
3.计算喷头和支管的间距 计算喷头和支管的间距
设计射程R设＝K×R (K=0.7——0.9, K反映了风 的影响) 本例中： R设＝0.7×18＝12.6 m 如采用正方形布置，喷头和支管间距为： L=b=1.42× R设＝=1.42×12.6＝17.8m≈18m
（六）、管网水力学计算 ）、管网水力学计算
目的：确定干管、支管直径，系统总扬程和流量，配置 水泵
1、确定支管直径和计算支管进口水头 、 计算支管上允许的最大压力差（20％规则） △h允许=H喷工×20％ ＝350kPa×20％＝70kPa=7m
计算支管水头损失若选用D＝63mm的PVC管， 当D＝63mm时，△h支=6.55m<7m
来用水平衡：来水量＝用水量 来用水平衡：来水量＝用水量，即：
T（天） ×C日开机小时数×Q井（ m3/h ）＝ T（天） ×(e-p)/1000 ×A ×667 得：可灌溉的面积
本例中 A＝14 ×60/(0.667 ×e)=209亩
（三）、选择喷灌系统的形式 ）、选择喷灌系统的形式
根据前面讲述： 根据前面讲述： 固定式喷灌系统－用于喷灌次数多，经济价值高的作物 固定式喷灌系统 半固定式喷灌系统－用于小麦等 半固定式喷灌系统 小型机组式－山区或经济价值较低的作物 小型机组式 绞盘式喷灌机－小麦等大田作物 绞盘式喷灌机 大型平移或时针式喷灌机－大型农场 大型平移或时针式喷灌机 本例中 灌溉作物为经济价值较高的蔬菜，选择固定式喷灌系统
计算支管进口水头H支管进口＝ H喷头设计压力＋H 竖管高度＋3/4△h支 ±1/2Z ＝35m+1m+3/4 ×6.55 m+0=40.91 m
计算干管水头损失、 2. 计算干管水头损失、确定干管管径
•选取最不利轮灌组，以最不利轮灌组确定干管管径。 •本例中，第一轮灌组（顶端）为最不利轮灌组
3. 计算干管进口水头
喷灌系统的规划设计
喷
灌
喷灌是把由水泵加压或自然落差形成的有 压水通过压力管道送到田间，再经喷头喷 射到空中，形成细小水滴，均匀地洒落在 农田，达到灌溉的目的一种灌溉方式 喷灌几乎适用于除水稻外的所有大田作物， 以及蔬菜、果树等
喷灌技术的优点缺点
优点： 优点： 缺点： 缺点：
省水、增产 省劳力 提高土地利用率 防止土壤冲刷和盐 碱化
地形、气象 水文地质、土壤（质地、土层厚度、冻土深度、土壤 入渗率等） 作物品种和种植结构 动力、水源（出水量、动水位等） 社会经济状况
）、水量平衡计算 （二）、水量平衡计算
目的： 已知水源供水量，确定灌溉面积 已知灌溉面积，确定引水量和调蓄容积 方法： 如果已知水源为水井，要求确定灌溉面积 假设灌水周期为T天，日耗水e毫米 T天水井可供水量： T（天） ×C日开机小时数×Q井 (m3/h) T天用水量：T（天） ×(e-p)/1000 ×A ×667
喷 灌 系 统 的 规 划 设 计
水量平衡计算 选择喷灌系统的形式 选择喷头及确定喷头的组合形式 布 置 干、支 管 拟定喷灌工作制度 管网水力学计算 图 纸 绘 制 材 工 效 施 料 统 计 程 预 算 益 分 析 工
1、基本资料的收集
(1)灌区地势、地形资料 (2)水源调查 (3) (3)种植制度及群众高产灌溉经验： (4)农业气象 (5)土壤 (6)作物耗水量 (7)其它
（七）、布置干、支管
270m
290m 干 管
18m
水井
支管
（八）、图纸绘制 （九）、材料统计 （十）、工程预算 （十一）、经济评价及效益分析 （十二）、施工
谢谢！ 谢谢！
m
f —与沿程阻力系数有关的摩阻系数 m —流量指数 b —管径指数
上述f, m, b 值可从有关表中查得
局部水头损失计算：可根据水力学有关公式计算
20%原则
支管设计主要的设计任务是限制喷头间的流量偏差，获 得满意的均匀度和灌水效率。 一般原则为：控制同一支管上任意两个喷头的喷水量之 差在10％以内。此原则也等同于：控制支管上任意两个 控制支管上任意两个 喷头的工作压力水头之差不超过喷头设计工作压力水头 的20% 此即为20%规则 规则
固定式喷灌系统规划设计实例
假设，灌区120亩（270m×290m），作物为 蔬菜，地形为平地，土壤为壤土，水井供水量 60m3 /h ,动水位20m，每天开机14h，作物最 大日耗水强度e=6mm/d,作物耗水高峰期日均 降雨P=0 mm/d，设计灌水周期7d 。
（一）、 收集规划收集所需的资料
受风的影响大 在空气中的损失大 耗能大 投资高
烟草固定式喷灌
向日葵固定式喷灌
半固定式喷灌系统
移动式喷灌系统
时针式喷灌机
卷管式喷灌机
大田棉花用卷管式喷灌机
滚移式喷灌机
喷灌系统的规划设计
边勘测——边设计——边施工
×
可行性研究报告——上级主管部门——审批——立 项——规划设计 ——
√
收集规划所需资料
4.喷头的选择 4.喷头的选择
应符合以下要求： 应符合以下要求： （1）组合后的喷灌强度不超过土壤的允许喷灌强度值 （2）组合后的喷灌均匀度不低于规范规定的数值 （3）雾化指标应符合作物要求的数值 且要考虑：灌溉作物，土壤， 且要考虑：灌溉作物，土壤，考虑风速
喷头的组合方式
原则： 原则 在保证喷洒均匀、不留空白的情况下，使喷头
灌水定额 m0 t= = (mm) 灌水强度 q
（3）. 允许一次同时工作的喷头数
一次灌水时间 N1 N总喷头数× ＝ 一个灌水周期内的灌水总工作小时数 A t ＝ × （个） b×l C 日工作小时数×T
7、管道水力计算
•喷喷灌中常采用以下经验公式计算沿程水 头损失：
hf
式中：
L Q = f * b d
3.用水平衡计算
3、选择喷灌系统的形式 选择喷灌系统的形式
固定式喷灌系统——用于喷灌次数多，经济价值高的作物 固定式喷灌系统 半固定式喷灌系统——用于小麦等 半固定式喷灌系统 小型机组式——山区或经济价值较低的作物 小型机组式 绞盘式喷灌机——小麦等大田作物 绞盘式喷灌机 大型平移或时针式喷灌机——大型农场 大型平移或时针式喷灌机
4.计算组合平均喷灌强度 计η = ×0.8 b ×l 18×18 = 0.0079m/ h = 7.9mm/ h
7.9mm/ h < p砂壤土 12mm/ h ＝
满足要求
（五）、拟定喷灌工作制度 1. 灌水定额：
Te 7天× 6mm m= = = 52.5mm = 35m3 / 亩 η 0.8
5、支管上各喷头的工作压力力求一致，或在允 许的范围内，水利设计准则。
6、陡坡上（下坡）──缩小管径 （上坡）──管道不宜太长
7、水源应在地块中央，经济。
6、拟定喷灌工作制度
（1）. 灌水定额：
Te 灌水周期d) ×日耗水量 mm) ( ( m= = (mm) η 灌溉水利用系数
（2）.一次灌水时间：
•干管流量Q干＝8×3.2×2＝51.2m3/h，干管长L＝270m 若选用干管为D＝110mm（内径100mm）的PVC管 △h干＝1.1×f×L×Qm/db=8.61m
4. 计算水泵扬程和流量 H＝ H干管进口＋ △h首＋动水位＝ 49.52+2+20=73.52m Q= 51.2m3/h 5. 反算其他支管 .
2.一次灌水时间：
灌水定额 52.5 t= ＝ = 6.64小时 喷灌强度 7.9
3. 允许一次同时工作的喷头数
一次灌水时间 1 N＝N总喷头数 × 一个灌水周期内的灌水 总工作小时数 A t ＝ × b×l C日工作小时数×T
本例中：
120× 667 6.64 N＝ 1 × =16.7 18×18 14× 7
（四）、选择喷头及确定喷头组合形式 ）、选择喷头及确定喷头组合形式 根据前面讲述： 根据前面讲述：
1. 喷头的选择 考虑灌溉作物：蔬菜－水滴小和喷灌强度较小的中 低压喷头 玉米高粱等－水滴较大和喷灌强度 较大的高压喷头 考虑土壤： 砂壤土－喷灌强度较大的喷头 粘壤土－喷灌强度较小喷头 考虑风速：风速大的地方宜选用喷灌强度较大水滴 直径较大的中高压喷头