果园滴灌设计

设计基本资料 1.地形资料

果园面积25hm 2，南北长520m ，东西宽480m 。水平地形，测得有1/2000地形图。 2.土壤资料

土壤为中壤土，土层厚度1.5~2.0m ，1.0m 土层平均干密度1.4t/m 3,田间持水量30%（以占土壤体积的百分比计），凋萎点土壤含水量10%（以占土壤体积的百分比计）。最大冻土层深度100m 。

3.作物种植情况

果树株距3.0m ，行距3.0m ，现果树已进入盛果期，平均树冠直径4.0m ，遮荫率约为70%。作物种植方向为东西向。以往地面灌溉实测结果表明，作物耗水高峰期为7月，该月日均耗水量5.6mm/d 4.气象资料

根据气象站失策资料分析，多年平均年降雨量585.5mm ，全年降雨量的60%集中于7~9月，并收集到历年降雨量资料。 5.水源条件

该农场地下水埋深大于6m ，在果园的西南边有一口井，抽水试验结果表明，动水位为20m 时，出水量60m 3/h 。水质良好，仅含有少量沙（含沙量小于5g/h ）。 滴灌系统规划设计参数 1. 滴管设计灌溉补充强度

有上述资料，高峰期耗水量E e =5.6mm/d ，遮阴率G e =70%，因此遮阴率对耗水量的修正系数为82.085

.0%

7085.0k ===

e r G 因此，滴灌耗水强度为

）（d m m /6.46.582.0E k E c r a =⨯==

因上述E a 为好水高峰期的耗水强度，所以设计耗水强度取为

）（d m m/ 6.4E I a c ==

不考虑淋洗水量，滴灌设计灌溉补充强度为

）（d m m / 6.4I I c a ==

2. 滴灌土壤湿润比 根据相关资料，对于宽行距作物，在北方干旱和半干旱地区，设计土壤湿润比可取20%~30%。考虑到苹果为经济作为，故滴灌湿润比取p ≥30%。

3. 灌水小区流量偏差

灌水小区流量偏差q v =20%。 4. 灌溉水利用系数

由于灌溉的水量损失很小，根据有关资料灌溉水利用系数η=0.9。 水量平衡计算

1. 设计灌溉用水量

灌溉用水量是指为满足作物正常生长需要，由水源向灌区提供的水量。它取决于灌溉面积，作物生长情况、土壤、水文地质和气象条件等。

各年灌溉用水量不同，因此需要选择一个典型年作为规划设计的依据。 微灌工程一般采用降雨频率75%~90%的水文年作为设计典型年。（设计典型年的选择和计算

方法可以参考有关工程水文书籍） 2. 来、用水平衡计算

来、用水平衡计算的任务是确定工程规模，如灌溉面积等。本设计水源为井水，由基本资料可知，井的出水量为60m 3/h ，取日灌溉最大运行时数C=22h ，则井水可灌溉的最大面积为

）（2a hm 82.256

.41022

9.06010I C Q A =⨯⨯⨯==

η 本果园面积为25hm 2，因此，该水源满足滴灌系统的要求。 灌溉器选择与毛管布置方式

选用某公司内嵌式滴灌管，壁厚0.6mm ，内径15.4mm 。低头额定工作压力h a =10m ，额定流量q a =2.8L/h ，流态指数x=0.5，滴头间距0.5m 。采用单行直线布置，即一行果树布置一条滴灌管。

查相关表可知在中壤土中，这种滴头流量的湿润直径为0.8m ，因此此种布置方下的湿润比

为%

3033%35.08.0785.0100%S S 785D .0P 2l e >=⨯⨯=⨯=ω

说明上述灌水器与毛管布置方式满足设计湿润比的要求。

滴灌灌溉制度拟定 1. 最大净灌水定额

微灌土壤计划湿润层深度取0.8m ，土壤中允许的缺水量占土壤有效持水量的比例取40%，则

()()()

mm 2133.08.01.03.04.01000 zp

F 1000m 0d max =⨯⨯⨯⨯==——ωβ

2. 毛灌水定额

如果采用m 净=m max ，则

()mm 3.239

.021

m m ==

=

η

净

毛 3. 设计灌水周期

()d 56.46

.421

I m T a ===

净 4. 一次灌水延续时间

()h 5.128

.23

5.03.23S S m t l r =⨯⨯=

—毛a q 如果采用灌水周期为2d 的高频灌溉，每次的净灌水深度为4.4×2=9.2 （mm ），毛灌水深度为10.22mm ，一次灌水延续时间为5.47h 。这样改变灌溉制度并不影响后面的水力设计。 支、毛管水头差分配与毛管极限长度的确定 当q v =20%时，灌水小区允许的最大水头偏差为

()()

()

()()

()()

m 4.128.6577.12h h H 65.8102.035.01h 35q .01h 77.12102.065.01h 65q .01h min max s 0.5

1

d x l

min 0.51

a x l max ===∆=⨯⨯===⨯⨯+=+=————m m υυ

根据支、毛管水头差分配比，得

()()

m 84.112.445.0H 45.0H m 26.212.455.0H 55.0H s s =⨯=∆=∆=⨯=∆=∆支毛

计算毛管极限长度为

()

m 91 5.08.25.01.14.1526.2446.5INT S

KSq D

H 5.446INT L 364

.075.175.4364

.075.1a 75

.4m =⨯⎪

⎪⎭

⎫

⎝⎛⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭

⎫

⎝

⎛∆=毛

管网系统布置与轮灌组划分 系统允许的最大轮灌组数为

()个最大 85.1256

.422t CT N =⨯==

如果实行高频灌溉，灌水周期T=2d ，则

()个最大 847

.5222t CT N =⨯==

低频灌溉和高频灌溉的轮灌组数相同，因此灌水频率的改变并不影响后面的系统设计。

根据地块形状，采用毛管铺设长度为80m ，毛管采用丰字形布置，整个灌区共有1040条毛管，每条毛管流量为(L/h) 448/0.5808.2Q =⨯—毛，整个灌区所有灌水器的流量和为

()

h /m 6461000448/10403=⨯，如果划分为8个轮灌组，每个轮灌组的流量约为58.2m 3/h ，

该值小于水井的出水量，满足水量平衡的要求。 轮灌组数和每个轮灌组的流量确定以后，管网布置也有多种方案，下面采用两种方案进行比较。

方案1：共分8个灌水小区，一个灌水小区为一个轮灌组。灌水小区内支管长195m ，双向控制130条毛管，每个轮灌组的流量为58.2m 3/h,，如图1所示

方案2：共分24个灌水小区，一个轮灌组控制3个灌水小区。灌水小区内支管长65m ，双向控制44条毛管，每个灌水小区流量为(

)

h /m 19.7448/1000443

=⨯，每轮灌组流量为59.1m 3/h ，如图2所示