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膜下滴灌非輪灌製度下澆灌管道設計

作者:AM8亚美来源:[AM8亚美公司]访问:247时间:2019-11-21

膜下滴灌管道設計首要以現行國家及行業規範《微灌工程技術規範——SL103-85》為主,並參拍照關PVC-U管水力設計方法進行 。由於近年來投資方對工程用度要求逐年降低的趨勢,在管材價格居高不下的今天,很多設計方往往采用降低管徑的作法來減少工程總造價,首要降徑方法如下 :

  1.水泵四周管道壓力較高,其分支幹管道進口采用近2m/s的流速。

  2.在該區域的分支幹管上加上一小段降壓水阻管,以降低進進毛管的管道壓力。

  3.采用多條分支幹管同時輪灌的澆灌方式,以減小管徑,最為普遍設計為2-3條支管同時工作。

  以上的設計方法固然能部分降低工程造價,但並不實用於非輪灌製度下的單管全灌模式。首要啟事是部分業主為減輕田間澆灌作業強度而采用單分支幹管上毛管全灌方式——即不按設計輪灌製度進行澆灌。固然該澆灌方式注水均勻度低 ,但隻要能保證最不利點供水量大於作物蒸騰感化所必須的最低耗水量,肯定能夠達到比溝灌作物產量增產目的。特別是在一個大型澆灌係統存在多用戶承包的情況下,該注水方法更有益於水電費和施肥用度的分戶核算。

  采用小管徑的設計方法在實施非輪灌製度澆灌後輕易出現部分條田局部區域因無水可滴造成作物枯萎,而水泵四周的作物則會由於注水量偏大出現過分增加態勢 。是以,在減小管徑及降低工程造價的同時,必須考慮管道設計應滿足部分業主在實施非輪灌製度下的最低注水要求,故在設計前應確定管道設計許可最低的邊界條件。

  一、實際設計時按非輪灌製度下考慮澆灌管道設計應遵守的條件

  條件1:水泵四周的管道降壓方式不應設在分支幹管的進口處 ,最好設在出地樁出口處。采用出口恒流閥門作為首選的降壓方式,無條件時可采用人工閥門調壓,但人工調壓閥門必須與開關閥門分開設置,即履行開關功能的閥門不能用於調壓功能。調壓閥門的安裝位置應有一定的埋沒性 ,以避免誤操縱使管網壓力失控。具體方法為——將調壓閥門設置在地麵以下100-200mm處,在係統調試完畢後用土蓋上即可。

  條件2:首部過濾器至田間滴頭水損範圍為10-15m ,最大不宜大於20m。假如大於上述範圍,則會由於末端水損過大而使大部份水量直接流進首部四周的田間區域,造成整塊條田的澆灌均勻度過低。

  條件3:主管設計流速考慮經濟管徑身分一般控製在1.2-1.5m/s較為公道,最大流速不宜大於1.8m/s。選擇流速越低,非輪灌製度的澆灌均勻度越高。

  條件4:地形應為水平或順坡,且順坡坡度在1‰—3‰最為理想,坡度過大則會影響非輪灌製度的澆灌均勻度 。假如為逆坡澆灌,實施非輪灌製度澆灌時的麵積則會比順坡小。而此時為保證整塊條田全灌,必須進步水泵揚程和流量,造成管徑增大。單條分幹管控製條田的分區個數在不大於15時基本能滿足單管全灌的均勻度要求,但過小的分區個數也會使管徑增大。逆坡度在1‰—3‰時,分區個數可下降至10個以下。是以,最好不要逆坡布置管道 。

  條件5:通常條田由於原采用溝灌而必須設置坡度,不管主管布置是否逆坡 ,雙向展設的毛管必須按逆坡短、順坡長的方式布置,實際長度應通過均勻坡毛管水力計算確定。

  條件6:順坡布置時控製條田分幹管上各出地樁之間的最大水損不宜大於6m,水平布置則不應大於4m,而逆坡布置則應減至2-3m以下。

  條件7:末端控製毛管的閥管條數不宜過大,一般以閥管流速作為控製根據,流速為3-4m/s時最好,最大設計閥管流速應控製在5m/s以下。(由於過大的流速隻對靠近首部的毛管減壓有益,而末端毛管則會因壓力過小而造成水量不足 。為解決這一矛盾,可采用不等距出地樁布置法——即靠近首部的出地樁間距長,未端短的作法。實際設計時應從末端按3m/s開始設計管徑,反推至首部升至低於5m/s即可完成設計。)

  條件8:水泵流量的確定需考慮實際安裝時因管道及閥門滲漏對管網壓力的不利影響,即設計時需考慮按計算流量加5-10℅安全係數。

  二 、邊界水力求解:(按四川源田現代節水有限責任公司生產的內鑲式紊滴帶1.7L/h計算)

  滴灌帶為非補償紊流防堵型 ,額定流量1.7L/h,工作壓力100kPa,毛管內徑為Φ16,壁厚為0.2mm,水力特性為Q=0.153*P^0.523,兩分幹管獨立工作,日工作小時數為20小時。

  解:1.滴頭進口最低工作壓力確定

  0.75m*0.3m*5.4mm/10h=0.1215L/h

  由於非輪灌製度下澆灌工作壓力遠低於滴頭額定工作壓力,而水力特性公式僅反映在額定工作壓力範圍內水力特性。是以按水力特性公式確定澆灌工作壓力則必須考慮適當的安全係數。通過采用澆注水力計算軟件V1。00進行試算,終究計算出水平展設毛管的工作壓力為0.1m時,設計最大展設長度接近正常工作壓力下的展設長度(約79m擺布)。此時的滴頭流量為額定流量的9℅擺布,即為0.153L/h。但考慮到壓力降為0.1m時流量並非按線性減小,為降低係統總投資,實際邊界計算壓力按0.1m考慮比較公道。

  2.按最低工作水壓0.1m時求滴頭的流量

  Q=0.153*1^0.523=0.153 L/h

  3.大型灌區設計分支幹管進口管徑最常用的為Φ160PVC-U管,邊界設計暫選此管徑。

  條件:管內徑為Φ152.6mm,設計流速為1.5m/s,坡降為+5‰。

  結果:水力損失為1.27m,最大設計流量為100m^3/h。

  (具體計算采用澆注水力計算軟件,計算過程略。)

  4.控製麵積確定

  按滴帶行距0.75m ,滴頭間距0.3m計算

  0.75m*0.3m*100m^3/h*1000/0.153L/h=147058m^2

  5.按日工作20小時計算澆注水量

  澆注水量為 0.153*20/(0.75*0.3*2)=6.8mm/d >5.4mm/d

  由於澆注水量大於日耗水量,即使是實際管網水損因有安裝或坡度等不利身分影響,采用此管徑下控製的條田麵積仍可滿足最大耗水要求 。

  6.實際澆灌狀況分析與總結

  1)由於主管己有近1.27m 的水力損失,接近首部的滴頭流量偏大,首末端流量偏差遠遠大於20℅。但由於首端消耗的為水泵多餘的揚程,未端管道仍有部分餘壓水頭,這就最低限度保證了全部條田的全灌要求。

  2)邊界設計由於是按照水平展設時的最大控製麵積計算,考慮到有益的順坡條田展設管道時可控製麵還可以增加 ,但增加幅度不宜大於邊界設計的50℅。

  3)有局部逆坡的條田其控製麵積則相應減小 ,其減小幅度可簡化為除往逆坡麵積後的條田控製麵積。

  4)滿足非輪灌製度澆灌的基本條件為主管道上不得設計有降壓功能的水阻管或其它減壓裝配,假如必須設置減壓裝配則應在該處加裝旁通裝配。

  5)坡度為3‰時各管徑支管最大可控麵積(計算過程略):

  (重視假如條田逆坡大於10‰,則無法實現單管全灌)。

非輪灌製度下各種管徑分支幹管控製的最大條田麵積

序號管外徑坡度為3‰坡度為0灌區類型設計日耗水量1Φ9062000 m^243400 m^2小型灌區5.4 mm/d2Φ11094000 m^265800 m^2中小型灌區5.4 mm/d3Φ1602001頁

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