NYT 2132 温室灌溉系统设计规范（可编辑） .doc

NY_T 2132-2012 温室灌溉系统设计规范 中华人民共和国农业行业标准NY/T 2132?2012温室灌溉系统设计规范Design regulation for irrigation systems in greenhouse2012-02-21 发布 2012-05-01实施前 言本标准按照GB/T 1.1?2009给出的规则起草。本标准由中华人民共和国农业部农业机械化管理司提出并归口。本标准起草单位:农业部规划设计研究院。本标准主要起草人:张学军、张月红、段静、吴政文、曹干、丁小明、王莉、周长吉。温室灌溉系统设计规范1 范围 本标准规定了温室滴灌、微喷灌、移动式喷灌和潮汐灌灌溉系统设计的技术要求。 本标准适用于温室和塑料棚灌溉系统的设计。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其后所有的修改单(包括修订版)均适用于本文件。 GB 5084农田灌溉水质标准 GB/T 23393 温室园艺工程术语 GB/T 50085 喷灌工程技术规范 GB/T 50363节水灌溉工程技术规范 GB/T 50485 微灌工程技术规范 SL 56 农村水利技术术语3 术语和定义 GB/T 23393、GB/T 50085、GB/T 50363、GB/T 50485和SL 56界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1灌水小区subunit具有独立稳流(或稳压)装置控制的灌溉单元。在系统无稳流(或稳压)装置时,同时灌水的灌溉单元即为一个灌水小区。 GB/T 50485?2009,定义2.1.353.2 移动式喷灌 movable sprinkler irrigation 利用喷杆上安装多个微喷头的移动式喷灌机在温室内往复移动进行喷水的灌溉方法。3.3 潮汐灌 ebb&flood irrigation 以类似涨落潮方式对栽培床(池)内充水和放水,使灌溉水从栽培容器底部进入和排出,实现利用栽培容器内基质的毛细管作用向作物根系补水的灌溉方法。3.4 栽培床式潮汐灌 bed ebb&flood irrigation 利用高于温室地面的栽培床充放水的潮汐灌。3.5 地面式潮汐灌 floor ebb&flood irrigation 利用温室地面的栽培池充放水的潮汐灌。3.6 充水深度 water depth 潮汐灌时,向作物栽培床或栽培池中充水需要达到的水深。3.7 温室栽培利用系数 area application efficiency in greenhouse 温室中可供作物栽培的面积与温室实际建筑面积的比值。4总体要求4.1 一般规定4.1.1 承担温室灌溉系统设计的单位,应具有相应的工程设计资质。4.1.2温室灌溉系统设计的一般要求: a 应符合国家有关的技术经济政策,做到技术先进、经济合理、安全适用; b 应收集、调查和分析项目区的水文、气象、土壤、作物种类和栽培方式等相关资料; c 应与供水、供电、温室、道路、绿化等工程设计相协调; d 应有措施防止冬季灌溉时水源、管道以及控制、测量、过滤、施肥等设施设备受冻; e 应有措施保证灌溉水最高温度不超过35、最低温度不低于8; f 应选择经过法定机构检测或认定合格的材料和设备; g 灌溉系统日工作小时数不宜超过16 h; h 除应符合本规范外,还应符合国家现行相关标准的规定。4.2 系统选择 温室灌溉系统的选型应与温室类型、栽培作物、耕作方式等相匹配,并综合考虑投资能力、管理要求等因素。可参考表1选择。表1 温室灌溉系统的选型没施类型栽培作物配置方式配置方式塑料棚日光温室果菜、花卉、果树滴灌滴灌+微喷灌叶菜、育苗微喷灌微喷灌盆栽植物滴灌滴灌+微喷灌连栋温室果菜、花卉、果树滴灌+微喷灌滴灌+移动式喷灌育苗微喷灌或移动式喷灌潮汐灌+微喷灌或潮汐灌+移动式喷灌盆栽植物滴灌+微喷灌或滴灌+移动式喷灌潮汐灌+微喷灌或潮汐灌+移动式喷灌4.3 水源工程4.3.1 灌溉设计保证率不应低于95%。4.3.2 水质应符合或经过处理后符合GB 5084的规定。4.4 首部枢纽4.4.1 应根据灌溉系统的设计流量和设计压力,选择配置供水设备。系统工作流量或压力变动范围较大时,宜选配变频调速供水设备或压力调节装置。4.4.2 应根据水质情况、灌水器特点和作物要求等,选择配置水处理设备。取用地表水作为灌溉水源时,取水处宜设置拦污设施;取用多泥沙水作为灌溉水源时,取水处宜设置泥沙去除设施;种植花卉类等高档园艺作物时,宜配置去除灌溉水盐分、软化水质、调节酸碱度的水处理设备。4.4.3 应综合考虑灌溉用水特点、施肥要求等因素,选择配置灌溉施肥装置。施肥装置的下游应设置过滤装置,上游应设置止回装置。4.4.4 应综合考虑投资能力、管理要求等因素,选择配置灌溉系统的控制、测量设备。连栋温室宜配置灌溉施肥自动控制设备。4.5 管道及附件4.5.1 供水管道及管件宜选用塑料为主的耐腐蚀、抗老化材料,管道额定压力应满足最大设计工作压力的要求,管道管径大小应符合安全和经济流速要求。4.5.2 供水管网应采用树枝状、环状或枝环结合状的布置方式;上下级管道宜垂直布置,减少折点;管网中应合理设进节制阀、排气阀、排水阀、止回阀和阀门井等。4.5.3 外径大于50 mm的供水管道末端、分岔、变坡、转弯、闸阀处应设镇墩;地面坡度大于20%或外径大于65 mm的供水管道,应每隔一定距离增设镇墩。4.5.4 应在供水管道系统最低处,设置能够排放管道内余水的排水装置;室外供水管道埋设深度宜低于土壤冰冻线以下0.15 m,且行车道下覆土深度不宜小于0.7 m。5 滴灌和微喷灌5.1 设备选择5.1.1 应合理配置过滤设备。可参考表2选配。表2 温室滴灌和微喷灌系统中过滤设备的选配水源类型水质情况配置方式配置方式地下水 无机物含量<10 mg/L 无机物粒径<80m 筛网过滤器或叠片过滤器 砂过滤器+筛网过滤器或叠片过滤器 无机物含量10mg/L100 mg/L 无机物粒径80m500m 旋流水砂分离器+筛网过滤器或 叠片过滤器 旋流水砂分离器+砂过滤器+ 筛网过滤器或叠片过滤器 无机物含量>100 mg/L 无机物粒径>500m 沉淀池+筛网过滤器或 叠片过滤器 沉淀池+砂过滤器十筛网过滤 器或叠片过滤器地表水 有机物含量10 mg/L 筛网过滤器或叠片过滤器 砂过滤器+筛网过滤器或叠片过滤器 有机物含量>10 mg/L 拦污栅+沉淀池+筛网过滤器或 叠片过滤器 拦污栅+沉淀池+砂过滤器+ 筛网过滤器或叠片过滤器5.1.2 末级过滤设备应能过滤掉大于灌水器最小流道尺寸1/101/7粒径的杂质;砂过滤器应具有反冲洗功能。5.1.3 应合理配置施肥装置。可参考表3选择。表3 温室滴灌和微喷灌系统中施肥装置的选配设施类型配置方式配置方式塑料棚日光温室压差式施肥装置或文丘里施肥装置水动注肥泵连栋温室水动注肥泵或电动注肥泵自动控制灌溉施肥装置5.1.4 应选用制造偏差系数小于0.07的灌水器;选用的倒挂式微喷头应具有防滴漏功能。5.2 技术参数5.2.1 灌溉水利用系数,滴灌不应低于0.9,微喷灌不应低于0.85。5.2.2 设计耗水强度宜根据项日区温室灌溉试验资料确定。也可参考表4选取。表4 温室滴灌和微喷灌系统的设计耗水强度栽培作物设计耗水强度,mm/d果菜、花卉、果树36叶菜、育苗34盆栽植物245.2.3 任意一个灌水小区内灌水器流量偏差率吼不应大于20%。5.2.4 灌水小区内灌水器的流量和压力偏差率应分别按式1和式2计算。 1 2 式中: qv ?灌水器流量偏差率,单位为百分率%; q?灌水器最大流量,单位为升每小时L/h; qmin?灌水器最小流量,单位为升每小时L/h; qd ?灌水器设计流量,单位为升每小时L/h; hv ?灌水器压力偏差率,单位为百分率%; h?灌水器最大工作压力,单位为米m; hmin?灌水器最小工作压力,单位为米m; hd ?灌水器设计工作压力,单位为米m。5.2.5非压力补偿型灌水器,其工作压力偏差率与流量偏差率之间的关系应按式3确定。 3 式中: x?灌水器流态指数。5.2.6 设计灌水周期宜由试验资料确定。也可取设计灌水周期1 d3 d,育苗取小值,盆栽作物取大值。5.2.7 设计灌水定额可按式4和式5确定。 md T?Ia 4 5 式中: T?设计灌水周期,单位为天d; Ia?设计耗水强度,单位毫米每天mm/d; md?设计净灌水定额,单位毫米mm; m?设计毛灌水定额,单位毫米mm; ?灌溉水利用系数。5.2.8 一次灌水延续时间可按式6和式7计算。 6对于珥个灌水器绕植物布置时, 7式中:t?一次灌水延续时间,单位为小时h;Se?灌水器间距,单位为米m;Si?毛管间距,单位为米m;Sr?植物的行距,单位为米m;St?植物的株距,单位为米m;ns?每株植物的灌水器个数。5.2.9 水源供水流量可按式8计算。 8式中:Qs?水源供水流量,单位为立方米每小时m3/h; A?温室总面积,单位为公顷hm2;td ?日工作小时数,单位为小时h。5.3 工程设计5.3.1 管道分级末端为毛管,依次向上分为支管、分干管和干管;毛管宜顺植物种植行布置,支管宜垂直于植物种植行布置。5.3.2 管道设计应综合考虑安全和经济因素合理确定。可按式9估算出管道内径,再根据管材规格确定拟选用的管径。 9 式中: D?管道内径,单位为毫米mm; Qg?管道设计流量,单位为立方米每小时m3/h; v?管道流速,单位为米每秒m/s。5.3.3 温室面积较大时,宜采用轮灌制度。轮灌组数量可按式10估算,结合灌溉系统的管道布置情况合理确定。 10 式中: N?轮灌组数量(灌水小区数量),单位为个。5.3.4 轮灌设计流量可按式11计算。11 式中: Q?系统的设计流量,单位为立方米每小时m3/h; n0?灌水小区内灌水器设计数量,单位为个。5.3.5 轮灌设计压力应满足最不利灌水小区的要求。可按式12计算。 12 式中: H?系统的设计压力,单位为米m; Za?最不利灌水小区进口的高程,单位为米m; Zb?系统取水点的高程,单位为米m;h0 ?最不利灌水小区进口的设计压力,单位为米m; hf ?系统取水点至最不利灌水小区进口的管道沿程压力损失(含首部枢纽沿程压力损失),单位为米m; hj ?系统取水点至最不利灌水小区进口的管道局部压力损失(含首部枢纽局部压力损失),单位为米m。5.3.6 共用一套供水设备时,供水设计流量宜取滴灌和微喷灌设计流量之和;供水设计压力应取滴灌和微喷灌之中设计压力较大者,并根据两者的设计压力之差合理设置调压装置。5.3.7 管道沿程压力损失可按式13计算。 13 式中: hf ?管道沿程压力损失,单位为米m; Qg?管道设计流量,单位为升每小时L/h; f?摩阻系数; m?流量指数; b?管径指数; L?管道计算长度,单位为米m; D?管道内径,单位为毫米mm。 温室灌溉中常用管材的摩阻系数、流量指数和管径指数,可按表5取用。表中,D为管道内径,Re为雷诺数。表5 常用管材的摩阻系数、流量指数和管径指数管材类别摩阻系数流量指数管径指数硬塑料管0.4641.774.77聚乙烯管D>8mm0.5051.754.75D8mmRe>2 3200.5951.694.69Re2 3201.751.004.005.3.8 支管或毛管为等距等量分流多孔管时,其沿程压力损失可按式14和式15计算。14 15 式中: hf?等距、等量分流多孔管沿程压力损失,单位为米m; F?多孔系数; N?多孔管上的孔口数量,单位为个; X?多孔管上的首孔位置系数,即多孔管入口至第一个孔口的距离与孔口间距之比。5.3.9 管道局部压力损失宜按式16计算。也可按沿程压力损失的一定比例估算,支管宜取0.050.1,毛管宜取0.10.2。 16 式中:hj?管道的局部压力损失,单位为米m; ?局部压力损失系数; v?管道流速,单位为米每秒m/s; g?重力加速度,取9.81 m/S2。5.3.10 直接水锤的压力增加值,可按式17和式18计算。采用聚乙烯管材时,可不进行水锤压力验算。 17 18 式中: H?直接水锤的压力增加值,单位为米m; V?管中流速变化值,为初流速与末流速之差,单位为米每秒 m/s; C?水锤波传播速度,单位为米每秒m/s;D0?管道外径,单位为毫米mm; e?管道壁厚,单位为毫米mm;Eg ?管道弹性模量,单位为兆帕MPa;聚氯乙烯管取2 500 MPa3 000 MPa;钢管取206 000MPa。5.3.11 如果计入水锤后的管道工作压力大于管道最大允许压力的1.5倍或出现负压时,应采取水锤防护措施。6 移动式喷灌6.1 设备选择6.1.1 温室采用移动式喷灌时,应确保所选用移动式喷灌机的允许最大喷洒宽度不小于温室的跨度。6.1.2 多跨温室可共用一台移动式喷灌机。一台移动式喷灌机控制的灌溉面积不宜超过2 500 m2。6.1.3 移动式喷灌机上的微喷头应带有防滴漏装置。6.1.4 向移动式喷灌机供水的管道系统中,应合理配置过滤设备,可参考表2选配。6.1.5 移动式喷灌系统中,宜配置施肥装置,可参考表3选配。6.2 技术参数6.2.1 移动式喷灌的均匀系数不应小于0.85。6.2.2 用于穴盘育苗灌溉时,移动式喷灌机行走一次的灌水强度不宜大于5 mm,按式19计算。19 式中: I?一次行走灌水强度,单位为毫米mm;qd?单个微喷头设计流量,单位为升每小时L/h;V?喷灌机设计运行速度,单位为米每小时m/h;s?喷灌管上微喷头间距,单位为米m。6.3 工程设计6.3.1 移动式喷灌的轮灌区划分、管道布置、管径选择、系统设计流量和系统设计压力等设计方法,应按本标准5.3的规定执行。6.3.2 移动式喷灌取水点的位置,应满足所选用移动式喷灌机的最大喷洒宽度、最大工作行程的要求。6.3.3 任意两个取水点之间的工作压力偏差率不应大于20%,超过时调整供水管径或增设调压装置。6.3.4 与滴灌、微喷灌共用一套供水设备时,供水设计流量宜取各种灌溉的设计流量之和;供水设计压力应取各种灌溉中设计压力最大者,并根据各种灌溉的设计压力之差合理设置调压装置。7 潮汐灌7.1 设备选择7.1.1 应综合考虑栽培作物、投资能力、管理要求和使用者素质等因素,合理选择潮汐灌的形式和配套设备。对穴盘育苗等作物种类多、批量小的温室生产,宜采用栽培床式潮汐灌;对盆栽植物等作物种类少、批量大的温室生产,宜采用地面式潮汐灌。7.1.2 应选择能够循环利用灌溉水和营养液的潮汐灌。7.1.3 应配置灌溉施肥自动控制设备、肥水自动调节设备。7.1.4 应合理选配过滤、净化和消毒设备。7.1.5 应合理配置供水、排水、清水和回用水等各种水池。地下大中型水池宜采用现场浇筑混凝土制作,地下小型水池宜采用地埋式塑料罐。地上大型水池宜采用波纹钢板组装而成,并用塑料布作为防漏水的里衬。7.1.6 应选择具有良好耐腐蚀、防老化材料制成的栽培床、栽培池等配套设备。7.1.7 宜在温室内顶部增设微喷灌或喷雾设备,以调节温室内的湿度,并作为补充灌溉设备。7.2 技术参数7.2.1 设计耗水强度宜由试验资料确定。也可参考表4选取。7.2.2 设计灌水周期宜由试验资料确定。也可取设计灌水周期1 d2 d。育苗取小值,盆栽作物取大值。7.2.3 设计充水深度应根据作物实际要求确定。栽培床式潮汐灌可取30 mm,地面式潮汐灌可取65 mm。7.2.4 应采用轮灌制度,灌水小区面积不宜超过600m2。7.2.5 设计一次灌水延续时间(含充水、持水和排水时间)宜取0.1 h0.3 h。7.3 工程设计7.3.1 水源供水流量可参照式8计算。7.3.2 设计灌水小区的面积按式20计算后,结合温室布局情况合理确定。 20 式中: Ac?设计灌水小区面积,单位为平方米m2; A?温室总面积,单位为公顷hm2; t?设计一次灌水延续时间,单位为小时h; T?设计灌水周期,单位为天d; td?系统日工作小时数,单位为小时h; c?温室栽培利用系数。7.3.3 系统设计流量按式21计算。 21 式中 Q?系统设计流量,单位为立方米每小时m3/h; Hc?设计充水深度,单位为毫米mm。7.3.4 供水管的管径选择、管道压力损失和系统设计压力等设计方法,按本标准5.3的规定执行。7.3.5 排水(回用水)管网的布置,应与栽培床和栽培池相适应,采用树枝状布置方式;上下级管道宜垂直布置,减少折点;排水口应有拦污装置,排水管网中应合理设置节制阀、检查井、管沟、过滤装置等;室外排水管道埋设深度宜低于土壤冰冻线以上0.15 m,且行车道下覆土深度不宜小于0.7 m。7.3.6 排水横管的流量取其控制范围内供水流量的90%,设计充满度宜取1.0。可按式 9 估算出管道内径,再根据管材规格确定拟选用的管径;其中管道流速按式22计算。 22 式中: n?粗糙系数,塑料管取0.009; R?水力半径,单位为米m; i?排水管的坡度,可参考表6选取。表6 塑料排水管的通用坡度和最小坡度外径,mm通用坡度最小坡度500.0250.012 0750. 0150.007 01100.0120.004 01250. 0100.003 51600.0070.003 02000.0050.003 02500.0050.003 03150.0050.003 07.3.7 清水池的有效容积宜能够存贮一个灌水周期内最大灌溉用水量的20%。7.3.8 排水池的有效容积宜能够存贮一个灌水小区一次灌溉用水量的20%。排水池内宜设2台潜水泵,一用一备。7.3.9 回水池和供水池的合计有效容积应至少能够存贮一个灌水周期内的最大灌溉用水量。7.3.10 清水池、回水池和供水池应有防冻、防溢流、防漏、防渗、防污染措施;泄水不便时,应在池底设置集水坑。7.3.11 宜安排独立的机房,集中布置自动控制设备、加压供水设备、过滤和净化装置、施肥装置、消毒设备、测量仪器仪表等。