微喷灌溉技术在大棚灌溉系统中的设计应用.doc
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1、微喷灌溉技术在大棚灌溉系统中的设计应用点击:603 日期:2012-11-7 15:01:12李家振徐州市山区节水灌溉示范基地,徐州,2210008摘要:微喷灌溉技术是节水灌溉的主要灌溉形式,大棚灌溉采用微喷系统非常普遍,微喷技术在大棚灌溉系统中应如何进行设计应用,才能达到要求,笔者通过铜山县王庄温室大棚节水灌溉示范项目的实施,对此问题进行了研究探讨。关键词:大棚微喷灌节水灌溉 应用 1 基本情况 微喷灌是通过低压管道系统,以小的流量将水喷洒到土壤表面进行局部灌溉,微喷灌的特点是灌水流量小,一次灌水延续时间较长,灌溉周期短,需要的工作压力较低,能够较精确地控制灌水量,能把水和养分直接输送到作物
2、根部附近的土壤中去。该系统具有:灌溉均匀度高;施服方便;省水;适应性强;操作简单,管理方便等优点,该技术特别适合于蔬菜大棚、苗圃、花卉等灌溉。 王庄温室大棚节水灌溉示范项目位于徐州市铜山县王庄村境内,整个大棚灌溉区南北长198米,东西宽190米,总面积55亩,该灌区共有日光能温室大棚36栋,主要种植蔬菜等高经济作物。大棚沿东西方向布置,每栋棚长90米,宽7米,棚内蔬菜沿南北方向种植。灌区地势平坦,土质主要为砂壤土,区内交通便利,供电有保证。考虑到大棚蔬菜灌水较为频繁,同时为方便种植和灌溉,灌区设计拟采用微喷节水灌溉技术模式。 2 工程设计方案2.1 设计技术参数根据经验,结合当地实情,该系统设
3、计采用如下设计参数:工程设计保证率85%;蔬菜设计日耗水量Ea=6mm/d;土地湿润比P=90%;设计灌水均匀度Cu=90%;灌溉有效利用系数=0.9。2.2 灌水器选择 灌水器选用北京绿源产悬挂式微喷头。微喷头在20m工作水头时的流量为40l/h,喷头流态指数X=0.5。2.3 工程规划与布置2.3.1 水源及首部工程。设计灌溉水源取自灌区内的机井,水泵采用潜水电泵,进出水口主要设有闸阀、止回阀等控制保护装置。2.3.2 管网布置。东西向主管道铺设长度为95m,从水源处向西沿地块中间布设;南北向支管道沿生产路东侧,对称布设在主管两侧,南北两根支管总铺设长度为176m;南北方向相邻两个大棚共用
4、1个供水通道,即通过40UPVC短管与支管相接取水。2.3.3 棚内微喷灌布置。设计棚内喷头间距1.5m,行间距为2.3m,每座大棚沿东西向各布设三条毛管,单根毛管铺设长度为90m,毛管采用32PE黑管,微喷头与毛管之间采用直径4mmPE管相连接。 3 微喷灌溉制度的确定3.1 设计灌水定额 I=(Fd- Wo) Z P式中:I:一次灌溉用水量,mm; :土壤中允许消耗量,以占地土壤有效含水量的比例计,取40%; Fd:田间持水量,占土体12%; Wo:土壤凋萎含水量,占土体4%; Z:计划湿润深度,取0.3m; P:土壤湿润比,为90%。代入数据求得:I=40×(12-4)
5、5;0.3×90/1000 =8.64(mm)3.2 设计灌水周期计算 T=I/Ea式中:Ea - 微喷灌日耗水强度,Ea=5mm/d;T - 轮灌周期,d将I 、Ea值代入公式算得 : T=8.64/5= 1.73(d) 取T=2d3.3 一次灌水延续时间计算 t=ISeSL/q式中:t:一次灌水延续时间,h; I:一次灌溉用水量(mm),取8.64mm; Sl:毛管间距(m),取2.3m; Se:灌水器间距(m),取1.5m; :灌溉水利用系数,=0.9; q:灌水器(微喷头)流量(l/h),取40 l/h;代入以上数据算得:t=8.64×1.5×2.3/(0
6、.9×40)=0.83h 取t=1h3.4 轮灌组数的确定 为了使每个轮灌组灌水时水泵出水量基本相等,压力比较均匀,缩小管径,降低工程投资,本系统设计采用轮灌工作制度。即根据实际毛管布设情况,对毛管实行分组轮流供水,即每次灌溉有2条毛管同时工作。轮灌组数计算如下: N = CT / t 式中:C 每天灌溉时间,取C=9h; 将以上数据代入上式,则轮灌组数目: N = 9×2 /1 =18(组) 4 灌溉系统流量推算4.1 毛管流量推算 一条毛管的进口流量为 : Q毛 = qL毛/S 式中:q毛管出水口流量,q=40L/h;L毛毛管长度,L毛=90m;S毛毛管上出水口(微喷头
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