1999年12月节水灌溉1999年第6期果园微喷灌系统规划与设计邹战强(广东省水利水电科学研究所广州510610)摘要微喷灌技术是主要的节水灌溉技术之一,果园应用微喷灌越来越多,微喷灌系统应如何进行规划设计,才能达到要求,本文就此问题进行研究探讨。关键词果园微喷灌规划设计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根部附近的土壤中去。果园位于广东省电白县大衙镇,种植荔枝,树龄在3~7年左右。规划13.3hm2的微灌工程,于1996年10月建成。果园最高处高程为94.91m,坡面比较均匀,高差在8~21m之间,土壤为砂壤土,含有机质少,透水性较大,保水保肥能力较差。水源利用1996年初打的一口深25m的水井,流量为25m3/h,可连续抽水4~6h,果场已有380V动力线,变压器容量为10kVA。2规划设计方案荔枝基本沿等高线种植,每行树布置一条毛管,毛管沿等高线布置,毛管间距等于果树行距,即6.0m。沿毛管在每两棵树中间布置一个微喷头,微喷头间距与荔枝树株距相等,即4.5m,微喷头用54mm微管与毛管连接,微管长1.0m,用插杆固定在地面上。根据地形条件,干管沿山丘的脊线布置,由首部枢纽A点起沿山脊向北布置APS干管和向南布置AFL干管,支管沿山坡垂直于等高线布置,并尽量向两侧毛管供水,毛管平行等高线布置,见图1。规划设计参数为:南方果树的湿润比P\0.35,设计灌水均匀度Cu=95%,灌水有效利用系数G=0.9,设计日耗水强度Ea=2.71mm/d。图1微灌工程规划图3微喷灌溉制度设计计算3.1一次灌水量计算微喷灌设计一次灌水量用(1)式计算19M=0.1rh(Wd-Wo)P(1)式中M灌水定额,mm;r土壤容量,砂质壤土r=1.37g/cm3;h灌水湿润深度,取h=0.5m;Wd土壤田间最大持水量,Wd=22%;Wo设计含水量下限,Wo=0.6Wd=13.2%;P土壤温润比,P=2@5/(4.5@6)=0.37。M=0.1@1.37@50@(22-13.2)@0.37=22.3(mm)3.2设计灌水周期T=M/Ea22.3/2.71=8.23(d)取T=8d3.3一次灌水延续时间t=MStSr/(G水nqd)(2)式中t一次灌水延续时间,h;St果树株距,m;G水灌水有效利用率,取G水=0.9;qd微喷头流量,qd=60L/h;n灌水器数量,n=1个/株。t=22.3@4.5@6/0.9@1@60)=11.15(h)取t=11(h)3.4轮灌组数目每天工作时间取C=8h,则轮灌组数目N=CT/t=8@8/11=5.8(组)取N=6(组)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,根据实际支管情况,将各轮灌组的分组情况划分见表1。表1轮灌分组表单位:m3/h组支管流量合计组支管流量合计支112.36支79.241支2支14支227.28.5811.439.544支8支186.016.3831.622支3支4支16支209.110.626.5412.2438.585支10支11支1914.5213.149.637.263支5支6支15支176.249.669.9611.1637.026支9支12支13支217.8611.404.7414.4638.464微灌系统管网水力计算4.1毛管水力计算4.1.1毛管水力计算参数本工程采用全圆折射式微喷头,已知灌水器流态指数X=0.5,微灌系统设计流量偏差qv=0.2,灌水器设计工作水头hd=0.1MPa,设计流量q=60L/h。4.1.2灌水器设计允许工作水头偏差率Hv=1Xqv(1+0.121-XXqv)=10.5@0.2@(1+0.12@1-0.50.5@0.2)=0.44.1.3毛管最大出水孔数Nm=(5.533D4.75hdHvKSq1.75d)0.3636+0.52=(5.533@124.75@10@0.41.1@4.5@601.75)0.3636+0.52=9.83(孔)取Nm=10(孔)4.1.4毛管设计最大长度Lmax=NmS+S0=10@4.5+4.5/2=47.25(m)根据实际地形和管道布置情况,实际最大毛管长度L=42.5m
