卷盤式噴灌系統(tǒng)設(shè)計在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用

2011-08-13 08:05趙桂芳徐長華

黑龍江水利科技 2011年4期

趙桂芳，徐長華

(1.鶴崗市東山區(qū)人民政府，黑龍江鶴崗154106;2.樺南縣水利勘測設(shè)計隊，黑龍江樺南154400)

噴灌是利用水泵加壓或自然落差將水通過壓力管道送到田間，經(jīng)噴頭噴射到空中，形成細(xì)小的水滴，均勻噴灑在農(nóng)田上，為作物正常生長提供必要水分條件的一種先進(jìn)灌水方法。下面將鶴崗市東山區(qū)所轄的三鄉(xiāng)一鎮(zhèn)幾年來卷盤式噴灌系統(tǒng)布置的應(yīng)用情況介紹如下:

1 典型區(qū)選擇

旱田灌溉典型區(qū)選在團結(jié)灌區(qū)梧桐河二排干控制的部分面積。該區(qū)地形平坦，地勢北高南低，地面高程在74.5～78 m，土壤為中黏壤土。典型區(qū)地形和土壤條件與整個灌區(qū)相似，自然比降為1/2 000左右，具有一定的代表性。

典型區(qū)南北長約4.46 km，東西長約1.53 km，總面積為673.3 hm2，設(shè)計凈灌溉面積為533.3 hm2種植作物為大豆、玉米。

2 典型區(qū)方案

旱田典型區(qū)灌溉方式選擇卷盤式噴灌形式，灌溉水源為地下水，規(guī)劃旱田節(jié)灌典型區(qū)內(nèi)利用及配套灌溉水源井32～38眼。

3 卷盤式噴灌設(shè)計

3.1 工程布置

作物以種植玉米、大豆為主。在灌溉區(qū)內(nèi)每隔560 m布置1眼水源井，配套1臺潛水泵。工程布置如圖1。

圖1 卷盤式噴灌布置圖

3.2 工程設(shè)計

3.2.1 灌水定額設(shè)計計算

式中:H為作物土壤計劃濕潤層厚度，取40 cm;γd為土壤干容重，g/cm3，中壤土γd=1.40 g/cm3;β為土壤田間持水量，β=25%;β1、β2為適宜土壤含水量上下限(重量百分比)。分別為85%和65%;η為灌溉水的利用系數(shù)，取η=0.9。經(jīng)計算，m設(shè)=31.11mm。

3.2.2 設(shè)計灌水周期T設(shè)

計算公式為:

式中:e為作物耗水最旺時期的日平均耗水量4.0 mm/d。經(jīng)計算，T設(shè)=7.0，取7 d。

3.2.3 機組的選擇

本次設(shè)計選用機組型號為單噴槍式75－300TX卷盤噴灌機，其工作性能參數(shù)見表3。

表3 噴灌機工作性能參數(shù)表

3.2.4 田間布置

將田塊分成長條形地塊，地塊長度確定考慮軟管長度和噴頭射程，地塊長度為490 m，地塊寬度應(yīng)考慮作業(yè)濕潤圖形在適當(dāng)?shù)拇罱觼泶_定，地塊長度為70 m。

3.2.5 確定工作制度

1)機組牽引速度，計算公式為:

式中:V為機組牽引速度，m/h;Q為機組的流量，m3/h，采用Q=32.2 m3/h;B為條田的寬度，m;m為灌水定額，大豆灌水定額為31.11 mm。

2)灌水時間計算公式為:

式中:t1為一條條田所需灌水時間，h;L為條田長度，PE軟管長度270 m。經(jīng)計算t1=18 h。

按工作20 h/d計算，作物灌水周期為7 d，在1個灌水周期內(nèi)每個條田需灌1次，故1臺機組在1個灌水周期內(nèi)可控制8個條田，面積為16.67 hm2。

3.2.6 輸水管的水頭損失計算

干管管材為高壓軟管，輸水管最長 L=300 m，Q=32.2 m3/h。

局部損失的加大系數(shù)，k=1.1，△H1=khf=4.4，泵管為高壓軟管，泵管長L=45 m，Q=32.2 m3/h。

局部損失的加大系數(shù)，k=1.1，△H1=khf=4.5

3.2.7 總揚程計算及泵的選擇

1)總揚程計算公式為:

式中:H為噴灌系統(tǒng)設(shè)計水頭，m;H0為噴灌機連接壓力，72 m;hf為干、泵管水頭損失和;Hs為井動水位與地面高差，30m;過濾器水頭損失5 m;逆止閥損失系數(shù)1.70，閘閥損失系數(shù)0.20。

2)泵的選擇。1臺泵控制1臺卷盤機，Q=32.2 m3/h，揚程116.03 m。根據(jù)流量及所需揚程選泵，型號如下200QJ32－130/10，配套動力22 kW，沈陽潛水電泵股份有限公司生產(chǎn)。

3.2.8 首部樞紐

灌溉水源為區(qū)內(nèi)水源井，地下水質(zhì)滿足農(nóng)業(yè)灌溉用水要求，首部樞紐包括潛水電泵、閘閥、壓力表、逆止閥等。詳見表2。水源工程為每套噴灌系統(tǒng)對應(yīng)1眼機電井。

表4 旱田噴灌設(shè)備匯總表

鶴崗市東山區(qū)噴滴灌工程的發(fā)展，經(jīng)過幾年的實踐是比較成功的。黑龍江省連續(xù)幾年春季大旱，噴滴灌都發(fā)揮了巨大的作用，為東山區(qū)國民經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮了巨大的作用。