富南旱田典型区设计——轻型卷盘式喷灌设备的应用

董兴华

(齐齐哈尔水文局，黑龙江 齐齐哈尔 161005)

1 旱田典型区设计基本情况

富南灌区位于松嫩低平原中东部(嫩左低平原)，北部及东部连接松嫩高平原，西邻松嫩低平原西部(嫩左低平原)，地形北高南低，东高西低，南北向地形比降约1/5000，东西向地面比降约1/3000，地面高程130～180 m，一般高出河床3～16 m，地势低平，呈微波状起伏，地表水系不发育，沼泽湿地及湖泡分布其间。富南灌区土壤以黑钙土为主，占灌区总面积近90%。富南灌区属于富裕县，位于北引的乌南段，乌裕尔河东南部的松嫩低平原上，所属乡镇有绍文乡、富路镇、繁荣乡，现状灌溉面积1.21万hm2，北引实灌面积653.3 hm2，全部为水田。灌区内排水入乌裕尔河。富南灌区分南、北片，灌区是在现有灌区基础上进行续建配套，设计灌溉面积4.59万 hm2，其中旱田近3万 hm2。

旱田喷灌典型区选在富南灌区一干二分干的十支渠、十一支渠和十二支渠。该区地形平坦，地势东北高西南低，地面高程在159.87～158.13 m，土壤为中黏壤土。典型区地形和土壤条件与整个灌区相似，自然比降为1/4000，具有一定的代表性。

典型区南北长约5.5 km，东西长约5.2 km，总面积为2 633 hm2，设计净灌溉面积为2106.7 hm2，种植作物为大豆、玉米。

2 主要设计参数

2.1 灌水定额设计计算

式中:H为作物土壤计划湿润层厚度，取50cm;γd为土壤干容重，g/cm3;中壤土γd=1.32;β1、β2为适宜土壤含水量上下限，重量%，分别为27.6和21;η为喷洒水的有效利用系数，一般取0.87。经计算，m设为50.07 mm。

2.2 设计灌水周期T设

式中:e为作物耗水最旺时期的日平均耗水量5.21 mm/d

2.3 确定工作制度

机组牵引速度计算公式为:

式中:Q为机组的流量，m3/h;B为条田的宽度，m;m为灌水定额，50mm。

1个条田所需灌水时间为:

式中:t1为一个条田所需灌水时间，h;L为条田长度，软管长度90 m。按每天工作16 h计算，喷洒1个条田1次需1 d。

作物灌水周期为10 d，在一个灌水周期内每个条田仅需灌1次，1台机组控制10个，两台机组在一个灌水周期内可控制20个条田，控制面积为11.2 hm2。

如图1所示，在PVC管上设置10处截阀开关，一处截阀开关通过四通管同时连接两台轻型卷盘机，PVC管流量为Q为28.8 m3/h。

3 主要设备及参数

本设计选用轻型卷盘式喷灌机(ROBOT)50—90，喷枪型号:H.T-BAUER50。其工作性能参数见表1。

本设计选用一台泵控制管道流量(2台轻型卷盘机)，Q为28.8m3/h，扬程86.1 m。根据流量及所需扬程选泵，型号为200QJ32—91/7，配套动力13kW。水泵性能参数见表2。香味种管材参数见表3。

表1 喷灌机工作性能参数表

图1 轻型卷盘式喷灌布置图

系统设计水头的计算公式为:式中:H为喷灌系统设计水头，m;hd为井内动水位变深，取10m;hp为典型喷灌喷头的工作压力水头，m;hg为过滤器损失量，取5m;Σhf为由水泵吸水管至典型喷灌的喷头进水口处之间管道的沿程水头损失，m;Σhj为由水泵吸水管至典型喷灌的喷头进水口处之间管道的局部水头损失，m。

H=10+67+5+3.42+0.64=86.1m

4 结语

轻型卷盘式喷灌设备是我国目前应用较普遍的一种喷灌机器，它具有便捷、高效、长寿命、低维护的特点;喷水行车的拖拽可以利用人力或畜力，节约能源;有利于推进农村小地块高效节水灌溉的改革;一次性投入减少，农民负担低;配套设施相对简便，减少了原有灌溉供水系统的重复改造。基于以上诸多因素，本设计采用轻型卷盘式喷灌设备进行旱田灌溉。

表2 水泵性能参数表

表3 各种管材f、m、b参数表

管道材料采用PVCφ63管，输水管最长L=90m，Q=28.8m3/h。

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