喀左县老爷庙镇奈木皋村玉米滴灌设计分析
2014-10-28杨明会
杨明会
(喀左县水利局,辽宁 喀左122300)
本设计选取老爷庙乡奈木皋村项目区(片区21)的1 座方塘控制的地块进行典型设计,该片区种植作物为玉米,面积为36 hm2。
项目区地势平坦,土壤类型为砂壤土,计划在项目区内改造方塘1 座,长120 m,宽50 m,深5 m,方塘内配2 套提水设备,设计出水量100 m3/h,配置3 ×4管理房1 座,内部设置过滤器、施肥罐、开关柜等设备各2 套。
1 项目区内水资源条件分析
项目区内方塘配套2 套提水设备,设计出水量100 m3/h,水质符合微灌规范要求,适宜发展滴灌。
单方塘控制灌溉面积计算公式为:
式中:A 为灌溉面积,hm2;QS为水源可供流量,100m3/h;Ia为计供水强度,mm/d;td为每天开机时间取22h/d;Ea为设计日耗水强度(5.5mm/d);因无淋洗要求,取Ia = Ea =5.5 mm/d;η 为灌溉水利用系数,取0.9;A =0.9×100×22/(10×5.5)=36 hm2。
经计算该方塘可控制灌溉面积36 hm2,为了保证水源长久发挥效益,根据多年该地域水资源的变化和地块实际情况,典型地块控制实际灌溉面积36 hm2,满足灌溉要求[1]。
2 方塘设计
水源为方塘改造,该方塘修建于1997年,规格为60 ×50 ×5 m的干砌石方塘,该方塘建成后,资金短缺未及时进行水利工程配套和管理不善等原因,现四周围墙及坡面都遭到严重破坏,急需维修改造和进行水利工程配套[2]。
由于该方塘水源条件较好,并且周围耕地面积较多等原因,被列入2013年节水增粮行动项目中。
根据方塘现状,不改变方塘原有尺寸,对方塘坡面坍塌部分进行重新整形,边坡干砌石重新铺设(利用原来石料),为了保证工程质量,增设浆砌石腰带和作业道。
为了水源工程长久发挥效益,重新修建围栏基础,修建井房1 座等。该方塘改造完成后,可调节水量5万m3,完全满足周围耕地灌溉用水需求[3]。
3 项目区管网布置
项目区典型地块设计总面积约为36 hm2,东西长约670 m,南北宽约550 m。方塘内配2 套提水设备,从方塘向地块内铺设2 条干管D110(0.63MPa的PVC 管)长度650 m,布置15 条D90(0.4MPa 的PVC 管)分干管3150 m;支管垂直于作物种植垄向,平行于分干管,辅管平行于支管,平均长35 m;毛管平行作物垄向,双向布置,每侧约70 m,毛管间距为1.1 m,毛管上的滴头间距为0.3 m,滴灌流量1.38 L/h。
玉米滴灌平面布置图见图1 所示。
图1 玉米滴灌平面布置图
4 灌溉制度的选择
最大净灌水定额181.05 m3/hm2,设计灌水周期为T =3 d,设计净灌水定额16.5 mm,一次灌水延续时间选取为4.5 h。根据灌水周期和一次灌水时间,将典型单井划分为40个小地块,10个轮灌组,每个轮灌组的面积平均为3.6 hm2。
5 输水管网选择
毛管允许的水头差为:2.3 m,支管允许的水头差为:2.3 m。由生产厂家提供资料贴片式滴灌带毛管长度正常情况取80 ~100 m。各级管道流量统计见表1。
表1 各级管道流量统计表
6 管材管径选择
式中:D 为管道直径,mm;Q 为管道流量,m3/h;ν 为经济流速,m/s,取1.5。
干管管径选择:
根据以上计算结果和实际经验,干管选择PVCΦ110 塑料管材,分干管选择PVCΦ90 塑料管材,支管选取PEΦ63 塑料管材。
支管选用Φ63 的PE 管,分干管选用Φ90 的PVC 管
7 管网水头损失计算
沿程水头损失计算公式为:
局部水头损失计算按沿程水头损失的10%计算。总损失为:0.46 +0.07 =0.53 m。
8 灌水小区水头偏差校核
按灌水小区内灌水器允许的水头偏差,在支、毛管间的50%分配,hv =(10.42-10.06)/10×100=3.6 m
则:△h =2.3 >1.8 m符合要求。
9 水泵选型
水泵选型计算公式为:
设计拟选用潜水泵为提水机具。故查水泵手册,选择200QJ50—65/5 型潜水泵,其主要技术参数见表2。
表2 典型项目区潜水泵性能参数
10 结 论
工程总投资 56.16万元,平均投资15 600 元/hm2,其中建筑工程投资22.49万元;设备及安装工程投资26.9万元,;独立费用3.13万元,平均投资869.4 元/ hm2;基本预备费投资1.64万元,平均投资455.55 元/ hm2。
[1]郝雨勤,李凯军. 管网式输水在农业综合开发中的有效尝试[J]. 河北农业科技,2002(09):25.
[2]盛国成,张建忠. 膜下滴灌技术与节水措施[J]. 农业科技通讯,2003(08):28.
[3]黄冠华,冯绍元,詹卫华,等.滴灌玉米水肥耦合效应的田间试验研究[J]. 中国农业大学学报,1999,4(06):48-52.