喀左縣老爺廟鎮(zhèn)奈木皋村玉米滴灌設(shè)計(jì)分析

楊明會(huì)

(喀左縣水利局，遼寧 喀左122300)

本設(shè)計(jì)選取老爺廟鄉(xiāng)奈木皋村項(xiàng)目區(qū)(片區(qū)21)的1 座方塘控制的地塊進(jìn)行典型設(shè)計(jì)，該片區(qū)種植作物為玉米，面積為36 hm2。

項(xiàng)目區(qū)地勢平坦，土壤類型為砂壤土，計(jì)劃在項(xiàng)目區(qū)內(nèi)改造方塘1 座，長120 m，寬50 m，深5 m，方塘內(nèi)配2 套提水設(shè)備，設(shè)計(jì)出水量100 m3/h，配置3 ×4管理房1 座，內(nèi)部設(shè)置過濾器、施肥罐、開關(guān)柜等設(shè)備各2 套。

1 項(xiàng)目區(qū)內(nèi)水資源條件分析

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)方塘配套2 套提水設(shè)備，設(shè)計(jì)出水量100 m3/h，水質(zhì)符合微灌規(guī)范要求，適宜發(fā)展滴灌。

單方塘控制灌溉面積計(jì)算公式為:

式中:A 為灌溉面積，hm2;QS為水源可供流量，100m3/h;Ia為計(jì)供水強(qiáng)度，mm/d;td為每天開機(jī)時(shí)間取22h/d;Ea為設(shè)計(jì)日耗水強(qiáng)度(5.5mm/d);因無淋洗要求，取Ia = Ea =5.5 mm/d;η 為灌溉水利用系數(shù)，取0.9;A =0.9×100×22/(10×5.5)=36 hm2。

經(jīng)計(jì)算該方塘可控制灌溉面積36 hm2，為了保證水源長久發(fā)揮效益，根據(jù)多年該地域水資源的變化和地塊實(shí)際情況，典型地塊控制實(shí)際灌溉面積36 hm2，滿足灌溉要求［1］。

2 方塘設(shè)計(jì)

水源為方塘改造，該方塘修建于1997年，規(guī)格為60 ×50 ×5 m的干砌石方塘，該方塘建成后，資金短缺未及時(shí)進(jìn)行水利工程配套和管理不善等原因，現(xiàn)四周圍墻及坡面都遭到嚴(yán)重破壞，急需維修改造和進(jìn)行水利工程配套［2］。

由于該方塘水源條件較好，并且周圍耕地面積較多等原因，被列入2013年節(jié)水增糧行動(dòng)項(xiàng)目中。

根據(jù)方塘現(xiàn)狀，不改變方塘原有尺寸，對(duì)方塘坡面坍塌部分進(jìn)行重新整形，邊坡干砌石重新鋪設(shè)(利用原來石料)，為了保證工程質(zhì)量，增設(shè)漿砌石腰帶和作業(yè)道。

為了水源工程長久發(fā)揮效益，重新修建圍欄基礎(chǔ)，修建井房1 座等。該方塘改造完成后，可調(diào)節(jié)水量5萬m3，完全滿足周圍耕地灌溉用水需求［3］。

3 項(xiàng)目區(qū)管網(wǎng)布置

項(xiàng)目區(qū)典型地塊設(shè)計(jì)總面積約為36 hm2，東西長約670 m，南北寬約550 m。方塘內(nèi)配2 套提水設(shè)備，從方塘向地塊內(nèi)鋪設(shè)2 條干管D110(0.63MPa的PVC 管)長度650 m，布置15 條D90(0.4MPa 的PVC 管)分干管3150 m;支管垂直于作物種植壟向，平行于分干管，輔管平行于支管，平均長35 m;毛管平行作物壟向，雙向布置，每側(cè)約70 m，毛管間距為1.1 m，毛管上的滴頭間距為0.3 m，滴灌流量1.38 L/h。

玉米滴灌平面布置圖見圖1 所示。

圖1 玉米滴灌平面布置圖

4 灌溉制度的選擇

最大凈灌水定額181.05 m3/hm2，設(shè)計(jì)灌水周期為T =3 d，設(shè)計(jì)凈灌水定額16.5 mm，一次灌水延續(xù)時(shí)間選取為4.5 h。根據(jù)灌水周期和一次灌水時(shí)間，將典型單井劃分為40個(gè)小地塊，10個(gè)輪灌組，每個(gè)輪灌組的面積平均為3.6 hm2。

5 輸水管網(wǎng)選擇

毛管允許的水頭差為:2.3 m，支管允許的水頭差為:2.3 m。由生產(chǎn)廠家提供資料貼片式滴灌帶毛管長度正常情況取80 ～100 m。各級(jí)管道流量統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 各級(jí)管道流量統(tǒng)計(jì)表

6 管材管徑選擇

式中:D 為管道直徑，mm;Q 為管道流量，m3/h;ν 為經(jīng)濟(jì)流速，m/s，取1.5。

干管管徑選擇:

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，干管選擇PVCΦ110 塑料管材，分干管選擇PVCΦ90 塑料管材，支管選取PEΦ63 塑料管材。

支管選用Φ63 的PE 管，分干管選用Φ90 的PVC 管

7 管網(wǎng)水頭損失計(jì)算

沿程水頭損失計(jì)算公式為:

局部水頭損失計(jì)算按沿程水頭損失的10%計(jì)算?？倱p失為:0.46 +0.07 =0.53 m。

8 灌水小區(qū)水頭偏差校核

按灌水小區(qū)內(nèi)灌水器允許的水頭偏差，在支、毛管間的50%分配，hv =(10.42－10.06)/10×100=3.6 m

則:△h =2.3 ＞1.8 m符合要求。

9 水泵選型

水泵選型計(jì)算公式為:

設(shè)計(jì)擬選用潛水泵為提水機(jī)具。故查水泵手冊(cè)，選擇200QJ50—65/5 型潛水泵，其主要技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 典型項(xiàng)目區(qū)潛水泵性能參數(shù)

10 結(jié) 論

工程總投資 56.16萬元，平均投資15 600 元/hm2，其中建筑工程投資22.49萬元;設(shè)備及安裝工程投資26.9萬元，;獨(dú)立費(fèi)用3.13萬元，平均投資869.4 元/ hm2;基本預(yù)備費(fèi)投資1.64萬元，平均投資455.55 元/ hm2。

［1］郝雨勤，李凱軍. 管網(wǎng)式輸水在農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)中的有效嘗試［J］. 河北農(nóng)業(yè)科技，2002(09):25.

［2］盛國成，張建忠. 膜下滴灌技術(shù)與節(jié)水措施［J］. 農(nóng)業(yè)科技通訊，2003(08):28.

［3］黃冠華，馮紹元，詹衛(wèi)華，等.滴灌玉米水肥耦合效應(yīng)的田間試驗(yàn)研究［J］. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，4(06):48－52.