1(自壓管道灌溉系統(tǒng)的機(jī)理和組成
1(1自壓管道灌溉系統(tǒng)的機(jī)理
自壓管道灌溉系統(tǒng)就是利用地形的自然高差形成的壓力水頭，通過管道輸水到田間的節(jié)水灌溉系統(tǒng)。它突出的特點(diǎn)就是充分利用自然壓差，形成壓力管道系統(tǒng)，不需要消耗電能就可配套低壓管道灌溉、噴灌、滴灌等節(jié)水灌溉設(shè)施。
1(2自壓管道灌溉系統(tǒng)的組成
自壓管道灌溉系統(tǒng)包括:水源、首部樞紐(攔污柵、閘門、量水設(shè)備、輸水渠或管、沉沙池和壓力池)、輸水管網(wǎng)系統(tǒng)、田間灌溉系統(tǒng)。
首部樞紐的作用主要是保證有足夠的水量供應(yīng)，同時(shí)，保證水質(zhì)清潔，避免管網(wǎng)堵塞。
2(自壓管道灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)
2(1需要收集的基本資料
自壓管道灌溉系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)之前，必須收集以下基本資料，作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。
1 地形地貌;地理位置
灌區(qū)內(nèi)陸理位置基本地形和地貌要在局部地形圖上標(biāo)出，并繪出管網(wǎng)的走向及有關(guān)設(shè)施的位置。
2 氣象
灌區(qū)內(nèi)的多年降水量、蒸發(fā)量、主風(fēng)向及風(fēng)速，最高、最低、平均氣溫，無霜期的長短 ，日照小時(shí)數(shù)。
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3 土壤特性
土壤質(zhì)地，耕層厚度，養(yǎng)分狀況。
4灌區(qū)內(nèi)主要作物分布
灌區(qū)總面積，農(nóng)作物種類，種植比例，各種作物的種植面積。
5經(jīng)濟(jì)情況
規(guī)劃區(qū)內(nèi)人口，勞動力，耕地面積，產(chǎn)量，人均收入，交通狀況。
6管道材料
管道材料性能，生產(chǎn)廠家，管材類型。
2(2系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容
自壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)主要包括八個(gè)方面的內(nèi)容。
1確定管道長度及走向，并繪制管道縱斷面圖。
2灌溉制度的制定。計(jì)算灌水定額，灌水周期。
3水量平衡分析。根據(jù)灌溉面積確定供需水量。
4管道布局。確定管網(wǎng)的走向、管道各段的長度。
5確定灌溉方式、灌溉工作制度。
6管道水力計(jì)算。確定管網(wǎng)入口的工作壓力、管道水頭損失、管徑的大小;管道內(nèi)流速校核。
7工程概算。
8經(jīng)濟(jì)效益分析。
2(3系統(tǒng)管網(wǎng)布置及灌溉制度的確定
1管網(wǎng)布置
管網(wǎng)布置的合理與否，對工程投資、運(yùn)行狀況和管理維護(hù)有很大
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影響。一般管道布置應(yīng)遵循以下原則。
?、充分利用壓力水頭。
?、力求管道總長度短、管線平直，減少折點(diǎn)和起伏。
?、灌區(qū)內(nèi)田間固定管道的長度宜為6,10米/畝。
?、支管道走向宜平行于作物種植方向。支管間距單向控制時(shí)不應(yīng)大于75米，雙向控制時(shí)不應(yīng)大于150米。
2灌溉制度的確定
灌溉制度是根據(jù)作物生育期內(nèi)一定的氣候、土壤和耕作技術(shù)條件為獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)進(jìn)行適時(shí)適量灌水的一種制度。其內(nèi)容包括灌水定額、灌溉定額、灌水時(shí)間及次數(shù)。
?、灌水定額的確定
在管網(wǎng)設(shè)計(jì)中，采用作物生育期內(nèi)各次灌水量中最大的一次作為設(shè)計(jì)灌水定額。對于種植不同作物的灌區(qū)，通常采用設(shè)計(jì)時(shí)段內(nèi)主要作物的最大灌水定額作為設(shè)計(jì)灌水定額。
一般灌水上限按田間持水量的85,95%計(jì)算，下限按田間持水量的55,65%計(jì)算。
灌水定額按式2—3—1計(jì)算。
2—3—1
式中: —設(shè)計(jì)灌水定額，mm、m3,畝;
—計(jì)劃濕潤層深度，cm;
—田間持水率;
1、 2—土壤適宜含水量上、下限;
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土、 水—計(jì)劃濕潤層土壤干容重、水容重，t,m3。
?、灌水周期的確定
根據(jù)灌水臨界期作物最大日需水量值，按式2—3—2計(jì)算理論灌水周期。因?yàn)?，?shí)際灌水中可能會出現(xiàn)停水、配水設(shè)備故障等原因，故設(shè)計(jì)灌水周期應(yīng)小于理論灌溉周期。
T理=m,Ea,T設(shè) 2—3—2
式中:T理—理論灌水周期，d(天);
Ea—控制區(qū)內(nèi)作物最大日需水量，mm,d;
T設(shè)—設(shè)計(jì)灌水周期，d(天);
m—同前。
控制區(qū)內(nèi)種植不同作物時(shí)，按式2—3—3求權(quán)法計(jì)算理論灌水周期。
2—3—3
式中:T理、m—同前;
A—系統(tǒng)設(shè)計(jì)灌溉總面積，畝;
Eai、Ai—設(shè)計(jì)時(shí)段內(nèi)不同作物最大日需水量、作物種植面積，mm,d、畝。
?、灌水設(shè)計(jì)流量的確定
根據(jù)灌水定額、灌溉面積、灌水周期、每天工作的時(shí)間和灌溉水利用系數(shù)計(jì)算灌溉設(shè)計(jì)流量。用式2—3—4計(jì)算。
2—3—4
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式中 設(shè)—灌溉設(shè)計(jì)流量，m3,h;
m、A、T—同前;
—灌溉水利用系數(shù)，一般取0.80,0.90;
t—每天工作的時(shí)間，h，一般取15,20h
?、水量供需平衡分析
水量供需平衡按式2—3—5計(jì)算。
Q供,Q需 2—3—5
式中:Q供—水源供給水量，m3;
Q需—灌溉需水量，m3。
為了達(dá)到規(guī)劃區(qū)內(nèi)節(jié)水增產(chǎn)的目的，應(yīng)采用先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)，減少灌水定額。當(dāng)出現(xiàn)供水量小于需水量時(shí)，應(yīng)開辟新的水源。無新水源時(shí)應(yīng)重新調(diào)整作物結(jié)構(gòu)布局或減少灌溉面積。
3灌溉工作制度
傳統(tǒng)灌溉方式是續(xù)灌和輪灌相結(jié)合的方法，即:支管之間采用輪灌，支管內(nèi)采用續(xù)灌。
?、系統(tǒng)輪灌組數(shù)目的確定，用式2—3—6計(jì)算
N=int(nq,Q設(shè)) 2—3—6
式中:N—系統(tǒng)輪灌組數(shù);
n—系統(tǒng)出水口總數(shù);
q—出水口的出水量，m3,h;
int—取整符號;
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