喀左縣老爺廟鎮奈木皋村玉米滴灌設計分析

楊明會

(喀左縣水利局，遼寧 喀左122300)

本設計選取老爺廟鄉奈木皋村項目區(片區21)的1 座方塘控制的地塊進行典型設計，該片區種植作物為玉米，面積為36 hm2。

項目區地勢平坦，土壤類型為砂壤土，計劃在項目區內改造方塘1 座，長120 m，寬50 m，深5 m，方塘內配2 套提水設備，設計出水量100 m3/h，配置3 ×4管理房1 座，內部設置過濾器、施肥罐、開關柜等設備各2 套。

1 項目區內水資源條件分析

項目區內方塘配套2 套提水設備，設計出水量100 m3/h，水質符合微灌規范要求，適宜發展滴灌。

單方塘控制灌溉面積計算公式為:

式中:A 為灌溉面積，hm2;QS為水源可供流量，100m3/h;Ia為計供水強度，mm/d;td為每天開機時間取22h/d;Ea為設計日耗水強度(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，取0.9;A =0.9×100×22/(10×5.5)=36 hm2。

經計算該方塘可控制灌溉面積36 hm2，為了保證水源長久發揮效益，根據多年該地域水資源的變化和地塊實際情況，典型地塊控制實際灌溉面積36 hm2，滿足灌溉要求［1］。

2 方塘設計

水源為方塘改造，該方塘修建于1997年，規格為60 ×50 ×5 m的干砌石方塘，該方塘建成后，資金短缺未及時進行水利工程配套和管理不善等原因，現四周圍墻及坡面都遭到嚴重破壞，急需維修改造和進行水利工程配套［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年節水增糧行動項目中。

根據方塘現狀，不改變方塘原有尺寸，對方塘坡面坍塌部分進行重新整形，邊坡干砌石重新鋪設(利用原來石料)，為了保證工程質量，增設漿砌石腰帶和作業道。

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

3 項目區管網布置

項目區典型地塊設計總面積約為36 hm2，東西長約670 m，南北寬約550 m。方塘內配2 套提水設備，從方塘向地塊內鋪設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，設計灌水周期為T =3 d，設計凈灌水定額16.5 mm，一次灌水延續時間選取為4.5 h。根據灌水周期和一次灌水時間，將典型單井劃分為40個小地塊，10個輪灌組，每個輪灌組的面積平均為3.6 hm2。

5 輸水管網選擇

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。各級管道流量統計見表1。

表1 各級管道流量統計表

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 為經濟流速，m/s，取1.5。

干管管徑選擇:

根據以上計算結果和實際經驗，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 管網水頭損失計算

沿程水頭損失計算公式為:

局部水頭損失計算按沿程水頭損失的10%計算。總損失為:0.46 +0.07 =0.53 m。

8 灌水小區水頭偏差校核

按灌水小區內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

水泵選型計算公式為:

設計擬選用潛水泵為提水機具。故查水泵手冊，選擇200QJ50—65/5 型潛水泵，其主要技術參數見表2。

表2 典型項目區潛水泵性能參數

10 結 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;設備及安裝工程投資26.9萬元，;獨立費用3.13萬元，平均投資869.4 元/ hm2;基本預備費投資1.64萬元，平均投資455.55 元/ hm2。

［1］郝雨勤，李凱軍. 管網式輸水在農業綜合開發中的有效嘗試［J］. 河北農業科技，2002(09):25.

［2］盛國成，張建忠. 膜下滴灌技術與節水措施［J］. 農業科技通訊，2003(08):28.

［3］黃冠華，馮紹元，詹衛華，等.滴灌玉米水肥耦合效應的田間試驗研究［J］. 中國農業大學學報，1999，4(06):48－52.