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低压管道输水灌溉技术7 0. ppt 118页

浏览 94次 来源:【jake推荐】 作者:-=Jake=-    时间:2021-02-12 20:31:12
[摘要] 一、低压管道输水灌溉技术低压管道输水灌溉简称管道输水灌溉,在田间灌水技术上,仍属于地面灌溉类,它是以管道代替明渠输水灌溉系统的一种工程形式。低压管道输水主要特点:低压管道输水是在低压条件下运用的。日本:灌溉输水系统已由部分管道输水向多级组合的完整的管道输水系统发展。

第3章低压管道水灌溉技术第1节概述一、低压管道水灌溉技术低压管道水灌溉称为管道水灌溉。就田间灌溉技术而言,它仍属于地表灌溉类别。一种工程形式,其中的管道用于代替明渠灌溉系统。灌溉时使用较低的压力,并将水通过压力管道系统输送到田间沟渠和边界以灌溉农田。低压管道输水的主要特点:低压管道输水是在低压条件下使用的。目前,它主要用于输水和供水系统水平较低(第一级或第二级)的小型灌溉区(特别是井灌区),也可以用于具有多个供水系统的大型灌溉区的野外供水系统中。输配水系统的水平。它的工作压力低于喷灌和微喷灌。 二、压力范围根据低压管道输水和灌溉的工作条件,通过研究和实践,克服管道输水的压力损失后,管道系统的压力不应超过0. 2MPa。管道最远处的出口压力应控制在0. 002- 0. 003MPa。有时受管道的承压能力限制,必须相应降低管道的输水压力。 三、管道系统构成了低压管道输水灌溉系统。根据每个部分的功能,它包括:水源(机动井),输水管道,给水和分配装置(出水口,供水栓),安全保护设施(安全阀,排气阀),野外灌溉设施和其他组件如图1-1所示。 (一)低压管道灌溉的水源包括水井,河流,运河,水库,池塘等。配套的提水力主要是机械泵(自压条件除外)。

(二)输水系统输水系统是由输水管和管件(三通,十字,弯头,异径管等)连接的输水通道,根据管道材料可分为三)供水装置,用于将水从地下水管道分配到田间沟渠和边界,通常称为出水口,该凝结水是上水管,水泥砂管,罐瓦管,石棉水泥管,塑料管等。 (k10]保护设备是为了防止因泵突然关闭或其他事故而引起的水锤现象;以及压力调节或进气阀和排气阀之类的保护装置安装在管道系统的顶部或适当位置。[五)田间灌溉设施田间灌溉设施是指与水源连接的水闸管道系统。 tlet。第2节低压管道输水的优势一、节水管道输水系统可减少泄漏和蒸发损失提高水的有效利用率。在各地灌溉良好的地区进行低压管道输水的实践表明,与土渠输水相比,通常可节省约30%的水。这是一项有效的节水灌溉工程措施。 二、输水快速简便省时省力的管道输水灌溉是在一定压力下进行的,该压力通常高于土渠输水速度,输水速度更快,供水及时。有利于提高灌溉效率,及时供水,节约灌溉劳动。 三、减少土壤与土质运河相比,灌溉良好地区的运河土地面积可减少2%左右。由于中国土地资源稀缺,人均耕地不足1. 5英亩,这是一项巨大的社会和经济效益,其意义极为深远。

四、节约用水的灌溉用水比土质渠道的水要消耗更多的能源,但是通过节水和提高水的有效利用率而减少的能源消耗通常可以节省20%的能源消耗-25%。 五、灌溉可以迅速增加产量和收入。管道灌溉可以减少水的流失。同时,它改善了田间灌溉条件,缩短了轮灌周期,从而有效地满足了作物生长的用水需求,增加了生产和收入。另外,使用管道输送水也易于管理并促进机械耕作。第3节低压管道输水灌溉技术的发展和前景一、国外发展概述前苏联:典型的(相当于农业运河一级)低压管网系统使用地下固定石棉管或塑料硬管,桶顶通道的“ U”形凹槽是虹吸管或管道排水管,用于转移水。日本:灌溉输水系统已从部分管道输水发展为多阶段组合完整管道输水系统。以色列:以色列是一个干旱半干旱地区,拥有300万亩灌溉土地,其中90%以上已通过管道输送。水的有效利用率很高。该国的主要供水系统已链接到一个统一的供水网络。在罗马尼亚和保加利亚等其他国家,管道输水和灌溉也取得了较快的发展。 二、我国的发展概况低压管道灌溉技术在我国的应用还很早,但1950年代后才开始使用浓缩和连续切片。自1980年代以来,我国北部的某些地区遭受干旱多年,地下水和地下水资源变得越来越紧张。这导致低压管道灌溉节水技术的快速发展。

管道工程规划第一节基本信息和技术参数一、地形和地貌地形和地貌可以使用现有的航测图和农村农田基础设施图作为规划参考。在管理区域的规划阶段,应该有1 / 5000-l / 10000的地形图;灌溉区域的管网布局应具有1 / 2000-1 / 5000的地形图。地形图应表明行政区划,灌溉区的位置和控制区的边界,耕地,衬砌的村庄,沟渠,道路,林带,池塘,水井,河流,泵站,高(低)电压二、低压管道输水灌溉项目的规划所需的农业气象数据为:(1)温度(2)风速(3)湿度(4)日照([ 5)气压([k27)地面温度)[7)降水(8)蒸发(9)无霜期始终为三、]灌溉水源当灌溉水源为地下水时,含水层的厚度在补给区和埋藏深度,应收集地下水位变化,流速和供水量,渗透系数yb官网 ,影响半径和水力梯度,单位流量,入水量及其他相关资源。是地表水,应收集正常水年,中度干旱年和湿年的当地或相关水文监测站的水量,并在年内分配,即流量过程线,水位过程线,水流量关系曲线,以及年内含沙量的分布。当灌溉水源是小型水库时,通常的年份应该逐月收集。设计年的流量,水位存储量曲线,洪水流量生产线等。四、土壤和土壤特性用于编制作物灌溉计划。根据规划区的土壤普查数据,主要验证以下项目。

1。在野外,可以通过手指测量方法识别土壤质地,或者可以使用采样进行颗粒分析以识别土壤质地,请参见表2-1。 2.土壤的主要物理特性(1)自然状态下每单位体积的干燥土壤重量。(2)土壤田间持水量是土壤中农作物有效含水量的上限,这是灌溉后土壤含水量的上限正常作物适宜的含水量应保持在田间持水量的60%-100%,耕作层中不同土壤作物的田间持水量为如表2-2所示。五、土地利用现状1)规划区的耕地面积,森林和水果面积低压管道输水灌溉工程,海滩和土地盐碱地面积,荒地面积,池塘水面积的数量分布2)作物类型,播种面积,种植比例六、水利工程设施状况,规划区内的灌溉和排水工程及设备七、社会经济着重于收集人口,劳动力,人均耕地禁区,谷物和棉花等农作物的产量以及农业,林业,畜牧业和副产品的价值。第2节水资源分析和供需计算一、水资源分析管道水灌溉项目该计划中的水资源分析目的是准确掌握可开采的水量,水位变化和水质。在多年内以不同的设计保留率,并为工程设计提供依据。 (一)管道灌溉对水源水质的要求农田灌溉水质标准的要求见表2-3。根据渠灌区的研究数据,平均粒径为0. 028mm(其中0. 025mm的尺寸占47%,小于0. 01mm的尺寸占9%),水分含量大于6%(重量比)的水灌溉农田不利于玉米,棉花的生长和其他农作物。

从用于输水和防止淤泥的低压管道的角度出发,不允许粒径大于0. 15mm的沉积物进入管道。沉积物含量不得超过10kg / m3。 (二)供水量的计算供水量的计算通常基于规划区域内供水部门的频率计算,并选择与灌溉标准对应的年份作为设计代表年。灌溉设计保证率见表2-4:1.地下水可提取量地下水可提取量是根据水文地质数据的分析和计算得出的,应根据抽水量确定单井的出水量试验数据。应在平原井灌区开发“管道灌溉”,主要利用淹没的地下水及其地下水源,主要分为三个部分。可根据当地水文地质资料分析计算出地下水量。 1)降雨入渗量W1 = 0.001αPA其中:0. 001转换系数α-入渗系数,来自局部水文学C从地质资料中选择; P设计年降水量(mm)A补给地下水面积(m 2)(2)横向补给W2 = 365K h,LJ(m3 / a)?)其中:K-水层渗透系数(m / d); h包含补给区的地下水含水层的厚度(m);补给区周围的L长度(m);补给区的地下水J斜率(3)灌溉回水量W3 =βMA?其中:β -灌溉回归系数,取自当地水文地质数据; M-灌溉定额(m3 / mu),由灌溉试验数据提供; A-灌溉面积(m 2) 2.河流(渠道))首先分析供水量并根据河流水文测验站提供的水文数据进行计算,然后计算设计年的河流流入量,并结合流域规划确定“管道灌溉”引水流量和引水周期。

3。根据设计的年降水量P和水库(池塘和水坝)坝址Ar上方的雨水收集面积,计算水库,池塘和水坝的调水量。可用于“管道灌溉”以调节和存储容量的水量W的计算公式如下:W =1000ηfPAr(m3 / a)其中:W调整后的存储容量(m 3);η-考虑蒸发和渗漏后储水的有效利用系数,η储量= 0. 6- 0. 7; f -径流系数; P-设计年降水量;水库,池塘和水坝上方的Ar雨水收集面积(km 2)。二、灌溉用水量的分析和计算(一)作物需水量的计算作物生长和发育的过程其中,植物叶片蒸腾和播种后植物间蒸发所消耗的水总量收获称为作物需水,也称为作物耗水或蒸散量,是农田灌溉工程的基本参数,常用的水量计算方法如下:1.修正的彭曼公式E = Kc ET0其中:电子农作物水要求(mm)或(m3 / mu); Kc-作物系数; ET0潜在蒸散量(mm)或(m3 / mu)。根据Penman公式计算ET0。彭曼公式农田水利管理手册中有详细的介绍,因此在此不再赘述。 “第六个五年计划”期间华北地区的作物需水量已经进行了大量实验。主要作物的潜在蒸散量如图2-1yobo体育官网 ,图2- 2、和图2-3所示,供参考选择。 (2)作物系数Kc值的选择影响Kc值的主要因素是作物的类型,作物的生理特性,发育阶段,播种日期,生育期的长短以及经常遇到的气候条件。

在计算作物的需水量时,通常根据《粮农组织灌溉与排水手册》第24卷中提出的作物生长的四个阶段标准分区选择Kc值。早期,发展阶段,中期和后期。根据条件相似的地区的当地生产实践和实验资源,确定作物生长阶段的大概天数,如表2-4所示。 Kc值选择。初始阶段见图2-4,中期阶段见表2-5。开发阶段的Kc值从初始阶段插入到中间阶段,成熟时的Kc值见表2-。当最小湿度在20%到70%之间时进行插值。根据华北``六五''期间的灌溉试验数据,主要农作物的Kc值见表2-6,表2-7和表2-8。 (二)在灌溉设计年度的灌溉水消耗量,为了确保作物每个生育期的需水量,除了这段时期的沉淀水供应外,还有一部分缺水需要缺水的这部分是灌溉用水的净消耗量。考虑到各个层次的输水损失和田间损失,所需的供水量是灌溉用水总量,根据公式(2- 5)计算) 。Mg = 0. 667(E-Pe)A /η水在公式中,Mg-总灌溉水(m3 / mu)E-作物需水量(m m1; A-灌溉面积(mu);η水-水分利用系数,“管道灌溉” = 0. 8- 0. 95; Pe —有效降水量(mm)。Pe =σP,σ为有效降雨系数,通常根据实际测量数据确定。可以根据计划中的降雨量选择值,请参见表2-12。 y与需求平衡供水与需求平衡的分析与计算分析与计算的目的是规划管道输水的控制区域;确定农作物的种植结构和种植比例;为合理开发和利用水资源提供基础;确保在相同的灌溉设计年度中的供水量和需水量平衡。如果需水量大于供水量,则应提出补充水源措施或调整灌溉面积和种植计划。

示例2-1计划在平原井灌溉区使用低压管道进行灌溉。规划面积10500亩。初步计划是种植冬小麦8745​​亩,夏玉米8379亩,棉花1300亩,并少量瓜果,蔬菜和人工。副业水。试算分析供需平衡。解决方案:1.可开采的地下水是根据当地水文气象和水文地质数据计算得出的。该地区的地下水补给源由三部分组成:降雨入渗,侧向补给和灌溉回水入渗。 (1)降雨入渗补给量W1局部测量的37年降水数据,经分析,多年平均降水量P = 603mm,降雨入渗系数α= 0. 1、补给面积A = 2200×3700(m 2)。W1 = 0.001αPA= 490842m3(2)横向补给W2是从当地水文地质数据中发现的。该区域为砂壤土,地下含水层的平均厚度为20m,层内渗透系数= 20m / d,主要从南部边界对周围区域进行地下水补给,略微排除北部边界,并且东部边界和西部边界的地下水坡度为0。补给面积是通过对地下水的分析确定的等高线图:南侧长度为L1 = 3700m,坡度为J1 = 0. 004;西侧长度为L2 = 2200m。坡降J2 = 0;东侧长度为L3 = 2200m低压管道输水灌溉工程,落差J3 = 0;北边长度L4 = 3700m,坡度下降J4 = 0. 001。水分W2 = 365K h,包含(L1J1 + L2J2 + L3J3 + L4J 4) = 1620600 m3(3)通过局部灌溉试验提出田间灌溉回水入渗量W3,作物灌溉定额M = 200m3 / mu。测得的灌溉回归系数β= 0. 02。灌溉面积10500亩。

W 3 =βMA = 42000m 3。该地区的地下水总补充量(开发和利用)为W = W1 + W2 + W3,因此W = 21 5. 3,442万立方米。 2.需水量的计算(1)根据当地的灌溉试验数据选择灌溉需水量。选择作物每个生长期的作物需水量。设计年为保证灌溉时作物期的降雨量。率75%,根据降水有效利用系数σ0(小麦σ0= l。夏玉米σ0= 0. 8,棉花σ0= 0. 9)。转化后获得有效降水,从作物需水量中减去有效降水量,缺水量为灌溉净水量取管道灌溉水利用系数η= 0. 85,计算总灌溉水量,总灌溉水量为20 2. 03 + 1 5. 05 + 2 0. 8 = 23 7. 880,000立方米(2)森林,水果,瓜类,蔬菜等的水需求根据规划要求,森林,水果,瓜,蔬菜的总需水量为300,000 m31 4. 60,000 m3,工业和副业用水需求为4 2. 90,000 m3,总共为8 7. 5 m3。该地区的总需水量为23 7. 88+ 8 7. 5 = 32 5. 380,000立方米。 3.供需平衡分析和处理方法供水21 5. 340,000立方米需水量32 5. 380,000立方米该地区缺水32 5. 38-2l 5. 34 = 11 0. 0.4百万立方米为了维持供水和需求的基本平衡,建议两种解决方案。一。调整作物种植结构,改变作物布局,减少冬小麦播种面积,控制在6000亩左右,适当提高复种指数。

每年推广双作系统,增加瓜类和蔬菜的种植面积,错开高峰灌溉期。其次,建议在条件允许时使用补充措施。灌溉区外的主渠的分流流量0. 5m3 / s。主渠水通过二次抽水输送到灌区,实现了水资源的平衡。第三节配管系统布局一、配管系统布局的基本原理1)配管系统布局应使排水系统,道路,林带,电力供应系统和其他系统紧密集成,整体布置并充分利用原始水利设施和其他工程设施。 2)根据当地的运输,能源,材料供应和其他条件以及经济,技术和劳动条件。根据当地情况选择管道。 3)管网的布局争取使总管道长度变短。控制面积大,管道通畅,减少了弯曲和起伏。以达到投资少,效益高的目的。 4)支管的方向(田间最后的地下管道)应与作物种植方向和地形坡度相适应。 5)根据当前的生产管理系统,确定出水口间距,使其适合用户管理,便于轮灌,达到节水节能的目的。 二、管网类型(1)可移动是指可以移动输水和分配管道。[2)半固定是指输水管道是固定的,而输水管道是可移动的。(3)固定是指输水,输水管道是固定的。(4)管道和通道组合式是指输水管是固定的,而野战渠水分配三、则是根据水源位置,控制范围,地面坡度,田间形状,农作物种植方向等条件,管网分为树枝状或环状两种类型。

常用的格式如下。 (1)位于田间侧面的水源(机动井)通常使用“一”,“ T”和“ L”三种形式。请参见图2- 5、图2-6和图2- 7,这三种形式分别适用于出水量为20-40 m3 / hyaboapp ,控制灌溉面积为50-100 mu,井的纵横比(1 / b)不大于3的井(2)放置水源(机动井)位于场中心通常采用“ H”形或环形,分别如图2-8和图2-9所示。这两种形式都适用井水产量为40-60 m3 / h,控制面积为100-150 mu,田地长宽宽比(1 / b)<2。长宽比> 2时长采用“一个”形状的布置,如图2-l0所示。(3)水源位于田间,控制区域较大,大约为正方形。块,作物种植方向和灌溉方向不同,它们可以梳状排列-齿形(或环网)和乌龟骨形状(或环网)。参见图2-11,图2-l2,图2。-13。这些布局形式适用于出水量为60-100m3 / h,控制面积为150-300mu / h,场纵横比为(1 / b)≈l的情况。 四、移动管道网络使用移动管道。网管材料可分为三种:活动软管,活动硬管和软管-硬管组合。主要有三种常用方法。长边界双浇注:单端口控制区域0. 09- 0. 18英亩,移动管道的长度为20m,边界字段的大小为:length×width =(15-2 0) ×(4×6) m,地面坡度平缓,见图2-14。

长边界单次灌溉:当地面坡度陡峭且灌溉方向很难在两个方向上控制时YABO平台 ,将使用单个长边界灌溉,见图2-15。正方形和边界双重浇注:当边界的长度与宽度之比大约等于l(或0. 6- 1. 0)时,使用正方形边界双重浇注。管道长度应不大于五、野外使用制动管,活动制动管可以连接到机动井或固定的输水管道上,且边界长度不应大于10m,如图2-16所示。沿边框的长度放置制动管或移动软管,根据边框的宽度设置控制水闸,使用时操作闸门直接将水分配到边框上。边界与移动管网中使用的边界相同,制动管的最大长度不得大于20m管道工程设计的第一部分确定管道的设计流量一、灌溉系统作物灌溉系统是指播种前和整个生长期的灌溉时间,灌溉日期,灌溉配额和灌溉配额的数量。作物的灌溉定额和灌溉周期随年份和生长阶段而变化。在管道设计中,应选择设计代表年。以最大灌溉定额和灌溉年限为设计依据。具体的计算方法等同于喷灌工程,因此在此不再赘述。下面仅介绍一些实际示例。 (一)灌溉定额示例3-1试验区域中的每个小麦抽穗期的计划土壤湿度层深度为0. 6m,土壤的平均干容重γ= 1. 45t / m3,并且田间持水量β田= 22%。找出抽穗期冬小麦的灌溉定额。解:m = 667 Hγ(β1-β2) /η田= 667×0. 6×1. 45(0. 209- 0. 14 3) / 0.95≈40(m3 / mu)冬小麦抽穗期灌溉配额为40m3 / mu。

灌溉定额通常用单位面积的耗水量(m3 / mu)表示,有时也可以表示为水层深度(mm):1mm = 2/3 m3 / mu。 ?例3-2在一个灌溉区,冬小麦抽穗期的每日需水量Ep = 7. 5mm / d,同一时期的灌溉定额为40m3 / mu。在冬小麦抽穗期找到灌溉期。解决方案:T = m / Ep = 40 /(7. 5×2 / 3) = 8(d)第二部分是管网和管径选择的优化设计,选择渐变管道的管径。为此,管网的布局要素(包括出水口的位置,方向,间距,数量,长度,出水口的数量和位置,出水口的数量和现场分布等)以及各种管道的直径都可以使用作为优化分析的决策因素,影响管网系统成本的主要因素是管网系统的形式,布局,管材和管径,管网系统投资由两部分组成:基础设施投资及运行管理成本当管网系统布局类型和管道材料固定时,管径增大,投资增加;随着管径增大,水头损失减小,从而降低了运营成本。这 相反是正确的。因此,在各种组合中的各个级别的管径,必须存在最佳管径的组合,以最大程度地减少总投资。最优设计是分析社会投入和产出规模的一种手段,不同的经济指标可以作为优化分析的目标。例如。 ,在一定成本的条件下,收益最大。或者在具有一定经济效益的前提下,投资最小,经济效益与成本之比最大。

有关具体设计,请参阅洒水灌溉工程设计,因此在此不再赘述。第三节管道水力计算一、沿途水头损失的计算(一)加压管道沿途水头损失的计算。Darcy公式通常用于计算沿途水头损失。 三)局部材料(例如混凝土)的管道损失计算(四)沿地面移动软管途中的水头损失的现场测试值二、局部水头损失计算1.串联管道系统2.并联管道系统3 。连续流出管道三、管网1.?支管网2.?环形管网四、孔隙率五、水锤压力计算示例3-6的水力计算示例3-6有一条地下水管道,距离抽至出水口的井长为200m,混凝土管的直径为100cm,壁厚为10cm,管内的流速为1. 5m / s,出水时最大水锤压力上升被关闭in 5s and 10s is calculated Solution: After looking up the table, it is found that α=0.1, the water hammer wave velocity is: C=1435/(1+αd/σ)0.5=1018(m/s) to determine the type of water hammer: T pass=2l /C=2×200/1018=0.4(s)T off=2.5s or 10s, T pass

老王
本文标签:土壤结构,土壤湿度,m3

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