標(biāo)準(zhǔn)文檔第八節(jié) 噴灌系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)噴灌系統(tǒng)是由水源取水，經(jīng)過(guò)水泵加壓(自壓系統(tǒng)除外)，再通過(guò)各級(jí)壓力管道，送至豎管及噴頭而形成一個(gè)完整的管道系統(tǒng)。其中固定管道式多是將干、支管均埋入地下。半固定管道式多是將干管鋪設(shè)在地上，支管位于地面，灌完一片后移動(dòng)到另一片，它們的管道設(shè)計(jì)方法基本一致。機(jī)組式噴灌系統(tǒng)則有所不同，這里重點(diǎn)講述固定管道式噴灌工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)。一、噴灌工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的原則和容(一)原則1、管道工程分級(jí)噴灌系統(tǒng)較小時(shí)，管道分成兩級(jí)，干管和支管；有三級(jí)管道時(shí)分為干管，分干管和支管；有四級(jí)管道時(shí)，分總干管、干管、分干管和支管。最末一級(jí)，帶有噴頭的工作管道，稱(chēng)為支管。連接噴頭與支管的管道稱(chēng)豎管。2、管道布置原則管道布置應(yīng)使管道總長(zhǎng)度盡量短，管徑小，造價(jià)省，有利于防止水擊。山丘區(qū)布置噴灌系統(tǒng)時(shí)，一般應(yīng)使干管沿主坡向布置，支管則平行等高線布置。管道布置應(yīng)考慮各用水單位的需求，便于用水管理，有利于進(jìn)行輪灌分組。平原地區(qū)，支管盡量與作物耕作方向一致。充分考慮地塊的地形變化，力求使支管長(zhǎng)度一致，規(guī)格統(tǒng)一。管線縱剖面應(yīng)力求平順，減少折點(diǎn)，盡量避免管線出現(xiàn)駝峰。管線的布置應(yīng)結(jié)合排水系統(tǒng)，道路林帶，供電系統(tǒng)及行政村的規(guī)劃統(tǒng)一規(guī)劃，山、水、田、林、路。(二)噴灌工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要容1、勘測(cè)和收集基本資料：(1)地形圖，(2)土壤，(3)氣候，(4)水源，(5)農(nóng)作物，(6)動(dòng)力供應(yīng)，(7)交通，(8)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀。2、確定噴灌區(qū)域根據(jù)水源、地形、土壤、農(nóng)作物及經(jīng)濟(jì)條件，確定噴灌區(qū)域的圍和面積。3、計(jì)算噴灌用水量，進(jìn)行水源工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)。4、確定噴灌系統(tǒng)類(lèi)型，對(duì)選定的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，也可以選兩種以上方案進(jìn)行比較，確定最優(yōu)方案。5、計(jì)算工程、設(shè)備統(tǒng)計(jì)表、編制概預(yù)算。6、編制工程施工進(jìn)度計(jì)劃表。(三)主要設(shè)計(jì)成果1、噴灌工程規(guī)劃設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。2、噴灌工程平面布置圖，管道、溝渠縱剖面圖，管道結(jié)構(gòu)示意圖，建筑物設(shè)計(jì)圖(泵站、泄水井、支墩、鎮(zhèn)墩、農(nóng)橋等)。(四)噴灌工程規(guī)劃設(shè)計(jì)類(lèi)型1、管道式噴灌工程規(guī)劃設(shè)計(jì)，包括固定式和半固定式。2、機(jī)組式噴灌工程規(guī)劃設(shè)計(jì)，包括定噴機(jī)和行噴機(jī)。3、自壓噴灌工程規(guī)劃設(shè)計(jì)。(五)噴灌工程規(guī)劃設(shè)計(jì)依據(jù) (標(biāo)準(zhǔn))1、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《噴灌工程技術(shù)規(guī)》 GBJ85－85。2、《噴灌工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》水電。實(shí)用大全標(biāo)準(zhǔn)文檔思考題：噴灌工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要容和主要設(shè)計(jì)成果。二、噴灌工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的基本資料 (噴灌工程的勘察設(shè)計(jì))(一)地形資料噴灌系統(tǒng)的規(guī)劃布置應(yīng)有實(shí)測(cè)的地形圖，其比例視灌區(qū)大小，地形的復(fù)雜程度以及設(shè)計(jì)階段要求的不同而定。在規(guī)劃階段，5000畝以上灌區(qū)要求1/5000－1/10000的地形圖，5000畝以下灌區(qū)，1/2000－1/5000地形圖。對(duì)于小地塊要求1/500—1/1000的地形圖，對(duì)于地勢(shì)平坦的小塊灌區(qū)，至少應(yīng)用平面位置圖，包括田塊高程，水源位置 (水位、高程)等資料。(二)土壤資料土壤資料包括：(1)土壤質(zhì)地，(2)田間持水能力，(3)土壤入滲速度，(4)土壤化學(xué)性質(zhì)。1、土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地是指土壤顆粒的機(jī)械組成，即按不同粒徑的礦物質(zhì)顆粒在土壤中所占比例對(duì)土壤進(jìn)行分類(lèi)。土壤一般分為：砂土、砂壤土、輕壤土、中壤土、重壤土、粘土、分類(lèi)方法有顆粒分析法和野外手測(cè)法。2、土壤容量單位體積自然狀態(tài)下的干土的重量。單位g/cm3，其圍在1.3－1.6之間。主要測(cè)試方法有環(huán)刀法，參考《農(nóng)田水利學(xué)》教材。3、田間持水量土壤田間持水量是指在有良好排水條件下的土壤中，排水后不受重力影響而保持在土壤中的水分含量，常用占干土重的百分?jǐn)?shù)表示。在有條件的地方，可對(duì)灌區(qū)土壤田間持水量進(jìn)行野外測(cè)定。4、土壤入滲能力土壤入滲能立一般用土壤入滲速度來(lái)表示，主要是選定允許噴灌強(qiáng)度。5、土壤化學(xué)性 包括PH值，含鹽量，有機(jī)質(zhì)含量以及氮、磷、鉀等含量。6、土壤最大凍土層深度。(三)氣象資料噴灌工程規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)收集的氣象資料有：降雨量 (年降雨量、典型年日降雨量)，蒸發(fā)量(水面、陸面)，氣溫(最高、最低、極端)，濕度，日照，無(wú)霜期(被霜期、冬霜期)。噴灌的缺點(diǎn)之一就是受風(fēng)影響大，所以做噴灌工程設(shè)計(jì)應(yīng)特別注意此問(wèn)題。風(fēng)速風(fēng)向是確定噴頭布布置形式和管道布置方式的重要依據(jù)。風(fēng)向：一般可分為8個(gè)方位，即東、南、西、北、東北、西北、東南、西北八個(gè)方向。設(shè)計(jì)風(fēng)向是指灌區(qū)主要農(nóng)作物灌水時(shí)期灌水日的主風(fēng)向。如此季節(jié)沒(méi)有時(shí)顯的主風(fēng)向，應(yīng)按多風(fēng)向設(shè)計(jì)。風(fēng)速：指噴灌工作日的平均風(fēng)速。氣象站給出的風(fēng)速為10米高處風(fēng)速，手持風(fēng)速儀可測(cè)量2米處的風(fēng)速，它們之間換算關(guān)系U10=1.39V2式中：U10為10米高處風(fēng)速，V2為2米高處風(fēng)速。風(fēng)力等及與風(fēng)速關(guān)系為：0級(jí)(0－0.2m/s)，1級(jí)(0.3－1.5m/s)，2級(jí)(1.6－3.2m/s)，級(jí)(3.3—5.5m/s)，4級(jí)(5.5－7.9m/s)。當(dāng)風(fēng)力等級(jí)大于3級(jí)風(fēng)時(shí)應(yīng)停止噴灌。(四)水源條件噴灌所用水源有：河流、水庫(kù)、池塘、山泉、湖泊、井水等。對(duì)水源的調(diào)查容包括：1)來(lái)水量，2)水位，3)水質(zhì)，4)含砂量等。其資料應(yīng)有一定的代表性(長(zhǎng)系列水文資料，典型年日來(lái)水量資料)，特別要注意灌溉季節(jié)的水位流量變化。實(shí)用大全標(biāo)準(zhǔn)文檔應(yīng)用地下水作噴灌工程水源時(shí)，應(yīng)查明灌區(qū)地下的情況，包括可供開(kāi)采的單井出水量，水質(zhì)等，要了斛地下水多年平均降深的變化，做到在多年的運(yùn)行中保證地下水采補(bǔ)平衡，保護(hù)地下水資源。在多泥沙河流上取水時(shí)，要特別注意河流的含沙量，重要工程要做沉沙工程，以保證噴灌工程的正常運(yùn)行。應(yīng)用城市污水灌溉時(shí)，應(yīng)對(duì)污水進(jìn)行水質(zhì)處理。噴灌水源的水質(zhì)應(yīng)滿(mǎn)足《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》GB5084－92。(五)農(nóng)作物包括：灌區(qū)作物種類(lèi)、種植面積、種植方式、作物布局和結(jié)構(gòu)、復(fù)種指數(shù)。其中作物耗水資料，作物根系活動(dòng)層有條件時(shí)應(yīng)作實(shí)驗(yàn)，無(wú)條件可查閱相關(guān)農(nóng)田試驗(yàn)站的實(shí)驗(yàn)資料或有關(guān)書(shū)籍《農(nóng)田水利學(xué)》、《作物耗水量》等資料。(六)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)概論灌區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，水利工程現(xiàn)狀，農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度。灌區(qū)農(nóng)業(yè)收入情況，糧食單產(chǎn)，價(jià)格、生產(chǎn)費(fèi)用等。交通條件。行政區(qū)劃。動(dòng)力設(shè)備情況。三、噴灌工程類(lèi)型選擇噴灌工程的類(lèi)型應(yīng)根據(jù)作物種類(lèi)、經(jīng)濟(jì)條件、動(dòng)力設(shè)備條件、地形條件等因素確定。經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的作物可采用固定管道式噴灌工程，大田作物宜采用半固定式或機(jī)組式噴灌系統(tǒng)，有自然水頭的地方盡量采用自壓噴灌工程。四、噴灌制度的制定噴灌制度包括：(1)灌溉定額，(2)灌水定額，(3)灌水次數(shù)，(4)灌水周期等。灌溉定額指各次灌水定額之和，灌水定額指一次灌水時(shí)，單位面積上的灌水量。(一)設(shè)計(jì)灌水定額設(shè)計(jì)灌水定額按下式計(jì)算m 0.1rH max min /式中：m設(shè)計(jì)灌水定額，(mm)；H為噴灌土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度，(cm)，對(duì)于大田作物可取40～60cm；r為土壤干容量，(g/cm3)；max土壤含水量上限(取田間持水率)，min為土壤含水量下限(取田間持水率的60%)， 為噴灑水利用系數(shù)(一般取0.85～0.95)。若用m0表示米3/畝的灌水定額，m表示mm灌水定額，它們之間關(guān)系為：2m0 mmm10mm水深相當(dāng)于6.67m3/畝的灌水量(二)設(shè)計(jì)灌水周期設(shè)計(jì)灌水周期指兩次灌水的時(shí)間的間隔，以天數(shù)表示。設(shè)計(jì)灌水周期可用下式確定：mTEa實(shí)用大全標(biāo)準(zhǔn)文檔式中：Ｔ為設(shè)計(jì)灌水周期， (d)；m為設(shè)計(jì)灌水定額，(mm)； 噴灑水利用系數(shù)；Ea為作物臨界耗水期日平均耗水量， (mm/d)。(三)噴灌制度確定方法1、水量平衡法播前灌水定額M00.1rHmax0/式中：m0為播前灌灌水定額，(mm)； 0為播前土壤含水量。生育期以農(nóng)田水學(xué)利中水量平衡法來(lái)制定生育的灌水定額和灌水次數(shù)Wt W0 Wr P0 K M ET式中：Wt、W0為時(shí)段初和時(shí)段t時(shí)的土壤計(jì)算濕潤(rùn)層的儲(chǔ)水量，(mm)；Wr為由于計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量，(mm)；P0為保存在土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層的有效雨量，(mm)；K為時(shí)段t的地下水補(bǔ)給量M為時(shí)段t的灌溉水量，(mm)；ET為時(shí)段t的作物田間需水量，(mm)。n3)全生育期M=M0+M1M1mi12、彭曼公式法1)參作物需水量計(jì)算參照作物是指土壤水分充分、地面完全覆蓋、生長(zhǎng)正常、高矮整齊的開(kāi)闊(地塊長(zhǎng)寬大于200m)的矮草地(草高8-15cm)，以苜蓿草為代表作物，計(jì)算ET0實(shí)際需水量的計(jì)算ET=Kc(ET0)式中：Kc為作物系數(shù)。葉面蒸滕量＋棵間蒸發(fā)量＝騰發(fā)量＝作物田間需水量水田：田間需水量＋滲漏量＝田間耗水量由于水田不同土壤滲漏量大小差別很大，為了使不同土質(zhì)田塊水稻需水具有可比性，因此水稻的田間需水量不包括滲漏量