富南旱田典型區(qū)設(shè)計——輕型卷盤式噴灌設(shè)備的應(yīng)用

董興華

(齊齊哈爾水文局，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

1 旱田典型區(qū)設(shè)計基本情況

富南灌區(qū)位于松嫩低平原中東部(嫩左低平原)，北部及東部連接松嫩高平原，西鄰松嫩低平原西部(嫩左低平原)，地形北高南低，東高西低，南北向地形比降約1/5000，東西向地面比降約1/3000，地面高程130～180 m，一般高出河床3～16 m，地勢低平，呈微波狀起伏，地表水系不發(fā)育，沼澤濕地及湖泡分布其間。富南灌區(qū)土壤以黑鈣土為主，占灌區(qū)總面積近90%。富南灌區(qū)屬于富裕縣，位于北引的烏南段，烏裕爾河?xùn)|南部的松嫩低平原上，所屬鄉(xiāng)鎮(zhèn)有紹文鄉(xiāng)、富路鎮(zhèn)、繁榮鄉(xiāng)，現(xiàn)狀灌溉面積1.21萬hm2，北引實灌面積653.3 hm2，全部為水田。灌區(qū)內(nèi)排水入烏裕爾河。富南灌區(qū)分南、北片，灌區(qū)是在現(xiàn)有灌區(qū)基礎(chǔ)上進行續(xù)建配套，設(shè)計灌溉面積4.59萬 hm2，其中旱田近3萬 hm2。

旱田噴灌典型區(qū)選在富南灌區(qū)一干二分干的十支渠、十一支渠和十二支渠。該區(qū)地形平坦，地勢東北高西南低，地面高程在159.87～158.13 m，土壤為中黏壤土。典型區(qū)地形和土壤條件與整個灌區(qū)相似，自然比降為1/4000，具有一定的代表性。

典型區(qū)南北長約5.5 km，東西長約5.2 km，總面積為2 633 hm2，設(shè)計凈灌溉面積為2106.7 hm2，種植作物為大豆、玉米。

2 主要設(shè)計參數(shù)

2.1 灌水定額設(shè)計計算

式中:H為作物土壤計劃濕潤層厚度，取50cm;γd為土壤干容重，g/cm3;中壤土γd=1.32;β1、β2為適宜土壤含水量上下限，重量%，分別為27.6和21;η為噴灑水的有效利用系數(shù)，一般取0.87。經(jīng)計算，m設(shè)為50.07 mm。

2.2 設(shè)計灌水周期T設(shè)

式中:e為作物耗水最旺時期的日平均耗水量5.21 mm/d

2.3 確定工作制度

機組牽引速度計算公式為:

式中:Q為機組的流量，m3/h;B為條田的寬度，m;m為灌水定額，50mm。

1個條田所需灌水時間為:

式中:t1為一個條田所需灌水時間，h;L為條田長度，軟管長度90 m。按每天工作16 h計算，噴灑1個條田1次需1 d。

作物灌水周期為10 d，在一個灌水周期內(nèi)每個條田僅需灌1次，1臺機組控制10個，兩臺機組在一個灌水周期內(nèi)可控制20個條田，控制面積為11.2 hm2。

如圖1所示，在PVC管上設(shè)置10處截閥開關(guān)，一處截閥開關(guān)通過四通管同時連接兩臺輕型卷盤機，PVC管流量為Q為28.8 m3/h。

3 主要設(shè)備及參數(shù)

本設(shè)計選用輕型卷盤式噴灌機(ROBOT)50—90，噴槍型號:H.T-BAUER50。其工作性能參數(shù)見表1。

本設(shè)計選用一臺泵控制管道流量(2臺輕型卷盤機)，Q為28.8m3/h，揚程86.1 m。根據(jù)流量及所需揚程選泵，型號為200QJ32—91/7，配套動力13kW。水泵性能參數(shù)見表2。香味種管材參數(shù)見表3。

表1 噴灌機工作性能參數(shù)表

圖1 輕型卷盤式噴灌布置圖

系統(tǒng)設(shè)計水頭的計算公式為:式中:H為噴灌系統(tǒng)設(shè)計水頭，m;hd為井內(nèi)動水位變深，取10m;hp為典型噴灌噴頭的工作壓力水頭，m;hg為過濾器損失量，取5m;Σhf為由水泵吸水管至典型噴灌的噴頭進水口處之間管道的沿程水頭損失，m;Σhj為由水泵吸水管至典型噴灌的噴頭進水口處之間管道的局部水頭損失，m。

H=10+67+5+3.42+0.64=86.1m

4 結(jié)語

輕型卷盤式噴灌設(shè)備是我國目前應(yīng)用較普遍的一種噴灌機器，它具有便捷、高效、長壽命、低維護的特點;噴水行車的拖拽可以利用人力或畜力，節(jié)約能源;有利于推進農(nóng)村小地塊高效節(jié)水灌溉的改革;一次性投入減少，農(nóng)民負(fù)擔(dān)低;配套設(shè)施相對簡便，減少了原有灌溉供水系統(tǒng)的重復(fù)改造。基于以上諸多因素，本設(shè)計采用輕型卷盤式噴灌設(shè)備進行旱田灌溉。

表2 水泵性能參數(shù)表

表3 各種管材f、m、b參數(shù)表

管道材料采用PVCφ63管，輸水管最長L=90m，Q=28.8m3/h。

[1] 黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院.富裕縣富南灌區(qū)近期工程初步設(shè)計報告[R].哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，2010.

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