富南旱田典型區(qū)設(shè)計(jì)——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(jì)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(shì)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(shí)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(jìn)行續(xù)建配套，設(shè)計(jì)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(shì)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(gè)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(zhǎng)約5.5 km，東西長(zhǎng)約5.2 km，總面積為2 633 hm2，設(shè)計(jì)凈灌溉面積為2106.7 hm2，種植作物為大豆、玉米。

2 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 灌水定額設(shè)計(jì)計(jì)算

式中:H為作物土壤計(jì)劃濕潤(rùn)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(jì)算，m設(shè)為50.07 mm。

2.2 設(shè)計(jì)灌水周期T設(shè)

式中:e為作物耗水最旺時(shí)期的日平均耗水量5.21 mm/d

2.3 確定工作制度

機(jī)組牽引速度計(jì)算公式為:

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

1個(gè)條田所需灌水時(shí)間為:

式中:t1為一個(gè)條田所需灌水時(shí)間，h;L為條田長(zhǎng)度，軟管長(zhǎng)度90 m。按每天工作16 h計(jì)算，噴灑1個(gè)條田1次需1 d。

作物灌水周期為10 d，在一個(gè)灌水周期內(nèi)每個(gè)條田僅需灌1次，1臺(tái)機(jī)組控制10個(gè)，兩臺(tái)機(jī)組在一個(gè)灌水周期內(nèi)可控制20個(gè)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(shí)連接兩臺(tái)輕型卷盤機(jī)，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(jì)選用輕型卷盤式噴灌機(jī)(ROBOT)50—90，噴槍型號(hào):H.T-BAUER50。其工作性能參數(shù)見表1。

本設(shè)計(jì)選用一臺(tái)泵控制管道流量(2臺(tái)輕型卷盤機(jī))，Q為28.8m3/h，揚(yáng)程86.1 m。根據(jù)流量及所需揚(yáng)程選泵，型號(hào)為200QJ32—91/7，配套動(dòng)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(jī)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(jì)水頭的計(jì)算公式為:式中:H為噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)水頭，m;hd為井內(nèi)動(dòng)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(jìn)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(jìn)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(guó)目前應(yīng)用較普遍的一種噴灌機(jī)器，它具有便捷、高效、長(zhǎng)壽命、低維護(hù)的特點(diǎn);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(jìn)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(duì)簡(jiǎn)便，減少了原有灌溉供水系統(tǒng)的重復(fù)改造?；谝陨现T多因素，本設(shè)計(jì)采用輕型卷盤式噴灌設(shè)備進(jìn)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(zhǎng)L=90m，Q=28.8m3/h。

[1] 黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.富?？h富南灌區(qū)近期工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R].哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2010.

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