□白寅虎 陳金霞

絞盤式噴灌機(jī)系統(tǒng)計(jì)算簡介

□白寅虎 陳金霞

介紹絞盤式噴灌機(jī)系統(tǒng)計(jì)算方法，制定灌溉制度，改變傳統(tǒng)漫灌用水方式，對(duì)節(jié)水灌溉有相當(dāng)借鑒作用。

高效節(jié)水；節(jié)水灌溉；噴灌

我省用水大戶是農(nóng)業(yè)，農(nóng)田灌溉用水量占總用水量的70%，節(jié)水灌溉是提高灌溉水利用率的有效措施，運(yùn)用噴灌機(jī)對(duì)作物進(jìn)行灌溉，以確保灌溉的適時(shí)適量是減少水資源浪費(fèi)、發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)、合理管理水資源的根本途徑之一。絞盤式噴灌機(jī)是大型農(nóng)機(jī)具之一,具有自動(dòng)化程度高、控制面積大、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),適用于要求機(jī)械化程度高的規(guī)?；r(nóng)業(yè)發(fā)展節(jié)水灌溉的需要,是國內(nèi)外備受青睞的大型節(jié)水灌溉設(shè)備之一。結(jié)合某農(nóng)機(jī)合作社工程面積752畝、土容重為1.45g/cm3、田間持水量為23%的實(shí)例，介紹絞盤式噴灌機(jī)灌溉系統(tǒng)的計(jì)算方法，確定灌溉制度，為節(jié)水灌溉提供了依據(jù)。

1.計(jì)算參數(shù)

設(shè)計(jì)灌溉保證率：85%；計(jì)劃濕潤層厚度：h=0.5m；作物需水高峰期平均日耗水量：ETd=5.0mm；允許噴灌強(qiáng)度：ρ=12mm/h；噴灌均勻系數(shù)：Cu＞0.85；灌溉水利用系數(shù)η=0.83。

2.灌水定額計(jì)

m=0.1Hrd(βmax-βmin)θ

式中:

m—凈灌水定額(mm)；

H—計(jì)劃濕潤層深度(cm)，取50cm；

rd—土壤干容重(g/cm3)，取1.45g/ cm3；

βmax、βmin—土壤適宜含水量上限為田間持水量的85%，土壤適宜含水量的下限為田間持水量的60%；

θ—田間土壤持水量（%），以重量百分率計(jì)，取23%；

m=0.1×50×1.45×（85%-60%）×23= 41.7mm。

3.灌水周期計(jì)算

設(shè)計(jì)灌水周期由下式確定：

T=m/ETd

式中：

T—設(shè)計(jì)灌水周期，d；

ETd—作物日蒸發(fā)蒸騰量，取5mm；

T=41.7/5=8.3d，取T=8d。

4.噴灌機(jī)技術(shù)參數(shù)選擇

4.1 噴灌條帶寬度確定

B=2kR

式中:

B—噴灌條帶寬度（m）；

k—射程折減系數(shù)，風(fēng)速為1.6～3.4m/s，k取值0.6～0.7；

R—噴頭射程，（m）;

B=2×0.65×40=52m。

4.2 一次連續(xù)有效噴灑長度確定

S=L+0.5R

式中:

S—一次連續(xù)有效噴灑長度（m）；

L—卷管有效長度，（m）；

R—噴頭射程，（m）；

S=200+0.5×40=220m。

5.噴灌強(qiáng)度校核

ρ=1000×360×q/[π(0.9×R)2β]

式中:

ρ—一次連續(xù)有效噴灑長度（m）；

L—噴灌強(qiáng)度，（mm/h）；

q—噴頭流量，（m3/h）；

β—噴頭噴灑角度，按270°計(jì)算；

ρ=1000×360×22/[3.14×(0.9×40)2× 270]=7.93mm/h。

《噴灌工程技術(shù)規(guī)范》，壤土允許的噴灌強(qiáng)度ρ允許=12mm/h，ρ＜ρ允許，設(shè)計(jì)噴灌強(qiáng)度滿足要求。

6.系統(tǒng)總流量和噴灌機(jī)臺(tái)數(shù)

系統(tǒng)總流量為Q=0.667EaA/ηt

式中:

A—灌溉面積（畝）；

Q—機(jī)井出水量；

Ea—設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度，取5mm/d；

t—水源每日供水時(shí)間，取18.5h/d；

η—噴灑水利用系數(shù)，取0.83。

Q=0.667×5×752/0.83/18.5=161.7 m3/s，每臺(tái)噴灌機(jī)噴灑流量為22m3/s，計(jì)算機(jī)組數(shù)為7.3臺(tái)，實(shí)際機(jī)組數(shù)為8臺(tái)。

7.系統(tǒng)工作制度

7.1 機(jī)組牽引速度

v=1000q/（B·m）

式中：

v—機(jī)組牽引速度（m/h）；

q—機(jī)組的流量（m3/h），取22m3/h；

B—條形地塊軸線的間距（m），取50m；

m—毛灌水定額（mm）。

機(jī)組牽引速度v=8.76m/s。

7.2 一塊條形地塊所需灌水時(shí)間

t1=L/v

式中：

t1—一條條田所需灌水時(shí)間（h）；

L—條田長度（m）；

v—機(jī)組牽引速度（m/h）。

計(jì)算灌水時(shí)間為18.72h。

7.3 一臺(tái)機(jī)組平均可控制條形地塊數(shù)目

n=tdT/t1

式中：

n—單臺(tái)機(jī)組灌溉的條田數(shù)；

td—機(jī)組一天內(nèi)凈工作小時(shí)數(shù)（h），取20h；

T—灌水周期，（天）；

t1—一條條田所需灌水時(shí)間（h）。

經(jīng)計(jì)算n=8塊，即每臺(tái)機(jī)組灌水期內(nèi)可灌溉8塊條田。

根據(jù)實(shí)際布置情況，按計(jì)算所得單臺(tái)機(jī)組控制條田數(shù)及機(jī)組數(shù)，對(duì)灌溉地塊進(jìn)行輪灌，提高了灌溉效率?！?/p>

2017-07-11

白寅虎，男，漢族，河北省水利水電第二勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，工程師。

陳金霞，女，漢族，河北省水利物資供應(yīng)站，工程師。