绞盘式喷灌机系统计算简介

□白寅虎 陈金霞

绞盘式喷灌机系统计算简介

□白寅虎 陈金霞

介绍绞盘式喷灌机系统计算方法，制定灌溉制度，改变传统漫灌用水方式，对节水灌溉有相当借鉴作用。

高效节水；节水灌溉；喷灌

我省用水大户是农业，农田灌溉用水量占总用水量的70%，节水灌溉是提高灌溉水利用率的有效措施，运用喷灌机对作物进行灌溉，以确保灌溉的适时适量是减少水资源浪费、发展可持续农业、合理管理水资源的根本途径之一。绞盘式喷灌机是大型农机具之一,具有自动化程度高、控制面积大、适应性强等优点,适用于要求机械化程度高的规模化农业发展节水灌溉的需要,是国内外备受青睐的大型节水灌溉设备之一。结合某农机合作社工程面积752亩、土容重为1.45g/cm3、田间持水量为23%的实例，介绍绞盘式喷灌机灌溉系统的计算方法，确定灌溉制度，为节水灌溉提供了依据。

1.计算参数

设计灌溉保证率：85%；计划湿润层厚度：h=0.5m；作物需水高峰期平均日耗水量：ETd=5.0mm；允许喷灌强度：ρ=12mm/h；喷灌均匀系数：Cu＞0.85；灌溉水利用系数η=0.83。

2.灌水定额计

m=0.1Hrd(βmax-βmin)θ

式中:

m—净灌水定额(mm)；

H—计划湿润层深度(cm)，取50cm；

rd—土壤干容重(g/cm3)，取1.45g/ cm3；

βmax、βmin—土壤适宜含水量上限为田间持水量的85%，土壤适宜含水量的下限为田间持水量的60%；

θ—田间土壤持水量（%），以重量百分率计，取23%；

m=0.1×50×1.45×（85%-60%）×23= 41.7mm。

3.灌水周期计算

设计灌水周期由下式确定：

T=m/ETd

式中：

T—设计灌水周期，d；

ETd—作物日蒸发蒸腾量，取5mm；

T=41.7/5=8.3d，取T=8d。

4.喷灌机技术参数选择

4.1 喷灌条带宽度确定

B=2kR

式中:

B—喷灌条带宽度（m）；

k—射程折减系数，风速为1.6～3.4m/s，k取值0.6～0.7；

R—喷头射程，（m）;

B=2×0.65×40=52m。

4.2 一次连续有效喷洒长度确定

S=L+0.5R

式中:

S—一次连续有效喷洒长度（m）；

L—卷管有效长度，（m）；

R—喷头射程，（m）；

S=200+0.5×40=220m。

5.喷灌强度校核

ρ=1000×360×q/[π(0.9×R)2β]

式中:

ρ—一次连续有效喷洒长度（m）；

L—喷灌强度，（mm/h）；

q—喷头流量，（m3/h）；

β—喷头喷洒角度，按270°计算；

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

《喷灌工程技术规范》，壤土允许的喷灌强度ρ允许=12mm/h，ρ＜ρ允许，设计喷灌强度满足要求。

6.系统总流量和喷灌机台数

系统总流量为Q=0.667EaA/ηt

式中:

A—灌溉面积（亩）；

Q—机井出水量；

Ea—设计耗水强度，取5mm/d；

t—水源每日供水时间，取18.5h/d；

η—喷洒水利用系数，取0.83。

Q=0.667×5×752/0.83/18.5=161.7 m3/s，每台喷灌机喷洒流量为22m3/s，计算机组数为7.3台，实际机组数为8台。

7.系统工作制度

7.1 机组牵引速度

v=1000q/（B·m）

式中：

v—机组牵引速度（m/h）；

q—机组的流量（m3/h），取22m3/h；

B—条形地块轴线的间距（m），取50m；

m—毛灌水定额（mm）。

机组牵引速度v=8.76m/s。

7.2 一块条形地块所需灌水时间

t1=L/v

式中：

t1—一条条田所需灌水时间（h）；

L—条田长度（m）；

v—机组牵引速度（m/h）。

计算灌水时间为18.72h。

7.3 一台机组平均可控制条形地块数目

n=tdT/t1

式中：

n—单台机组灌溉的条田数；

td—机组一天内净工作小时数（h），取20h；

T—灌水周期，（天）；

t1—一条条田所需灌水时间（h）。

经计算n=8块，即每台机组灌水期内可灌溉8块条田。

根据实际布置情况，按计算所得单台机组控制条田数及机组数，对灌溉地块进行轮灌，提高了灌溉效率。□

2017-07-11

白寅虎，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，工程师。

陈金霞，女，汉族，河北省水利物资供应站，工程师。