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在保護地中,除了微噴頭噴灑半徑必須小于保護地尺寸要求外,在保護設施邊界處應選擇扇形噴灑,而中間部位可選擇全圓噴灑方式。全圓噴灑能充分利用射程,使系統造價較低。(2)選擇組合方式微噴頭的組合形式,就是指微噴頭在田間的布置形式,一般用相鄰的4個微噴頭的平面位置組成的圖形表示。
其組合間距用Se和Sl表示:Se表示同一條支管上兩相鄰微噴頭的間距;Sl表示相鄰兩支管的間距。一般應盡可能使支管間距Sl大于或等于噴頭間距義Se,即選擇正方形噴灑組合或矩形噴灑組合,以支管用量,節省設備投資。(3)組合間距:保護地中的微噴灌灌溉組合間距應根據保護地邊界條件,用作圖法進行組合間距布置。
也可參考本章噴灌部分的有關內容。3.微噴灌設計的關鍵技術微噴灌系統設計必須考慮土壤的干容重、田間持水率、允許噴灌強度(表4-15)及計劃濕潤層深度等,依次計算定額、允許組合噴灌強度等;當根據保護地條件選擇好組合方式后,進行微噴灌設計。
(1)微噴灌強度計算微噴灌強度是指單位時間內微噴頭噴灑在單位土壤表面上的水層深度,通常用ρ表示,按式(4-26)計算,即(2)微噴灌日耗水強度的確定微噴灌主要用于保護地中的果園、苗圃及部分條播作物,此時只有部分土壤表面被作物覆蓋,時也只濕潤部分土壤或沖洗作物葉面。
與地面灌溉相比較,作物耗水量主要用于本身的蒸騰,地面蒸發損失較小。因此,其耗水強度用式(4-27)和式(4-28)計算,即一般來講,除為沖洗作物葉面或降低保護地溫度的微噴灌外,應選擇全生育期月平均作物耗水強度量大值作為設計耗水強度。
(3)微噴灌定額的確定當根據保護地微噴灌系統的用途,確定了微噴灌強度、日耗水強度后,可以用式(4-29)計算微噴灌的設計定額,即(4)微噴灌周期的確定保護地中由于不考慮降水補給,所以,通常情況下。調壓管的計算方法可參照滴灌系統中的調壓管計算。
(五)微噴灌設計應用舉例有13米×64.5米的冷暖育苗溫室一處,溫室周圍為露天苗木種植區,保護地平面布置及灌溉系統布置如圖4-14所示。區內有供水能力為10米3/小時,配套完好的機井一眼,且擬在溫室北側修建一座20米3的蓄水池。
現計劃在溫室中栽培盆栽花卉,要求進行灌溉系統設計。1.基本資料苗圃區土壤為中壤土,水質較好,主要種植各種苗木。溫室中以育苗為主,在適當的情況下種植盆栽花卉。2.方法的選擇依據水源、溫室及田間實際,溫室內選擇微噴及霧噴組合灌溉,露地畝區采用噴灌方法進行灌溉。
4.微噴灌設計(1)定額及溫室每次灌溉水量的計算根據溫室種植花卉的要求,微噴灌系統是為了滿足灌溉要求,土壤干容重為γd=1.40克/厘米3,計劃濕潤深度為H=30厘米,土壤田間持水量β=24%,土壤適宜含水率βmax=90%,βmin=70%,土壤濕潤比p=90%,其定額ma為考慮到效率η(一般取92%),ma可取20毫米。
溫室中每次灌溉用水量V的計算:(2)周期的確定溫室內花卉的設計日耗水強度取5毫米/日,則(3)一次延續時間根據保護地內地形條件,中間兩條支管上的微噴頭選用MQ型全圓噴灑式微噴頭,周圍兩條支管上的微噴頭選用半圓噴灑式的微噴頭,微噴頭工作參數如表4-16所示。
支管一次延續時間t為式中t——一次延續時間(小時);ma——定額,即一次灌溉用水量,20毫米;Se——微噴頭間距,3.5米;St——毛管間距,4.9米;η——灌溉水利用系數,0.92;q——微噴頭流量,140升/小時。3.灌溉系統布置根據地形及保護地分布,其灌溉系統布置如圖4-14所示。
布置如圖4-15所示。本例主要介紹溫室中的微噴灌系統設計。(4)管道水力計算每條支管上安裝20個微噴頭,沿溫室周圍的微噴頭均采用半圓噴灑,且所有微噴頭不得噴灑在保護地的墻上。根據上述條件,分別計算各條支管上的水頭損失結果為由上述計算結果可以看出,每條毛管上的沿程阻力損失不超過微噴頭工作壓力的20%,且管道流速為經濟流速區域內。
干管水力計算:溫室中的四條支管同時開啟,其流量為:(5)水泵及動力機的選配按遠處設計h沿=4.67+0.93=5.60(米)h局≈0.1h沿=0.6米首部水頭損失h首損=9米井內靜水位和動水位分別為30米和38米,即井深H井=38米;管網入口與器間的高差Z=2.0米;微噴頭工作壓力p=20米。
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