小議農(nóng)戶滴灌系統(tǒng)投資的要點(diǎn)
時(shí)間:2022-01-29 10:45:25
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本文作者:沙尼婭·沙力克工作單位:新疆交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院
系統(tǒng)設(shè)計(jì)布置
本文主要研究作物種植面積,地塊形狀及水源位置等因素對(duì)農(nóng)戶級(jí)標(biāo)準(zhǔn)滴灌系統(tǒng)管道總投資的影響,進(jìn)行多種方案比較,總結(jié)變化趨勢(shì)。文章以露地番茄為典型作物,采用株距為0.4m,行距為0.6m的種植模式,作物沿田塊長(zhǎng)方向種植,毛管采用單行直線布置,水源為地下水。布置時(shí)種植面積從0.333~4公頃,每0.333公頃為一檔,分十二檔。對(duì)于相同面積田塊還考慮其形狀不同即田塊長(zhǎng)寬不同,起始田塊寬設(shè)為30m,種植田塊寬度每增加10米為一種規(guī)格,直到田塊形狀為正方形為止,如0.333公頃分為30m×111m、40m×83m,50m×66m,58m×57m幾種形狀分別布置。水源位置考慮在長(zhǎng)方形田塊長(zhǎng)度方向中點(diǎn)位置(A種方案),田塊中間位置(B種方案),田塊寬寬度方向中點(diǎn)位置(C種方案)和長(zhǎng)方形一角位置處(D種方案)分四種情況。按照以上各種不同情況分別布置管道。滴灌帶選用內(nèi)徑為16mm,滴頭額定流量為2.3L/h,工作壓力為0.05~0.12MPa的內(nèi)鑲式滴灌帶,毛管沿支管兩邊雙向布置,其他輸水管道均用PE管或UPVC管。毛管進(jìn)口安裝調(diào)壓裝置,允許壓差全部分配給毛管。這種布置形式雖然安裝較麻煩,但可以增加毛管極限長(zhǎng)度,降低管道投資。根據(jù)《微灌工程技術(shù)規(guī)范》(SL103-95)的有關(guān)規(guī)定,滴灌土壤濕潤(rùn)比P=80%,設(shè)計(jì)灌水均勻度Cv=95%,灌溉水利用系數(shù)η水=0.92。為了減少滴灌系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用和便于管理,0.333~1公頃田塊采用續(xù)灌工作制度,1.334~4公頃田塊采用輪灌工作制度。
田塊形狀和水源位置對(duì)系統(tǒng)管道總投資影響
1.計(jì)算結(jié)果在我國(guó)大部分農(nóng)村的家庭承包式農(nóng)田雖然種植面積較小,但形狀是五花八門的。而田塊形狀會(huì)影響滴灌系統(tǒng)管道系統(tǒng)的布置和輪灌組數(shù)目。從而,引起管道系統(tǒng)投資不同。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn),A,B,C,D四種水源位置條件下,系統(tǒng)管道投資隨田塊寬度有兩種變化趨勢(shì)。A和D水源布置條件下,系統(tǒng)管道總投資和系統(tǒng)總輸水管進(jìn)口水頭隨田塊寬度的變化趨勢(shì)基本相似,而B(niǎo)和C兩種基本相似。圖1是A種水源位置情況下,系統(tǒng)管道投資隨田塊寬度的變化曲線。圖2是B種水源位置情況下,系統(tǒng)管道投資隨田塊寬度的變化曲線。2.分析與討論圖1和圖2分別把水源布置在田塊長(zhǎng)邊中點(diǎn)位置和田塊中央時(shí),相同面積不同形狀田塊管道總投資變化曲線。從中可以看出:(1)當(dāng)0.333公頃~1公頃田塊采用續(xù)灌工作制度時(shí),管道投資隨田塊寬度的增加而增加。因系統(tǒng)一次輸水流量和系統(tǒng)總揚(yáng)程相差不是很大,所以相同面積不同形狀田塊可以選用同種規(guī)格的首部樞紐設(shè)備。因此田塊形狀成為影響系統(tǒng)投資的主要因素。分析結(jié)果建議1到10畝田塊長(zhǎng)寬比例應(yīng)控制在4以內(nèi),11到15畝田塊長(zhǎng)寬比例應(yīng)控制在2以內(nèi)。實(shí)行土地聯(lián)片作業(yè)也可以適當(dāng)?shù)臏p少系統(tǒng)總投資。(2)1.333公頃~4公頃田塊采用輪灌工作制度,根據(jù)田塊形狀,毛管極限長(zhǎng)度及系統(tǒng)同一條支管上第一條毛管的第一個(gè)滴頭的水頭與最末一條毛管的最后一個(gè)滴頭的水頭差,不超過(guò)滴頭設(shè)計(jì)工作壓力的20%來(lái)確定支管條數(shù)和輪灌組數(shù)目。本次設(shè)計(jì)為了減少系統(tǒng)總水頭損失,適當(dāng)?shù)募哟罅碎L(zhǎng)寬比例很大的田塊(每種相同面積田塊前幾種田塊形狀)分干管和干管直徑,增加了輪灌組數(shù)目。因此出現(xiàn)了隨著輪灌組數(shù)目的減少,管道總投資減少,首部樞紐設(shè)備投資增加的情況。總體分析可以得出:為了減少系統(tǒng)投資,長(zhǎng)寬比例很大的田塊在便于管理和安裝的情況下,適當(dāng)增加輪灌組數(shù)目。但小面積長(zhǎng)寬比例很大的田塊不建議單獨(dú)建立一個(gè)滴灌系統(tǒng)。(3)在A種水源布置條件下,1.333公頃~4公頃田塊當(dāng)系統(tǒng)支管條數(shù)和輪灌組數(shù)目相同的情況下,系統(tǒng)管道總投資隨田塊寬度的增加呈先減少后增加的趨勢(shì)。系統(tǒng)可以選用相同規(guī)格的首部樞紐設(shè)備,因此建議應(yīng)把田塊長(zhǎng)寬比例控制在1.5~6以內(nèi),適當(dāng)?shù)脑黾虞喒嘟M數(shù)目。同時(shí)在可行的范圍內(nèi)實(shí)行土地聯(lián)片制管理。(4)在B種水源布置條件下,1.333公頃~4公頃田塊當(dāng)系統(tǒng)支管條數(shù)和輪灌組數(shù)目相同的情況下,系統(tǒng)管道總投資隨田塊寬度的增加呈先減少后增加的趨勢(shì)。但變化幅度沒(méi)有A方案那么明顯。因此建議種植面積為1.333公頃~4公頃,寬小于70m田塊,便于管理的條件下,適當(dāng)增加輪灌組數(shù)目從而降低系統(tǒng)投資。而寬大于70m的田塊,可以根據(jù)實(shí)際情況確定輪灌組數(shù)目。為了有效減少系統(tǒng)投資,盡量讓田塊形狀趨于正方形或可行的范圍內(nèi)實(shí)行土地聯(lián)片制管理。
結(jié)論與建議
從以上分析可以總結(jié)出:(1)以井水為水源的農(nóng)戶級(jí)實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)滴灌系統(tǒng)水源位置的選擇會(huì)影響系統(tǒng)管道總投資,通過(guò)四種不同水源位置方案比較,建議在實(shí)際實(shí)踐過(guò)程中應(yīng)盡量把井位布置在該井所控制面積的中心或田塊寬邊中點(diǎn)位置,從而降低系統(tǒng)管道投資。使農(nóng)民以最小的工程投資及水量獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。(2)水源位置已確定的情況下,本文通過(guò)對(duì)相同面積不同長(zhǎng)寬比例的矩形田塊滴灌系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì),分析了田塊形狀對(duì)滴灌系統(tǒng)系統(tǒng)管道投資的影響??偨Y(jié)出:一般情況長(zhǎng)寬比例懸殊的田塊不宜單獨(dú)建立滴灌系統(tǒng),應(yīng)把田塊長(zhǎng)寬比例控制在5以內(nèi),從而減少系統(tǒng)投資。