滴灌區(qū)加壓泵站設(shè)計(jì)問(wèn)題研究

1、<p>　　滴灌區(qū)加壓泵站設(shè)計(jì)問(wèn)題研究</p><p>　　[摘 要]滴灌技術(shù)能夠充分利用水資源，具有節(jié)約用水和有效增產(chǎn)的作用，在我國(guó)干旱和半干旱地區(qū)得到普遍推廣和應(yīng)用，其影響力甚至遠(yuǎn)達(dá)一些中亞國(guó)家。然而，滴灌技術(shù)不同于地面簡(jiǎn)單的灌溉，前者是一個(gè)紛繁復(fù)雜的加壓灌溉，可以說(shuō)工程量大，實(shí)施成本比較高，是一種利用加壓的形式進(jìn)行灌溉的方式。因此需要有效地進(jìn)行滴灌區(qū)加壓泵站的設(shè)計(jì)，只有解決其在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的問(wèn)題，

2、遵循運(yùn)行原理和制度，分析其流量變化特點(diǎn)和揚(yáng)程構(gòu)成因素，遵守選泵原則和泵站進(jìn)水池設(shè)計(jì)要求，才能更好地促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)建設(shè)，達(dá)到節(jié)水節(jié)能增產(chǎn)的目的。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]滴灌區(qū)；加壓泵站；設(shè)計(jì)； </p><p>　　中圖分類號(hào)：Y85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）40-0383-01 </p><p>　　滴灌區(qū)加壓泵站設(shè)計(jì)與地面灌

3、溉的提水泵設(shè)計(jì)有很大的區(qū)別，二者不可混淆。滴灌區(qū)加壓泵站設(shè)計(jì)需要確定流量設(shè)計(jì)，這就要求充分遵循泵站的運(yùn)行原理，根據(jù)運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行流量的大小來(lái)選擇，合理設(shè)計(jì)流量。加壓泵站的揚(yáng)程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮輸水管道的水頭損失和過(guò)濾設(shè)備的水頭損失。此外對(duì)于進(jìn)水池的設(shè)計(jì)也有比較精確的要求，這就需要滴灌區(qū)加壓泵設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)真對(duì)待，合理有效的設(shè)計(jì)，以達(dá)到節(jié)水增產(chǎn)的效果。 </p><p>　　一、滴灌區(qū)加壓泵站運(yùn)行原理和布置形式 </p&g

4、t;<p>　　滴灌就是滴水灌溉技術(shù)，它是利用管道系統(tǒng)，使水以點(diǎn)滴地形式，緩慢、均勻而又定量地浸潤(rùn)作物根系最發(fā)達(dá)的區(qū)域，使作物主要根系活動(dòng)區(qū)的土壤始終保持在最優(yōu)的含水狀態(tài)。滴灌從運(yùn)行原理上來(lái)說(shuō)是采用加壓灌溉的方式進(jìn)行滴灌的，泵站中心以離心泵為主，其原理在于離心泵從進(jìn)水池吸水，然后將水直接壓入輸配水管道。從布置形式上來(lái)講說(shuō)滴灌區(qū)泵站上游需要布置沉淀池，下游布置過(guò)濾設(shè)備。上游的沉淀池用來(lái)過(guò)濾水中的泥沙，水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)之后才能進(jìn)入

5、滴灌毛管，要求水流速度緩慢平穩(wěn)無(wú)大范圍攪動(dòng)，；泵站下游連接的過(guò)濾設(shè)備和管網(wǎng)，主要用于過(guò)濾設(shè)備的沖洗以及輪灌組位的位置變動(dòng)，使得泵站工作壓力穩(wěn)定。 </p><p>　　大型灌溉系統(tǒng)為了安全經(jīng)濟(jì)，一般由三級(jí)或者三級(jí)以上輸水管道組成，包括主干管、分干管和支管，各個(gè)管道所起到的作用各不相同。如下圖所示，滴灌系統(tǒng)中主干管用于將水源輸送到各個(gè)農(nóng)田首部，分干管用于將水源從農(nóng)田首部輸入到田間，支管將分干管輸送來(lái)的水分配到各個(gè)滴

6、灌小區(qū)，滴灌小區(qū)由許多滴灌毛管組成。分干管之間的灌溉方式各異，有輪灌和續(xù)灌兩種方式，所以滴灌區(qū)首部加壓泵站的設(shè)計(jì)流量和揚(yáng)程就取決于輪灌組的大小和所處的位置。對(duì)于滴灌區(qū)加壓泵站的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，一般采用的都是離心泵，其比較常見(jiàn)的工作方式就是采用多泵并聯(lián)工作，以變速調(diào)節(jié)的方式來(lái)解決工況變化的問(wèn)題。如此一來(lái)，想要確定離心泵的數(shù)量，就必須泵站設(shè)計(jì)的最大設(shè)計(jì)流量，也就是離心泵并聯(lián)總流量。然而作為調(diào)節(jié)泵站工況的一種手段，水泵并聯(lián)運(yùn)行或者串聯(lián)運(yùn)行的目的主要

7、是為了增加泵站流量或者揚(yáng)程，而如果要求泵站減小工況流量或揚(yáng)程，則可以通過(guò)減少水泵工作數(shù)量或者采用水泵調(diào)速運(yùn)行的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。泵站裝置的系統(tǒng)特性與裝置靜揚(yáng)程和管網(wǎng)水頭損失密切相連，由于滴灌加壓泵站工作特點(diǎn)類似于城市供水泵站，所以其裝置靜揚(yáng)程有泵站進(jìn)水池水位與管網(wǎng)控制點(diǎn)高程之差決定。滴灌系統(tǒng)的輪灌組位置距離泵站最遠(yuǎn)時(shí)</p><p>　　二、滴灌區(qū)加壓泵站設(shè)計(jì)研究 </p><p>　　就目前情

8、況而言，多種農(nóng)作物采用滴灌技術(shù)灌溉已成為普遍現(xiàn)象，甚至已經(jīng)應(yīng)用于多種作物同時(shí)灌溉，以達(dá)到時(shí)間上的一致性，這就需要滴灌區(qū)在加壓泵站設(shè)計(jì)時(shí)注意研究多種情況。 </p><p>　?。ㄒ唬┑喂鄥^(qū)加壓泵站設(shè)計(jì)流量的確定 </p><p>　　大型滴灌區(qū)內(nèi)多種作物同時(shí)灌溉，所需的灌溉流量隨時(shí)間變化，水泵站的工況也會(huì)隨之變化。這就需要泵站設(shè)計(jì)流量時(shí)能夠充分遵循工作泵選型依據(jù)，務(wù)必根據(jù)泵站運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行

9、流量的大小來(lái)選擇。當(dāng)泵站要求輸送最小流量時(shí)，可采用單泵工作或者少數(shù)幾臺(tái)泵并聯(lián)工作；當(dāng)要求泵站輸送最大流量時(shí)，可采用備用泵加上全部工作泵并聯(lián)工作。另外，滴灌系統(tǒng)的輪灌組位置與泵站設(shè)計(jì)流量也是相互影響的，滴灌系統(tǒng)的輪灌組位置距離泵站最遠(yuǎn)時(shí)，輸水管網(wǎng)的水頭損失最大，所以滴灌輸水管網(wǎng)的水頭損失與輸水流量以及輸水管網(wǎng)的工作長(zhǎng)度有關(guān)。大型滴灌系統(tǒng)由多級(jí)管道組成，各級(jí)管道的管徑、工作管長(zhǎng)和流量不同，產(chǎn)生的水頭損失不一樣，但是管網(wǎng)輸水總流量始終等于泵站

10、中工作泵的并聯(lián)總流量。 </p><p>　?。ǘ┑喂鄥^(qū)加壓泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程的確定 </p><p>　　影響加壓泵站揚(yáng)程計(jì)算的因素很多。通常來(lái)講，滴灌區(qū)加壓泵站灌溉與地面灌溉的提水泵站不同，前者與管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)，除了考慮泵站靜揚(yáng)程以外，還要考慮輸水管網(wǎng)中各級(jí)管道的水頭損失、過(guò)濾設(shè)備水頭損失和灌水小區(qū)工作壓力。因?yàn)楣嗨^(qū)是滴灌設(shè)計(jì)的最小設(shè)計(jì)單位，只有保障了灌水小區(qū)首部壓力，才能保證灌水均

11、勻度。此外，不同作物的土壤設(shè)計(jì)濕潤(rùn)比不一樣，設(shè)計(jì)出的灌水小區(qū)面積也不同，同時(shí)導(dǎo)致它們的灌水小區(qū)工作壓力存在差異，輪灌組位置變化將導(dǎo)致輸水管道工作長(zhǎng)度發(fā)生變化，計(jì)算出的管道水頭損失不一樣。所以，具體計(jì)算泵站揚(yáng)程時(shí)應(yīng)該考慮灌溉小區(qū)面積，輪灌組位置以及輸水流量等因素。 </p><p>　　由于滴灌系統(tǒng)的輪灌組組合多變，其首部加壓泵站不僅要采用多臺(tái)水泵并聯(lián)工作，還必須考慮水泵調(diào)速運(yùn)行以滿足各種工況需求。大型滴灌系統(tǒng)加壓

12、泵站設(shè)計(jì)中都選用可調(diào)速的離心泵。根據(jù)《泵站技術(shù)規(guī)范》規(guī)定和葉片泵相似理論可知，在一定調(diào)速范圍內(nèi)（0～30%，最大不超過(guò)50%）運(yùn)行的離心泵的效率近似保持不變，但其工作揚(yáng)程和流量發(fā)生改變，這有利于應(yīng)對(duì)灌溉系統(tǒng)中多變的輪灌要求。 </p><p>　?。ㄈ┑喂鄥^(qū)加壓泵站沉淀池設(shè)計(jì)要求 </p><p>　　滴灌技術(shù)對(duì)于水質(zhì)的要求較高，對(duì)于河水灌溉，系統(tǒng)首部設(shè)置過(guò)濾設(shè)備，即所說(shuō)的沉淀池。通常情

13、況下，相比較城市水處理的平流式沉淀池和灌溉的平流式沉淀技池，后者的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較低。滴灌用平流式沉淀池的表面負(fù)荷率為0.2-2mm/s，不能大于3mm/s，水平流速為10-25mm/s，因此沉淀池一般都要求設(shè)計(jì)為寬而長(zhǎng)。為了不繞動(dòng)沉淀池底部泥沙，應(yīng)使其底部流速很小，為此，應(yīng)將泵站進(jìn)水池與沉淀池隔開(kāi)，進(jìn)水池從頂部進(jìn)水，而且為了防止沉淀池中水流產(chǎn)生漩渦，進(jìn)水池進(jìn)水方向應(yīng)與沉淀池水流速方向相同，所以進(jìn)水池應(yīng)采用正向進(jìn)水方式。 </p>

14、<p>　　（四）滴灌自動(dòng)化控制系統(tǒng) </p><p>　　滴灌系統(tǒng)可以很容易的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制，其能夠有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉，也是農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的要求。另外，通過(guò)滴灌系統(tǒng)施用水、肥料、除草劑、殺蟲(chóng)劑等還可以降低操作管理費(fèi)用。所以，滴灌區(qū)加壓泵站設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮系統(tǒng)的自動(dòng)化，參考作物和土壤水分及氣象資料的反饋信息來(lái)預(yù)先設(shè)計(jì)程序，根據(jù)控制系統(tǒng)運(yùn)行的不同方式，注意控制設(shè)備的使用，例如灌水器、管道、管件及水

15、泵、電機(jī)、中央控制器、自動(dòng)閥、傳感器等設(shè)備。 </p><p>　　結(jié)論：總而言之，滴灌區(qū)加壓泵設(shè)計(jì)要求眾多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。大型滴灌區(qū)的首部加壓泵站設(shè)計(jì)特點(diǎn)與地面灌溉的提水泵站設(shè)計(jì)特點(diǎn)有很大不同，尤其是加壓泵站揚(yáng)程的設(shè)計(jì)十分繁瑣，它不僅受到過(guò)濾設(shè)備的工作影響，還受到輪灌過(guò)程的影響。泵站進(jìn)水池的設(shè)計(jì)受到沉淀池工作特點(diǎn)的制約，應(yīng)以保證水質(zhì)沉淀效果為前提，加壓泵站的揚(yáng)程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮輸水管道的水頭損失和過(guò)濾設(shè)備的水頭損失。另外

16、，還需要特別注意滴灌系統(tǒng)自動(dòng)化的設(shè)計(jì)。本文從滴灌區(qū)加壓泵站設(shè)計(jì)的原理和工作制度出發(fā)，分析得出加壓泵站流量設(shè)計(jì)，進(jìn)水池設(shè)計(jì)要求和選泵對(duì)大型滴灌區(qū)的首部加壓泵站設(shè)計(jì)有極大的參考作用。做好滴灌區(qū)加壓泵的設(shè)計(jì)，有利于加速我過(guò)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)水節(jié)能灌溉，更有利于促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 李淑珍；李明思；徐燕.滴灌系