滴灌區(qū)加壓泵站設計問題研究

1、<p>　　滴灌區(qū)加壓泵站設計問題研究</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，在我國干旱和半干旱地區(qū)得到普遍推廣和應用，其影響力甚至遠達一些中亞國家。然而，滴灌技術(shù)不同于地面簡單的灌溉，前者是一個紛繁復雜的加壓灌溉，可以說工程量大，實施成本比較高，是一種利用加壓的形式進行灌溉的方式。因此需要有效地進行滴灌區(qū)加壓泵站的設計，只有解決其在設計和運行中的問題，

2、遵循運行原理和制度，分析其流量變化特點和揚程構(gòu)成因素，遵守選泵原則和泵站進水池設計要求，才能更好地促進我國農(nóng)業(yè)建設，達到節(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；設計； </p><p>　　中圖分類號：Y85 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）40-0383-01 </p><p>　　滴灌區(qū)加壓泵站設計與地面灌

3、溉的提水泵設計有很大的區(qū)別，二者不可混淆。滴灌區(qū)加壓泵站設計需要確定流量設計，這就要求充分遵循泵站的運行原理，根據(jù)運行時間和運行流量的大小來選擇，合理設計流量。加壓泵站的揚程設計應考慮輸水管道的水頭損失和過濾設備的水頭損失。此外對于進水池的設計也有比較精確的要求，這就需要滴灌區(qū)加壓泵設計時認真對待，合理有效的設計，以達到節(jié)水增產(chǎn)的效果。 </p><p>　　一、滴灌區(qū)加壓泵站運行原理和布置形式 </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)，使水以點滴地形式，緩慢、均勻而又定量地浸潤作物根系最發(fā)達的區(qū)域，使作物主要根系活動區(qū)的土壤始終保持在最優(yōu)的含水狀態(tài)。滴灌從運行原理上來說是采用加壓灌溉的方式進行滴灌的，泵站中心以離心泵為主，其原理在于離心泵從進水池吸水，然后將水直接壓入輸配水管道。從布置形式上來講說滴灌區(qū)泵站上游需要布置沉淀池，下游布置過濾設備。上游的沉淀池用來過濾水中的泥沙，水質(zhì)達到標準之后才能進入

5、滴灌毛管，要求水流速度緩慢平穩(wěn)無大范圍攪動，；泵站下游連接的過濾設備和管網(wǎng)，主要用于過濾設備的沖洗以及輪灌組位的位置變動，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，一般由三級或者三級以上輸水管道組成，包括主干管、分干管和支管，各個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的水分配到各個滴

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)首部加壓泵站的設計流量和揚程就取決于輪灌組的大小和所處的位置。對于滴灌區(qū)加壓泵站的設計來說，一般采用的都是離心泵，其比較常見的工作方式就是采用多泵并聯(lián)工作，以變速調(diào)節(jié)的方式來解決工況變化的問題。如此一來，想要確定離心泵的數(shù)量，就必須泵站設計的最大設計流量，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)運行或者串聯(lián)運行的目的主要

7、是為了增加泵站流量或者揚程，而如果要求泵站減小工況流量或揚程，則可以通過減少水泵工作數(shù)量或者采用水泵調(diào)速運行的方法來實現(xiàn)。泵站裝置的系統(tǒng)特性與裝置靜揚程和管網(wǎng)水頭損失密切相連，由于滴灌加壓泵站工作特點類似于城市供水泵站，所以其裝置靜揚程有泵站進水池水位與管網(wǎng)控制點高程之差決定。滴灌系統(tǒng)的輪灌組位置距離泵站最遠時</p><p>　　二、滴灌區(qū)加壓泵站設計研究 </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)應用于多種作物同時灌溉，以達到時間上的一致性，這就需要滴灌區(qū)在加壓泵站設計時注意研究多種情況。 </p><p>　　（一）滴灌區(qū)加壓泵站設計流量的確定 </p><p>　　大型滴灌區(qū)內(nèi)多種作物同時灌溉，所需的灌溉流量隨時間變化，水泵站的工況也會隨之變化。這就需要泵站設計流量時能夠充分遵循工作泵選型依據(jù)，務必根據(jù)泵站運行時間和運行

9、流量的大小來選擇。當泵站要求輸送最小流量時，可采用單泵工作或者少數(shù)幾臺泵并聯(lián)工作；當要求泵站輸送最大流量時，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計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時，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)的工作長度有關(guān)。大型滴灌系統(tǒng)由多級管道組成，各級管道的管徑、工作管長和流量不同，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)加壓泵站設計揚程的確定 </p><p>　　影響加壓泵站揚程計算的因素很多。通常來講，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)運行狀態(tài)相關(guān)，除了考慮泵站靜揚程以外，還要考慮輸水管網(wǎng)中各級管道的水頭損失、過濾設備水頭損失和灌水小區(qū)工作壓力。因為灌水小區(qū)是滴灌設計的最小設計單位，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，不同作物的土壤設計濕潤比不一樣，設計出的灌水小區(qū)面積也不同，同時導致它們的灌水小區(qū)工作壓力存在差異，輪灌組位置變化將導致輸水管道工作長度發(fā)生變化，計算出的管道水頭損失不一樣。所以，具體計算泵站揚程時應該考慮灌溉小區(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水泵并聯(lián)工作，還必須考慮水泵調(diào)速運行以滿足各種工況需求。大型滴灌系統(tǒng)加壓

12、泵站設計中都選用可調(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50%）運行的離心泵的效率近似保持不變，但其工作揚程和流量發(fā)生改變，這有利于應對灌溉系統(tǒng)中多變的輪灌要求。 </p><p>　　（三）滴灌區(qū)加壓泵站沉淀池設計要求 </p><p>　　滴灌技術(shù)對于水質(zhì)的要求較高，對于河水灌溉，系統(tǒng)首部設置過濾設備，即所說的沉淀池。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)標準較低。滴灌用平流式沉淀池的表面負荷率為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計為寬而長。為了不繞動沉淀池底部泥沙，應使其底部流速很小，為此，應將泵站進水池與沉淀池隔開，進水池從頂部進水，而且為了防止沉淀池中水流產(chǎn)生漩渦，進水池進水方向應與沉淀池水流速方向相同，所以進水池應采用正向進水方式。 </p>

14、<p>　?。ㄋ模┑喂嘧詣踊刂葡到y(tǒng) </p><p>　　滴灌系統(tǒng)可以很容易的實現(xiàn)自動化的控制，其能夠有效的實現(xiàn)節(jié)水灌溉，也是農(nóng)業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化的要求。另外，通過滴灌系統(tǒng)施用水、肥料、除草劑、殺蟲劑等還可以降低操作管理費用。所以，滴灌區(qū)加壓泵站設計時，要充分考慮系統(tǒng)的自動化，參考作物和土壤水分及氣象資料的反饋信息來預先設計程序，根據(jù)控制系統(tǒng)運行的不同方式，注意控制設備的使用，例如灌水器、管道、管件及水

15、泵、電機、中央控制器、自動閥、傳感器等設備。 </p><p>　　結(jié)論：總而言之，滴灌區(qū)加壓泵設計要求眾多，結(jié)構(gòu)復雜。大型滴灌區(qū)的首部加壓泵站設計特點與地面灌溉的提水泵站設計特點有很大不同，尤其是加壓泵站揚程的設計十分繁瑣，它不僅受到過濾設備的工作影響，還受到輪灌過程的影響。泵站進水池的設計受到沉淀池工作特點的制約，應以保證水質(zhì)沉淀效果為前提，加壓泵站的揚程設計應考慮輸水管道的水頭損失和過濾設備的水頭損失。另外

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