中心支轴式喷灌机运行管理手册

中心支轴式喷灌机运行管理手册内容摘要：

4 表 34 DYP 型中心支轴式喷灌机性能参数 序号 型号规格 灌溉面积 （亩） 系统总长 m 适用水量 (m3 /h） 运行时间 最快圈 /h 系统组成 管径φ 跨距 m 跨数 悬臂 m 1 DYP70 23 70 1015 140 54 1 16 2 DYP103 50 103 1532 140 48 2 7 3 DYP150 106 150 3555 140 48 3 6 4 DYP210 208 210 5590 165 48 4 18 5 DYP231 250 231 6095 165 54 4 15 6 DYP252 300 252 65105 165 60 4 12 7 DYP273 351 273 65105 140 54 5 3 8 DYP300 424 300 80120 165 60 5 9 DYP330 513 330 85140 165 54 6 6 10 DYP360 610 360 100145 165 60 6 11 DYP386 702 386 110155 165 54 7 8 12 DYP400 753 400 120165 165 48 8 16 13 DYP438 903 438 135180 219 60 7 18 14 DYP498 1168 498 150200 219 60 8 18 15 DYP550 1425 550 165250 219 54 10 10 注：由于轮子的滑移，充气压力，土壤类型和条件等因素， 最快运行时间圈 h 数值是近似的。 三、喷灌机工作参数确定 通常应对喷灌机转一圈最短时间和最长时间、最小运行速度、最小和最大净灌水深、转 一圈设计时长和设计灌水深进行确定。 同时还应对喷灌机喷灌均匀度和雾化指标进行符合，其指标应符合相关标准要求。 转一圈最短时间和最小净灌水深与喷灌机末端塔架最大运行速度和喷洒性能相关；转一 圈最长时间和最大 净灌水深与喷灌机本身性能和土壤性能相关。 转一圈设计时长应在最短时间和最长时间范围内，转一圈设计灌水深应在最小和最大净 1000124 6670  pa AETQ  14 灌水深范围内选取。 转一圈最短时间 tmin和最小净灌水深 hmin 的确定 （ 1）转一圈最短时间 t1 转一圈最短时间，可按下式计算： (38) 式中： tmin转一圈最短时间， h RL 末端塔架至中心支轴的距离， m； Vmax 末端塔架最大前进速度，在机组性能说明书中有规定， m/h。 （ 2）转一圈最小净灌水深 的确定 当 喷灌机按 Vmax转一圈时的灌水深度为最小净灌水深 hmin，可按下式计算： (39) 式中： hmin —— 转一圈的最小净灌水深， mm； 喷灌机一天工作时间按 24h 计。 推 导过程如下： 最小运行速度、转一圈最长时间和最大净灌水深的确定 （ 1）最小运行速度 Vmin 在喷灌机喷灌工程设计时，应计算喷灌机最小运行速度。 一般情况下，喷灌机末端喷头 喷洒强度较大，应防止因喷灌机运行速度慢而形成地表径流。 当土壤透水性大时， Vmin 可由机组本身的性能确定。 当土壤粘重时， Vmin 由允许地面积水 深度来确定。 根据试验资料，绘出积水深和受水时间的关系曲线，根据允许积水深可查得最长受水时间 t，再根据 t 求出末端塔架的最小运行速度。 土壤表面允许积水深可参见表 35。 表 35 土壤表面允许积水深值 maxmin2v Rt L24minmin tETh a 1000667min0min  A tQh p 10001667 minmin0  hAtQ p 10006671000 124 667 minmin  AtAET ppa 24mintETa 15 末端塔架运行的最小速度 Vmin，可按下式计算： （ 310） 式中： Vmin 末端塔架运 行的最小速度， m/h； r 末端喷头射程， m； t 受水时间， h。 图 32 两种不同土壤入渗率曲线 一般砂土允许喷灌强度为 20mm/h，是对于定喷式喷灌而设定的，对于行喷式喷灌机而言， 喷灌强度可以大于 20mm/h，但是喷灌时间不能大于受水时间。 （ 2）转一圈最长时间 tmax 以 Vmin 运行一圈相应所需时间 tmax，可按下式计算： (311) （ 3）最大净灌水深 hmax 喷灌机转一圈用 tmax时，相应的灌 水深 hmax可按下式计算： (312) 当运行一圈净灌水深达不到设计净灌水定额时，可连续运行多圈来实现。 地面坡度（ %） 允许积水深（ mm） 0～ 1 12 1～ 3 8 3～ 5 5 trv 2minr tRv Rt LL   minmax 224maxmax tETh a 16 喷灌机转一圈设计灌水深和转一圈设计时间 （ 1）转一圈设计灌水深 hj 最小净灌水深时，百分率时间继电器的读数是 100%，当其读数为 0%～ 100%之间的任一 数 x% 时，转一圈设计灌水深介于 hmin 和 hmax 之间，转一圈的净灌水深可按下式计算： (313) 相应末端塔架前进速度 Vx 为： (314) 式中 vx—— 末端塔架前进速度， m/h。 （ 2）转一圈设计时间 tj 喷灌机运行一圈设计时间介于 tmin～ tmax 之间，可按下式计算： (315) 当选择时间继电器百分率为 40%时，此时喷灌机末端塔架在 1min 内运行 24s，停止 36s。 设计灌水定额越大，时间继电器百分率越小。 工程设计时，也可不经过计算，而按厂商提供的相关图表来选定转一圈设计灌水深和转 一圈设计时间。 转一圈设计灌水深在 hmin～ hmax 范围内， ① 可根据已选定型号喷灌机使用说明书中时间继电器百分率与灌溉水量的关系图，选定 喷灌机转一圈设计时间和设计灌水深，从而再确定继电器百分率。 ② 工程设计时，也可参考已选定型号喷灌机使用说明书中喷灌机旋转一周时间、灌水深 和继电器百分率关系表，根据选定转一圈设计灌水深查找对应的运行时间和继电器百分率。 喷灌强度和雾化指标校核 在设计中常以末端喷头的喷灌强度为控制数值，对于中心支轴式喷灌机，允许土壤表面 局部积水成洼，但以不产生径流为限。 （ 1）喷灌强度校核 根 据喷灌机沿喷灌机方向灌水量相同要求，可以推出任意喷头之间喷洒强度关系。 (316) xtETh aj 24 1 %maxxvv xttj minijjiii LrLr   17 式中： ri从中心支轴计第 i 喷头的喷洒半径， m； Rj从中心支轴计第 j 喷头的喷洒半径， m； i从中心支轴计第 i 喷头处组合喷洒强度， mm/h； j从中心支轴计第 j 喷头处组合喷洒强度， mm/h； Li 第 i 喷头至中心支轴的距离， m； Lj 第 j 喷头至中心支轴的距离， m； 推导过程如下： 第 i点的降雨量 第 ji 点 的降雨量 当 Hi=Hj 时 推出 当喷灌机上喷头采取等间距 a 布置时： Li=ai； Lj=aj； （ 317） 第 1 个喷头与末端喷头（第 n 个喷头）喷洒强度关系如下： （ 318） 在喷灌机实际运行中，为保证中心塔架处保持干燥，常常远离中心塔架 12 个出水口位置，在第 3 个出口处安装第一个喷头，计算时该喷头按第三个喷头考虑。 从理论上说，中心支轴式喷灌机每个喷头喷灌强度都应逐步递增，才能保证沿喷 灌机方 向整机喷洒的均匀性，而在实际生产中，因喷头喷嘴规格有限，常常相邻几个出水口安装相同型号的喷嘴，各段喷洒强度略有不同，但整机喷洒均匀度不应低于。   i iii iiiii R rvrtH 22   j jjj jjjjj R rvrt 22 jjjiii R rR r 22jjjiii LrLr  jrir jjii   nr rjn  11 18 一般可以以靠近中心支轴最近的喷头喷洒强度为基准，采用式（ 316）校核各喷头喷洒 强度。 组合喷灌强度，可以根据喷灌机上喷头性能和相邻喷头喷洒范围搭接情况来确定。 单个 喷头性能及喷洒水量分布由有厂商提供，根据搭接情况来计算组合喷灌强度。 常用喷灌机喷头性能见表 36。 表 36 常用喷头性能参数表 （ 2）雾化指标 校核 根据选用机型喷头设计工作压力和主喷嘴直径按式 （ 33） 计算雾化指标，应符合表 33中具体要求。 水泵选型 根据选用的喷灌机中心支轴处要求的压力和流量参数、地下水动水位、管网水头损失等 因素确定所需水泵的流量和扬程，进而选用配套水泵。 具体内容见本章第三节，井用潜水电泵主要性能参考数值见附表 1。 四、灌溉制度的拟定 灌溉制度是指作物播前及全生育期内的灌水次数、灌水日期、灌水定额和灌溉定额。 灌 溉定额是播前灌水定 额和作物全生育期各次灌水量的总和。 19 （一）播前灌水定额 为了保证作物种子发芽和出 苗，必须在播种前保持土壤有一定的含水量，需要播前灌溉。 播前灌水定额一般可根据土壤墒情和当地经验选定。 （二）生育期灌溉制度 生育期灌溉制度可按水量平衡原理来拟定。 在作物生育期内的任一时段 t，土壤计划湿 润层 H 内储水量的变化可列水量平衡方程式（ 319），用此式计算灌水定额： Wt = W0 + P0 + WK + WT + m ET （ 319） 式中： W0、 Wt—— 时段始末计划湿润层含水量， mm； P0—— 时段内保持在计划湿润层内的有效降水量， mm； Wk—— 时段内地下水的补给量 ， mm； WT—— 时段内由于计划湿润层增大而增加的水量， mm； m—— 时段内的喷灌水量， mm； ET—— 时段内作物需水量， mm。 利用公式（ 319）进行水量平衡计算时， Wt、 W0 可用适宜土壤含水量允许的上、下限来 确定； P0 可用时段内的降水量 P 与降水利用系数 σ 的乘积来确定， σ 可参考表 35选用；Wk 是指地下水借土壤毛细管作用上升至计划湿润层内的水量，当地下水埋深大于 时，该值可忽略不计；若时段内计划湿润层未增加， WT也视 零。 只要知道了时段内作物的需水量，即可计算出该时段内应喷 灌的水量，灌水日期也可确定。 表 37 降水利用系数与日降水量关系表 当计算所需资料不全、不够准确时，可根据本地或类似地区喷灌试点资料，或参考群众 丰产灌溉经验，分析制定设计灌溉制度。 不同生育期内，实际灌水定额可以根据喷灌机平均灌溉水深度与实际灌水周期乘积确定， 但是不能大于最大灌水定额 ms。 第三节 水泵选型 一、水泵选型原则 水泵选型应遵循以下三个原则： (1)水泵流 量和扬程应与喷灌系统设计流量和设计扬程基本一致，且当工作点变动时，泵 始终在高效区范围内工作，既不能产生气蚀，也不能使动力机过载。 日降水量 (mm/d) ＜ 5 5～ 30 30～ 50 50～ 100 ＞ 100 σ 0 20 (2)在长期运行过程中，水泵工作的平均效率要高，而且经常在最高效率点的右侧运行为 最好。 (3)水泵选型应选用系列化、标准化以及更新换代产品，便于运行和管理。 二、水泵选型 水泵扬程计算 选水泵时可按喷灌机入机压力水头计算水泵设计扬程，然后校核水泵在各个轮灌组工作 时的工况点。 喷灌机配套水泵多为潜水泵，潜水泵设计扬程计算如下： H 泵 = H + hf1 + h2 + z （ 320） 式中： H 泵 水泵设计扬程， m； H 喷灌机入机压力水头， m； hf1 井下管路水头损失， m；。