亩苹果、梨、桃
精准水肥一体化滴灌灌溉设计方案
山东年年丰节水灌溉设备有限公司一、项目基本资料
（一）1、项目名称：亩水肥一体化项目
2、项目实施地点：山东
3、项目设计面积：亩
（二）土壤、地形条件：
壤土居多，保水保肥能力较好。
（三）气候条件：
聊城市处于温带季风气候区，具有显著的季节变化和季风气候特征，属半干旱大陆性气候。春季干旱多风，回暖迅速，光照充足，辐射强；夏季湿热多雨，雨热同步；秋季天高气爽，气温下降快，辐射减弱；冬季寒冷干燥，雨雪稀少，常有寒流侵袭。四季的基本气候特点可概括为“春旱多风，夏热多雨，晚秋易旱，冬季干寒”。
（四）作物条件：
项目区内主要种桃树、苹果、樱桃，定植行距3.5-4米，南北开行为主。
（五）水源条件
深井水，需要建设一个400立方蓄水池，采用卧式离心泵恒压供水系统供水.
（六）动力条件
项目区内需电力380伏保证，才可以满足整个灌溉要求。
（七）设计概述：
规划设计总面积约亩，灌溉方式采用滴灌。整套系统首部采用以色列AMIAD网式自动反冲作为一级过滤，以色列ARKAL叠片过滤器为2级过滤。整套系统采用2级过滤，确保灌水器不会堵塞，确保使用寿命在15年以上。
泵房施肥设备采用三通道旁路施肥机，完成泵房首部施肥。水压经过泵房首都变频器与持压减压阀进行第一次调压，田间首部减压阀二次调压，压力补偿灌水器三次调压，供水压力经过三次调节，供水压力恒定，确保灌溉精度在95%以上，作物得到同样多的水和肥料，使作物长势一致，产品质量一致性好。
二、滴灌技术参数选择
（一）设计依据
本设计遵循以下技术规范：
《节水灌溉技术规范》SL207-98；
《微灌工程技术规范》SL103-95；
《农田灌溉水质标准》GB5084-92。
（二）滴灌工程技术参数选择
根据以上规范、标准以及国内外滴灌技术发展积累多年的经验，各技术参数定为如下各值：
1、微灌土壤湿润比：P= 40%；
2、微灌水利用系数：h=0.95；
3、设计灌水均匀度：Eu≥95%；
4、设计湿润深度： Z=0.4m；
5、设计日耗水强度：Ea=5mm/day。
（三）滴灌工程设计任务
滴灌工程设计包括如下任务：
1、选择合理的微灌技术形式；
2、对灌水小区和各级管道进行合理布局；
3、进行轮灌区划分，系统水力计算，给出流量、压力需求；
4、微灌系统首部枢纽设计。
三、滴灌工程设计
简要技术指标：园区设计1套4寸滴灌灌溉系统，本系统需要实现如下功能：配备首部过滤系统，首部注肥设施，将灌溉和施肥融为一体，实现滴灌、施肥相结合的水肥一体化。使用寿命15年以上，滴灌灌溉精度在95%以上，微喷灌溉精度在90%以上。
1、 注肥系统：
注肥器为3通道智能施肥机，母液流量0.6-1.8立方/小时 ，可实现精准施肥。
2、 自动反冲洗过滤器：
由于灌溉水主要采用深井水，所以过滤器选择以AMIAD网式自动冲洗过滤器作为一级过滤，流量范围60-110m/h; 工作压力：2～16BAR;网式自动反冲洗；过滤精度120目；自带反冲洗编程控制器；自带压差反冲洗传感器；滤芯为不锈钢材质，可靠耐用，原自AMIAD特有的吸吮扫描技术，模块化设计，不锈钢材质防腐蚀、防紫外线，自动清洗时耗水量低、耗能少，紧凑设计占地面积小，安装方便维护简单。
为了进一步对水质进行净化，保证滴灌管线经长时间使用不会发生堵塞现象，二级过滤采用以叠片过滤器，精度为120目。叠片过滤器的叠片为杂质处理载体，由上下两片紧贴的槽形叠片形成无数道杂质颗粒无法通过的滤网，总厚度相当于30层普通滤网而过流能力高于滤网10倍。叠片材质为优质的工程塑料，耐磨性极高，使用寿命可超过15年。
3、 泵站及配电：
水泵及变频柜由甲方负责，需保证水泵流量70立方/小时，地面以上压力0.6MP。
4、 阀门（压力控制与安全保护措施）
所有阀门均采用进口其中包括：减压阀、持压阀、快速泄压阀、空气阀、止回阀：
自动调压阀门，压力范围1～10BAR；前端持压，后端减压；阀门的质量在整套灌溉系统中极为重要，因为我们所需要的所有开关水源的动作均由它完成。我们特选用了高质量的阀门系统，包括持压减压阀、空气阀门和逆止阀。各型阀门所共有的优点是开关动作可靠，水头损失小，阀门出口压力连续可调，寿命长且使用方法简单，是全套灌溉系统成功的可靠保证。
阀门在灌溉系统中是保证压力恒定、灌溉精度、系统安全（预防水锤等水利事故）的最重要组成部分。
电磁阀
5、灌溉量测设备
水表选择以BERMAD Turbo-IE脉冲水表，可显示瞬时流量。
水表是控制首部的组成部分，位于过滤器之后，具有高度的精确性（1‰），灌溉系统首部设水表，其作用是准确测量灌溉用水量。
水表电子计量，灵敏度更高；可减少逆流现象；可设置测试单位和脉冲频率，电池寿命10年以上，拥有两种脉冲输出方式。水表记录器单独密封，不会产生水雾。内置机械水头损失很小，精确度高。水表可水平或垂直安装。外涂层可防止环境和化肥的腐蚀。 实现精准灌溉、精确施肥，可充分满足用户对节水计量的需要。
6、田间首部
为保证每个灌水小区的灌水均匀度，拟在各灌水小区的首部安装具有调压功能的电磁减压阀，可以预先设定所有灌水小区的首部所需压力。为方便对灌水小区进行自动管理，并结合项目区实际情况，选择不同型号田间首部。
ARKLA手动叠片过滤器，阀门大小定为3寸法兰接口，流量35m^3/h;带电磁可实现远程控制； 其阀体上安装有压力调节器。压力调节器用于调节阀门出口压力，使之稳定在滴灌管线所要求的压力数值上,此装置为外置连续可调型，应用十分简便。阀门上同时安装有手控、自动开关装置，供人工调试之用，可以方便地实现手动和自动的转换， 安装维护十分方便。过滤设备是滴灌系统得以长期、安全可靠运行的关键设备。
叠片过滤器组具有坚固耐用、过滤性能可靠、拆装简单、易于维护等特点。正确安装和操作可确保水质清洁，以保证滴灌管线经长期使用而不会发生堵塞的现象。叠片过滤器的过滤元件是带有细小凹槽的塑料叠片，材质为优质工程塑料，塑料叠片由弹簧和水压压紧密闭. 在过滤阶段，水从压紧的叠片之间流过，固体颗粒被留在叠片表面和叠片之间，保证有效的过滤。过滤精度为120目。
沙石过滤器
7、 滴灌管：
该项目采用以RUVILS公司研制生产的D5000压力补偿式滴灌管，滴灌管用挂钩悬挂在钢丝上。直径16MM，壁厚35MIL；流量2.0L/H；滴头间距0.5M；毛管外径16.7毫米；压力补偿式滴头；使用寿命15年以上； 根据果树种植特性，设计特殊滴灌管滴头间距和专用滴头方案，其设计意图从葡萄第一年定植，在15年使用期间均不再有任何更换和维护。
其性能特点是：
（1） 具有大水流通道的双重迷宫型紊流流道；
（2） 滴头焊接于厚壁管线内；
（3） 注塑滴头，具有极低的CV（流量偏差）系数；
（4） 压力补充系统保持在不同的进口压力条件下均匀的出流量，保证了水肥的精确分布；
（5） 自冲洗系统，以及较大的过滤面积，提高了抗堵性能，对较差的水质条件具有更好的适应性；
（6） 防虹吸（AS）系统，有效的防止外部污物倒流到滴灌管线中；
（7） 独特的材质配方，使产品抗老化性能出色，正常条件下可以使用15年以上。
8、 毛管、支管设计：
（1）滴灌管沿作物行向布置。
支管选用63 的PVC-U给水 管道，压力级别为0.6MPa，水头损失按多孔管计算。阀门的质量在整套灌溉系统中极为重要，因为我们所需要的所有开关水源的动作均由它完成。我们特选用了高质量的阀门系统，包括电磁调压自动阀、空气阀和逆止阀。各型阀门所共有的优点是开关动作可靠，水头损失小，阀门出口压力连续可调，寿命长且使用方法简单，是全套灌溉系统成功的可靠保证。
（2）在灌溉系统首部（水源处）设1”快速释压阀及1”空气阀，同时在主管道中最高处、转弯以及地形起伏处安装2”空气阀。作用如下： 空气阀是灌溉系统中不可缺少的保护性设备之一，它通过排出或向系统中补充空气，从而消除因空气对系统造成的各种不利影响。它具有以下功能和特点：
（1）排出系统中的空气，消除汽阻、汽蚀，保护系统设备；
（2）排出系统中的空气，提高水泵的工作效率，消除压力波动；
（3）排出系统中的空气，保证流量测量的准确性；
（4）向系统中补充空气，防止真空破坏。
9、 干管布置：
除连接滴灌管之外的管称为支管外，其余管道均称为干管，设计中干管布置取决于地形、水源位置、作物分布和毛管布置，具体布置时遵循了以下原则：
（1）滴灌首部根据现有水源位置，靠近水源布置；
（2）流量分散，管理维护方便；
（3）管道纵剖面力求平顺；
（4）阀门及主管道布置在地形较高处，利于形成较为有利的水力条件；
（5）考虑灌溉操作为自动控制灌溉，因而轮灌组划分比较相对较为分散。
四、施工组织及安装
（一）施工安装要求及准备
1、施工要求
（1）与客户沟通或深入现场，了解施工区情况，分析工作条件，编写施工计划。
（2）施工必须按批准的设计进行，需修改设计或变更工程材料时，应提前与设计单位协商研究，并经上级主管部门审批后实施。
（3）施工涉及工种较多，须加强协作，按工序有计划施工。
（4）全面了解专用设备结构特点及用途，严格依照技术要求安装。
（5）保证质量，按期完工。
2、施工准备
（1）全面熟悉滴灌工程的设计文件。
（2）编制施工计划，包括施工人员组织，施工顺序，编制用工计划、编制材料、设备供应计划、明确进度、质量和安全措施。
（3）核查设备器材。
（4）施工与安装工具的准备
（二）工程施工与安装
1、施工放线与土石方开挖
（1）施工放线：根据设计图纸标定的工程部位，按照由整体到局部、先控制后细部的原则放线。较大工程系统现场应设置施工测量控制网，并应保留到施工完毕。标定机组与设备安装位置，管线30米设计标桩，在分水、转弯、变位处加桩号。
（2）首部枢纽基础开挖
根据放线标桩、设计高程开挖土石方。
（3）管槽开挖
依照放线中心和设计槽底高程开挖，开挖槽口宽应大于40cm，挖深上管线80cm。
地形有较大变化处，如管材弯曲弯转时，管沟应尽可能平滑过渡，做
到弯曲顺畅。
沟底有不易清除的块石等坚硬物体或地基为岩石，半岩石或砾石时，应铲除至设计标高以下0.15～0.2m，然后铺上砂土整平。
2、首部枢纽的安装
做到泵房实际空间与设计安装结构相同，具体确定各部件所放位置后，再进行整体安装。
3、管道安装、镇墩施工
（1）管道安装
管道粘贴连接应遵守下列规则：
①粘结作业必须在无风沙条件下进行。
②检查管材，管件质量，并准备如下工具：锯或切割机，锉，笔，尺，棉纱或干布，毛刷，润滑剂，拉紧器，塞尺。
③粘接连接的管道，在施工中被切断时，需将插口处倒角。切断管材时，应保证断口平整且垂直管轴线。倒完角后，应将残屑清除干净。
④管材或管件在粘合前，用棉纱或干布将承口内侧和插口外侧擦拭干净，使被粘结面保持清洁，无尘沙和水迹。当表面粘有油污时，需用棉纱蘸丙铜等清洁剂擦净。
⑤粘结前应将两管试插一次，使插入深度及配合情况符合要求，并在插入端表面划出插入承口深度的标线。
⑥用毛刷将粘结剂迅速涂刷在插口外侧和承口内侧结合面上时，宜先涂承口，后涂插口，宜轴向涂刷，涂刷均匀适量。
⑦承插口涂刷粘结剂后立即找正方向将管端插入承口，用力挤压，使管端插入的深度至所划标线，并保证承插接口的直度和接口位置正确，同时必须保持足够的时间，充分凝固，防止接口脱滑。
⑧工作暂停或休息时，一切管口均需用盖遮牢，以防不洁之物进入管内。水管装接完后尚未试压前，应将管身部分先行覆土以求保护。
（2）镇墩施工
①主管道管道端点、弯头、三通及管道截面变化处均应设置混凝土镇墩，
②各镇墩处应夯实地基，特别是在斜坡处地基应可靠，以免镇墩下沉给管道产生附加重力而破坏管道。
③各镇墩受力面不应小于800平方厘米，镇墩四周的土层必须加以夯实。
4、滴灌管铺设:
（1）根据作物种植要求铺设滴灌管。
（2）清除支（配水）管所在管沟段的土方积杂物，根据滴灌管铺设位置，在配水管上打孔，安装密封胶圈、接头、PE管、旁通，并将滴灌管与旁通相连。
（3）滴灌管铺设必须平整，无拧转，无打结。
（三）滴灌系统的冲洗与试运行
1、冲洗与试压
对已安装完的滴灌系统输水管网，应根据管网结构的特点，分段冲洗。
2、试运行
当设备冲洗干净，试水正常后就可进行系统试运行，待系统运转正常，达到设计规定值后，才可交付使用。
3、竣工验收
工程完成后，项目业主应组织初步验收，并准备竣工文件及编制竣工验收报告。
7、项目售后和质保：
我公司承诺对所有项目整体质保自完工之日起1年，之后提供15年售后服务保障，根据现场要求和具体售后事宜确定售后服务时间和付费金额，所更换所有配件和设备均按照项目合同价格执行。
五、工程管理
（一）工程管理
1、首部工程
微灌工程加压泵站的工程管理，应符合SD204－86《泵站技术规范（技术管理分册）》的要求。
2、管道工程
（1）灌溉季节前，应对管道进行检查、试水，并应符合下列要求：
①管道通畅，无漏水现象。
②控制闸阀启闭灵活、安全保护设备动作可靠。
③地埋管道的阀门井中无积水，管道的裸露部分完整无损。
④量测仪表盘面清晰，显示正常。
（2）灌溉时，如发现管道漏水、控制阀门或安全保护设备失灵，应及时停水检修；若量测仪表显示失准，应及时校正或更换。
（3）灌溉季节后，应对管道进行维修和保养，内容应包括：冲净泥沙、排放余水；保养安全保护设备和量测仪表；阀门、涂油，阀门井加盖；地理管与地面可拆卸部分的接口处加盖或妥善包扎，地面金属管件表面定期进行防锈处理。
（二）设备运行管理
1、一般规定
（1）微灌工程必须对每种设备按产品说明书规定和设计条件进行正确的操作和运行。
（2）微灌工程应按设计工作压力要求运行。
（3）应认真做好运行记录，内容应包括：设备运行时间、系统工作压力和流量、能源消耗、故障排除、收费、值班人员及其他情况。
2、水泵
（1）水泵启动前应进行检查，并应符合下列要求：
①水泵各紧固件无松动。
②泵轴转动灵活，无杂音。
③潜水电泵进水节的淹没深和悬空高达到规定要求。
④潜水电泵严禁用电缆吊装入水。
⑤水泵在运行中，压力表读数应在正常范围内。运行中如出现较大振动或异常现象，必须停机检查。
3、施肥装置
（1）施肥装置运行前应进行检查，并应符合下列要求：
①各部件联接牢固，承压部位密封。
②压力表灵敏，阀门启闭灵活，接口位置正确。
（2）应按需要量投肥，并按使用说明进行施肥作业。
（3）施肥后必须利用清水将系统内的肥液冲洗干净。
4、过滤器
（1）过滤器运行前应进行检查，并应符合下列要求：
①各部件齐全、紧固，仪表灵敏，阀门启闭灵活。
②开泵后排净空气，过滤器，若有漏水现象应及时处理。
（2）对于过滤器，当前后压力表压差接近最大允许值时，必须冲洗排污。如冲洗后压差仍接近最大允许值，应取出过滤元件进行人工清洗。
5、微灌灌水器
（1）灌水前应对灌水器及其联接进行检查和补换。
（2）灌水时应认真查看，对堵塞和损坏的灌水器应及时处理和更换，必要时应打开毛管尾端放水冲洗。
(三) 设备维护和保养
1、一般规定
（1）设备应按产品说明书规定进行日常保养，定期检修。
（2）入库保管前，应对设备进行检查、保养。清除设备表面的灰尘、污物和锈斑；更换已损坏或影响性能的零部件；对损坏严重或无法修复的设备应报废。
（3）设备应根据品种、型号、规格分别保管，并应有明显标记。
（4）设备应存放在清洁、干燥、通风良好和远离热源的地方。在泥土地上存放时，应避免与地面直接接触。
（5）塑料管道、微灌灌水器及电缆线等应防止鼠、蚁危害。
2、水泵
（1）井用潜水电泵每使用一年宜进行一次检修保养。若运行平稳，耗电（油）正常，主要性能指标不低于铭牌标示的额定值，检修保养周期可适当延长。
（2）灌溉季节过后，潜水电泵经保养后存放于室内。
3、施肥装置
（1）每次施肥后，应对施肥装置进行保养，并检查进、出口接头的连接和密封情况。
（2）灌溉季节后，应对施肥装置各部件进行全面检修，清洗污垢，更换损坏和被腐蚀的零部件，并对易蚀部件和部位进行处理。
4、过滤器
（1）灌溉季节后，应进行维护和保养，彻底清除积沙，对进、出口和贮沙罐等进行检查，修复损坏部位。
（2）每次灌水后应取出过滤元件进行清洗，并更换已损坏的部件。灌溉季节后，应及时取出过滤元件进行彻底清洗，并对各部件进行全面保养。
5、微灌灌水器
（1）灌溉季节后，应对滴头和滴灌管（带）等进行检查，修复或更换损坏和已被堵塞的灌水器。
（2）灌溉季节后，应打开滴灌管（带）末端进行冲洗。田内的滴灌管（带）冬季可卷盘收回室内保管，留在田里的旁通出水管口应封堵，防止杂物泥土进入。
六、项目建成后效益分析
（1）经济效益
1、节水。该技术可减少水分的下渗和蒸发，提高水分利用率，节水率达50%左右。
2、节肥。该技术实现了平衡施肥和集中施肥，减少了肥料挥发和流失，以及养分过剩造成的损失，水肥一体化与传统技术施肥相比节省化肥40%-50%。
3、减轻病虫害发生，减少了农药投入，微灌施肥每亩农药用量减少15%-30%，节省劳力15-20个。
4、增加产量，改善品质，水肥一体化技术可促进作物产量提高和产品质量的改善，果园一般增产15%-24%，设施栽培增产17%-28%。
5、提高经济效益。水肥一体化技术经济效益包括增产、改善品质、获得效益和节省投入的效益。果园亩节省投入1000-1500元，增产增收2000-3000元；
6、可利用该灌溉系统进行各种肥料实验。
（2）社会效益
1. 节省成本，提高水肥资源的利用率，传统大水漫灌水资源利用率低于30%，而水肥一体化水资源利用率90%仪式上
2.解决劳动力不足问题，使用水肥一体化后基本实现自动施肥与灌溉，节省大量劳动力成本
3.提高了肥料利用率，保护了环境。传统施肥肥料利用率低于30%，而使用水肥一体化肥料利用率高达90%。大大减少了化肥的用量，节省成本，降低肥料污染。
（3）生态效益
工程实施后将提高灌溉水的有效利用率，节约水资源，提高经济作物单产量，保障项目区经济作物增产、公司增收；同时促进本辖区经济全面快速发展，为项目区的经济发展提供强有力的用水利保障。同时，可调节农田水分配状况，对改善项目区局部气候起到促进作用，具有显著的生态环境效益。
对区域气候环境的影响：节水灌溉技术的应用，可以增加土壤的湿度，提高土壤热容量，从而增加蒸发的水汽，增大蒸发吸收的潜热，最终使昼夜土壤、地表温度的变化趋于缓和。冬季可用于提升地表温度，为农作物起到保温的作用，降低霜冻对作物的损害。夏季可达到有降温的效果，提高空气中的湿度，降低高温和干热给作物带来的危害。节水灌溉技术的使用，不仅对农田的小气候起到一定的调节作用，也会影响地区的气候环境。
对区域水文循环的影响：通过实施节水灌溉工程可对区域降水量、蒸发量产生一定影响，从而可间接改变原来的径流规律。同时，节水灌溉工程可以通过改变地表水、地下水的径流量和速度来改变区域的水体结构。节水灌溉可最大限度的节约水资源，使水源水量得以充分利用，从而达到良好的经济、社会、生态环境效应。丰水年通过节水可减少潜水蒸发，有利于防止土壤出现盐碱化，有利于维持良好的生态环境。枯水年节水灌溉技术可以用最少的水量达到最大的产出率，有利于缓解土壤干旱、农作物缺水等不良状况。因此，节水灌溉技术的合理使用，可以帮助改善局部水文循环情况，提高水资源的利用效率。
对水环境的影响：通过节水灌溉可防止大水漫灌造成的水量浪费和多余水量重新汇入地下，造成地下水的污染。另外，多余的灌溉水下渗使地下水位上升，对地下水循环产生影响。
对土壤环境的影响：合理、科学的灌溉技术对土壤湿度、肥沃程度、温度等状况具有良好的调节作用，有利于土壤环境的改善。相反则会对土壤结构带来严重破坏作用，使土壤出现沼泽化、盐碱化等现象，恶化土壤正常环境。另外，灌溉后引起地下水位上升，加大了土壤表面的蒸发量，使土壤表层盐分相对增加，造成土壤次生盐碱化。而不合理的灌溉也会对农田土壤造成不同程度的侵蚀。采用节水灌溉技术，则可以大大消除上述弊端，对土壤环境产生一定的保护作用，及时调节土壤环境
