邊坡植被微灌系統(tǒng)方案設(shè)計
邊坡植被微灌系統(tǒng)設(shè)計可參照《微灌工程技術(shù)規(guī)范》(GB/T 50485—2009)進行。但因邊坡坡面上影響灌溉水量、灌溉強度等指標(biāo)的因素較為復(fù)雜,常規(guī)的微灌計算方法所得出的設(shè)計往往與坡面實際情況偏差較大,因此最好借鑒已有工程的設(shè)計經(jīng)驗,并進行現(xiàn)場實地試驗、觀測,以保證微灌系統(tǒng)設(shè)計的合理性、有效性和經(jīng)濟性。圖5-6展示的是一種公路邊坡植被微灌系統(tǒng)設(shè)計方案,可供參考。
圖5-6 一種邊坡植被微灌系統(tǒng)設(shè)計方案
如圖5-6所示,在坡頂和坡面平臺上設(shè)置容積與灌溉水量適配的橡膠水囊,橡膠水囊結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)形式與橡膠壩類似,并再用柔性的布魯克網(wǎng)將其籠罩錨定,以保持充水后的穩(wěn)定。橡膠水囊的安裝位置應(yīng)盡量處于隱蔽處(如坡頂背側(cè)),或種植喬灌木進行遮擋,以減少對坡面景觀的影響。根據(jù)坡面灌溉區(qū)域及面積,每個橡膠水囊應(yīng)分片設(shè)置、單獨輸出灌溉水。坡面微灌系統(tǒng)組成除了首部樞紐由橡膠水囊取代外,其他部分的配置與常規(guī)的微灌工程基本相同。
坡面微灌系統(tǒng)以平臺為界按上坡面和下坡面分區(qū)設(shè)計,共有獨立的3套系統(tǒng)(上坡區(qū)1套、下坡區(qū)2套),各自在坡面上分片配置,其中的橡膠水囊是1個分片的水源。灌溉管網(wǎng)包括干管、支管和毛管3級管道,每路干管分上坡和下坡2個支路,每個支路的支管又通過電磁閥分組設(shè)置。由于坡面地形起伏多變,為保證灌溉流量、壓力在一定范圍內(nèi)達到基本均衡,干、支管連接采用魚骨式結(jié)構(gòu),支、毛管連接采用魚骨式和梳齒形2種結(jié)構(gòu)。微灌系統(tǒng)的運行采用智能化控制,微灌控制器能根據(jù)人工預(yù)設(shè)程序或動態(tài)的植物需水量、氣象條件等因素,適時發(fā)出分片控制、分組控制、流量控制、間歇控制、泄流控制等指令,自動完成不同輪灌方式、不同灌溉強度下的運行過程,使坡面植被灌溉實現(xiàn)智能化、精細化、節(jié)約化。橡膠水囊的水源來自運水車的供水(適于無水源、無動力條件的偏遠地帶邊坡)或雨水收集蓄水池的回用水,并通過提水管道(經(jīng)由單向閥)定期進行補水。
坡面微灌系統(tǒng)的組成配置盡管不復(fù)雜,但因其管路處于一種非水平面狀態(tài)下,管內(nèi)水流分配受重力因素影響較大,故系統(tǒng)的設(shè)計與常規(guī)的地面灌溉系統(tǒng)有所不同,根據(jù)工程實施經(jīng)驗,管網(wǎng)設(shè)計時需把握以下幾個要點。
(1)土壤允許的噴灌強度隨著坡度的增加而顯著減小,噴灌強度不能大于土壤入滲率,宜選用低灌溉強度的噴頭,同時需通過調(diào)節(jié)閥進行壓力控制,這樣可以減少地表徑流和水土流失。
(2)初步研究與試驗表明,當(dāng)微灌用于邊坡客土層時,微灌水的浸潤范圍與坡度有關(guān),當(dāng)坡度大于35°時,其隨坡度增加而快速增長,因此設(shè)計坡面噴頭布設(shè)時,可將其豎向間距適當(dāng)加大,不需與橫向間距相同,這樣可減少噴頭數(shù)量,降低工程造價,但并不影響微灌效果。
(3)為分散流量,降低水頭損失,減小管道直徑,應(yīng)采用分組輪灌的方式,即將支管劃分為若干組,每組毛管由電磁閥進行灌溉控制;為了防止發(fā)生坡面徑流損失,增加灌溉水的入滲量,每組毛管還應(yīng)采用間歇控制,將所需灌溉量分時段斷續(xù)供應(yīng)。
(4)當(dāng)坡面起伏不平時,毛管應(yīng)沿水平等高線布設(shè);因存在重力滲流作用,每一分片內(nèi)布設(shè)的毛管,其上、下部分的間距可有所不同,一般上2/3部分的毛管間距可按常規(guī)計算設(shè)計,而下1/3部分的毛管間距可增大30%左右。
(5)除了合理布設(shè)系統(tǒng)的管路外,微灌控制器能夠提供的功能特性、控制策略也非常重要,因此需從實用性、可靠性和經(jīng)濟性上選擇相關(guān)的智能化產(chǎn)品。此外,需考慮供電條件的約束,電磁閥、微灌控制器應(yīng)具有低功耗特性,以便與太陽能光伏發(fā)電或風(fēng)光互補發(fā)電裝置配套。
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