大田滴灌、低壓管道工程典型設(shè)計(jì)書(shū)

1、5.2 大田滴灌工程典型設(shè)計(jì)5.2.1 基本情況設(shè)計(jì)地塊位于密云縣河南寨鎮(zhèn)的團(tuán)結(jié)、新興蘆筍地塊，設(shè)計(jì)面積為800畝。項(xiàng)目區(qū)全部種植蘆筍，南北向種植，株距0.3m，行距1.5m。該地區(qū)多年平均降水量648mm，降水量年內(nèi)分配不均，年際間變幅較大。地勢(shì)平坦，土層較厚；土壤質(zhì)地為輕質(zhì)粘壤土。土壤凍土層為80120cm。項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)有3眼水源井，井深80100m，動(dòng)水位3540m，改造后2眼井的單井出水量為40m3/h，另1眼井的出水量1020m3/h。根據(jù)規(guī)劃，對(duì)該井進(jìn)行更新，更新機(jī)井出水量為80m3/h。經(jīng)測(cè)算，能滿(mǎn)足灌溉需求。5.2.2 灌溉系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范及結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，選用如下

2、設(shè)計(jì)參數(shù)： 日耗水強(qiáng)度：Ea5.5mm/d 土壤設(shè)計(jì)濕潤(rùn)比：P75% 灌溉水利用系數(shù)：=0.95 計(jì)劃濕潤(rùn)層深：0.50m 土壤干容重為1.40g/cm3 適宜土壤含水率上下限分別為23.4%、16.9%（占土壤干土重）5.2.3 灌水器的選擇根據(jù)技術(shù)要求、項(xiàng)目區(qū)土壤質(zhì)地、作物需水特性及毛管布置方式選用直徑20mm的非壓力補(bǔ)償式滴灌管，壁厚1.0mm，滴頭間距為0.3m，最大工作壓力100kPa，流量4.3L/h，流態(tài)指數(shù)X0.5。5.2.4 管網(wǎng)布置(1) 滴灌帶布置滴灌帶選用地埋式滴灌帶，采用沿種植方向單行布置，間距為1.5m，滴頭間距為0.3m。滴灌帶全部埋入地下，埋深15cm。(2)

3、支管的布置1號(hào)機(jī)井支管采用63PE耐老化塑料管，2、3號(hào)機(jī)井支管采用50PE耐老化塑料管，支管全部埋入地下，埋深60cm。(3) 干管、分干管的布置干管采用PVC-U塑料管，全部埋入地下，埋深100cm。5.2.5 灌溉制度與工作制度5.2.5.1 灌溉制度(1) 設(shè)計(jì)灌水定額m根據(jù)公式（5-1），經(jīng)計(jì)算，設(shè)計(jì)灌水定額為34.74mm，換算為23.16m3/畝。(2) 灌水周期T由公式（5-3）計(jì)算，灌水周期為6.2，取6d。(3) 一次灌水延續(xù)時(shí)間t由公式（5-5）計(jì)算，一次灌水延續(xù)時(shí)間為3.64h，取t=4h。5.2.5.2 單井控制面積根據(jù)滴灌面積和設(shè)計(jì)日耗水強(qiáng)度，計(jì)算滴灌系統(tǒng)所需的最小

4、供水流量，以控制灌溉面積最大的系統(tǒng)為例，取日灌溉最大運(yùn)行時(shí)數(shù)C=20h。根據(jù)公式（5-6）、（5-7）計(jì)算單井控制面積，經(jīng)計(jì)算：3眼井出水量合計(jì)為160m3/h，控制面積800畝，水源滿(mǎn)足滴灌系統(tǒng)的要求。5.2.5.3 工作制度根據(jù)公式（5-8）計(jì)算系統(tǒng)最大輪灌組個(gè)數(shù)，經(jīng)計(jì)算，系統(tǒng)允許的最大輪灌組數(shù)為33個(gè)?？紤]到機(jī)井的合理運(yùn)用，運(yùn)行管理方便。蘆筍滴灌工程輪灌組劃分見(jiàn)表5-1表5-3。表5-1 機(jī)井1輪灌組劃分表輪灌組號(hào)輔管號(hào)輪灌組流量（m3/h）輪灌組號(hào)輔管號(hào)輪灌組流量（m3/h）第1輪灌組1、6079.8第16輪灌組16、4579.8第2輪灌組2、5979.8第17輪灌組17、4479.8

5、第3輪灌組3、5879.8第18輪灌組18、4379.8第4輪灌組4、5779.8第19輪灌組19、4279.8第5輪灌組5、5679.8第20輪灌組20、4179.8第6輪灌組6、5579.8第21輪灌組21、4079.8第7輪灌組7、5479.8第22輪灌組22、3979.8第8輪灌組8、5379.8第23輪灌組23、3879.8第9輪灌組9、5279.8第24輪灌組24、3779.8第10輪灌組10、5179.8第25輪灌組25、3679.8第11輪灌組11、5079.8第26輪灌組26、3579.8第12輪灌組12、4979.8第27輪灌組27、3479.8第13輪灌組13、4879.

6、8第28輪灌組28、3379.8第14輪灌組14、4779.8第29輪灌組29、3277.4第15輪灌組15、4679.8第30輪灌組30、3174.2表5-2 機(jī)井2輪灌組劃分表輪灌組號(hào)輔管號(hào)輪灌組流量（m3/h）輪灌組號(hào)輔管號(hào)輪灌組流量（m3/h）第1輪灌組1、6038.7第16輪灌組16、4538.7第2輪灌組2、5938.7第17輪灌組17、4438.7第3輪灌組3、5838.7第18輪灌組18、4338.7第4輪灌組4、5738.7第19輪灌組19、4238.7第5輪灌組5、5638.7第20輪灌組21、4138.7第6輪灌組6、5538.7第21輪灌組22、4038.7第7輪灌組7

7、、5438.7第22輪灌組23、3938.7第8輪灌組8、5338.7第23輪灌組24、3838.7第9輪灌組9、5238.7第24輪灌組25、3738.7第10輪灌組10、5138.7第25輪灌組26、3638.7第11輪灌組11、5038.7第26輪灌組27、3538.7第12輪灌組12、4938.7第27輪灌組28、3438.7第13輪灌組13、4838.7第28輪灌組29、3338.7第14輪灌組14、4738.7第29輪灌組30、3237.2第15輪灌組15、4638.7第30輪灌組20、3135.4表5-3 機(jī)井3輪灌組劃分表輪灌組號(hào)輔管號(hào)輪灌組流量（m3/h）輪灌組號(hào)輔管號(hào)輪灌組

8、流量（m3/h）第1輪灌組13、3238.7第15輪灌組27、4638.7第2輪灌組14、3338.7第16輪灌組28、4738.7第3輪灌組15、3438.7第17輪灌組29、4838.7第4輪灌組16、3538.7第18輪灌組30、4938.7第5輪灌組17、3638.7第19輪灌組31、5038.7第6輪灌組18、3738.7第20輪灌組12、5138.7第7輪灌組19、3838.7第21輪灌組11、5238.7第8輪灌組20、3938.7第22輪灌組10、5338.7第9輪灌組21、4038.7第23輪灌組1、738.7第10輪灌組22、4138.7第24輪灌組2、838.7第11輪灌

9、組23、4238.7第25輪灌組3、938.7第12輪灌組24、4338.7第26輪灌組4、538.7第13輪灌組25、4438.7第27輪灌組619.35第14輪灌組26、4538.75.2.6 水力計(jì)算5.2.6.1 滴灌管最大鋪設(shè)長(zhǎng)度(1) 允許水頭差Hs的確定設(shè)計(jì)流量偏差率qv0.2，灌水器的流態(tài)指數(shù)x0.5，設(shè)計(jì)水頭hd10m，根據(jù)公式（5-15）、（5-16）計(jì)算，毛管允許水頭差為2.26m。(2) 滴灌管允許出水口數(shù)目和最大鋪設(shè)長(zhǎng)度選擇管徑為20mm，壁厚1.0mm，公稱(chēng)壓力100kPa的滴灌管，根據(jù)公式（5-17）計(jì)算：Nm309，即滴灌管最大允許鋪設(shè)長(zhǎng)度：Lm3090.392

10、.7m。根據(jù)地塊尺寸，選定Lm6090m，滿(mǎn)足灌水均勻性要求。5.2.6.2 灌溉系統(tǒng)水力計(jì)算(1) 毛管進(jìn)口水頭毛管進(jìn)口水頭由滴頭工作壓力、毛管水頭損失和地形高差組成，由于地面較平坦，取Z0m。灌水器的工作壓力100kPa。根據(jù)公式（5-18）計(jì)算，毛管進(jìn)口壓力為15.17m。(2) 計(jì)算支管入口壓力經(jīng)反復(fù)試算，1號(hào)機(jī)井的支管選用63PE管，壁厚5mm，工作壓力0.4MPa；2、3號(hào)機(jī)井的支管選用50PE管，壁厚4mm，工作壓力0.4MPa。支管為多口管道，每個(gè)出流口為一條毛管，出流口間距為1.5m。支管按多孔管計(jì)算水頭損失。支管入口壓力包括毛管進(jìn)口壓力、支管水頭損失和地形高差。由于地面較平

11、坦，取Z0m。根據(jù)公式（5-18）計(jì)算，支管進(jìn)口壓力為17.61m。(3) 干管、分干管水力計(jì)算管徑選擇直接關(guān)系到工程投資與運(yùn)行管理費(fèi)用，因此合理選擇管徑是管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。經(jīng)過(guò)反復(fù)試算，干管與分干管選項(xiàng)取125PVC-U管。選取最末端最不利的一組進(jìn)行水力計(jì)算。由于地面較平坦，取Z0m。根據(jù)公式（5-18）計(jì)算，各機(jī)井干管入口壓力見(jiàn)表5-4。表5-4 管道水力計(jì)算表井號(hào)（m）（m）（m）148.4011.5818.25240.3911.5211.26352.0924.689.80(4) 系統(tǒng)揚(yáng)程計(jì)算首部損失10m，泵路損失根據(jù)井管確定，可取5m，根據(jù)公式（5-17）計(jì)算，系統(tǒng)揚(yáng)程應(yīng)為48

12、.514m。表5-5 機(jī)井1管網(wǎng)系統(tǒng)水力計(jì)算表項(xiàng) 目管道長(zhǎng)度（m）設(shè)計(jì)流量（m3/h）管徑（mm）內(nèi)徑（mm）水頭損失（m）干管PVC12515879.8125117.45.141分干管PVC9015639.99084.67.104支管PVC9012039.99084.65.464支管PE63939.963533.399毛管PE20500.9720161.791滴頭工作壓力10首部樞紐損失10動(dòng)水位55高程差0.5合 計(jì)98.399表5-6 機(jī)井2管網(wǎng)系統(tǒng)水力計(jì)算表項(xiàng) 目管道長(zhǎng)度（m）設(shè)計(jì)流量（m3/h）管徑（mm）內(nèi)徑（mm）水頭損失（m）干管PVC1108838.7110103.61.44

13、4分干管PVC757838.79084.63.365支管PE506219.45042.219.565毛管PE20500.9720161.791滴頭工作壓力10首部樞紐損失10動(dòng)水位35高程差0.5合 計(jì)81.665表5-7 機(jī)井3管網(wǎng)系統(tǒng)水力計(jì)算表項(xiàng) 目管道長(zhǎng)度（m）設(shè)計(jì)流量（m3/h）管徑（mm）內(nèi)徑（mm）水頭損失（m）干管PVC11025038.7110103.64.103分干管PVC905038.79084.62.517支管PVC7510419.47570.63.132支管PE505019.45042.215.778毛管PE20500.9720161.791滴頭工作壓力10首部樞紐損失

14、10動(dòng)水位40高程差0.5合 計(jì)87.8215.2.7 首部樞紐與水泵選擇首部樞紐系統(tǒng)包括水泵、離心式和網(wǎng)式組合過(guò)濾器，為了保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，在其首部設(shè)置有變頻裝置、控制閥、進(jìn)排氣閥、逆止閥、壓力表、減壓閥等安全保護(hù)裝置。根據(jù)上述揚(yáng)程和流量，選配水泵，3眼機(jī)井水泵型號(hào)見(jiàn)下表。表5-8 水泵性能參數(shù)表井號(hào)水泵型號(hào)流量Q（m3/h）揚(yáng)程H（m）3電機(jī)配套功率（kW）1200QJ80-99/98099372175QJ40-84/7408418.53150QJ40-96/12409618.55.2.8 工程材料用量及工程估算滴灌工程材料表包括水源工程、首部設(shè)備、管材管件、土方量等項(xiàng)。表5-9 工

15、程材料表序號(hào)工程項(xiàng)目名稱(chēng)單位數(shù)量一水源工程1更新機(jī)井 井深80m眼12改造機(jī)井 井深100m眼13改造機(jī)井 井深80m 眼1二首部樞紐工程1井房面積17.69m2座32水泵175QJ40-72/6套33變頻控制器MBS(k)-15套34逆止閥DN100只35水表LXL DN100只36法蘭閘閥DN100只37空氣閥DN50只38壓力表1.0MPa只39疊片式過(guò)濾器3套610離心式過(guò)濾器4套3三田間管網(wǎng)工程1UPVC管（0.5MPa）140m4017.32PE（0.6MPa）110m9604.353UPVC三通140個(gè)284UPVC三通110個(gè)885彎頭140只56彎頭110只87UPVC管堵1

16、40只378UPVC管堵110只1099滴灌管20m37971810PE管堵20只588311旁通20只588312打孔器14mm個(gè)213泄水閥DN50只214空氣閥DN25只2續(xù)表5-9 工程材料表序號(hào)工程項(xiàng)目名稱(chēng)單位數(shù)量四土建工程1管道土方開(kāi)挖m32009 2管道土方回填m31808 3管道鎮(zhèn)墩（C15砼）m319 4泄水閥井個(gè)25閘閥井個(gè)735.8 低壓管道輸水灌溉工程典型設(shè)計(jì)5.8.1 基本資料該項(xiàng)目地處溪翁莊鎮(zhèn)玉林山莊，工程控制面積 200畝，該地塊起伏較大，最大高差25m左右。項(xiàng)目區(qū)種植葡萄、蘋(píng)果，南北向種植。果樹(shù)的株行距一般為4m5m。該地區(qū)多年平均降水量648mm，降水量年內(nèi)分

17、配不均，年際間變幅也較大。工程所在地土壤為砂土。凍土層深度80120cm。玉林山莊灌溉水源為地下水。項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)有1眼水源井，機(jī)井深205m，井徑300mm，改造后單井最大出水量為80m3/h，動(dòng)水位135m，水量充足，水質(zhì)良好，可充分滿(mǎn)足作物灌溉要求。5.8.2 規(guī)劃設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范及結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，選用如下設(shè)計(jì)參數(shù)： 日耗水強(qiáng)度：Ea4.0mm/d 灌溉水利用系數(shù)：=0.85 計(jì)劃濕潤(rùn)層深：0.80m 土壤干容重為1.40g/cm3 適宜土壤含水率上下限分別為24.7%、16.9%（占干土重百分比）。5.8.3 灌溉制度與工作制度5.8.3.1 灌溉制度(1) 設(shè)計(jì)灌水定額m根據(jù)公式（

18、5-1），經(jīng)計(jì)算，設(shè)計(jì)灌水定額為32.94mm（21.96m3/畝）。(2) 灌水周期T由公式（5-3）計(jì)算，灌水周期為6.72d，取7d。5.8.3.2 設(shè)計(jì)灌水流量管道灌溉系統(tǒng)日工作小時(shí)數(shù)12 h，系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量為61.55 m3/h。計(jì)算結(jié)果表明，現(xiàn)有水源滿(mǎn)足灌溉要求。5.8.3.3 系統(tǒng)灌溉工作制度 出水栓都采用了90的出水栓，出水流量在20 m3/h左右。每個(gè)輪灌組可控制3-5個(gè)給水栓或根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行灌溉。故此處不列灌溉制度表。其他管道灌溉地塊亦如此。5.8.4 管灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案5.8.4.1 管網(wǎng)布置原則 管網(wǎng)布置緊密結(jié)合地塊形狀及地形條件。 管線(xiàn)盡量平順，減少起伏和轉(zhuǎn)折點(diǎn)。 總體

19、力求管線(xiàn)長(zhǎng)度最短，最大減少投資。5.8.4.2 管網(wǎng)布置方案管道系統(tǒng)采用干管、分干管和支管三級(jí)固定管道，分干管和支管呈魚(yú)骨型布置，地面使用塑料軟管灌溉。在分干管最低處設(shè)置泄水井，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)確定泄水井的具體位置。支管間距為5075m，出水口間距50m。(1) 管材選擇本項(xiàng)目所在地塊地形起伏較大，最大高差25m左右，土層薄瘠，山巖裸露，土石方開(kāi)挖困難，因此，本次選取UPVC塑料管作為系統(tǒng)的輸水管道，公稱(chēng)壓力0.63MPa。(2) 出水口與軟管的布置出水口選用G1Y1-H/L分體移動(dòng)式給水栓，給水栓分上栓體和下栓體，塑料網(wǎng)狀花管與給水栓上體連接，連接方式為快速接頭式。以給水栓為中心，以塑料網(wǎng)狀花管

20、為半徑在全圓范圍內(nèi)給果樹(shù)灌溉。(3) 管徑確定管徑選擇直接關(guān)系到工程投資與運(yùn)行管理費(fèi)用，因此合理選擇管徑是管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，通常采用經(jīng)濟(jì)流速法確定干、支管的管徑。初選干管與分干管管徑均為140，內(nèi)徑為130.2mm；支管管徑為110mm，內(nèi)徑為103.6mm。工作壓力均為0.63MPa級(jí)。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的各種軟管的技術(shù)特性及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，移動(dòng)軟管選擇50涂塑軟管。5.8.5 管道水力計(jì)算系統(tǒng)采用潛水泵通過(guò)固定管道將水送到多個(gè)給水栓進(jìn)行控制灌溉，干管和支管的水力計(jì)算方法采用農(nóng)田低壓管道灌溉工程技術(shù)規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)要求。(1) 給水栓的流量和移動(dòng)軟管出口壓力根據(jù)系統(tǒng)流量確定給水栓同時(shí)工作個(gè)數(shù)，每次輪灌上打開(kāi)3-5個(gè)給水栓工作。移動(dòng)軟管的工作水頭不宜過(guò)大，以避免沖刷田地，一般將移動(dòng)軟管的工作水頭定為0.2m。(2) 管道水頭損失計(jì)算管路系統(tǒng)采用塑料管，選擇輸水管線(xiàn)較長(zhǎng)，位置較高的給水栓工作點(diǎn)為最不利點(diǎn)進(jìn)行水力計(jì)算。各級(jí)管道沿程水頭損失計(jì)算成果見(jiàn)表5-28。表5-28 管網(wǎng)系統(tǒng)水力計(jì)算表項(xiàng) 目管道長(zhǎng)度（m）設(shè)計(jì)流量（m3/h）管徑（mm）內(nèi)徑（mm）水頭損失（m）干管5880140130.21.052一分干22.358六支管219.280110103.