大田滴灌低壓管道工程典型設計書

1、5.2大田滴灌工程典型設計5.2.1 根本情況設計地塊位于密云縣河南寨鎮(zhèn)的團結、新興蘆筍地塊,設計面積 為800畝.工程區(qū)全部種植蘆筍,南北向種植,株距0.3m,行距1.5mc該地區(qū)多年平均降水量 648mm,降水量年內分配不均,年際間 變幅較大.地勢平坦,土層較厚；土壤質地為輕質粘壤土.土壤凍土 層為 80120cm.工程區(qū)現有3眼水源井,井深 80100m,動水位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/hc 根據規(guī)劃,對該井進行更新,更新機井出水量為80m3/h.經測算,能滿足灌溉需求.5.2.2灌溉系統(tǒng)規(guī)劃設計參數根據設計標準及結合當地的實際

2、情況,選用如下設計參數： 日耗水強度：Ea= 5.5mm/d 土壤設計濕潤比：P= 75% 灌溉水利用系數：門=0.95 方案濕潤層深：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灌水器的選擇根據技術要求、工程區(qū)土壤質地、作物需水特性及毛管布置方式選用直徑20mm的非壓力補償式滴灌管,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X = 0.5.5.2.4管網布置(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

3、,埋深 15cm.(2) 支管的布置1號機井支管采用4 63PE耐老化塑料管,2、3號機井支管采用4 50PE寸老化塑料管,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) 設計灌水定額m根據公式(5-1),經計算,設計灌水定額為34.74mm,換算為23.16m3/ 畝.(2) 灌水周期T由公式(5-3)計算,灌水周期為6.2,取6d.(3) 一次灌水延續(xù)時間t由公式(5-5)計算,一次灌水延續(xù)時間為 3.64h,取t=4h.5.2.5.2單井限制面積根據滴灌面積和設計日

4、耗水強度,計算滴灌系統(tǒng)所需的最小供水流量,以限制灌溉面積最大的系統(tǒng)為例,取日灌溉最大運行時數C=20h.根據公式5-6、5-7計算單井限制面積,經計算：3眼井 出水量合計為160m3/h,限制面積800畝,水源滿足滴灌系統(tǒng)的要求.5.2.5.3工作制度根據公式5-8計算系統(tǒng)最大輪灌組個數,經計算,系統(tǒng)允許 的最大輪灌組數為33個.考慮到機井的合理運用,運行治理方便. 蘆筍滴灌工程輪灌組劃分見表 5-1表5-3.表5-1機井1輪灌組劃分表輪灌組號輔管號輪灌組流量m3/h輪灌組號輔管號輪灌組流量3m /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

5、17、4479.8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

6、組13、4879.8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機井2輪灌組劃分表輪灌組號輔管號輪灌組流量(m3/h)輪灌組號輔管號輪灌組流量(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、.7第7輪灌組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機井3輪灌組劃分表輪灌組號輔管號輪灌組流量,3(m /h)輪

8、灌組號輔管號輪灌組流量,3(m /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

9、、838.7第11輪灌組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水力計算 5.2.6.1滴灌管最大鋪設長度(1) 允許水頭差 Hs確實定設計流量偏差率qv = 0.2,灌水器的流態(tài)指數x= 0.5,設計水頭 hd = 10m,根據公式(5-15)、(5-16)計算,毛管允許水頭差為2.26m.(2) 滴灌管允許出水口數目和最大鋪設長度選擇管徑為20mm,壁厚1.0mm,公稱壓力100kPa的滴灌管, 根據公式(5-17)計算：Nm = 309

10、,即滴灌管最大允許鋪設長度：Lm =309X0.3= 92.7m.根據地塊尺寸,選定 Lm = 6090m,滿足灌水均 勻性要求.5.2.6.2灌溉系統(tǒng)水力計算(1) 毛管進口水頭毛管進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0m.灌水器的工作壓力100kPao根據公式 (5-18)計算,毛管進口壓力為15.17m.(2) 計算支管入口壓力經反復試算,1號機井的支管選用4 63PE管,壁厚5mm,工作 壓力0.4MPa; 2、3號機井的支管選用 50PE管,壁厚4mm,工作 壓力0.4MPa.支管為多口管道,每個出流口為一條毛管,出流口間 距為1.5m.支管按多孔

11、管計算水頭損失.支管入口壓力包括毛管進 口壓力、支管水頭損失和地形高差.由于地面較平坦,取AZ= 0m.根據公式(5-18)計算,支管進口壓力為17.61m.(3) 干管、分干管水力計算管徑選擇直接關系到工程投資與運行治理費用,因此合理選擇管徑 是管道系統(tǒng)設計的重要環(huán)節(jié).經過反復試算,干管與分干管選項取4 125PVCJ管.選取最末端最不利的一組進行水力計算.由于地面較平 坦,取 勇=0m.根據公式(5-18)計算,各機井干管入口壓力見表5-4.表5-4管道水力計算表井號膈、(m)h干(m)h分干(m)148.4011.5818.25240.3911.5211.26352.0924.689.8

12、0(4) 系統(tǒng)揚程計算首部損失10m,泵路損失根據井管確定,可取5m,根據公式(5-17) 計算,系統(tǒng)揚程應為48.514m.表5-5機井1管網系統(tǒng)水力計算表工程管道長度(m)設計流量(m3/h)管徑(mm)內徑(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動水位55程差0.5合計98.399表5-6機井2管網系統(tǒng)水力計算表工程管道長度設計流量管徑內

13、徑水頭損失(m)(m3/h)(mm)(mm)(m)干管PVC1108838.7110103.61.444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動水位35程差0.5合計81.665表5-7機井3管網系統(tǒng)水力計算表工程管道長度(m)設計流量(m3/h)管徑(mm)內徑(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PE505019.4

14、5042.215.778毛管PE20500.9720161.791滴頭工作壓力10首部樞紐損失10動水位40程差0.5合計87.8215.2.7首部樞紐與水泵選擇首部樞紐系統(tǒng)包括水泵、離心式和網式組合過濾器,為了保證系 統(tǒng)的平安穩(wěn)定運行,在其首部設置有變頻裝置、限制閥、進排氣閥、逆止閥、壓力表、減壓閥等平安保護裝置.根據上述揚程和流量,選配水泵,3眼機井水泵型號見下表表5-8水泵性能參數表井號水泵型號流里Q (m /h)揚程H (m) 3電機配套功率kW1200QJ80-99/98099372175QJ40-84/7408418.53150QJ40-96/12409618.55.2.8工程材料

15、用量及工程估算滴灌工程材料表包括水源工程、首部設備、管材管件、土方量等項.表5-9工程材料表序號工程工程名稱單位數量一水源工程1更新機井 井深80m眼12改造機井井深100m眼13改造機井 井深80m眼1一首部樞紐工程1井房面積17.69m2座32水泵 175QJ40-72/6套33變頻限制器MBSk-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疊片式過濾器3套610離心式過濾器4套3三田間管網工程1UPVC 管(0.5MPa) (f) 140m4017.32PE (0.6MPa) ()110m9604.35

16、3UPVC 三通140個284UPVC 三通110個885彎頭140只56彎頭110只87UPVC 管堵(f) 140只378UPVC 管堵110只1099滴灌管力20m37971810PE 管堵20只588311旁通20只588312打孔器14mm個213泄水閥DN50只214空氣閥DN25只2續(xù)表5-9工程材料表序號工程工程名稱單位數量四土建工程1管道土方開挖m320212管道土方回填m318083管道鎮(zhèn)墩C15磔m3194泄水閥井個25閘閥井個735.8低壓管道輸水灌溉工程典型設計5.8.1 根本資料該工程地處溪翁莊鎮(zhèn)玉林山莊,工程限制面積200畝,該地塊起伏較大,最大高差25m左右.工

17、程區(qū)種植葡萄、蘋果,南北向種 植.果樹的株行距一般為4m5m.該地區(qū)多年平均降水量 648mm,降水量年內分配不均,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.工程區(qū)現有 1眼水源井,機井深 205m,井徑300mm,改造后單井最大出水量為 80m3/h,動水位135m, 水量充足,水質良好,可充分滿足作物灌溉要求.5.8.2規(guī)劃設計參數根據設計標準及結合當地的實際情況,選用如下設計參數： 日耗水強度：Ea= 4.0mm/d 灌溉水利用系數：門=0.85 方案濕潤層深：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

18、.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) 設計灌水定額m根據公式(5-1),經計算,設計灌水定額為 32.94mm (21.96m3/ 畝).(2) 灌水周期T由公式(5-3)計算,灌水周期為6.72d,取7d.5.8.3.2設計灌水流量管道灌溉系統(tǒng)日工作小時數12 h,系統(tǒng)設計流量為61.55 m3/h. 計算結果說明,現有水源滿足灌溉要求.5.8.3.3系統(tǒng)灌溉工作制度出水栓都采用了 4 90的出水栓,出水流量在20 m3/h左右.每個 輪灌組可限制3-5個給水栓或根據實際需要進行灌溉.故此處不列灌 溉制度表.其他管道灌溉地塊亦如此

19、.5.8.4管灌系統(tǒng)設計方案5.8.4.1管網布置原那么 管網布置緊密結合地塊形狀及地形條件. 管線盡量平順,減少起伏和轉折點. 總體力求管線長度最短,最大減少投資.5.8.4.2管網布置方案管道系統(tǒng)采用干管、分干管和支管三級固定管道,分干管和支管 呈魚骨型布置,地面使用塑料軟管灌溉.在分干管最低處設置泄水井, 根據現場勘測確定泄水井的具體位置.支管間距為5075m,出水口間距50m.(1) 管材選擇本工程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,公稱壓力0.63MPa.(2) 出水口與軟管的布置出水口

20、選用G1Y1-H/L分體移動式給水栓,給水栓分上栓體和下 栓體,塑料網狀花管與給水栓上體連接,連接方式為快速接頭式.以 給水栓為中央,以塑料網狀花管為半徑在全圓范圍內給果樹灌溉.(3) 管徑確定管徑選擇直接關系到工程投資與運行治理費用,因此合理選擇管 徑是管道系統(tǒng)設計的重要環(huán)節(jié),通常采用經濟流速法確定干、支管的 管徑.初選干管與分干管管徑均為 4 140,內徑為130.2mm支管管徑 為 110mm內徑為103.6mm工作壓力均為0.63MPa級.根據目前國內生產的各種軟管的技術特性及經濟指標,移動軟管選擇 50涂塑軟管.5.8.5管道水力計算系統(tǒng)采用潛水泵通過固定管道將水送到多個給水栓進行限

21、制灌 溉,干管和支管的水力計算方法采用農田低壓管道灌溉工程技術規(guī) 范?行業(yè)標準有關要求.(1) 給水栓的流量和移動軟管出口壓力根據系統(tǒng)流量確定給水栓同時工作個數,每次輪灌上翻開3-5個給水栓工作.移動軟管的工作水頭不宜過大,以預防沖刷田地,一般 將移動軟管的工作水頭定為0.2m.(2) 管道水頭損失計算管路系統(tǒng)采用塑料管,選擇輸水管線較長,位置較高的給水栓工 作點為最不利點進行水力計算.各級管道沿程水頭損失計算成果見表 5-28.表5-28管網系統(tǒng)水力計算表工程管道長度(m)設計流量,3(m /h)管徑(mm)內徑(mm)水頭損失(m)干管5880140130.21.052一分干22.358八支菅219.280110103