大田滴灌低壓管道工程典型設(shè)計(jì)書

1、5.2大田滴灌工程典型設(shè)計(jì)5.2.1 根本情況設(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.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(nèi)分配不均,年際間 變幅較大.地勢平坦,土層較厚；土壤質(zhì)地為輕質(zhì)粘壤土.土壤凍土 層為 80120cm.工程區(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/hc 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)測算,能滿足灌溉需求.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)標(biāo)準(zhǔn)及結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際

2、情況,選用如下設(shè)計(jì)參數(shù)： 日耗水強(qiáng)度：Ea= 5.5mm/d 土壤設(shè)計(jì)濕潤比：P= 75% 灌溉水利用系數(shù)：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(jù)技術(shù)要求、工程區(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)X = 0.5.5.2.4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

3、,埋深 15cm.(2) 支管的布置1號(hào)機(jī)井支管采用4 63PE耐老化塑料管,2、3號(hào)機(jī)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(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單井限制面積根據(jù)滴灌面積和設(shè)計(jì)日

4、耗水強(qiáng)度,計(jì)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(yùn)行時(shí)數(shù)C=20h.根據(jù)公式5-6、5-7計(jì)算單井限制面積,經(jīng)計(jì)算：3眼井 出水量合計(jì)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(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).考慮到機(jī)井的合理運(yùn)用,運(yùn)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(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(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、.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(jī)井3輪灌組劃分表輪灌組號(hào)輔管號(hào)輪灌組流量,3(m /h)輪

8、灌組號(hào)輔管號(hào)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(jì)算 5.2.6.1滴灌管最大鋪設(shè)長度(1) 允許水頭差 Hs確實(shí)定設(shè)計(jì)流量偏差率qv = 0.2,灌水器的流態(tài)指數(shù)x= 0.5,設(shè)計(jì)水頭 hd = 10m,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)長度選擇管徑為20mm,壁厚1.0mm,公稱壓力100kPa的滴灌管, 根據(jù)公式(5-17)計(jì)算：Nm = 309

10、,即滴灌管最大允許鋪設(shè)長度：Lm =309X0.3= 92.7m.根據(jù)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(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0m.灌水器的工作壓力100kPao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4 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

11、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.由于地面較平坦,取AZ= 0m.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)行治理費(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)過反復(fù)試算,干管與分干管選項(xiàng)取4 125PVCJ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 勇=0m.根據(jù)公式(5-18)計(jì)算,各機(jī)井干管入口壓力見表5-4.表5-4管道水力計(jì)算表井號(hào)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(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48.514m.表5-5機(jī)井1管網(wǎng)系統(tǒng)水力計(jì)算表工程管道長度(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)算表工程管道長度設(shè)計(jì)流量管徑內(nèi)

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(dòng)水位35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)算表工程管道長度(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PE505019.4

14、5042.215.778毛管PE20500.9720161.791滴頭工作壓力10首部樞紐損失10動(dòng)水位40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)式組合過濾器,為了保證系 統(tǒng)的平安穩(wěn)定運(yùn)行,在其首部設(shè)置有變頻裝置、限制閥、進(jìn)排氣閥、逆止閥、壓力表、減壓閥等平安保護(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)見下表表5-8水泵性能參數(shù)表井號(hào)水泵型號(hào)流里Q (m /h)揚(yáng)程H (m) 3電機(jī)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(shè)備、管材管件、土方量等項(xiàng).表5-9工程材料表序號(hào)工程工程名稱單位數(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(wǎng)工程1UPVC 管(0.5MPa) (f) 140m4017.32PE (0.6MPa) ()110m9604.35

16、3UPVC 三通140個(gè)284UPVC 三通110個(gè)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(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)工程工程名稱單位數(shù)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(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 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(nèi)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(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)標(biāo)準(zhǔn)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：Ea= 4.0mm/d 灌溉水利用系數(shù)：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(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 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)果說明,現(xiàn)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(gè) 輪灌組可限制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

19、.5.8.4管灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案5.8.4.1管網(wǎng)布置原那么 管網(wǎng)布置緊密結(jié)合地塊形狀及地形條件. 管線盡量平順,減少起伏和轉(zhuǎn)折點(diǎn). 總體力求管線長度最短,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(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 給水栓為中央,以塑料網(wǎng)狀花管為半徑在全圓范圍內(nèi)給果樹灌溉.(3) 管徑確定管徑選擇直接關(guān)系到工程投資與運(yùn)行治理費(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 4 140,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)采用潛水泵通過固定管道將水送到多個(gè)給水栓進(jìn)行限

21、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),每次輪灌上翻開3-5個(gè)給水栓工作.移動(dòng)軟管的工作水頭不宜過大,以預(yù)防沖刷田地,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,選擇輸水管線較長,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)算成果見表 5-28.表5-28管網(wǎng)系統(tǒng)水力計(jì)算表工程管道長度(m)設(shè)計(jì)流量,3(m /h)管徑(mm)內(nèi)徑(mm)水頭損失(m)干管5880140130.21.052一分干22.358八支菅219.280110103