灌溉工程實例

1、典型灌溉工程舉例5、灌溉制度5.1設計參數(shù)的確定5.1.1特色灌溉工程（1）大田噴灌1）設計參數(shù)確定根據(jù)苗圃需水要求，噴灌采用以下設計參數(shù)：a.設計日耗水強度苗圃： Ea=3mm/d； b.設計計劃濕潤層深度計劃濕潤層深度取：z0.4；c.土壤特性壤土田間持水量田24（占體積的百分比），適宜土壤含水量的上、下限，分別為90%田、65%田，r=1.37g/cm3。d.灌溉水利用系數(shù) 灌溉水利用系數(shù)為 =0.9e灌水器選型噴灌選用美國雨鳥公司生產(chǎn)的搖臂式換向噴頭（產(chǎn)品編號35A-TNT(12#噴嘴)），該型號噴頭器的最大工作壓力為0.41MPa,最小工作壓力為0.20Mpa,噴頭流量1.221.7

2、5m3/h，射程13.315.4m。噴頭組合噴灌強度的計算公式為：組合（mm/h）=1000q/A 式中：q為單噴頭的流量（m3/h）；A為單噴頭的有效控制面積（m2）。 =1000×1.5×0.9/（12×12）=4.69（mm/h）滿足壤土=68 mm/h2）設計灌水定額設計灌水定額計算公式采用：式中：m為灌水定額，(mm)；r為土壤容重，(g/cm3)；H為計算濕潤層深度，(cm)；、為適宜土壤含水量上、下限(占干土重的百分比)，分別取90%、65%；為灌溉水利用系數(shù)，取0.9；利用上式計算噴灌區(qū)的灌水定額為：m0.1×1.37×40&#

3、215;24×(0.90-0.65)/0.936.5(mm) 3）噴灌灌溉制度a. 設計灌水周期T式中：T為設計灌水周期，(d)；為設計耗水強度，（mm/d）。計算結果如下： ，取T=10天；b. 一次灌水延續(xù)時間t一次灌水延續(xù)時間采用下式計算：式中：a為支管間距(m)；b為噴頭間距(m)；q為噴頭噴水量（m3/h）。，取t=7（h），創(chuàng)新園噴灌各區(qū)布置相同。（2）微噴帶灌溉1）設計灌水定額設計灌水定額計算公式采用：式中：m為灌水定額，(mm)；r為土壤容重，(g/cm3)；z為計算濕潤層深度，(cm)；、為適宜土壤含水量上、下限(占干土重的百分比)，分別取90%、65%；為灌溉水利

4、用系數(shù)，取0.92；p為微灌設計土壤濕潤比，(%)。利用上式計算微噴帶灌溉區(qū)的灌水定額為：m0.1×1.37×0.6×28×24×(0.90-0.65)/0.9215(mm) 2）灌水器選型微噴帶灌溉采用R型微噴帶進行灌溉，微噴帶間距為5m，最大工作壓力200kpa，100m流量為4.812m3/h，q=4256（L/h·m）。3）微噴帶灌溉制度a. 設計灌水周期T式中：T為設計灌水周期，(d)；為設計耗水強度，（mm/d）。計算結果如下：蔬菜：3.45（天），取T=3（天）b. 一次灌水延續(xù)時間t 一次灌水延續(xù)時間采用下式計算：式中

5、：sr為毛管間距；st為灌水器間距；q為灌水器流量（L/h），取t=2(h)。（3）滴灌和小管出流灌溉1）設計灌水定額設計灌水定額計算公式采用：式中：m為灌水定額，(mm)；r為土壤容重，(g/cm3)；z為計算濕潤層深度，(cm)；、為適宜土壤含水量上、下限(占干土重的百分比)，分別取90%、65%；為灌溉水利用系數(shù)，取0.92；p為微灌設計土壤濕潤比，(%)。利用上式計算微噴帶灌溉區(qū)的灌水定額為：m0.1×1.37×0.6×28×24×(0.90-0.65)/0.9215(mm) 2）灌水器選型滴灌灌溉根據(jù)果樹種植情況，毛管間距為23m，滴

6、頭和小管間距與毛管間距相同，最大工作壓力100kpa，滴頭流量為2040L/h。3）滴灌和小管出流灌溉制度a. 設計灌水周期T式中：T為設計灌水周期，(d)；為設計耗水強度，（mm/d）。計算結果如下：3.45（天），取T=3（天）b. 一次灌水延續(xù)時間t 一次灌水延續(xù)時間采用下式計算：式中：sr為毛管間距；st為灌水器間距；q為灌水器流量（L/h），取t1=3(h)；，取t2=3(h)。5.1.2大棚滴灌工程 1）設計參數(shù)確定根據(jù)灌溉區(qū)種植作物的灌溉經(jīng)驗，大棚滴灌采用以下設計參數(shù)：a.設計日耗水強度 Ea=4mm/d；b.設計土壤濕潤比及計劃濕潤層深度設計土壤濕潤比（P）不得小于25%；計劃

7、濕潤層深度?。簔0.3m；c.土壤特性壤土田間持水量田24（占體積的百分比），適宜土壤含水量的上、下限，分別為90%田、65%田，r=1.37g/cm3。d.灌溉水利用系數(shù) 灌溉水利用系數(shù)為 =0.92；e灌水器選型滴灌的灌水器有外置滴頭和滴灌管兩種，單滴頭在工作水頭范圍內流量2.5L/h,允許流量偏差率qv=±5%,灌水器間距為0.3m。2）設計灌水定額設計灌水定額計算公式采用：式中：m為灌水定額，(mm)；r為土壤容重，(g/cm3)；z為計算濕潤層深度，(cm)；、為適宜土壤含水量上、下限(占干土重的百分比)，分別取90%、65%；為灌溉水利用系數(shù)，取0.92；p為微灌設計土壤

8、濕潤比，(%)。利用上式計算滴灌區(qū)的灌水定額為：m0.1×1.37×0.6×28×24×(0.90-0.65)/0.9215(mm)。3）滴灌灌溉制度a. 設計灌水周期T式中：T為設計灌水周期，(d)；為設計耗水強度，（mm/d）。計算結果如下：3.45（天），取T=3（天）b. 一次灌水延續(xù)時間t 大棚內滴灌，一次灌水延續(xù)時間采用下式計算：式中：sr為毛管間距；st為灌水器間距；q為灌水器流量（L/h），取t=1(h)。5.1.3管灌工程1）設計參數(shù)確定根據(jù)苗圃需水要求，管灌采用以下設計參數(shù)：a.設計日耗水強度苗圃： Ea=3mm/d； b.

9、設計計劃濕潤層深度計劃濕潤層深度?。簔0.4；c.土壤特性壤土田間持水量田24（占體積的百分比），適宜土壤含水量的上、下限，分別為90%田、65%田，r=1.37g/cm3。d.灌溉水利用系數(shù) 灌溉水利用系數(shù)為 =0.9e灌水器選型管灌選用D100給水栓，流量為2040m3/h，出水口間距為30m，支管間距為100m。2）設計灌水定額設計灌水定額計算公式采用：式中：m為灌水定額，(mm)；r為土壤容重，(g/cm3)；H為計算濕潤層深度，(cm)；、為適宜土壤含水量上、下限(占干土重的百分比)，分別取90%、65%；為灌溉水利用系數(shù)，取0.9；利用上式計算管灌區(qū)的灌水定額為：m0.1×

10、;1.37×40×24×(0.90-0.65)/0.936.5(mm) 3）管灌灌溉制度a. 設計灌水周期T式中：T為設計灌水周期，(d)；為設計耗水強度，（mm/d）。計算結果如下： ，取T=10天；b. 一次灌水延續(xù)時間t一次灌水延續(xù)時間采用下式計算：式中：a為支管間距(m)；b為給水栓間距(m)；q為給水栓出水量（m3/h）。，取t=3（h）。5.2系統(tǒng)工作制度根據(jù)灌溉系統(tǒng)管網(wǎng)布置、實驗要求和作物種植等的需求，同時結合便于安排灌溉制度和減小主干管管徑的原則，將創(chuàng)新園灌溉系統(tǒng)分為3個可獨立工作的小區(qū)。以蓄水池的順序來分區(qū)，即1蓄水池為1區(qū)（特色灌溉除閘管出流）

11、，2蓄水池為2區(qū)（大棚滴灌），其余管道灌溉為3區(qū)。1、2區(qū)都有獨立的加壓系統(tǒng)，這樣既方便系統(tǒng)管理，又方便于同其它科研試驗相結合。系統(tǒng)依據(jù)設計輪灌組的劃分，除3區(qū)外，其余各區(qū)都由恒壓變頻控制設備實現(xiàn)管道壓力和流量的調節(jié)完成灌溉。1區(qū)特色灌溉的原則以地塊為單元，每次灌溉一地塊，共28塊，每地塊由電磁閥來控制，電磁閥具體型號見表3。一個灌水周期需要灌溉的時間為144h。2區(qū)大棚灌溉的原則為：采用隨機灌溉方式，至少開啟1座大棚，最多同時開啟4座大棚。2區(qū)控制42座大棚，一個灌水周期需要灌溉的時間為1142h。3區(qū)的管道灌溉根據(jù)泵的流量至少開啟2個出水口（1口井工作，單口出水流量為80m3/h）或同時開

12、啟8個出水口（3口井和后稷湖同時工作），一個灌水周期需要灌水時間48190h。5.3管網(wǎng)設計5.3.1管網(wǎng)設計布置原則12區(qū)灌溉水源從蓄水池里抽水，合理布局，便于變頻自動控制，統(tǒng)一管理；管網(wǎng)布置應與道路規(guī)劃結合，主干、支管沿道路布置；依據(jù)地形、地塊、道路等情況布置管道系統(tǒng)，要求管道系統(tǒng)線路最短，控制面積最大，便于機耕，管道盡可能雙向分水；總體布置要使系統(tǒng)運行可靠、經(jīng)濟、合理，使投資盡可能小。5.3.2管網(wǎng)布置1、管道布設采用樹狀管網(wǎng)。（1）大棚內的滴灌，滴頭間距為0.3m，滴灌管間距為0.6m；特色灌溉區(qū)大田噴灌噴頭間距和支管間距均為15m；微噴帶間距為5m；滴灌和小管出流毛管間距為23m；管

13、灌區(qū)，出水栓間距30m左右；實際施工時，可根據(jù)地塊大小適當調整。（2）管道級數(shù)采用干管、分干（輸水），支管、毛管（配水）三級固定管道，支管走向基本平行于作物種植行。2、管路附件管道中的三通、彎頭等附件應選用與管材相配套的管件，噴頭選用美國雨鳥生產(chǎn)的35A-TNT(12#噴嘴)，出水栓為標準鑄鋼定型件。3、出水栓、噴頭保護設施出水栓保護采用現(xiàn)澆砼鎮(zhèn)墩，配套消力池為預制混凝土構件，混凝土基礎根據(jù)設計圖要求施工；噴頭也采用鎮(zhèn)墩保護，具體要求詳見典型設計圖。4、管溝開挖以不影響地面耕作，根據(jù)凍土層厚度為依據(jù)，管溝深100cm，寬80cm。5.4管道系統(tǒng)設計5.4.1管材及管件選擇管材是管道輸水灌溉系統(tǒng)

14、的重要組成部分，直接影響到灌溉工程的質量和造價，因此，根據(jù)質量保證、經(jīng)濟耐用、便于運輸和施工安裝等條件，特色灌溉區(qū)、管灌區(qū)的干、支管均采用硬質UPVC塑料管，設計工作壓力0.63Mpa，滴灌區(qū)的干管采用UPVC管，支管、毛管采用PE管，其它各種管件則采用塑料廠家相應的定型配套產(chǎn)品。5.4.2干管、支管管徑設計干、支管管徑采用經(jīng)濟流速法計算：D=18.8(Q/v) 0.5式中，D：干、支管管徑，mm；Q：設計干管最大流量，m3/h;v：UPVC塑料管經(jīng)濟流速，一般為11.5m/s。利用上式將水井至蓄水池引水流量，各輪灌區(qū)干、支管流量分別代入上式計算：計算后根據(jù)管徑規(guī)格選取，引水干管取160的UP

15、VC塑料管；低壓管道灌溉干管取管徑140的UPVC塑料管，支管取管徑110的UPVC塑料管；特色灌溉區(qū)利用原有的分干管管徑140，在每地塊分別布設，噴灌干管取管徑90的UPVC塑料管，支管取管徑50的UPVC塑料管；微噴帶灌溉干管取管徑90的UPVC塑料管，支管取管徑50的PE塑料管；滴灌和小管出流支管取管徑50的PE塑料管，毛管取取管徑16的PE塑料管（滴灌管）。大棚滴灌干管取90的UPVC塑料管，支管取50的PE塑料管，田間毛管取16的PE塑料管。詳見管網(wǎng)水力計算表2。表1 硬UPVC管的f、 m、b數(shù)值管 材fmb備注UPVC管0.948×105 1.774.77PE管0.84

16、0×105 1.754.75表2 管網(wǎng)水力計算表泵站編號123#輪灌組2811-423.3最不利點高程(m)535.7533.3530.22池頂水位高程(m)533.7532.65523.95長度（m）333151600最大流量（m3/h）3426.8880管徑（mm）分干管UPVC140、90UPVC90UPVC140支管UPVC50PE50UPVC110總水頭損失（m）7.17.256.5靜水壓力（m）25157工作壓力（m）34.122.919.775.4.3管網(wǎng)水力計算管網(wǎng)水力計算是以各輪灌組分別灌水劃分的。（1）干、支管水力計算干、支管沿程水頭損失hf按下式計算：hf=f

17、LQm/db式中，hf：沿程水頭損失，m； L：管道長度，m；Q：管道流量，m3/h； d：管道內徑，mm；m：流量指數(shù)； b：管徑指數(shù)；f：沿程摩阻系數(shù)。一般硬UPVC管的f、m、b值詳見下表1。干、支管局部水頭損失按管道沿程水頭損失hf的10%計。計算結果如表3所示。5.4.4水泵選型水泵的設計流量應為同時需水的最大流量；水泵的設計揚程H為總干管入口壓力水頭與水泵吸水管路的沿程水頭損失、水源至干管入口（首部系統(tǒng)）局部水頭損失及水泵安裝高程與水位之高差的和。根據(jù)以上管網(wǎng)水力計算結果，以最不利點網(wǎng)室末端所需工作水頭作為水泵供水凈揚程，經(jīng)中國灌排設備手冊，最終選擇QS型潛水電泵，水泵參數(shù)詳見表3

18、。表3 各區(qū)計算參數(shù)范圍及其水泵的選型參數(shù)表各區(qū)計算參數(shù)水泵參數(shù)泵站編號流量范圍（m3/h）工作壓力（m）水泵型號流量（m3/h）揚程（m）配套電機功率（kw）110.0834.0015.434.1QS40-40/2-7.540407.526.7226.8815.022.9QS30-30/2-4.030304.0380.019.77100QW87-28-15872815.05.4.5恒壓變頻選型在12#泵房內分別裝配變頻柜，變頻器及電磁閥的選取根據(jù)各區(qū)的流量和工作壓力來選取，選取結果為表4。表4 各區(qū)恒壓變頻工作表泵站編號計算參數(shù)變頻器型號電磁閥規(guī)格流量范圍（m3/h）工作壓力（m）配套電機功

19、率(kw)110.0834.0015.434.17.5ABB(THB-11.0kw)滴灌和小管出流區(qū)選用CP系列1.5”；大田噴灌和微噴帶灌溉區(qū)選用CP系列3”26.7226.8815.022.94.0ABB(THB-5.5kw)CP系列1.5”5.5蓄水池設計根據(jù)灌溉需要，需在園區(qū)新建60m3蓄水池2座，10m3蓄水池1座。修建具體坐標見表6，結構圓形地埋式蓄水池，60m3蓄水池直徑2.5m，深度3.0m，10m3蓄水池直徑1.5m，深度2.0m，分別設置進水管和出水管與灌溉干管相連，并在旁側設置溢水管。詳見蓄水池設計圖。5.6附屬工程設計5.6.1閘閥井、排水井設計在各控制閥處設計閥門井。

20、閘閥井、排水井采用圓形收口式磚砌結構，24墻，閘閥井深1.2m，排水井深2m，底部直徑1.5m或1.0m，井底干鋪一層磚，井蓋為鑄鐵井蓋。閥井數(shù)量及規(guī)格如下表5（詳細結構見閘閥井設計圖），該工程地形簡單，只需設計3座獨立排水井，見管網(wǎng)平面布置圖，排水閥為75UPVC球閥。表5 閥井數(shù)量表編號規(guī)格數(shù)量（座）深度（m）結構備注1D150021.2磚混閘閥井2D100032.0磚混排水井3D10001101.2磚混閘閥井5.6.2管道鎮(zhèn)墩、給水栓鎮(zhèn)墩設計為了防止水流方向和溫度變形等原因產(chǎn)生的推拉力，在管道轉彎、三通、閘閥處設50×50×50cm3鎮(zhèn)墩，砼標號為C20。在支管豎管處

21、設置給水栓、噴頭鎮(zhèn)墩，鎮(zhèn)墩采用C20現(xiàn)澆混凝土，在管道管件、給水栓、噴頭安裝完畢后，經(jīng)打壓試驗無漏水現(xiàn)象，再安裝模板、澆注。5.6.3管道埋深設計管道埋深1.0m，管槽寬0.8m。5.6.4加壓泵房根據(jù)灌溉需要需新建3座加壓泵房，1#、2#、3#泵房尺寸均為3.5m×2.5m，具體修建坐標見表6，泵房結構設計圖詳見泵房設計圖。5.7田間配套工程設計為了達到滿足綠化帶的灌溉目的，在各灌溉區(qū)域設計相應的田間配套工程措施。根據(jù)土壤特性、管網(wǎng)布置特點，采用以下措施：1、在給水栓配備100小白龍，灌溉時與給水栓連接，采用袖套式灌溉；2、或在給水栓配備閘管，實現(xiàn)閘管出流灌溉。5.8灌溉工程工程量

22、及材料量主要工程量見表7所示。表6 井、蓄水池、泵房修建坐標名稱x坐標y坐標2#機井503353.13797500.11#池503324.73797633.11#泵房（四角）503323.53797637.3503323.53797640.8503326.03797637.3503326.03797640.82#池503338.73797503.52#泵房（四角）503337.53797507.7503337.53797511.2503340.03797507.7503340.03797511.23#泵房（四角）503698.93797190.2503701.43797190.0503701.

23、63797193.5503699.13797193.7表7 主要工程量表序號項目規(guī)格/型號單位數(shù)量備注一、引水管道1法蘭閘閥Z41H-150臺2Z41H-125臺12進、排氣閥P41X-100臺33水表LXLG-125臺34壓力表Y-100ZTQ 0-1Mpa臺35逆止閥DN-125臺36彎頭DN125×DN125個6DN100×DN125個37鋼法蘭DN125個218鋼三通DN125×DN150×DN125個1DN125×DN150×DN150個1DN125×DN125×DN100個19開挖土方機械開挖、人工修坡

24、m396010回填土方人工夯實m396011閘閥井 D1000個6機井外12輸水管道鎮(zhèn)墩60*60*60(C20砼)m35.4133：7灰土30*80*80m34.814UPVC管160m120015UPVC三通160個3160×140×160個6160×110×160個216UPVC彎頭160個517井房m212.25磚混結構二、泵房及首部工程(1#)2.1 1#泵房首部工程1恒壓變頻控制系統(tǒng)ABB（THB11Kw） 套12鎧裝控制電纜KVV223*1.5m2303鎧裝控制電纜KVV224*1.0m7104鎧裝控制電纜KVV227*0.75m7605穿

25、線套管ø50 UPVCm2306穿線套管ø100 UPVCm14707潛水泵QS40-40/2-7.5臺1揚程40m,流量40m38雙極過濾器L100-W100離心套19對夾式蝶閥DN100個110止回閥DN100個111進、排氣閥DN65個112施肥罐SFG-100L套113水表 DN100個114壓力表Y-100ZTQ 0-1Mpa個215蓄水池鋼筋砼座160m316管理房m28.75磚混結構2.2 2#泵房首部工程1恒壓變頻控制系統(tǒng)ABB（THB5.5Kw） 套12鎧裝控制電纜KVV228*1.5m3903鎧裝控制電纜KVV228*2.5m22304穿線套管ø

26、;100 UPVCm26205潛水泵QS30-30/2-4個1揚程30m,流量30m36雙極過濾器L100-W100離心套17對夾式蝶閥DN80個18止回閥DN80個19進、排氣閥DN65個110施肥罐SFG-100L套111水表 DN80個112壓力表Y-100ZTQ 0-1Mpa個213蓄水池鋼筋砼座160m3鋼筋砼座110m314管理房m28.75磚混結構三、干管工程1開挖土方機械開挖、人工修坡m364082回填土方人工夯實m364083輸水管道鎮(zhèn)墩砼（C20）60*60*60m315.1243：7灰土30*80*80m313.445給水栓鎮(zhèn)墩60*60*60 (C20砼)m32763：

27、7灰土30*80*80m3247防沖槽預制C20砼個1258防沖槽基礎30*80*80（3：7灰土）m3249閘閥井 D1500個2井深1.2m10閘閥井 D1000個110井深1.2m11排水井 D1000個3井深2.0m12小磚池60cm×30cm×18cm個4213鍍鋅鋼管DN150m2014鍍鋅鋼管DN125m1615鍍鋅鋼管DN100m6016鍍鋅鋼管DN80m2417UPVC管160m61018UPVC管140m300019UPVC管110m390020UPVC管90m50021UPVC三通140×160×140個722UPVC三通160個323UPVC三通140個324UPVC三通110個8025UPVC三通90個626UPVC三通140×160×140個627UPVC三通160