半固定噴灌設計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上半固定式噴灌工程設計項目區(qū)實施半固定式噴灌面積1000畝，種植作物主要為冬小麥和夏玉米，典型地塊選擇在*村，水源為深層地下水，單井控制面積在97畝。（1）地塊的選擇由于管道用量與機井位置、地塊形狀、控制面積等因素有關(guān)，根據(jù)這些因素，噴灌地塊選擇*村，地塊控制面積為97畝。地塊基本情況見表6.3-36。表6.3-36 半固定式噴灌地塊基本情況表鄉(xiāng)鎮(zhèn)村名機井編號動水位埋深（m)井出水量（m3/h)南北長（m）東西寬(m)控制面積（畝）種植作物土壤*404019035797小麥、玉米砂壤土（2）設計參數(shù)：噴灌設計保證率不低于90%；噴灌設計噴灑強度15mm/h;噴灌的霧化指

2、標，W30004000；噴灌均勻系數(shù)，Cu>0.75;灌溉水利用系數(shù)，=0.8。（3）灌溉制度與工作制度設計灌水定額凈灌水定額計算：m=1000h(12)式中：m凈灌水定額(mm)；h計劃濕潤層深度(m)，取h=0.4m；土壤干容重(g/cm3)，砂壤土取1.4g/cm3；1土壤適宜含水率上限（%），土壤適宜含水率上限為田間持水量的90%，田間土壤持水量（%），以重量百分率計，取17%，則1=17%×90%=15.3%；2土壤適宜含水率下限（%），土壤適宜含水率的下限為田間持水量的70%；田間土壤持水量（%），以重量百分率計，取17%，則2=17%×70%=11.9%

3、。經(jīng)計算凈灌水定額為m=1000×1.4×0.4×(15.3%11.9%)=19.0mm。灌水周期T設計灌水周期由下式確定：T=m/EP式中：T設計灌水周期，d；m設計凈灌水定額，mm；EP作物需水高峰期平均日耗水量，mm/d，考慮項目區(qū)種植作物多為冬小麥和夏玉米，綜合日耗水量按5mm/d。經(jīng)計算，設計灌水周期為4天。詳細數(shù)據(jù)見表6.3-37。表6.3-37 灌水定額、灌水周期計算表灌溉方式灌溉作物濕潤層Ep（mm/d）土壤容重（g/cm3）凈灌水定額灌水周期（d）深度（m）（m3/畝）（mm）半固定式噴灌冬小麥0.451.428.5194單井控制面積計算管道設計

4、流量計算采用下式：式中：Q機井出水量，40m3/h；A灌溉面積，畝；Ea設計耗水強度，取5mm/d；t水源每日供水時間，15h/d；灌溉水利用系數(shù)，取0.8。根據(jù)以上公式可得，單井控制面積為143.9畝。（4）管道系統(tǒng)布置根據(jù)地塊形狀采用干管、分干管和支管三級管道，支管沿作物種植方向布置，分干管垂直于支管布置，干管垂直于分干管布置，干管、分干管均埋入地下，埋入深度為0.8m，支管為移動管道，鋪在地面上。（5）噴頭的選擇和組合形式噴頭的選擇根據(jù)種植物為小麥和玉米，土壤為砂壤土等條件，以及各種噴頭的特性和適用范圍，選擇ZY-2噴頭，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，質(zhì)量穩(wěn)定，在國內(nèi)使用較為廣泛，工作參數(shù)

5、詳見表6.3-38。表6.3-38 噴頭性能參數(shù)一覽表噴頭型號噴咀直徑（mm）噴頭壓力（Kpa）流量（m3/h）射程（m）ZY-26.5/3.12503.0918噴頭的噴灑方式和組合形式區(qū)灌溉季節(jié)無固定風向，平均風速2m/s，按最不利的垂直于風速布置，采用正方形組合形式。設計噴頭組合間距根據(jù)噴灌工程技術(shù)規(guī)范GB/T50085-2007中4.2.4條規(guī)定，內(nèi)容見表6.3-39。a=b=18×1=18，取a=b=18m。表6.3-39 噴頭組合間距表設計風速組合間距垂直方向平行方向0.31.6（1.11.0）R1.3R1.63.4（1.00.8）R（1.31.1）R3.45.4（0.80

6、.6）R（1.11）R（6）噴頭的噴灑方式與運行方式針對本灌溉區(qū)氣象條件及地形情況，選用全圓噴灑方式。該設計根據(jù)井的出水量和地塊形狀及尺寸確定采用多支管多噴頭運行方式。（7）校核噴灌強度霧化指標驗算霧化指標W=H/d=250×100/6.5=3846式中：H工作壓力為250Kpa；d噴嘴直徑6.5mm;W=3846，300038464000滿足作物對噴頭霧化的指標要求。噴灌強度驗算I.砂壤土允許噴灌強度為允許=15mm/h；II.設計噴灌強度=KWCs；式中：KW影響噴灌強度的風系數(shù)，多支管多噴頭全園噴灑時，取KW=1；C影響噴灌強度的組合系數(shù)，按最不利情況考慮，多支管多噴頭同時噴灑

7、時，布置系數(shù)為：C=R2/（ab）=3.14×182/（18×18）=3.14；s為無風情況下，單噴頭全園噴灑時的計算強度，單噴頭無風條件下全圓噴灑灌溉強度為：s=1000×qp/(R2)= 1000×3.09×0.84/（3.14×182）=2.55mm/h；=KWCs =1.0×3.14×2.55=8.01mm/h。III噴灌強度8.01mm/h小于允許噴灌強度15mm/h，即組合噴灌強度滿足土壤允許噴灌強度的要求。（8）噴灌工作制度和運行方案的擬定噴頭在工作點上的噴灑時間設計噴頭的組合間距為18×1

8、8m，支管上噴頭流量q3.09m3/h，噴頭在工作點上的噴灑時間為：t支=Sm×Sl×m/1000q=18×18×19/(1000×3.09×0.8)=2.5(h)。支管每天可噴灑的工作位置數(shù)為充分利用每天可能的噴灌時間，也避免在剛噴灌過的濕地上拆裝支管，確定配置5套備用移動支管，因此支管的拆裝不占用噴灑作業(yè)時間。每天的工作時間為15h，所以：n=15÷2.5=6，取n=6，即支管每天可噴灑6個位置。每次同時噴灑的支管數(shù)根據(jù)機井出水量，計算同時工作的噴頭數(shù)nt=Q/q=40/3.09=13（個）又根據(jù)工程機井實際控制的地塊形

9、狀，確定支管上設計噴頭數(shù)為6或7個，設計同時工作的支管數(shù)為2根。同時工作的噴頭數(shù)、同時工作的支管、輪灌周期的劃分見表6.3-40。表6.3-40 半固定式噴灌地塊的工作制度表鄉(xiāng)鎮(zhèn)村名機井編號噴頭一個位置上工作時間(t)每天工作小時數(shù)(n)噴頭每日工作位置數(shù)(n)噴頭總位置數(shù)（個）同時工作噴頭數(shù)(個)每條支管布置的噴頭數(shù)（個）同時工作支管數(shù)(個)輪灌組數(shù)(個)*2.5156312136或7224輪灌組校核輪灌組數(shù)目：NTt日/ t'式中： N允許輪灌組最大數(shù)目，取整數(shù)；T設計灌水周期；t日日運行的小時數(shù)；t'單個出水口灌水延續(xù)時間。計算得最大輪灌組為24組。輪灌組校核見表6.3-

10、41。表6.3-41 半固定式噴灌地塊輪灌組數(shù)表鄉(xiāng)鎮(zhèn)村名機井編號日運行的小時數(shù)（h）噴頭工作時間t（h）允許輪灌組數(shù)（組）同時工作的支管個數(shù)（個）實際輪灌組數(shù)（組）*152.524224（9）設計流量及管徑的確定干管，分干管都埋于地下，都采用0.63MPaPVC管材；支管鋪設于地面，為增加使用壽命采用鋁合金管材。根據(jù)輪灌組的劃分及管道布置情況，為方便拆卸連接，采用75同一管徑。各級管道設計流量及管徑見表4-23。經(jīng)濟管徑的確定管網(wǎng)的經(jīng)濟管徑由下式計算得出：式中：D管段直徑，m；q管段流量，m3/s；v經(jīng)濟流速，1.3m/s。表6.3-42 經(jīng)濟管徑計算表地塊qvD管徑選擇*村 號井0.0111

11、.3103110管材選擇PVC-U管。根據(jù)給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材（GB/T10002.1-2006），現(xiàn)有塑料生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的標準規(guī)格的管材（外徑）有110、125、160等系列；由于項目區(qū)地形高差不大，管道壓力選用0.63Mpa。據(jù)計算，選擇干管、分干管徑為110mm，公稱壓力0.63Mpa，壁厚2.7mm。半固定式噴灌工程設計流量及管徑見表6.3-43。表6.3-43 半固定式噴灌工程設計流量及管徑表鄉(xiāng)鎮(zhèn)村名機井流量（m3/h)管徑（mm）編號支管分干管干管支管分干管干管*村21.63404075110110校核支管管徑，項目區(qū)地勢平坦，同一條支管上噴頭間地形高差為零，最大的水頭

12、差是在支管上首末兩個噴頭之間。即支管的沿程損失小于0.2hp，hp為噴頭設計工作壓力，取25m。鋁合金管管材f=8.61×104，m=1.74，b=4.74，一條支管上噴頭數(shù)為7個，X=0.5，多口系數(shù)F=0.4。hf支=（8.61×104LQ1.74/d4.74）F =0.4×（8.61×104×114×21.631.74/724.74）=3.24m0.2hp=0.2×25=5mhf支=3.24<5，因此選用管徑為75mm，壁厚為1.5mm的鋁合金制管滿足要求。（10）水力計算干管、分干管均為固定式管道，采用PVC塑

13、料管。支管為移動管道，采用鋁合金管。管網(wǎng)水力計算采用的公式：I.PVC硬質(zhì)塑料管沿程水頭損失：hf=9.48×104LQ1.77/d4.77II.泵管、豎管沿程水頭損失：hf=6.25×105LQ1.9/d5.1III.鋁合金管沿程水頭損失:hf=（8.61×104LQ1.74/d4.74）F式中：hf沿程水頭損失，m；L管長，m； Q流量，m3/h； d管道內(nèi)徑，mm； F多口系數(shù)，（ ，式中：N噴頭或孔口數(shù)，X多孔支管道首孔位置系數(shù)，即支管入口至第一個噴頭（或孔口）的距離與噴頭（或孔口）間距之比，本設計為0.5，m流量指數(shù)，本設計為1.74）F=0.4。以上局

14、部水頭損失均按沿程水頭損失的0.1倍計算。見水力計算表6.3-44。表6.3-44 *村半固定式噴灌工程水力計算表管路名稱管材名稱壁厚（mm）內(nèi)徑（mm）管長（m）沿程水頭損失（m）局部水頭損失（m）總水頭損失（m）泵管100468.7 0.87 9.57 干管、分干管110PVC41523555.36 0.54 5.90 支管75鋁合金管1.5721143.24 0.32 3.56 豎管33鍍鋅管2291.50.10.01 0.11 合計17.4 1.74 19.14 (11)揚程計算及水泵選型水泵揚程為：H=h沿+h局+H井+H豎管+Z+Hp式中：h沿系統(tǒng)沿程水頭損失，m；h局系統(tǒng)局部水頭

15、損失，m；H井機井動水位埋深，m；Z地面高差，m；H豎管豎管高度，m；Hp噴頭工作水頭，按設計噴頭壓力的90%計算，m。計算結(jié)果見表6.3-45。表6.3-45 半固定式地塊水泵揚程計算表鄉(xiāng)鎮(zhèn)村名機井編號總水頭損失（m）動水位埋深(m)豎管高度(m)噴頭水頭（m）設計揚程（m）水泵型號配套功率（kw）*村19.14401.52585.64200QJ40-91/718.5(12)材料用量及投資估算半固定管道式噴灌系統(tǒng)設備材料有首部水泵、泵管及附屬設備，地埋干管、支管、噴頭、閘閥及其它附件。詳見噴灌工程設計材料用量和投資概算表6.3-46。表6.3-46（1） *村1號井半固定式噴灌工程材料投資及

16、概算表序號名稱及規(guī)格規(guī)格型號單位數(shù)量單價安裝費(元)復價(元)一首部系統(tǒng)340891配套水泵200QJ63-144/12臺1165001650181502進排氣閥個1505553止回閥塊1380384184法蘭短管DN100m68085285法蘭彎頭DN100個3110113636PVC法蘭110個1505557首部配件套1100101108軟啟55KW套1500050055009泵管DN140m100808880010壓力表1MPa塊110010110二 管道工程.849PVC管材160（0.63MPa）160 0.63MPAm109536.653.66544144.92510鋁合金直管75×1.5mm75根25219819.854885.611鋁合金三通管75×1.5mm75×33根126210212910612截閥體75個2710010297013截閥開關(guān)75個1811511.5227714噴灌專用彎頭出水口DN160×DN80個21801839615噴灌專用三通出水口DN160×DN80個2718018534616雙承丁字三通DN75個1850599017PVC三通DN160個158