農(nóng)村田間井灌區(qū)井灌低壓管道節(jié)水灌溉設(shè)計(jì)說(shuō)明

農(nóng)村田間井灌區(qū)井灌低壓管道節(jié)水灌溉設(shè)計(jì)說(shuō)明項(xiàng)目規(guī)劃井灌區(qū)控制面積3.5萬(wàn)畝，計(jì)劃建設(shè)低壓管道共222.95km。選擇松林鎮(zhèn)馬佛寺村北一典型地塊，南北寬300m，東西長(zhǎng)為540m，面積為243畝。在典型方田內(nèi)，需布設(shè)3眼機(jī)井，原有1眼，計(jì)劃新打2眼機(jī)井位于地塊南側(cè)東西方向的路邊處?，F(xiàn)以南側(cè)西邊1眼機(jī)井的設(shè)計(jì)布局為例介紹其設(shè)計(jì)過(guò)程，從機(jī)井沿東西方向布置干管一條，長(zhǎng)90m，總灌溉面積約為81畝。支管沿南北方向垂直于干管布置，共布置2條，每條支管長(zhǎng)210m。給水栓沿支管布置，間距為70m，共布置8個(gè)給水栓，支管末端的給水栓距地邊45m。給水栓雙向分水控制灌溉；給水栓上連接移動(dòng)式輸水軟管，軟管連接采用快速接頭。見(jiàn)低壓管道灌溉典型工程設(shè)計(jì)布置圖。圖6-1低壓管道灌溉典型工程設(shè)計(jì)布置圖區(qū)內(nèi)土壤為砂壤土，土壤平均容重為1.47g/cm3，田間持水率占土重的26%，南北向種植。規(guī)劃新打機(jī)井平均出水量為40m3／h，動(dòng)水位在15m左右。1、作物需水量的確定根據(jù)小麥、玉米等的需水規(guī)律，其需水高峰在灌漿期間，包含降雨在內(nèi)的平均日需水強(qiáng)度Ea＝5.5mm／d2、設(shè)計(jì)灌水定額及灌水周期1）設(shè)計(jì)灌水定額m=0.1(θmax—θmin)βZγ式中：m——為設(shè)計(jì)灌水定額，mm；γ——為土壤容重，g／cm3；Z——為計(jì)劃濕潤(rùn)層深度，m；θmax、θmin——適宜土壤含水率上下限（占干土重的百分比）；β——為田間持水率。土壤濕潤(rùn)層深度Z＝45cm，適宜土壤含水量上限取田間持水率的90%、下限取60%。按上式計(jì)算設(shè)計(jì)凈灌水定額。經(jīng)計(jì)算m＝0.1×1.47×0.45×26×（95－60）＝60.2mm，即40m3／畝。2）灌水周期T＝（m／Ea）=60.2÷5.5=10.9d，取8d。式中：T——為設(shè)計(jì)灌水周期，d；其余符合意義同前。3、灌溉設(shè)計(jì)流量的確定根據(jù)設(shè)計(jì)灌水定額、灌溉面積、灌水周期和每天工作的時(shí)間，按下式計(jì)算確定系統(tǒng)灌溉設(shè)計(jì)流量。Q設(shè)＝0.667mA／（ηTt）式中：Q設(shè)——為管道系統(tǒng)的灌溉設(shè)計(jì)流量，m3／h；η——為灌溉水利用系數(shù)，取0.85t——為灌水時(shí)間，h，取15h；其它符合號(hào)意義同前。則：Q設(shè)＝0.667×60.2×90÷（0.85×8×15）＝35.43m3／h，設(shè)計(jì)流量小于機(jī)井單井出水量40m3／h，故取40m3／h作為設(shè)計(jì)流量。4、低壓管道灌溉系統(tǒng)工作制度確定1）毛灌水定額W毛＝W／η水式中：W毛——毛灌水定額（m3／畝）；W——凈灌水定額（m3／畝）；η水——灌溉水利用系數(shù)，取η水＝0.85。則：W毛＝40／0.85＝47.06m3／畝。2）一次灌水的延續(xù)時(shí)間t次＝W毛×A0／q0式中：t次——一次灌水的延續(xù)時(shí)間（h）；A0——單口控制面積（畝），由管網(wǎng)布置知，A0＝81／8＝10.125（畝）；q0——單口流量（m3／h），每次開(kāi)一個(gè)口，q0=40（m3／h）。則：t次＝47.06×10.125／40＝11.91h3）輪灌組的劃分N＝int（t日×T／t次）式中：N——輪灌組數(shù)（個(gè)）t日——日運(yùn)行小時(shí)數(shù)（h）；int[]——取整符號(hào)；其余符號(hào)同前。則：N＝15×8／11.91＝10.08，取8個(gè)輪灌組。結(jié)合實(shí)際，采取一條支管為一個(gè)輪灌組，每次開(kāi)啟1個(gè)給水栓的運(yùn)行方式。5、管網(wǎng)水力計(jì)算1）系統(tǒng)流量的確定由于在一個(gè)輪灌組中，只有一條支管、一個(gè)給水栓工作，故支管流量Ｑ干=Q支＝40m3／h2）干、支管管徑的確定式中：Q——管道設(shè)計(jì)流量（m3／h）d——管道內(nèi)徑（mm）V——管道經(jīng)濟(jì)流速，干、支管均取1.2m／s。則：d干＝取d干＝d支＝110mm3）管網(wǎng)水力計(jì)算⑴沿程水頭損失計(jì)算hf=94800Q1.77L／d4.77式中：hf——管道沿程水頭損失，m；L——計(jì)算管道長(zhǎng)度，m；Q——管道設(shè)計(jì)流量，m3／h；d——管道內(nèi)徑，mm。地面塑料飲管的沿程水頭損失按上式計(jì)算后，根據(jù)軟管輔設(shè)順直程序及地面平整情況乘以1.1倍系數(shù)?，F(xiàn)以最不利輪灌組運(yùn)行時(shí)的工作狀態(tài)來(lái)進(jìn)行水力計(jì)算和水泵選型。最不利固定管道包括干管和支管及地面移動(dòng)軟管，總長(zhǎng)305m，其中：干管長(zhǎng)45m，支管長(zhǎng)210m，地面移動(dòng)軟管50m。固定管道沿程水頭損失：hf固＝（94800×45×401.77÷105.64.77）＋（94800×210×401.77÷106.64.77）＝0.65＋3.03＝3.68m。地面移動(dòng)軟管水頭損失：hf軟＝1.1×(94800×50×401.77÷904.77）=1.55m。⑵局部水頭損失計(jì)算局部水頭損失按總沿程水頭損失的10%計(jì)。6、水泵選型系統(tǒng)總揚(yáng)程為H總＝1.1∑hf+1.1∑hf泵＋△Z＋hj+h出口式中：H總——為系統(tǒng)要求的總揚(yáng)程，m；hf——為輸水管道沿程水頭損失，m；hf泵——為首部樞紐部分的沿程水頭損失，m；hf泵＝625000Q1.9L／d5.1；經(jīng)計(jì)算，hf泵＝2.723m；Z——為機(jī)井穩(wěn)定動(dòng)水位到田面控制點(diǎn)的高差，m；取0.2m；d——泵管管徑，d＝80mmL——泵管長(zhǎng)度，l＝20mhj——首部樞紐局部水頭損失，取3m；h出口——為地面移動(dòng)軟管出水口工作水頭。則：H總＝1.1×（3.68+1.55）+1.1×2.723＋15＋3＋0.2＝26.95m；根據(jù)計(jì)算選用200QJ40—30／2潛水電泵，流量Q＝40m3／h，揚(yáng)程H＝30m。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)單井控制的面積基本相同，管網(wǎng)均為單井布置，故各井采用相同的機(jī)泵。7、投資估算表6-6典型方田低壓管道投資概算表序號(hào)項(xiàng)目?jī)?nèi)容單位工程量綜合單價(jià)（元）合價(jià)（元）1土方工程5726土方開(kāi)挖m36202.801736土方回填m36006.6539902管道工程43765PVC管（DN110）購(gòu)置m154920.0030980PVC管（DN110）埋設(shè)m15491.82788彎頭個(gè)1025250三通個(gè)2030600玻璃鋼給水栓個(gè)24150.003600給水栓護(hù)筒套24801920砌磚基礎(chǔ)m39.3368.663429