新版~~集雨节灌示范区微灌工程规划设计

集雨节灌示范区微灌工程规划设计第一章考核题目及要求1.主要内容及基本要求选择一种微灌工程（滴灌、微喷灌或小管出流），在示范区选出约150亩已平整过的梯田进行节水灌溉规划设计：内容包括①微灌灌溉系统工程布置；②制定管网分组轮灌工作制度；③灌溉管网流量推求；④灌溉管网水力计算；⑤灌溉系统设计流量、扬程的确定；⑥水泵选型；⑦电机、变压器等设备选型。要求方法先进、依据可靠、数据正确、结果可靠，提交设计计算说明；设计图纸应布置合理，提交工程布置图及相关设计图(CAD打印)。2.主要技术指标和设计参数（1）基本情况示范区控制面积约350亩，总人口800多人。示范区农业以种植业为主，主要种植作物为小麦和玉米，果树主要是核桃树和柿子树，经济作物主要以药材和黑红署、黑豆为主（可以以果树或上述任意一种作物为例进行设计）。示范区内多年平均降水量480.2mm，多年平均水面蒸发量1650mm，蒸发量为降雨量的3.44倍。年最大冻土深39cm。年平均风速3.2m/s，最大风速为20.3m/s。示范区为山地丘陵区，地势起伏较大。耕作层土壤以砂壤质土为主，土壤干重度1.40g/cm3，田间持水率为22%（占干土重量百分数）。（2）集雨工程为在示范区进行自流灌溉，将集流面选在高于灌溉地块的高地布置。示范区包括水窖群和两个调节水池。设计从蓄水池引DN150PVC干管沿窖群布置，在每个水窖附近设DN100PVC分水支管，支管上设置阀门，控制向水窖供水，以实现水窖、水池的联合调度。水窖的单窖体积为35m3。在示范区西南角和东南角两山沟处分别修建蓄水池，两水池的体积分别设为1500m3和500m3。水池和水窖年蓄雨水量为1.75×104m3。示范区西北角地下水源，地下水位30m，（后加的，感觉缺了这个条件）可作为补充水源，年最多可调节利用灌溉水量约为3.0×104m3。项目区年总可供水量为4.75×104m3。（3）设计参数设计耗水强度：示范区果树日平均耗水强度取5mm/d；计划湿润层深度：果树取1.0m。果树株距和行距：均为3m。（4）原始地形图（见CAD文件）3.规划设计相关参考书与规范1.汪志农.灌溉排水工程学.北京：中国农业出版社.20062.郭元裕.农田水利学（第三版）.北京：中国水利水电出版社.19973.周卫平.微灌工程技术--节水灌溉技术培训教材.北京：中国水利水电出版社.20054.姜开鹏.节水灌溉工程实用手册.北京：中国水利水电出版社.20055.《节水灌溉工程技术规范》GB/T50363-20066.《微灌工程技术规范》SL103-954.决策微灌常按选用的灌水器的不同进行分类，即不同灌水方法采用不同的灌水器，本设计采用滴灌，即滴水灌溉，滴灌能够有效的提高作物产量；最大限度的利用水；减小盐碱对作物的损害；提高肥效；有利于实现自动化控制；节能；对地形适应能力强；可开发边际土资源。本设计采用单向毛管带环状毛管布置，分毛管绕树布置，其上安装6个单出水滴头，环状管与输水毛管相联接。第二章基本资料1、基本资料1.1水源示范区西南角和东南角两山沟处分别修建蓄水池，两水池的体积分别设为1500m3和500m3。水池和水窖年蓄雨水量为1.75×104m3。示范区西北角地下水源，可作为补充水源，年最多可调节利用灌溉水量约为3.0×104m3。项目区年总可供水量为4.75×104m3。1.2滴灌系统规划设计参数示范区为山地丘陵区，地势起伏较大。耕作层土壤以砂壤质土为主，本设计滴灌系统采用的规划设计参数如下：示范区果树滴灌设计日耗水强度dmmEa/5；滴灌土壤湿润比不得小于30％；设计灌水均匀度%95uC；灌溉水利用系数95.0；计划湿润层深度：1.0m；土壤干重度1.40g/cm3，田间持水率为22%（占干土重量百分数）;果树株距和行距：mSr3、mS3t。2、设计任务：①进行滴灌管网布置；②制定管网分组轮灌工作制度；③选择滴头，进行滴灌系统流量的推算；④灌溉管网水力计算，确定各级管道直径；⑤灌溉系统设计流量、扬程的确定；⑥水泵选型以及电机、变压器等设备选型。；第三章滴灌工程的规划以及灌溉制度的确定3.1滴灌工程的规划3.1.1.滴灌工程的规划布置应该遵循以下原则：1）.滴灌管网布置应该符合滴灌工程整体要求，综合分析地形、植物、管理维护等因素来确定;2）.管道应该避免穿越障碍物，并应该避开地下电力、通信等设施;3）.满足各用水单位需要，能迅速分配水流，管理维护方便;4）.输配水管道适宜沿着地势较高的地方布置，支管垂直于植物种植行布置，毛管适宜顺着植物种植行布置;5）.管道的纵剖面应力求平顺。3.1.2.滴灌工程布置图见CAD图3.2灌溉制度的确定3.2.1设计灌水定额的计算)(21wZm净式中：净m———————设计净灌水定额，mm.———————土壤干重度1.40g/cm3。Z———————土壤计划层湿润深度，1m.w———————滴灌土壤湿润比,不得小于30％,本设计取35%。1———————田间持水率为（占干土重量百分数），%.2———————灌前土壤含水率，%。代入数据：mmm95.2665.0%229.0%22%3514.1）（净3.2.2设计毛灌水定额净毛mm式中：毛m———————设计毛灌水定额，mm.净m———————设计净灌水定额，mm.———————灌溉水利用系数，%。代入数据：mm37.2895.095.26m毛3.2.3设计灌水周期aET净m式中：T———————设计灌水周期，d.净m———————设计净灌水定额，mm.aE———————示范区果树滴灌设计日耗水强度，mm/d.代入数据：d39.5595.26TT取5d.3.2.4一次灌水延续时间的确定qttnSSmr净式中：t———————一次灌水延续时间，d.净m———————设计净灌水定额，mm.rS———————果树株距，m.tS———————果树行距，m.———————田间水利用系数，取0.95.n———————绕每颗果树安装6个单出水滴头q———————灌水器流量，L/h.本工程拟采用北京绿源灌溉科技股份有限公司的产品，产品名称为管上补偿式滴灌管，产品性能如下：滴灌毛管外径16mm；滴灌毛管进口压力0.1MPa；滴头间距0.75m;滴头流量q=3.75L/h;最大铺设长度85m.代入数据：hnSSmr35.1175.395.063395.26qtt净3.3轮灌分组的确定3.3.1轮灌组分组原则：1）.轮灌组控制的面积尽可能相等或者相近，以使水泵工作稳定，效率提高。2）.轮灌组的划分应该照顾农业生产责任制和田间管理的要求。例如，一个轮灌组包括若干片责任树，尽可能减少农户之间的用水矛盾，并使灌水与其他农业措施如施肥，修剪等得到较好的配合。3）为了便于运行操作和管理，通常一个轮灌组管辖的范围应该集中连片，轮灌顺序可以通过协商自上而下进行。有时，为了减少输水干管的流量，也采用插花操作的方法划分轮灌组。3.3.2轮灌组的确定本系统拟采用轮灌方式进行灌溉，日工作时间C=20h,则最大允许轮灌组数目为：tCTN式中:C———————日工作时间,h.T———————设计灌水周期，d.t———————一次灌水延续时间，d.代入数据：8.834.11520tCTN本设计地块中，大多铺设两根支管，故根据具体情况分为两个轮灌组，第五章滴灌系统流量的推算及选用管径5.1毛管流量推求毛管的进口流量为其上灌水器出口流量之和，即：NiqQ1毛本设计以16田块为典型田块，以其中一条毛管情况代入数据得：hLqQNi/5.2026975.31毛5.2支管流量计算：毛支QnQ本设计以16田块为典型田块，以其中一条支管情况代入数据得：hLQnQ/36455.20292毛支5.3干管流量推算干管的流量等于通过的各个轮灌组中的最大流量，对于16号田块，即hLQQ/3645支干5.4各个田块的流量情况：田块名控制面积（m2）果树棵树(估计)支管数支管控制棵数支管流量（L/h）干管流量（L/h）1337036621834121412423097337216837873790315181651165371337164581063232114736473953648397313229742977651375583186418841917343737431252802280586795739236983098312974768132406914291451073608002400900090031163186872343772677291228763131313703470371342454612231519151941451265573186417941821536083922196441244151632793562178401040131733283622181407040731865397112355799679991939434292214482248252033853682184413941422118492011201452245252229213183106238123842327052943982205220824214123321162618262125129414127015821585总计1012051100154119733故水泵设计流量Q=119m3/h根据经济流速法，确定输水管道的管径为140mm.5.5各个管径的确定：1）允许水头偏差的分配：一般情况下，当设计灌水均匀度%95uC，滴头的流量变差qv10%,若取滴头的流态指数x=0.5，则滴灌的允许水头偏差率vh应为：vvvqxxxqh1)15.01(%251)15.01(vvvqxxxqh现取滴头的工作压力为0.1MPa.由于示范区经过土地平整，则系统支、毛管的允许压力差为：dvhhhm5.21025.0dvhhh；按一般惯例，将允许水头差合理地分配给支毛管：m375.15.2*55.055.0vhh毛m125.15.2*45.045.0vhh毛2）毛管管径初选bmh毛毛毛LKFfQd式中：d———————初选毛管内径，mm.K———————考虑到毛管上管件或灌水器产生的局部水头损失而加大的系数，取值范围为1.1~1.2之间。本设计取1.15.F———————多口系数，1m)48.0(11NNmF；f———————摩擦阻系数；N———————多孔管孔数；Q———————毛管流量，L/h.L———————毛管长度，m.m———————流量指数；b———————管径指数；根据《各种塑料管材的f\m\b值》，本设计拟使用聚乙烯管，f=0.505,m=1.75,b=4.75.以16田块为例：372.0)5448.054(175.11)48.0(11175.11mNNmFmmmmLKFfQd109.9375.15.315.202505.0372.015.1h4.751.75bm毛毛毛3)支管管径：bmh支支支LKFfQd364.0)18*5448.018*54(175.11)48.0(11175.11mNNmFmmmmLKFfQd307.29125.1303645505.0364.01.1h4.751.75bm支支支4)干管管径：本设计中干管与支管流量一致，故干管与支管管径一样大小。本设计中其他管道管径的选择如下表：田块名控制面积（m2）支管控制棵数支管流量（L/h）支管平均长度（m）F支管和干管的管径（mm）采用管径（mm）133701834121600.36407334.2770635230971683787580.36411232.991132315181653713450.36412131.0