大田滴灌低压管道工程典型设计书

5.2大田滴灌工程典型设计5.2.1基本情况设计地块位于密云县河南寨镇的团结、新兴芦笋地块，设计面积为800亩。项目区全部种植芦笋，南北向种植，株距0.3m，行距1.5m。该地区多年平均降水量648mm，降水量年内分配不均，年际间变幅较大。地势平坦，土层较厚；土壤质地为轻质粘壤土。土壤冻土层为80~120cm。项目区现有3眼水源井，井深80~100m，动水位35~40m，改造后2眼井的单井出水量为40m3/h，另1眼井的出水量10~20m3/h。根据规划，对该井进行更新，更新机井出水量为80m3/h。经测算，能满足灌溉需求。5.2.2灌溉系统规划设计参数根据设计规范及结合当地的实际情况，选用如下设计参数：①日耗水强度：Ea＝5.5mm/d②土壤设计湿润比：P＝75%③灌溉水利用系数：η=0.95④计划湿润层深：0.50m⑤土壤干容重为1.40g/cm3⑥适宜土壤含水率上下限分别为23.4%、16.9%（占土壤干土重）5.2.3灌水器的选择根据技术要求、项目区土壤质地、作物需水特性及毛管布置方式选用直径20mm的非压力补偿式滴灌管，壁厚1.0mm，滴头间距为0.3m，最大工作压力100kPa，流量4.3L/h，流态指数X＝0.5。5.2.4管网布置(1)滴灌带布置滴灌带选用地埋式滴灌带，采用沿种植方向单行布置，间距为1.5m，滴头间距为0.3m。滴灌带全部埋入地下，埋深15cm。(2)支管的布置1号机井支管采用φ63PE耐老化塑料管，2、3号机井支管采用φ50PE耐老化塑料管，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灌溉制度与工作制度5.2.5.1灌溉制度(1)设计灌水定额m根据公式（5-1），经计算，设计灌水定额为34.74mm，换算为23.16m3/亩。(2)灌水周期T由公式（5-3）计算，灌水周期为6.2，取6d。(3)一次灌水延续时间t由公式（5-5）计算，一次灌水延续时间为3.64h，取t=4h。5.2.5.2单井控制面积根据滴灌面积和设计日耗水强度，计算滴灌系统所需的最小供水流量，以控制灌溉面积最大的系统为例，取日灌溉最大运行时数C=20h。根据公式（5-6）、（5-7）计算单井控制面积，经计算：3眼井出水量合计为160m3/h，控制面积800亩，水源满足滴灌系统的要求。5.2.5.3工作制度根据公式（5-8）计算系统最大轮灌组个数，经计算，系统允许的最大轮灌组数为33个。考虑到机井的合理运用，运行管理方便。芦笋滴灌工程轮灌组划分见表5-1~表5-3。表5-1机井1轮灌组划分表轮灌组号辅管号轮灌组流量（m3/h）轮灌组号辅管号轮灌组流量（m3/h）第1轮灌组1、6079.8第16轮灌组16、4579.8第2轮灌组2、5979.8第17轮灌组17、4479.8第3轮灌组3、5879.8第18轮灌组18、4379.8第4轮灌组4、5779.8第19轮灌组19、4279.8第5轮灌组5、5679.8第20轮灌组20、4179.8第6轮灌组6、5579.8第21轮灌组21、4079.8第7轮灌组7、5479.8第22轮灌组22、3979.8第8轮灌组8、5379.8第23轮灌组23、3879.8第9轮灌组9、5279.8第24轮灌组24、3779.8第10轮灌组10、5179.8第25轮灌组25、3679.8第11轮灌组11、5079.8第26轮灌组26、3579.8第12轮灌组12、4979.8第27轮灌组27、3479.8第13轮灌组13、4879.8第28轮灌组28、3379.8第14轮灌组14、4779.8第29轮灌组29、3277.4第15轮灌组15、4679.8第30轮灌组30、3174.2表5-2机井2轮灌组划分表轮灌组号辅管号轮灌组流量（m3/h）轮灌组号辅管号轮灌组流量（m3/h）第1轮灌组1、6038.7第16轮灌组16、4538.7第2轮灌组2、5938.7第17轮灌组17、4438.7第3轮灌组3、5838.7第18轮灌组18、4338.7第4轮灌组4、5738.7第19轮灌组19、4238.7第5轮灌组5、5638.7第20轮灌组21、4138.7第6轮灌组6、5538.7第21轮灌组22、4038.7第7轮灌组7、5438.7第22轮灌组23、3938.7第8轮灌组8、5338.7第23轮灌组24、3838.7第9轮灌组9、5238.7第24轮灌组25、3738.7第10轮灌组10、5138.7第25轮灌组26、3638.7第11轮灌组11、5038.7第26轮灌组27、3538.7第12轮灌组12、4938.7第27轮灌组28、3438.7第13轮灌组13、4838.7第28轮灌组29、3338.7第14轮灌组14、4738.7第29轮灌组30、3237.2第15轮灌组15、4638.7第30轮灌组20、3135.4表5-3机井3轮灌组划分表轮灌组号辅管号轮灌组流量（m3/h）轮灌组号辅管号轮灌组流量（m3/h）第1轮灌组13、3238.7第15轮灌组27、4638.7第2轮灌组14、3338.7第16轮灌组28、4738.7第3轮灌组15、3438.7第17轮灌组29、4838.7第4轮灌组16、3538.7第18轮灌组30、4938.7第5轮灌组17、3638.7第19轮灌组31、5038.7第6轮灌组18、3738.7第20轮灌组12、5138.7第7轮灌组19、3838.7第21轮灌组11、5238.7第8轮灌组20、3938.7第22轮灌组10、5338.7第9轮灌组21、4038.7第23轮灌组1、738.7第10轮灌组22、4138.7第24轮灌组2、838.7第11轮灌组23、4238.7第25轮灌组3、938.7第12轮灌组24、4338.7第26轮灌组4、538.7第13轮灌组25、4438.7第27轮灌组619.35第14轮灌组26、4538.75.2.6水力计算5.2.6.1滴灌管最大铺设长度(1)允许水头差ΔHs的确定设计流量偏差率qv＝0.2，灌水器的流态指数x＝0.5，设计水头hd＝10m，根据公式（5-15）、（5-16）计算，毛管允许水头差为2.26m。(2)滴灌管允许出水口数目和最大铺设长度选择管径为20mm，壁厚1.0mm，公称压力100kPa的滴灌管，根据公式（5-17）计算：Nm＝309，即滴灌管最大允许铺设长度：Lm＝309×0.3＝92.7m。根据地块尺寸，选定Lm＝60~90m，满足灌水均匀性要求。5.2.6.2灌溉系统水力计算(1)毛管进口水头毛管进口水头由滴头工作压力、毛管水头损失和地形高差组成，由于地面较平坦，取ΔZ＝0m。灌水器的工作压力100kPa。根据公式（5-18）计算，毛管进口压力为15.17m。(2)计算支管入口压力经反复试算，1号机井的支管选用φ63PE管，壁厚5mm，工作压力0.4MPa；2、3号机井的支管选用φ50PE管，壁厚4mm，工作压力0.4MPa。支管为多口管道，每个出流口为一条毛管，出流口间距为1.5m。支管按多孔管计算水头损失。支管入口压力包括毛管进口压力、支管水头损失和地形高差。由于地面较平坦，取ΔZ＝0m。根据公式（5-18）计算，支管进口压力为17.61m。(3)干管、分干管水力计算管径选择直接关系到工程投资与运行管理费用，因此合理选择管径是管道系统设计的重要环节。经过反复试算，干管与分干管选项取φ125PVC-U管。选取最末端最不利的一组进行水力计算。由于地面较平坦，取ΔZ＝0m。根据公式（5-18）计算，各机井干管入口压力见表5-4。表5-4管道水力计算表井号h总（m）h干（m）h分干（m）148.4011.5818.25240.3911.5211.26352.0924.689.80(4)系统扬程计算首部损失10m，泵路损失根据井管确定，可取5m，根据公式（5-17）计算，系统扬程应为48.514m。表5-5机井1管网系统水力计算表项目管道长度（m）设计流量（m3/h）管径（mm）内径（mm）水头损失（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滴头工作压力10首部枢纽损失10动水位55高程差0.5合计98.399表5-6机井2管网系统水力计算表项目管道长度设计流量管径内径水头损失（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滴头工作压力10首部枢纽损失10动水位35高程差0.5合计81.665表5-7机井3管网系统水力计算表项目管道长度（m）设计流量（m3/h）管径（mm）内径（mm）水头损失（m）干管PVC11025038.7110103.64.103分干管PVC905038.79084.62.517支管PVC7510419.47570.63.132支管PE505019.45042.215.778毛管PE20500.9720161.791滴头工作压力10首部枢纽损失10动水位40高程差0.5合计87.8215.2.7首部枢纽与水泵选择首部枢纽系统包括水泵、离心式和网式组合过滤器，为了保证系统的安全稳定运行，在其首部设置有变频装置、控制阀、进排气阀、逆止阀、压力表、减压阀等安全保护装置。根据上述扬程和流量，选配水泵，3眼机井水泵型号见下表。表5-8水泵性能参数表井号水泵型号流量Q（m3/h）扬程H（m）3电机配套功率（kW）1200QJ80-99/98099372175QJ40-84/7408418.53150QJ40-96/12409618.55.2.8工程材料用量及工程估算滴灌工程材料表包括水源工程、首部设备、管材管件、土方量等项。表5-9工程材料表序号工程项目名称单位数量一水源工程1更新机井井深80m眼12改造机井井深100m眼13改造机井井深80m眼1二首部枢纽工程1井房面积17.69m2座32水泵175QJ40-72/6套33变频控制器MBS(k)-15套34逆止阀DN100只35水表LXLDN100只36法兰闸阀DN100只37空气阀DN50只38压力表1.0MPa只39叠片式过滤器3″套610离心式过滤器4″套3三田间管网工程1UPVC管（0.5MPa）φ140m4017.32PE（0.6MPa）φ110m9604.353UPVC三通φ140个284UPVC三通φ110个885弯头φ140只56弯头φ110只87UPVC管堵φ140只378UPVC管堵φ110只1099滴灌管φ20m37971810PE管堵φ20只588311旁通φ20只588312打孔器14mm个213泄水阀DN50只214空气阀DN25只2续表5-9工程材料表序号工程项目名称单位数量四土建工程1管道土方开挖m320092管道土方回填m318083管道镇墩（C15砼）m3194泄水阀井个25闸阀井个735.8低压管道输水灌溉工程典型设计5.8.1基本资料该项目地处溪翁庄镇玉林山庄，工程控制面积200亩，该地块起伏较大，最大高差25m左右。项目区种植葡萄、苹果，南北向种植。果树的株行距一般为4m×5m。该地区多年平均降水量648mm，降水量年内分配不均，年际间变幅也较大。工程所在地土壤为砂土。冻土层深度80~120cm。玉林山庄灌溉水源为地下水。项目区现有1眼水源井，机井深205m，井径300mm，改造后单井最大出水量为80m3/h，动水位135m，水量充足，水质良好，可充分满足作物灌溉要求。5.8.2规划设计参数根据设计规范及结合当地的实际情况，选用如下设计参数：①日耗水强度：Ea＝4.0mm/d②灌溉水利用系数：η=0.85③计划湿润层深