高兴镇茶园喷灌设计说明书

《高兴镇茶园喷灌设计》说明书班级：水工A116姓名：***学号:2011111***指导老师：***日期：2013年6月前言本设计是教学过程中具有总结的一次实训,能够帮助我系统地巩固和深化所学的理论知识,培养独立分析问题和解决问题的能力,提高和锻炼计算、绘图、编写设计报告书的基本技能。在设计过程中，广泛阅读有关资料和上网查找相关信息，深入思考，使所做设计课题，更加全面完善。以端正的学习态度和高度的责任心，认真谨慎地对待设计中的每一个问题，从而提高设计制质量，达到预期的目的。在本设计书的编写过程中，得到了老师的支持，经过老师的指导和同学的帮助使我顺利的完成设计，从而缩短了设计时间，也使我学习了一些书本上没有的知识。也提高了学习效率，增加了友谊，体现了团结的重要性。本设计使我把课本上的理论知识更好的掌握，为以后实践打好坚实的基础。培养了我对灌溉区的规划设计能力，也提高了我对灌溉排水工程技术的兴趣。。目录第一章灌区基本情况第一节基本资料………………………（3）第二节示范区兴建的必要性和可行性………（4）第二章喷灌系统的选型和管道系统布置第一节喷灌系统选型…………………………（5）第二节选择喷头确定组合形式及组合间距……………………………………………………（5）第三章管道水力计算第一节喷灌制度拟定………………………（7）第二节喷灌系统工作制度拟定……………（8）第三节管道水力计算……………………（9）第四节选择水泵和动力……………………（10）第四章管网系统结构设计……………………………（11）第五章喷灌工程材料…………………………………（12）第一章灌区基本情况第一节基本资料1、地形资料：灌区位于日照市岚山区高兴镇。灌区东西宽360m,南北长500m,具体地形见地形图。2、气象资料：项目区内多年平均降雨量858.3mm，降雨多集中于6-9月份，占全年总降水量的73%以上，年内降水分布不均匀及年际变化大，是区内发生洪涝灾害的主要原因，常见的有干旱、洪涝、霜冻等，其中干旱对农业、木叶生产危害最大，以春旱、秋旱最为严重，素有“十年九旱”之说。项目区多年平均气温12.6℃，无霜期213天，多年平均风速3.4米/秒，最大冻土深47厘米，多年平均水面蒸发量1164.5毫米。3、土壤资料：灌区土壤为壤土；土壤渗透系数为12mm/h；土壤田间持水率为25%（占干土重百分数）；土壤干容重1.4t/m3.4、作物种植资料：灌区农作物为经济园林以茶叶为主，E-W种植，耕作层深度0.3～0.4m,生长期最大日平均耗水量为5mm/d。5、水源资料：灌区内现有机井一眼，稳定动水位为38.0m时，水井出水量为80m3/h。6、其他资料：本地区供电有保证，喷灌设备充足。灌区所属村镇经济较为发达，多数村民外出打工，人均收入16860元。第二节示范区兴建的必要性和可行性项目区内多年平均降雨量858.3mm，降雨多集中于6-9月份，占全年总降水量的73%以上，年内降水分布不均匀及年际变化大，是区内发生洪涝灾害的主要原因。常见的有干旱、洪涝、霜冻等，其中干旱对农业、木叶生产危害最大，以春旱、秋旱最为严重，素有“十年九旱”之说。灌区农作物为经济园林以茶叶为主，生长期最大日平均耗水量为5mm/d。可见灌溉的重要性和必要性。而且需要经常灌溉。灌区内现有机井一眼，方便灌溉，节约成本。本地区供电有保证，喷灌设备充足。灌区所属村镇经济较为发达，多数村民外出打工，人均收入16860元。经济作物茶园也促进了该地区的旅游业的发展。推动了该地区经济的发展。在家人数少，劳动力不足，收入又较多，有较好的前景条件。采用喷灌方式既可以节约劳动力也可以节约水资源。同时也可以提高产量。把节省的劳动力用于外出打工，这样有助于该地区的经济发展。经济作物茶园如果作为该地区旅游的一部分，不仅能促进该地区经济的发展，也能把该地区的文化发扬光大。从而无形中促进了该地区的经济。综上所述，可见示范区兴建的必要性和可行性。第二章喷灌系统的选型和管道系统布置第一节喷灌系统选型该地区种植作物为经济作物茶叶,经济价值较高,喷洒次数较多,该地区地势比较平坦,灌溉对象为大田经济作物.半固定管道式喷灌系统设备利用率较高,运行管理比较方便.动力、水泵固定,输、配水干管、分干管埋入地下,通过连接在干管、分干管伸出地面的给水栓向支管供水,支管、竖管和喷头可以拆移,在不同的作业位置上轮流喷灌,可以人工移动,也可以机械移动.确定采用半固定式喷灌系统。固定式喷灌系统，除喷头外，均固定不动，其干、支管道常埋设在茶园土层内，由水源、动力机和水泵构成泵站，或利用有足够高度的自然水头，与干、支管道组成一套全部固定的喷灌系统。喷头装在与支管连接的竖管上，可作圆形或扇形旋转喷水。如果面积较大，需要配备几组喷头，循环分组轮灌。它操作简便，节省劳动，生产效率高，便于配套自动控制灌溉。即干管采用地埋式固定pvc管道，支管采用固定的铝合金管道。第二节选择喷头、确定喷头组合形式及组合间距1选择喷头根据《喷灌工程技术规范》（GB/T50085-2007）,粮食作物的雾化指标在3000～4000。经过上网查询，初选ZY-2型喷头，喷嘴直径7.5/3.1mm,工作压力0.25MPa,流量3.92m3/h，射程18.6m.该类型喷头的雾化指标为（可按公式7-6计算，课本P191）DHWh1000式中Wh-喷灌的雾化指标；H-喷头的工作压力水头，m；D-喷头的主喷嘴直径,m。2确定喷头组合形式及组合间距本喷灌范围喷灌集结风向多变，喷头宜做等间距布置。风速为3.4m/s,取Ka=Kb=1,(公式(7-7)，在课本P198)a=b=KaR=1×20=20(m)取a=b=20m.式中：a—同一支管上相邻两喷头的间距b—相邻两支管的间距；aK—间距射程比R-喷头射程3设计喷灌强度资料中土壤允许喷灌强度=12mm/h，按照单支管多喷头同时全圆喷洒情况计算设计喷灌强度。2)2/(1)/()2/arccos()90/(RaRaRaC=1.538194.008.1wK=1.08×194.04.3=1.36921000Rqs=26.1892.31000=3.61(mm/h)=KwCs=1.369×1.538×3.61=7.6(mm/h)[]=12mm/h式中C—布置系数，在表7-5,课本P190；Kw—风系数，在表7-6，课本P191；s—无风条件下单喷头喷洒的平均喷灌强度，公式在7-3，课本P190；—组合喷灌强度，公式在7-4，课本P190。设计喷灌强度满足土壤允许喷灌强度的要求。第三章管道水力计算第一节喷灌制度拟定1设计灌水定额设计灌水定额利用公式（7-11）计算。式中各项参数值为：=1.4g／cm3,h=40cm,1=95％,2=65%，=0.8,(P201，公式7—11)设m=10h(1-2)／=10×1.4×(95%-65%)／0.8=52.5（mm）式中设m—最大灌水定额，mm;—土壤干密度,g／cm3h—计划湿润层深度，cm，一般大田作物取40～60cm—喷洒水利用系数1—适宜土壤含水量上限（质量百分比），可取田间持水量的85%～95%2—适宜土壤含水量下限（质量百分比），可取田间持水量的60%～65%2设计喷灌周期主要指植物耗水最旺盛时期的允许最大的间隔时间（两次灌水的时间间隔），即设计灌水周期（以天计）4.88.055.52em设设T（d），取9天式中设m—最大灌水定额，mme——最大日耗水量，mm/d—喷洒水利用系数第二节喷灌系统工作制度拟定1喷头在一个喷点上的工作时间，即t=53.58.06.75.52设m（h）2喷头每日工作的喷点数，即17.253.512ttndd（次）取3次，这样每天的实际工作时间为59.1653.53（h），即16小时35分。3每次需要同时工作的喷头数，即7.1693450TnNndp(个)取18个4每次需要同时工作的支管数，即（支）喷头支2918nnpn5确定支管的轮灌方式。根据同时工作的支管数以及布置情况，决定在干管两侧同时分别运行一支支管，每一支管控制喷灌区域一半面积，分别自干管两端起始向另一端同时运行。第三节管道水力计算1管径的确定（1）支管管径的确定即：pwhzh2.0喷管区域地势较平坦，应为支管上第一个喷头与最末一个喷头之间的水头损失。式中)/(76.11392.3,10861.035hmQfm=1.74b=4.71，0,388.0,170zFml则252.0388.0170d76.1110861.0d71.474.15bmLFQfhw支解得：d=47.98式中z两喷头进水口高程差，m；wh同一支管上任意两喷头间支管段水头损失，m；F摩阻系数；L管长，m；Q流量，m3/h；d管道内径，mm选择规格为m62.275的薄壁金属铝合金管材（2）干管管径的确定根据系统的运行方式，干管通过的流量为)/(28.35992.33hmQ主管通过的流量为)/(56.701892.33hmQ，则）（干mm22.7728.351313QD）（主干mm2.10956.701313QD据此，选择干管时为了减少水头损失，确定采用规格mm7.290的PVC管材承压能力为0.63MPa，主干管选择mm4.5125PVC管材。2管道水头损失计算（1）沿程水头损失计算1）支管沿程水头损失支管长度L=170m,则）（支支m48.5388.017070.628.3510861.0d71.474.15bmfLFQfh2）干管沿程水头损失干管长度,，m240L则）（干干m99.724084.6287.3510948.0d77.45bmfLQfh3）主干管沿程水头损失PVC管材，长度L=80m）（主干主干m17.280114.256.7010948.0d77.477.15bmfLQfh沿程水头总损失为m64.1517.299.748.5fh（2）局部水头损失1.56m15.641.0h1.0fjh第四节选择水泵及动力1.设计流量，即)/(56.7092.3183hmNqQ2.设计扬程，即m4.6038-2.5656.164.1525hhhjfp）（H式中典型喷头高程与水源水位差，喷头距地面高取1m，稳定动水位为38m。3.选择水泵及动力。根据当地设备供应情况及水源条件，选择IS100-65-250A深井潜水泵，性能见下表型号设计扬程(m)额定流量)/(3hm水泵效率（%）出水口直径（mm）IS100-65-250A667571110最大外径（mm）额定功率（KW）额定电流（A）电机效率(%)1453045.180第四章管网系统结构设计根据本喷灌工程的具体情况，90×2.7mm的PVC管道之间连接采用R扩口胶圈连接，与给水栓三通之间采用热承插胶连接。主干管125×5.4mmPVC管，一端与井泵出水口法兰连接，另一端通过变径三通与干管90×2.7mmPVC管材连接。主干管和干管三通分水连接处需浇筑镇墩，以防管线充水时发生位移。镇墩规格为0.5m×0.5m×0.5m。首部管道高点安装空气阀，便于气体排出，也可以在停机时补充气体，截断管道水流，防止水倒流入井引起的电机高速反转。考虑冻土层深度和机耕作业影响，要求地埋管道埋深0.5m。出地管道上部安装给水栓下体，并通过给水栓开关与移动铝合金管道连接。喷头、支架、竖管成套系统通过插座与铝合金三通连接。喷灌工程材料、设备用量第五章喷灌工程材料设备用量详见表1-2。表1-2喷灌工程材料、设备材料设备名称型号、单位、数量。表1-2喷灌工程材料、设备用量序号材料、设备名称规格型号单位数量1潜水电泵IS100-62-250A套12控制器套13首部连接系统UPVC125×5.4套14水压力表1.0MPa套15闸阀125×5