蔬菜地喷灌工程规划设计设计计算

目录摘要…………………………………………………………4引言…………………………………………………………5一基本资料……………………………………………5（一）地形…………………………………………………5（二）气候…………………………………………………5（三）土壤…………………………………………………6（四）作物…………………………………………………6（五）水源…………………………………………………6（六）动力…………………………………………………6二工程设计思想、依据和标准…………………………6（一）相关专业资料………………………………………6（二）灌溉设计参数……………………………………7三喷灌系统设计………………………………………7（一）灌溉制度及灌溉用水量……………………………71．灌水定额………………………………………………72．设计灌水周期…………………………………………8（二）喷灌系统选型和管道布置方案……………………….81.喷灌系统选型……………………………………………82.管道系统规划布置方案…………………………………8四选择喷头及确定组合间距………………………………8（一）喷头选型与组合间距………………………………81.喷头选型…………………………………………………82.确定组合间距……………………………………………9（1）布置形式………………………………………………9（2）确定控制喷头质量的参数…………………………103.安全保护装置的设计……………………………………14五灌溉制度的确定…………………………………………14（一）拟定喷灌工作制…………………………………14六管径选择和水力计算……………………………………16（一）主要技术参数及管道技术参数……………………16（二）管道计算………………………………………………17（三）管径计算………………………………………………17（四）管道水力计算…………………………………………211.支管………………………………………………………212.分干管……………………………………………………213.主干管……………………………………………………21七水泵与动力机选配………………………………………21（一）设计水头的扬……………………………………22(二)设计流量…………………………………221．水泵与动力机选型………………………………22八管网结构设计……………………………………………23九水锤压力计算与水锤防护………………………23（一）水锤压力计算……………………………………23（二）水锤类型判别………………………………………24十喷灌工程主要设备和投资预算…………………………25十一管道工程施工…………………………………………26（一）一般规定……………………………………………26（二）施工准备………………………………………………27（三）施工放样………………………………………………28（四）管槽开挖………………………………………………28（五）塑料管道系统安装…………………………………29（六）金属管道安装…………………………………………31（七）试水回填………………………………………………33十二喷灌设备的使用与维护管理…………………………34（一）管理组织……………………………………………34（二）管理制度……………………………………………34（三）管理人员……………………………………………35（四）工程管理……………………………………………351.用水管理……………………………………………352.机泵运行管理…………………………………………353.管道运行………………………………………………354.管道系统的维修与养护……………………………36参考文献…………………………………………………38致谢………………………………………………………39一基本资料工程地点是南方某市效区。气候湿润但雨量分配不均，夏秋季炎热少雨正值蔬菜需水高峰期，迫切需要灌溉。蔬菜为灌水频繁、管理精细的作物，人工挑水灌溉耗费劳动力大，生产效率低。因此拟兴建固定式喷灌系统以解决灌溉问题。（一）地形与水源地势平坦。田块形状与尺寸如下图所示，面积约105亩。喷灌以菜地北侧小河为水源，该河流具有补水条件，能满足喷灌用水要求，干旱期间水位离地面1.6m。水质基本符合要求。（二）气象该地区雨较充沛，但年内分配不均匀，除多雨低温的春季外，蔬菜一般都需要灌水。每年7~9月份炎热少雨，为蔬菜需水高峰期。该地区常见风速为1~3m/s，风向多变。（三）土壤属中壤土，肥力中等，稳定入渗强度为8mm/h。（四）灌溉资料田间持水率为32%（占土地体积百分数，下同），凋萎系数为14%，蔬菜地允许消耗的水量占土壤有效持水量的20~33%，在需水高峰期间，蔬菜的需水强度为7.5mm/d。（五）现有设备供应情况本地区有电源保障，附近有PY1型喷头、ZY－1喷头、ZY－2喷头、各种塑料管和农用水泵供应。（六）植被情况该地种植蔬菜,拟采用ZY－1喷头进行节水灌溉.由于喷头喷洒效果好,喷头喷洒后能湿润土的,使蔬菜很好地生长。二设计指导思想（一）坚持“节水型建设和增水型建设相结合，以节水型建设为主”的水利建设方针，建立节水型农田灌溉，走节水灌溉的道路，实现灌溉用水从粗放型向集约型转变，实现传统灌溉向现代化灌溉的转变。三喷灌系统设计（一）灌溉制度及灌水用水量计算1.设计灌水定额查规范得下式（1-1）计算，式中各项参数的取值为h=30cmη=0.8田=32﹪1、2分别为田间持水率的85％和65％ｍ＝0.1h(1-2)（1-1）代入数据可得ｍ＝0.1×30×(85-65)×33﹪＝19.8ｍ＝19.8mm＝198m3/ｈm32.设计灌水周期查规范得（2-2）式EＴd取7.5mm则Ｔ＝ETdm（2-2）代入数字可得Ｔ＝３d（二）选择喷头及确定组合间距1.喷头选型选用ZY－1喷头，性能见表1喷头选型喷嘴直径d(mm)工作压力hp（kpa）喷头流量qp（m3/h）射程（m）喷灌强度ｐ（ｍｍ／ｈ）ZY－16.53002.7618.92.462.组合间距确定喷头的布置形式主要包括组合形式，喷头间距等它的合理与否直接关系到喷灌效果。其组合原则为:保证喷洒不留空白，并有较高的均匀度。（1）布置形式为了喷灌效果和均匀度好，节省工程投资。喷头采用正方形布置方法，如图所示Rba根据当地气候实际情况，设计风速在（1-3）m/s范围考虑，喷头组合间距根据表2选择，取支管间距a=1.42Ｒ设＝1.42×0.8×18.9=21.47m由于喷头采用正方形布置，所以b=a=21.47m表2喷头组合间距设计风速（m/s）相当风力组合间距系数竖直风向ka平行风向kb0.3-1.6111.31.6-3.421—0.81.3—1.13.4-5.430.8—0.61.1—13.喷灌强度验算采用固定式喷灌工程中有关公式计算:确定控制喷灌质量的参数,考虑多喷头多支管同时喷洒.当喷洒水利用系数kw=1，设计风速在（1-3）m/s范围内，湿润面积较无风时并无显著缩小，所以在设计风速（1-3）m/s时组合喷灌强度用公式（1-3）计算：=wK·PC·s（1）式中wK——风系数。PC——喷头布置系数。s——喷洒水利用系数近似为1时的设计喷灌强度。《喷灌工程设计手册》中查表有：21000Rqs多支管多支头同时喷洒时：abRCP2多支管多支头同时喷洒：wK=1所以79.4spwCK查表3可知该绿化带壤土的允许喷灌强度为1279.412，满足要求。表3壤土的允许喷灌强度地面坡度土壤类别5%5%～8%9%～12%13%～20%20%沙土20161285沙壤土1512963.8中壤土129.67.76.14.9壤粘土108.06.45.14.1粘土86.45.44.13.3四管系总体布置结合项目区实际情况，因地制宜进行规划，以达到节约投资的目的，尽量少投资多收入，降低投资费用，方便管理和经济效益较高。蔬菜地地形规则，地势基本平缓，无陡坡。长为350米，宽为200米的一个长方形蔬菜地。由于菜地面积较大，可将其分为长1.75米，宽50米，面积大约为0.875公顷的的8个轮灌区。整个菜地由一条主配水干管负责给水，在灌水周期内，主配水干管通过配水分干管只给一个轮灌区（单元灌区）供水，各单元灌区（从1至8）由配水分干管供水进行轮灌。每个轮灌区有一条配水分干管，配水分干管连接8条支管，配水干管和支管成“丰”型布置，根据所选喷头确定支管上连接4个喷头。(一)灌溉设计方案喷灌管网采用主干管、分干管、支管三级管道布置，以地形地势为主要因素。喷洒配水系统的主干管、支管垂直布置，分干管垂直支管布置。给支管配水的干管，其布置使支管长度基本相等。主干管、分干管、支管均采用UPVC管。主干管、分干管干管抗压强度为0.6Mpa。1.规划布置的原则（1）灌区的管网宜以单井控制灌溉面积作为一个完整系统。渠灌区应根据作物布局、地形条件、地块形状等分布布置，尽量将压力接近的地块划分在同一分区。（2）规划时首先确定给水栓的位置。给水栓的位置应当考虑到灌水均匀。若不采用连接软管灌溉，向一侧灌溉时，给水栓纵向间距可在40～50m之间；横向间距一般按80、100m布置。在山丘区梯田中，应考虑在每个台地中设置给水栓以便于灌溉管理。（3）在已确定给水栓位置的前提下，力求管道总长度最短。（4）管线尽量平顺，减少起伏和转折。（5）最末一级固定管道的走向应与作物种植方向一致，移动软管或田间垄沟垂直于作物种植行。在山丘区，干管应尽量平行于等高线、支管垂直于等高线布置。（6）管网布置要尽量平行于沟、渠、路、林带，顺田间生产路和地边布置，以利耕作何管理。（7）充分利用已有的水利工程，如穿路倒虹吸何涵管等。（8）充分考虑管道中量水、控制和保护等装置的适宜位置。（9）尽量利用地形落差实施自压输水。（10）各级管道尽可能采用双向供水。（11）避免干扰输油、输气管道及电讯线路等。（12）干、支两级固定管道在灌区内的长度，宜为90～150m/hm².2.规划布置的步骤根据管网布置原则，按以下步骤进行管网规划布置。（1）根据地形条件分析确定管网类型。（2）确定给水栓的适宜位置。（3）按管道总长度最短原则，确定管网中各级管道的走向与长度。（4）在纵断面图上标注各级管道桩号、高程、给水装置、保护措施、连接管件及附属建筑物的位置。（5）对各级管道、管件、给水装置等，列表分类统计。3.管网布置管网布置之前，首先根据适宜的畦田长度和给水栓供水方式确定给水栓间距，然后根据经济分析结果将给水栓连接而形成管网。（1）支管布置灌溉分区8条支管，沿蔬菜地走向单行布置，长为33m，支管间距a=21.47m，流量Q=4.176m³∕h。每条支管连接2个喷头，喷头间距a=21.47m。（2）配水分干管布置每个灌溉分区配水分干管（配水分干管间距为100m）1条，垂直支管布置，长度约160m。每条配水分干管负责一个灌溉小区供水（即单元灌区）控制8条支管，该蔬菜地有8条配水分干管，共8个轮灌小区。（3）主干管布置主干管由地块中部穿入区内，两边分水后再由分干管给支管供水，长为275m，流量Q=44.16m∕h，干管控制8条配水分干管，在配水分干管和主干管连接处设控制井（共4个）4.安全保护装置的设置为使本灌溉系统管理方便，且安全稳定的运行，在支管的首部设置控制井内安装进水闸阀、减压阀、节制闸阀、进排气阀、泄水闸阀、快速接头等安全保护装置。五灌溉制度的确定灌溉制度的确定是管网输配水及田间灌水的运行方式和时间，是根据系统的引水流量、灌溉制度、畦田形状及地块平整程度等因素制定的。在蔬菜生长发育过程中，土壤水分自始至终起着促进和制约肥力的作用。因此，以土壤水分作为灌溉指标，决定应否灌水好灌水多少，是保证蔬菜正常生长发育、改善蔬菜质量的重要依据。（一）灌溉设计技术参数根据有关设计规范及蔬菜地的实际条件，选用如下技术参数：a:平均日耗水量，w=7.