管灌喷灌设计方案.docx

1、管灌喷灌设计方案五、项目设计报告（一）、工程设计方案说明 1、项目概况 天祝县节水增效高效节水灌溉项目 2016 年度工程计划在天祝县金强河灌区、安远灌区、朱岔灌区、松山灌区 4个灌区的华藏寺镇、打柴沟镇、哈溪镇、天堂镇、东大滩乡、松山镇六个乡镇的 23 个村及 2 个移民点实施高效节水灌溉面积3.0086 万亩,其中:低压管道灌溉面积 1.9114 万亩,喷灌面积0.5772 万亩,滴灌面积 0.52 万亩。 主要建设内容:铺设灌溉输供水管线 139.06km， 其中： 主管 26.32km， 支管 16.3km， 分支管 96.45km；修建各类建筑物 3775 座，其中：沉砂池 13 座

2、，检查（控制）井241 座，出水口 3368 座，渗水井 133 座；喷灌机 15 台；温棚滴管设备 2600 套。 （1)项目建设内容本项目标段主要对在东大滩乡酸次沟片区；松山镇松山片区，6#、7#移民点片区发展高效节水 9608 亩，其中：管灌 2108 亩，喷灌 6300 亩，微灌 1200 亩。地下水滴灌工程等。主要内容包括工程勘测、施工图设计、材料设备生产供应、施工安装、土建工程施工、工程试运行及群众的培训等工作。项目主要设计建设内容：发展管灌 2108 亩，喷灌 6300 亩，微灌 1200 亩；完成管沟土方开挖工程19798.00m、管沟土方回填工程19798.00m、修建检查井

3、33座、排水井9座、修建镇墩136座、修建1503座、安装管道600*.063PVC管2051米、400*0.63PVC管1653米、315*0.63PVC管1200米、250*0.63PVC管1795米、160*0.63PVC管3930米、125*0.63PVC管926米、110*0.63PVC管3300米、90*0.63PVC管1560米、安装多功能给水栓160mm115个、90微灌带19350米、加压泵3套、砂石+碟片过滤器3套、安装喷灌机12套。 工期：2016年5月24日开工至2016年10月21日完工，共计150日历天。 2、管灌、喷灌、微灌工程设计说明 （1)管灌工程布置方案 布

4、置原则 依据原则是因地制宜，综合考虑，既经济合理又便于使用和管理，力求综合节水，效益最好，达到便于运行维修的目的。 本设计采用单井独立运行方式布置管路，管路尽量沿林带边、道路边，以节约耕地，便于维修。 设计依据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL250-2000);防洪标准(GB50210-94);灌溉与排水工程设计规范（GB50288-99)；滴灌工程技术规范（GS/T50485-2009)；节水灌溉工程技术规范（GB/T50363-2006);农田低压管道输水灌溉工程技术规范（GB/T20203-2006);中国地震烈度区划图（GB18306-2001)；水利水电工程设计工程量计算规定（S

5、L328-2005) ； 武威市凉州区节水增效高效节水灌溉发展2016年度工程实施方案等布置形式 采用树枝状管网布置形式，干支两级固定管路，毛渠临时修筑土渠，单井形成干支毛三级渠道灌溉系统。出水口间距及灌溉制度 根据实际情况,支管间距100m,出水口间距100m。另外，由于该地块土壤质地全部为沙壤土，渗漏量大，单口出水量不能过小，所以确定每个轮灌组开两个出水口，单井出水量设计为120立方米/小时，每个轮灌组的出水口至少分布在两条支管上。 （2）管灌工程设计说明 水源工程 项目区管灌水源为地表水，项目区现状地表水农田灌溉渠系模式为干、支、斗、农四级渠道进行配水，本次设计地表水管灌工程利用灌区原干

6、、支渠进行配水，在支渠分水口后设进水池，容积为 5m 3 ，进水池前设置过滤网，进水池长 5m，宽 1.2m，深 1.0m。根据地形实际高差，复核管网水头损失，不满足管灌工作水头要求增加干管空留段。干管进水口为水流从明渠进入管道的设施，为防止泥沙及杂物进入管道， 在进口段设置拦污栅 1 道。 管道进水管段管道采用钢管与 PVC 干管衔接，钢管首段安装过滤网。管网工程低压输水管网布置为梳齿状，采用干管、支管二级管道输配水形式，干管从引水点引至项目区，垂直于干管布置支管。从技术经济角度出发，管道布置本着长度最短、尽可能利用原有渠道、减少施工干扰的原则进行。现状田间渠道间距为 50120m 左右，干

7、管布置从入水口接至田间，支管管道上每隔 50m 布置一个给水栓，通过塑料软管接入畦块进行灌溉，在干管、支管连接处设闸阀井，支管末端设排水井，管道埋设于项目区最大冻土层以下加 0.2 m。 控制、量测和保护设备选型 A、管灌系统控制设备：在干管入口、各支管入口各设 1 套闸阀；在支管末端排水井内设排水塑料球阀，便于在冬季放空管道内积水，防治管道冻裂现象的发生。 B、管灌系统保护设备：包括快速空气阀和排气阀。快速空气阀安装在管线高处；排气阀安装在管道最末端排水井内。 C、 管灌系统测量设备： 包括压力表。 管灌系统压力表安装在干管进口， 每个首部选用 1 个 0.6MPa压力表。具体型号根据管网系

8、统确定。 给水栓 根据灌溉系统设计流量、压力及管灌系统特点，分析现状灌区已配套安装的给水设施使用优缺点，采用玻璃钢多功能给水栓，型号根据灌水系统合理确定。上下栓体由中间法兰连接成型。给水栓设外保护措施，为钢制外罩（2mm 厚钢板） ，出水口接软管进行灌溉。 土建设计 A首部设计 取水口后设管道进水池，尺寸为长宽高：5.0m1.2m1.0m，采用现浇 C20 砼，厚 20cm。取水口与斗渠采用钢管连接，斗渠段设拦污栅一道，钢管进水口段采用喇叭口并设过滤网。进水池后设置闸阀井，尺寸为长宽高：1.0m1.2m1.0m，为使管道运行安全，干管首部也采用钢管与进水池连接，并在钢管上安装过滤网。在钢管与

9、pvc 干管连接处设控制闸阀。为避免灌区杂物进入进水池对管道造成堵塞，进水池顶部全部采用预制盖板进行封闭，单块预制盖板尺寸为：长 1.6m宽 0.5m厚 0.12m。进水池要定期清淤，及时清理杂物，保持水流清洁，以确保管灌系统稳定运行。 B管槽开挖设计 管槽开挖深度由灌区最大冻土层深度确定，开挖槽底宽取 0.5m，边坡 1：0.75。 C闸阀井、排水井 依据管灌运行管理及划分情况，考虑干管向支管分水，干、支管连接处设闸阀井，各支管末端设置排水井，排水井井底铺卵石层以渗水。闸阀井、排水井结构形式均为圆形，井盖为预制 C25 钢筋砼结构，直径 1.5m，厚 6cm；井壁为 M10 水泥砂浆砌砖结构

10、，直径 1.5m，深 1.75m，厚 24cm，井壁内侧抹面为 M10 水泥砂浆，厚 2cm。 D镇墩设计 干支管弯头连接处设镇墩，结构采用 C20 现浇砼结构。 （3）管道尺寸的确定 管材 地埋塑料管采用高压PVC管。管道尺寸确定、经济流速 根据有关资料介绍薄壁PVC管流速V管=1.0-2.0m/s、管径确定：D=1.13Q/V 式中A经济断面 D管道设计内径 Q管道设计流量（m/h） V管道适宜流速（m/s） 依据上式计算成果并参考生产厂家产品规格尺寸确定各管段管径，详见管道平面图。(4)水头损失计算、沿程水头损失 公式：hf沿=.LQm/dn 式中 hf沿沿程水头损失（m） L管路长度（

11、m） D管道内径（mm） 、m、n分别为：摩阻系数、流量指数、管径指数 =0.948105 m=1.77 n=4.77 依据上式在管网布置图上确定最不利管线，逐段计算沿程水头损失，累加为总沿程损失。详见水头损失计算表。、局部水头损失 取沿程水头损失10%作为局部水头损失，即hf局=0.1 hf沿。详见水头损失计算表水头损失计算表井号管段管长管径流量hf沿hf1#130031575.82.092.301230025037.93.874.252#130020075.82.092.291230016037.93.874.253#14503151015.215.721230025050.56.437.

12、074#14002001014.635.081230016050.56.437.07 (5)配套管件及附属建筑物设计 给水栓 该工程给水栓共设计650个，全部采用螺杆式给水栓，水栓体与竖管用承插连接，铁丝包箍，胶圈止水。安全阀 每眼井管路首端安装一个可调节弹簧式安全阀。出水口为防止给水栓出水冲刷毛渠和损坏给水栓，每个给水栓处建一座出水口，采用给水栓钢制外罩（2mm厚钢板），C20砼稳定墩。管道沟及毛渠管道沟深1.8米，底宽0.5米，开挖时一侧抛土，毛渠按设计流量和实际地形修筑，满足不冲不淤要求。管路首端进水池与管道连接处设闸阀、压力表、安全阀、逆止阀，管路在进水池出水口直接与地下输水管路连接。

13、 (2) 喷灌工程设计项目区节水灌溉总面积总计为9608亩，其中6300亩采用指针式喷灌和卷盘喷灌，微灌等节水灌溉工程形式。 设计依据设计依据： （1）牧区草地灌溉与排水技术规范（SL334-2005）； （2）喷灌工程技术规范（GB/T 50085-2007）； （3）喷灌工程技术。 设备要求依据以上规范要求指针式喷灌设备的技术指标如下： （1）配置下垂软管式低压喷头，喷灌均匀系数不低于85%，喷灌强度与雾化指标要符合国标要求。 （2）中心支点和桁架要标准化设计，达到通用化，中心支撑采用C型钢，中心支点与首跨采用柔性连接，以适应地块坡度变化要求。 （3）跨体主管法兰连接采用内镶式橡胶密封件，

14、密封圈不能外露，防老化和紫外线的照射的保护措施。 (4) 主跨管出水口需采用焊接加固，主跨管内壁无凸起，对水流不产生阻挡，降低水流沿程损失。 (5) 塔架车控制塔盒盒体采用双层中空结构设计，塔盒开启需具备安全自锁结构，仅在切断电源的条件下塔盒才能打开。 (6) 塔架车构架采用单腿C型钢支撑，车轮中心距不小于4.2米，以确保设备良好的通过能力和行走稳定性。（7）输水管为镀锌钢管，要符合国家标准节水型产品技术条件与管理通则GB/T18870-2002，（8）爬坡能力为25%，地隙大于2.7m。 喷灌工设计说明项目区节水灌溉9608亩采用喷灌，管灌，微灌和滴灌等节水灌溉工程形式，其中喷灌选用指针式喷

15、灌机和卷盘喷灌机进行灌溉，总控制喷灌西片区6300亩，东片区2972亩，根据地块现状共布设13套指针式喷灌机机组和两套卷盘喷灌机，每套机组控制面积121亩到525亩不等。1指针式喷灌项目区地块为起伏坡地，根据指针式喷灌机对坡度的适应性以及规模化，机械化灌溉的特性，选用指针式喷灌机。 大型指针式喷灌机的喷灌方式是一种实用高效的灌溉手段，它具有低压喷洒，洒水均匀和投资回报效率高等优点。指针式喷灌机需有比较宽敞的空间进行旋转，有长度为59m、54m、48m的跨架，有4米到19米的多种悬臂可选用，根据地块的实际大小，选择合适跨体长度和悬臂组合以最大化利用地块。技术特点：能耗低，灌溉均匀度高；高效节水，

16、节水量达到75以上；安装简便，操作简单，使用安全；使用寿命长，整机的平均使用寿命在20年以上，PVC管寿命10年以上。本次设计选用的指针式喷灌机应有比较宽敞的空间进行旋转，指针式喷灌已经被证明是一种实用高效的灌溉手段，它具有洒水均匀和投资回报效率高等优点。指针式喷灌机的技术特点：(a)、喷灌机的旋转臂越长、每公顷的灌溉成本越低；(b)、全自动的电子控制系统；(c)、能在低水压条件下作业；(d)、无需人力或拖拉机牵引。 布置原则 充分利用该喷灌机的优点，采用不同喷洒半径的喷灌机交叉使用，使土地充分灌溉。 喷灌机的喷洒范围间要留出适当的干燥空间，以便放置供配电设备。 放置同一台喷灌机的地块高差不大

17、于25%。 机组交叉的间隙要适当，防止运行期喷灌机臂相遇相互损伤。依据项目区地形和以上布置原则，本次设计选用指针式喷灌机。该项目区内共设置113套指针喷灌机组，工程布置详见节水灌溉示范项目实施方案工程平面布置图。设计依据节水灌溉工程技术规范GB/T503632006喷灌工程技术规范GB/T50085-2007 喷灌设备要求依据喷灌工程技术规范，指针式喷灌设备的技术指标如下：（1）配置下垂软管式低压喷头，喷灌均匀系数不低于85%，喷灌强度与雾化指标要符合国标要求。（2）中心支点和桁架要标准化设计，达到通用化，中心支点与首跨采用柔性连接，以适应地块坡度变化要求。（3）跨体主管法兰连接采用内镶式橡胶

18、密封件，不能外露，防老化和紫外线的照射的保护措施。(4) 主跨管出水口需采用焊接加固，主跨管内壁无凸起，对水流不产生阻挡，降低水流沿程损失。 (5) 控制塔盒的开启需具备安全自锁结构，仅在切断电源的条件下塔盒才能打开。 (6) 塔架车车轮中心距不小于4.2米，以确保设备良好的通过能力和行走稳定性。（7）输水管为镀锌钢管，要符合国家标准节水型产品技术条件与管理通则GB/T18870-2002，（8）爬坡能力为25%，地隙大于2.7m。 系统布置根据项目区地形选择喷灌机，以项目区1号机组为例，1号机组控制半径为292m，控制面积为401，选择喷灌机共5跨，跨长为59m跨体一跨，跨长为54m跨体四跨

19、，在喷灌机末端加装19m悬臂，满足设计要求。按项目区灌溉水源水量和喷灌机工作流量，需根据不同设备覆盖面积，制定每台机组的系统流量。项目区内有高压线，但不满足输电要求，需对水源首部及大型机组进行部分输电及配电线路布置，要求输电线路电压10kV，配电线路电压0.38kV，由变压器进行电压调节。指针式喷灌机喷洒图形为圆形，在运行过程中各机组之间或地角易形成漏喷区，为了提高土地利用率，可在末端加装尾枪，但鉴于项目地所在区域风力较大，蒸发量大。项目地土壤非纯砂壤土，在高水压打击条件下容易被压实，而且地块非平坦土地，容易造成局部地表径流，故在本方案中不采用末端加装尾枪。 喷灌机设计根据项目区地块面积和作物

20、种植情况，本着经济适用的原则，此次设计按控制面积的不同分别进行典型设计。喷灌机性能见表3.3-1。表3-1 指针式喷灌机组性能表控制半径（m）59米跨数54米跨数末端悬臂长（m）控制面积(亩)系统总流量(m3/h)入口压力(bar)292114194011002.061 灌溉系统流量设计 根据喷灌工程的喷洒原理，按满足作物最高日需水量进行计算，系统流量按下式计算：=977（m3/h）式中：Q灌溉系统设计流量，m3/h； Ea作物最高日耗水量，紫花苜蓿Ea=0.008m/d； A典型设计灌溉面积， A项目区=401亩(圆形喷洒面积)； t日工作小时数，t=22h；经计算得： Q=97m3/h ，

21、选用出水量Q=100m3/h的水泵1台，才能满足系统需水的要求。 E2060-G 292m（DYP-292）大型指针式喷灌机设计A水源工程配置选用的DYP-292指针式喷灌机系统要求总流量为100m3/h，设计利用地表水作为喷灌机的供水水源，采用1台出水量100m3/h的离心泵供水。因该项目为节水项目，故水源建设考虑最佳位置，现以1号喷灌机组所控制地块为典型地块进行设计，喷灌机田间管道与水源布置见平面布置图。B管网系统布置供水水源设在地块边缘，通过PVC输水管道由水源直接供给喷灌机。因供水距离300米，为较少沿程水流损失，选择200PVC , PVC管道内径采用以下经验公式计算水流速度：式中

22、： d管道内径，mm；Q设计流量，本工程设计流量94m3/h（0.026m3/s）；V管道内的经济流速，取11.5m/s；通过计算，本次设计管道管径选取200（内径194），管材为PVC，管道内流速为1.34m/s。喷灌机以供水口为圆心做圆周运动，单台喷灌机控制401亩草场。根据作物生长的不同时期，可调整喷灌机旋转时间和速率。C工作制度制定每次灌水时，先打开机泵，然后再运行指针式喷灌机。为降低蒸发损失和飘移损失，工作尽量安排在夜间，每天计划工作18h-24h。项目区土壤主要为沙壤土,最大允许喷灌强度P=15mm/h,喷灌机机组控制面积为401亩，为防止喷灌机喷水量过大产生地表径流，故喷灌机每转

23、一圈供水量应控制在4300m3以内,喷灌机每小时出水量100 m3,则喷灌机转一圈控制在46小时以内。本次设计29.3小时转一圈，每亩地每次喷水量为6.5m3，灌溉定额为26 m3/亩，则喷灌机转4圈可以满足灌水需求。喷灌机在7.5天内即可完成424亩的喷灌，灌水周期小于设计灌水周期8天，满足设计要求。D水力计算a管道沿程水头损失计算式中：hf管道沿程水头损失，m；f摩阻系数，f=94800；Q管道流量，Q 主=94m3/h ，Q 支=03/h； d管道内径，d主=194，； m流量指数，m=1.77； b管径指数，b=4.77； L管长， b管道局部水头损失hj按沿程水头损失的10%计算。具

24、体结果见表4.3-2。经计算得，汇流后管道总水头损失为7.03 m。hf主=6.39mhj主= 0.64m表3-2 DYP-292型喷灌机-#21地块PVC管道水头损失地块号与输水管长度（m）直径（mm）承受压力（MPa）水头损失（m）备注沿程局部合计11#3102000.632.390.643.031#水泵向喷灌机供水E水泵的选型a. 喷灌系统设计扬程计算喷灌系统的设计扬程应按下式计算：H= hf+hj+hmin+h动+h泵式中：hf沿程水头损失（m），hf= hf 主+ hf 支=6.39m；hj局部水头损失（m），hj = hj主 +hj支 =0.64m；hmin喷灌机入口压力（m），h

25、min=21m；h泵泵房内的水头损失（m），一般取3m，取3mh动水源水位差深，h动=1m。经计算：水泵设计扬程为32.03m。b.水泵的选型根据移动式喷灌设备的总扬程和总流量确定水泵的型号。本次设计水源井选用1台200QJ63-48/4型离心水泵，选取的水泵性能及参数见表3.3-3。表3-3 潜水泵性能及参数编号水泵型号流量（m3/h）扬程（m）配套功率（KW）数量（台）12200QJ63-4810033121砼重力机座为了稳固指针式喷灌机，在喷灌机中心需建一座砼重力机座，用来支撑喷灌机中心的支架。指针式喷灌典型地块一示意图PVC供水管道R292m离心加压泵401亩 埋深与回水装置管道全部设

26、计为地埋管道。本次设计埋深为0.6m，该埋深完全能保证管道的正常运行。沟槽断面底宽0.5m，上口宽1.0m，深度0.6m，弃土堆放在管沟同一侧，最少1.0m以外。为防止管内排水不净冬季结冰破坏管道，根据项目区内地面坡差整高程走向的具体情况，选用向PVC末端排水方式，在地埋管道的末端管处下边设置2寸回排管接头，管道埋设比降为1:2000，首端高高，末端低，以便管道中的余水排出。 水泵与管网连接方式 选用水泵管到出水口用连接弯管到地下与地埋管道连接，本方式不用单向阀，减少水锤冲击。 出水口立管防冻拔措施一是在出水口立管上涂一层黄干油、包上一层塑料膜，再回填沙土。二是在出水口立管周围填粗砂，降低含水

27、率，防止冻拨。 供电设计项目区需新建电力配套设备及高低压线路，为喷灌设备及水泵供电，水源泵配备配电柜，设于泵房内。喷灌机及机电泵用电从变压器直接接低压电缆。新建泵房变配电工程包括配电线路，变电工程，所选水泵的电动机为低压电动机，在满足降低起动电流并保证起动转矩的要求的情况下，采用自藕变压器起动。为保证电气接线、低压电器的安装及相关构筑物的施工质量要严格按照电气装置安装工程施工及验收规范进行操作。本设计内容包括：取水泵房室内开关设备电气安装设计、动力及照明电气安装设计。 负荷性质和供配电电源及运行方式输电线路：10KV负荷性质：低压动力供电电源：0.38KV 电气设备的防火井房内电气设备的防火，

28、应贯彻“预防为主，防消结合”的消防工作方针，预防火灾，减少火灾危害。应积极采用先进的防火技术，做到保障安全，使用方便，经济合理。 照明泵站应设置正常工作照明、事故照明以及必要的安全照明装置。照明装置电压宜采用交流220V，泵房照明电源应由固定可靠电源供电；安装高度低于2.5m时，应采用防止触电措施或采用1236V安全照明。 变压器的选择变压器的选择中考虑负荷率在0.75为宜，此时变压器运行安全可靠，经济节能。（主要由于变压器的工作原理及工艺、材料、结构等因素决定的）。采用需要系数法确定计算负荷。Pjs=Kx.Ps Qjs=Pjs.tg 式中：Ps设备总容量（不计备用设备容量）；Kx需要系数，它

29、与用电设备的工作性质、台数、设备效率和线损有关，泵的电动机设备负荷需要系数0.8；cos功率因数，泵的电动机的设备负荷功率因数0.8； tg用电设备组的功率因数角对应的正切值，泵的电动机的设备负荷功率因数角对应的正切值0.75。项目区供电工程需新架设高压线路1.76km，铺设低压线路3.485km，项目区需2台100KVA变压器，1台50 KVA变压器。 3、工程勘测设计质量、进度、安全管理措施及方案（1）工程设计工作质量管理方案 (1)、前期对职工进行“质量第一”的教育；认真推行质量管理，提高勘察设计质量。 (2)、勘察工作要正确反映客观实际，对现场地形、地质概况、原有设备状况以及使用情况等原始资料的收集必须准确、齐全，以满足编制设计文件的要求。对勘察的原始资料不得遗失或任意涂改。 (3)、对设计文件进行严格的审定进行层层把关，重大的技术方案和技术问题必须经总工程师审定。 (4)、设计人员对勘察、设计、施工和竣工投产全过程的设计工作负责，对设计文件存在的质量问题负责解决及修正。施工中有必要到现场才能解决的问题，设计人员应到现场解决。 (5)、设计所应指派设计人员参加设计会审，施工图技术交底，竣工验收等工作，并应定期对有代表性或重点的工程设计项目进行回访。 (6)、勘察设计中发生的差错及质量问题，除在原始的设计文件中予以更正外，还应进行登记统计。 (7）、设计院组织设计竞赛，设