1、农田低压管道输水灌溉工程技术规范(GBT20203)四、计算方法及过程(1)基本资料(2)水量平衡计算(3)灌溉制度设计(4)轮灌制度设计(5)管网水力计算(6)水泵及动力复核(7)计算成果分析(8)地块管网主要工程量表a、地形地貌该地块位于付家台村,地块形状为长方形,灌溉面积20亩。地块高差较大。b、土壤资料该地区土壤为壤土,土壤容重为1.44g/cm3,田间持水量为23.5(重量百分比)。c、作物种植情况地块内种樱桃树。d、气象资料该地区多年平均降雨量为677mm,一般集中在69月份。冻土层深度为80cm。e、水文、水资源地块现有泵站一座,设计出水量70m3/h。f、运行管理该地块配套管灌
2、措施后,村委会协同村用水者协会将委派专人对系统进行管理。根据灌溉面积和灌溉设计供水强度,计算管灌灌溉系统所需的最小供水流量。地块灌溉面积共计20亩。故取系统日平均工作时间t=16.8h,设计灌水周期为10.2天。式中:Q0灌溉系统设计流量,m3/h;控制性的作物种植比例,取1;m设计净灌水定额,60.91mm;A灌溉面积,210亩;灌溉水利用系数,取0.8;T设计灌水周期,10.2d;t日平均工作时间,18h。现有机井出水量为70m3/h,根据水量平衡计算,因为Q0 小于70m3/h,所以该机井可满足灌溉系统的要求。该地块土壤容重为1.44g/cm3,田间持水率为23.5%,拟采用管灌灌溉方式
3、,灌溉水利用系数为0.8。作物耗水高峰期的设计耗水强度取6mm/d,计划湿润层深度为0.6m,设计净灌水定额按式(3-1)计算,设计灌水周期按式(3-2)计算,实际灌水周期按式(3-3)计算。经计算,设计净灌水定额为60.91mm(40.61m3/Mu)。设计灌水周期为10.2天,取实际灌水周期为10天。各设计参数及计算结果详见表3-1。 (3-1)m设计净灌水定额,mm;s土壤干容重,1.44g/cm3;h土壤计划湿润层深度,0.3m;1土壤适宜含水量(重量百分比)上限,取田间持水量的0.95;2土壤适宜含水量(重量百分比)下限 ,取田间持水量的0.65。 (3-2) (3-3)T设计灌水周
4、期,d;实际灌水周期,d;设计耗水强度,6mm/d。其余符号意义同式(3-1),式中相关数据详见表3-1。表3-1 灌溉制度设计参数表内 容单位参数参数或结果设计耗水强度mm/d6适宜含水量上限%22.33计划湿润层深度m0.6适宜含水量下限15.28土壤容重g/cm31.44设计净灌水定额mmm60.91田间持水率23.5设计净灌水定额m3/Mu40.61灌溉水利用系数0.8设计灌水周期Td10.2灌溉面积Mu210实际灌水周期T110为方便灌溉运行管理,单个给水栓的灌溉面积按平均2500m2控制,并考虑地块形状适当调整。灌溉系统设计流量为58.09m3/h,因此水泵流量为63m3/h即能满
5、足要求。210亩共布设50个给水栓,每次开启2个给水栓,共组成25个轮灌组。每个轮灌组一次灌水延续时间为6h,系统日平均工作18h,每天灌溉3个轮灌组,10天共灌25个轮灌组。实际毛灌水定额按式(4-1)计算,一次灌水延续时间按式(4-2)计算。各设计参数及轮灌制度计算结果详见表4-1。 (4-1)实际毛灌水定额,mm;1实际灌水周期,10d; (4-2)t一次灌水延续时间,h;A一个给水栓的灌溉面积,2500m2;qa一个给水栓的出口流量,31.5m3/h。其余符号意义同前,式中相关数据详见表4-1。表4-1 轮灌制度设计表实际毛灌水定额75一次灌水延续时间h给水栓间距50轮灌组数目组25系
6、统日平均工作小时18a、首部枢纽及控制系统该地块内现有机井1眼,位于地块的北部,现有井房一座,现有水泵及首部设备能满足灌溉要求。b、管网布置地块灌溉面积210亩,根据地块形状及机井与地块相对位置布置管网。主干管从机井先沿南北后东西方向布置,各条支管垂直干管南北向铺设,支管平均间距为50m,支管上给水栓平均间距为50m,主管及支管均采用PVC-U管道,地埋铺设,埋深0.8m。该地块内共设泄水井1个。管网布置图见图5-1。水力计算根据轮灌制度和轮灌编组计算管道系统的工作水头,选取管线最长的灌组和管线最短的组分别进行计算。管道沿程水头损失按式(5-1)计算,系统的水力计算详见表5-1。 (5-1)h
7、f沿程水头损失,m;Q管道设计流量,m3/h;f摩阻系数,94800;m流量指数,1.77;b管径指数,4.77;L管道计算长度,m;d管道内径,mm。图5-1 东谷村地块管灌管网布置图表5-1 输水管网的水力计算表项目内容计算结果轮灌组124给水栓编号高#低#系统出口水头0.5给水栓水头损失支管水力计算管道材质PVC-U长度135114管道内径103.6计算流量m3/h31.5摩阻系数f94800流量指数m1.77管径指数b4.77支管沿程水头损失1.41.18支管局部水头损失0.070.06支管进口流量支管进口压力2.472.24干管水力计算219449148.863干管沿程水头损失1.3
8、82.82干管局部水头损失0.14出水口中心与地面高差m 0.15干管进口流量干管进口压力4.273.35经计算,井距离最高的为最不利轮灌组,管道系统工作水头为4.27m;距离最低的轮灌组,管道系统工作水头为3.35m。则管道系统设计工作水头为4.27m,其流量为31.5m3/h。灌溉系统设计扬程,按式(6-1)计算,灌溉系统设计扬程详见表5-1。 (6-1)Hp灌溉系统设计扬程, m;H0管道系统设计工作水头, m;Zd机井动水位70m水泵吸水管进口至管道系统进口之间的管道沿程水头损失,m;水泵吸水管进口至管道系统进口之间的管道局部水头损失,m;ho系统首部水头损失,取3m。经计算,灌溉系统
9、设计扬程为108.44m,流量为63m3/h。现有水泵满足灌溉系统要求。该地块位于熊耳营,地块面积210亩,地块坡度较大,现有机井1眼,出水量为70m3/h,采用管灌的灌溉方式。现有井房破旧,新建井房1座、配套水泵及首部设备一套。根据计算,确定控制系统日平均工作18h,每个轮灌组一次灌水延续时间为6h。每天灌溉3个轮灌组,每个轮灌组开2个给水栓,灌水周期为10天,共灌溉25个轮灌组。确定干管管道管径为dn160,支管管道管径dn110。经分析,该地块灌溉制度选取合理,管网布置合理,管径选择合理。表8-1 熊耳营地块主要工程量表序号规格数量PVC-U管dn160,0.6MPa561 2dn110,0.6MPa2153 3PVC-U异径三通DN160DN110个144PVC-U正三通DN1605PVC-U异径接头dn160110dn110407dn408钢管DN1009钢制正三通32钢制90弯头11给水栓4套12钢法兰片13213法兰82水龙带12015阀门DN15016阀门井1400座17管道土方开挖m31863管道土方回填1585 19镇墩砼C1520泄水阀dn2521泄水井80022土壤调理剂kg23保水剂1176抗蒸腾剂瓶
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