蔬菜地喷灌工程规划设计.docx
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蔬菜地喷灌工程规划设计
课程设计：
蔬菜地喷灌工程规划设计
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。
１．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1.5m。
水质基本符全要求。
２．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。
３．土壤
属中壤土，肥力中等，稳定入渗强度为10mm/h。
４．灌溉资料
田间持水率为32%（占土体体积百分数，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20~30%，在需水高峰期间，蔬菜的需水强度为7.5mm/d。
５．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。
二、设计内容（步骤）
１．工程规划。
选择泵站位置，确定干管位置，对管网进行总体规划。
２．选择喷头，确定喷头的组合间距。
应满足对喷灌强度、喷灌均匀度和喷灌雾化程度的要求。
３．绘出管网布置详图。
比例尺1:
500。
４．计算喷灌灌溉制度。
计算灌水定额、灌水时间和灌水周期。
５．确定喷灌工作制度。
６．管道设计。
选择管材，确定管径，推算管道沿程损失和局部损失。
７．选择水泵和电机，确定水泵的安装高程。
８．绘出管网施工图。
比例尺1:
500。
９．列出材料及设备明细表。
三、设计成果
１．设计说明书（30~40页）。
２．喷灌系统规划布置图１张。
３．管网施工图１张。
四、参考书
１．灌溉与排水（教材，房宽厚编）
２．喷灌工程设计手册
３．喷灌工程技术规范（GB85-85）
马清河灌区灌溉系统的规划设计
一、基本资料
（一）概况
灌区位于界荣山以南，马清河以北，（20m等高线以下的）总面积约12万亩。
气候温和，无霜期长，适宜于农作物生长。
年平均气温16.5℃，多年平均蒸发量1065mm，多年平均降水量1112mm，马清河灌区地形图见附图。
灌区人口总数约8万，劳动力1.9万。
申溪以西属兴隆乡，以东属大胜乡。
根据农业规划，界荣山上以林、牧、副业为主，马头山以林为主，20m等高线以下则以大田作物为主，种植稻、麦、棉、豆等作物。
灌区上游土质属中壤，下游龙尾河一带属轻砂壤土。
地下水埋深一般为4~5m,土壤及地下水的PH值属中性，无盐碱化威胁。
界荣山、龙尾山等属土质丘陵，表土属中粘壤土，地表5~6m以下为岩层，申溪及吴家沟等沟溪均有岩石露头，马头山陈村以南至马清河边岩石遍布地表。
吴家沟等沟溪纵坡较大，下切较深，一般为7~8m，上游宽50~60m，下游宽70~90m，遇暴雨时易暴发洪水，近年来已在各沟、溪上游修建多处小型水库，山洪已基本得到控制，对灌区无威胁。
马清河灌区为马清河流域规划的组成部分。
根据规划要求，已在兴隆峪上游20km处（图外）建大型水库一座，坝顶高程50.2m，正常水位43.0m，兴利库容1.2×1
总库容2.3×1
。
马清河灌区拟在该水库下游
断面处修建拦河坝式取水枢纽，引取水库水发电则利用尾水进行灌溉。
断面处河底高程30m，砂、卵石覆盖层厚2.5m，下为基岩，河道比降1/100，河底宽82m，河面宽120m。
水库所供之水水质良好，含沙量极微，水量亦能完全满足灌区用水要求。
（二）气象
根据当地气象站资料，设计的中等干旱年（相当于1972年）4~11月水面蒸发量（80cm口径蒸发皿）及降水量见表1及表2。
表1设计年蒸发量统计
月份
4
5
6
7
蒸发量（mm）
97.5
118.0
143.7
174.9
月份
8
9
10
11
蒸发量（mm）
196.5
144.7
101.1
75.6
表2设计年降水量统计
日
月份
4
5
6
7
8
9
10
1
7.6
4.6
2
12.7
17.4
18.5
3
3.4
1.9
7.3
4
92.0
5
5.3
1.2
10.8
6
4.8
7.9
2.8
7
8.6
28.5
8
2.5
9
19.1
10
3.6
11
2.5
2.1
12
1.9
6.4
13
7.5
2.3
14
12.1
1.9
1.9
15
10.0
16
6.0
4.1
3.5
32.8
17
24.5
18
1.3
19
1.6
20
4.3
12.6
11.5
21
1.8
18.5
22
2.1
10.6
49.2
2.5
3.6
23
1.4
10.7
4.5
24
35.4
7.4
25
6.2
26
1.5
27
1.1
28
1.5
3.7
29
30
7.7
31
3.6
月计
72.9
108.5
107.3
39.8
25.0
37.3
103.5
（三）种植计划及灌溉经验
灌区以种植水稻为主，兼有少量旱作物，各种作物种植比例见表3。
表3作物种植比例
作物
旱稻
中稻
双季晚稻
棉花
种植比例（%）
50
30
50
20
根据该地区灌溉试验站观测资料，设计年（1972）早稻及棉花的基本观测数据如表4及表5所示；中稻及晚稻的丰产灌溉制度列于表6。
表4早稻试验基本数据
生育阶段
复苗
分蘖前
分蘖后
孕穗
抽穗
乳熟
黄熟
全生育期
起止日期（日/月）
25/4~4/5
5/5~14/5
15/5~1/6
2/6~16/6
17/6~30/6
1/7~11/7
12/7~20/7
25/4~20/7
天数
10
10
18
15
14
11
9
87
模比系数（%）
7
8
18
25
21
13
8
100
田间允许水层深（mm）
10-30-50
10-40-80
20-50-90
20-50-100
20-50-90
10-40-50
湿润
渗透强度（mm/d）
1.3
1.3
1.3
1.3
1.3
1.3
1.3
注：
全生育期需水系数a=1.0。
表5棉花试验基本数据
生育阶段
幼苗期
现蕾期
开花结铃期
吐絮期
全生育期
起止日期（日/月）
21/4~16/6
17/6~28/7
29/7~26/8
27/8~6/11
21/4~6/11
模比系数（%）
18
30
24
28
100
地下水补给量占作物需水量的（%）
10
20
22
25
计划湿润层深（m）
0.4~0.5
0.5~0.6
0.6~0.7
0.7
注：
计划产量120kg；需水系数k=2.67m3/kg；土壤空隙率为48%（占土体的%）；土壤适宜含水率上限为88%，下限为61.6%（占空隙%）；田间最大持水率为88%（占空隙%）；播种时，计划层土壤储水量为102m
/亩。
二、设计要求
（1）根据基本资料用水量平衡法（列表计算）制定早稻及棉花的灌溉制度，建议编程计算或利用Excel计算。
（2）根据所制定的早稻及棉花的灌溉制度以及表6所给出的中稻及双季晚稻的灌溉制度资料，编制全灌区的灌水率图，并进行修正，使其符合要求。
在制定灌水率图时，建议采用的一次灌水延续时间如下：
早、中稻泡田8~12昼夜；双季晚稻泡田5~7昼夜；各类水稻生育内一次灌水的延续时间3~5昼夜。
棉花生育期内一次灌水延续时间5~10昼夜。
表6中稻、双季晚稻设计年丰产灌溉制度
中稻
双季晚稻
灌水次序
灌水时间
（日/月）
灌水定额
（
/亩）
灌水次序
灌水时间
（日/月）
灌水定额
（
/亩）
1（泡田）
7/5
75
1（泡田）
19/7
70
2
26/5
25
2
27/7
15
3
4/6
25
3
1/8
25
4
10/6
25
4
7/8
20
5
20/6
30
5
12/8
25
6
2/7
30
6
23/8
30
7
8/7
30
7
27/8
30
8
14/7
30
8
31/8
30
9
22/7
30
9
6/9
30
10
29/7
25
10
12/9
30
11
10/8
20
11
19/9
30
12
30/9
20
灌溉定额345（
/亩）
灌溉定额355（
/亩）
（3）确定渠首枢纽的位置及形式。
在1/25000地形图上布置引水干渠、支渠及骨干排水沟，并布置主要干道，以及主要渠系建筑物。
在灌区中部选择一条支渠布置斗、农级渠道。
（4）推算典型支渠各级渠道的设计流量及灌溉水利用系数；推算其它各支渠渠首及干渠各段的设计流量。
（5）设计干渠各段的纵横断面及典型支渠纵横断。
（6）设计典型斗渠和典型农渠纵横断面，斗渠采用混凝土衬砌梯形断面，农渠采用混凝土衬砌U形断面。
（7）渠道土方量计算。
（8）计算灌溉渠系工程概算投资。
三、设计成果
（1）设计说明书25~35页（小4号字，1.5倍行距，A4纸打印）。
要求说明设计的步骤、依据的理论、采用的公式或方法，必要时将计算成果列入表格。
（2）设计图纸包括灌溉系统规划布置图，干渠纵横断面图，以及支、斗、农渠横断面图（共3张，均为A2图幅、CAD绘图）。
马青河灌区灌溉系统规划设计指导书
一、灌区开发缘由
（一）基本情况
任务书中P.1“概况”。
（二）灌区开发的必要性和可行性
根据作物需水要求，目前的灌溉与排水条件，灌区开发的有利条件。
二、灌排渠系与渠系建筑物规划布置
（一）水源与取水口选择
以马清河为灌溉水源。
取水口宜取在凹岸中点偏下游处（说明缘由）。
（二）各级渠道和排水沟布置
1、干渠与干沟
2、支渠与支沟
3、斗渠与斗沟
布置形式：
灌排相邻布置
间距：
400-800m
4、农渠与农沟
布置形式：
灌排相邻布置
间距：
100-200m
（三）渠系建筑物布置
进水闸、分水闸、节制闸、渡槽、倒虹吸、泄水闸、退水闸等。
三、计算渠道设计流量
（一）确定工作制度
干支渠续灌，斗、农渠轮灌（各分两组）；
（二）计算典型支渠设计流量
先分别计算出支渠田间净流量、农渠田净流量和农渠净流量；
逐级推算农渠、斗渠、支渠的设计流量
（三）计算干渠设计流量
逐段计算、最后计算灌区灌溉水利用系数。
五、水位推算
（一）选择参考点
选择灌区最难控制的点
（二）推算农、斗、支渠水位
分别推算农首、斗首、支首水位
（三）推算干渠水位
逐段推算
（四）确定引水方式
是无坝取水，还是有坝取水
六、渠道横断面设计
（均为土渠、均采用梯形断面）
（一）干渠各断面设计
1.计算设计过水断面
采用经济实用断面；
（1）拟定偏离系
=1.01~1.04；
（2）计算
（3）计算宽深比
（4）
（5）
（6）校核不冲不淤
清水渠取0.3~0.4
要求
<
<
2.计算最小水深和加大水深
迭代法：
（1）计算
（2）初拟
（或
）代入下式
或
则计算终止，否则令
继续迭代，一般需2~3次即可。
（二）支渠断面设计
采用经济实用断面
（三）斗渠断面设计
采用水力最优断面：
（1）计算宽深比
（2）
（3）
（4）校核不冲不淤
清水渠取0.3~0.4
要求
<
<
（四）农渠断面设计
采用最优水力断面
绘出干渠、支渠横断面图。
七、渠道纵断面设计
只设计干渠纵断面
绘出干渠纵断面图
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