桑塔木农场果树滴灌工程设计doc.docx
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桑塔木农场果树滴灌工程设计doc
第二节滴灌工程典型设计
滴灌工程典型设计选择桑塔木农场果树滴灌1#电井为例。
工程面积649亩，种植品种为香梨。
香梨种植密度为3m×5m，即株距3m，行距5m。
每亩平均种植44株。
一、工程布局
1#电井控制面积649亩，划分为72个轮灌小区，每天灌溉9个轮灌小区，8天灌完。
系统干管管径160mm～90mm，分干管管径63mm，支管管径63mm，毛管管径25mm。
具体详见图5—2—1。
二、果树需水量分析
梨树最大日耗水强度的确定：
北方地区梨树全生育期日需水强度见表5—2—1。
表5—2—1梨树全生育期日需水强度及比系数
月份
项目
4
5
6
7
8
9
日需水强度（mm/d）
比系数
图5—2—1桑塔木农场果树滴灌1#电井布置示意图
梨树需水高峰期发生在8月份，最大日需水量为，结合新疆阿克苏地区气候干旱和香梨日耗水的实际情况，梨树最大日耗水强度取为：
Ea=/d。
三、灌溉制度的拟定
⒈灌水周期的确定
根据当地实际情况，香梨灌水周期为10d，滴灌工程实施后，为了确保梨树能够及时得到灌溉，灌水周期定为：
T=8d。
⒉灌水定额的计算
ｍ=（T×Ea）/η
式中：
ｍ——设计灌水定额，mm；
T——灌水周期，d；
Ea——耗水强度，mm/d；
η——微灌水利用系数。
将T=8，Ea=3.96，η=0.9，代入上述公式计算得：
ｍ=。
四、梨树滴灌系统设计参数的选择
⒈设计土壤湿润比：
根据《微灌工程技术规范》SL103—95，梨树滴灌的设计湿润比取30%。
⒉设计灌水均匀度为85%以上。
⒊灌溉水利用系数：
根据《微灌工程技术规范》SL103—95，滴灌灌溉水利用系数为0.90。
⒋灌水器采用管上式补偿性滴灌管。
管径Φ12，滴头间距，单滴头设计流量为qd=a，设计工作压力hd=0.05～0.15Mpa。
五、管道布置
机电井控制区管道从系统首部出发，向南引出干管，干管管径160mm～90mm；与干管垂直引出分水管，分水管管径63mm；平行于分水管引出支管，支管管径63mm；垂直于支管引出毛管，毛管管径25mm，与树行平行布置；毛管上接滴灌管，滴灌管绕树布置。
六、工作制度的确定
⒈ 一次工作时间的确定
t＝m×St×Sr／qd
式中：
t——一次灌水延续时间，h；
m——设计灌水定额，mm；
St——毛管间距，m；
Sr——灌水器间距，m；
qd——灌水器设计流量，L/h。
将m=，St=5m，Sr=3m，qd=45L/h，代入上述公式计算求得：
t=12h。
⒉ 轮灌组的划分
系统灌水周期为8d，日工作时间取18h，一次灌水历时12h，因此项目区划分为12个轮灌组，日进行1.5个轮灌组，轮灌组分区情况见表5—2—2。
表5—2—2轮灌分组表
项目区
小区编号
每次轮灌面积
轮灌次数
灌溉面积（亩）
备注
1#电井
5
12
108
6
12
108
7
12
108
8
12
108
9
12
108
10
12
108
合计
648
轮灌组工作情况见表5—2—3。
表5—2—3轮灌分组工作表
分区
项目
1#果园
备注
灌水周期（d）
8
日工作时数（h）
18
轮灌组一次工作历时（h）
12
日工作组数（个）
总轮灌组数（个）
12
轮灌小区总数（个）
72
每次轮灌小区数（个）
9
每次轮灌面积（亩）
81
灌溉总面积（亩）
649
七、系统流量的推求及管径选择
各级管道流量推求及管径选择见表5—2—4。
表5—2—4干管各管段流量推求及管径选择表
项目区
管段编号
管段
管道外径
（mm）
管道内径
（mm）
流量
（m3/h）
管道流速
（m/s）
管段长度
（m）
1#电井
8
H～I
63
58
350
9
I～J
90
190
10
J～K
110
190
11
K～井1
160
190
八、管网水力计算
⒈ 毛管长度的校核
⑴ 一条支管控制的灌水小区内设计水头允许水头偏差为：
［△d
式中：
［△h］——一条支管控制的灌水小区内的允许水头偏差，m；
hd——灌水器设计工作压力，m。
计算得：
［△×15=6m
⑵ 在平坦地形下，灌水小区设计允许水头偏差在支、毛管间的分配比例：
△h支＝β1［△h］
△h毛＝β2［△h］＝（１－β1）×［△h］
β1＝１／［１＋〔L2/L1〕×〔a1n1〕］
式中：
△h支——支管允许水头偏差，m；
△h毛——毛管允许水头偏差，m；
L1——支管长度，m；
L2——毛管长度，m；
β1——小区允许水头偏差在支管上的分配比例；
β2——小区允许水头偏差在毛管上的分配比例；
n1——支管上单侧毛管的根数；
a1——支管单侧布置毛管时，值为1；
支管双侧布置毛管时，值为2。
⑶ 毛管极限孔数的确定
毛管极限孔数的计算公式为：
Nm×△h2×d）／（K×S×qd
式中：
Nm——毛管的极限分流孔数；
△h2——毛管的允许水头偏差，m；
d——毛管内径，mm；
K——
S——毛管上分流孔的间距，m；
qd——毛管上单孔或灌水器的设计流量，L/h。
最长毛管出现在南区第8轮灌区内，毛管长度L2=100m，支管长度L1=32m，a1=2，n1=7，d=21mm，K=1.2，qd=45L/h。
根据以上公式计算得：
Nm=33，设计毛管最大长度100m，毛管孔数N=33，与允许毛管极限孔数相同，毛管长度满足设计要求。
⒉毛管进口水头的计算
h0＝hd＋K×hf
式中：
h0——毛管进口水头，m；
hd——灌水器设计工作水头，m；
K——水头损失扩大系数，1.1～1.2（毛管取1.2，支管取1.1）；
hf——毛管沿程损失，m。
将hd=15，K=1.2，L=100，F=0.369，q毛=3/h，hf=3.3，代入上述公式计算得：
h0＝。
⒊ 干、支管沿程水头损失计算
按照勃拉修斯公式计算各级管道沿程损失，计算公式为：
h沿＝F××104×L×Q／D
式中：
F——多口系数；
Q——管道中的流量，m3/h；
D——管道的内径，mm；
L——管段的长度，m。
按照系统工作最不利原则，选取系统流量最大，灌水器工作压力高，距离井位较远的小区内的轮灌小区为典型轮灌组，进行系统扬程的推求。
控制区选择小区5为典型轮灌区进行管网水力计算。
各级管道水头损失计算结果见表5—2—5。
表5—2—5滴灌区（小区5）管道水力计算及系统首部压力推求表
管段
管道流量
管道外径
管道内径
管道长度
多口系数
沿程水头损失
局部水头损失
总水头损失
Q（m3/h）
D（mm）
d（mm）
L（m）
F
hf（m）
hj（m）
H（m）
毛管
1.43
25
21
95
0.37
2.89
0.58
3.47
支管
18.01
63
58
32
1
1.78
0.18
1.96
分干管
18.01
63
58
352
1
19.57
1.96
21.53
干管
I～J
36.02
90
84.4
190
1
5.98
0.60
6.58
J～K
72.04
110
103.2
190
1
7.74
0.77
8.51
K～井1
108.06
160
148.6
190
1
2.79
0.28
3.07
合计
40.75
4.37
45.12
九、系统首部水泵扬程的推求
水泵扬程计算公式为：
H泵＝h滴头＋h管网＋h过滤器＋h动水位
式中：
H泵——水泵扬程，m；
h滴头——滴头设计工作压力，m；
h管网——管网总水头损失，m；
h过滤器——过滤器水头损失，m；
h动水位——进水池水位，m。
根据表5—2—5所推求的管网水头损失，计算扬程，其中：
h滴头=15m，三级过滤h过滤器=10m，渠道引水h渠动水位=1m，井取水h井动水位=15m，计算结果见表5—2—6。
表5—2—6水泵扬程计算表
典型区
滴头工作压力
过滤器水头损失
动水位
管网水头损失
水泵扬程
h滴（m）
h过滤器（m）
h动水位（m）
h管网（m）
H泵（m）
小区5
（1#井）
15
10
15
根据表5—2—6计算结果，滴灌区系统流量108m3/h，系统需要最高扬程，选择一台250QJ（R）125—87/3（6613）潜水泵，该泵额定流量125m3/h，扬程87m，配套电机功率45kw。
十、首部工程设计
机电井抽取地下水，水流直接经水泵加压进入过滤工作站和管网系统。
过滤系统设备情况见表5—2—7。
表5—2—7过滤器设备表
设备组合
设备名称
型号
流量
数量
备注
A
离心式过滤器
LX—125
120m3/h
1
B
砂式过滤器
SS—200
140m3/h
1
C
网式过滤器
WSZ—150
100m3/h
1
首部水泵及过滤设备布置见图5—2—2。
图5—2—2首部水泵及过滤设备布置图
十一、投资估算
⒈ 投资估算说明
编制概算的依据：
⑴ 工资标准、人工工资：
每个工日为15元，大车工每个台班为50元；
⑵ 材料、设备管路等的单价采用2001年市场价格；
⑶ 其他费用依据“水利水电工程勘测设计收费定额”、“水利水电基本建设工程设计概算编制有关规定”以及“工程勘测收费标准”等。
其中：
不可预见费：
按工程费的5%计取；
设计费：
按工程费的1.5%计取；
勘测费：
按工程费的1.5%计取；
材料价差费：
按工程费的3%计取；
⒉ 投资估算表
投资估算总投资73.73万元，平均亩造价1137.7元，详见表5—2—8～12。
表5—2—8管道直接材料明细表
序号
名称
规格
单位
数量
单价
金额
备注
1
管材
160
m
190
PVC（0.8Mpa）
110
m
190
PVC
90
m
190
PVC
63
m
350
PVC
25
m
450
PVC
PE
25
m
82500
165000
PE
2
滴灌管
12×
m
171072
PE
3
管件
三通
160×160×160
个
1
PVC
110×110×110
个
3
PVC
90×90×90
个
2
PVC
63×63×63
个
300
PVC
25×1”×25阴螺纹
个
338
PVC
变径
160×110
个
5
PVC
110×90
个
3
PVC
110×63
个
5
PVC
90×63
个
5
PVC
63×25
个
338
PVC
弯头
160×160×90度
个
3
PVC
63×63×90度
个
3
PVC
螺纹接头
63×2”
个
66
PVC
25×1”
个
438
PVC
堵头
63
个
40
PVC
25
个
674
PE
12
个
26500
PE
旁通
12
个
26500
PE
直通
12
个
160
PE
4
球阀
2”
个
40
PVC
5
PVC胶
kg
25
小计
表5—2—9首部工程设备费
序号
名称
规格
单位
数量
单价
金额
备注
1
过滤器
离心＋砂石＋网式
套
1
2
水泵
250QJ（R）125—87/3（6613）
台
1
3
启动柜
SKY37—1J
台
1
小计
表5—2—10土建费
序号
名称
规格
单位
数量
单价
金额
备注
1
阀门井
个
36
2
铺设开挖管道
m
1415
3
井房
座
1
小计
表5—2—11配电工程费
序号
名称
规格
单位
数量
单价
金额
备注
1
高压线路
km
2
低压线路
km
3
增容
KVA
50
小计
表5—2—12工程投资估算总表
序
号
项目名称
总投资金额（元）
亩投资金额（元）
备注
合计
（一）
直接费用
1
管道直接材料费
519606.8
包括：
管材、管件、灌水器
2
首部工程设备费
96000.00
包括：
水泵、电机、启动柜、过滤设备
3
土建费
15325.00
包括：
阀门井、管道开挖、沉淀池、泵房
4
配电工程费
22500.00
包括：
高、低压线路及增容费
5
运费
8000.00
6
安装费
15000.00
（二）
间接费及其他费
60879.00
1
不可预见费
20293.00
取直接费的3%
2
前期勘测费
10146.50
取直接费的1.5%
3
设计费
取直接费的1.5%
4
材料差价
20293.00
取直接费的3%
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