大田滴灌低压管道工程典型设计书.docx

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大田滴灌低压管道工程典型设计书

5.2大田滴灌工程典型设计

5.2.1基本情况

设计地块位于密云县河南寨镇的团结、新兴芦笋地块，设计面积为800亩。

项目区全部种植芦笋，南北向种植，株距0.3m，行距1.5m。

该地区多年平均降水量648mm，降水量年内分配不均，年际间变幅较大。

地势平坦，土层较厚；土壤质地为轻质粘壤土。

土壤冻土层为80~120cm。

项目区现有3眼水源井，井深80~100m，动水位35~40m，改33/h10~20m。

，另1眼井的出水量造后2眼井的单井出水量为40m/h3/h80m。

经测算，根据规划，对该井进行更新，更新机井出水量为能满足灌溉需求。

5.2.2灌溉系统规划设计参数

根据设计规范及结合当地的实际情况，选用如下设计参数：

①日耗水强度：

Ea＝5.5mm/d

②土壤设计湿润比：

P＝75%

③灌溉水利用系数：

η=0.95

④计划湿润层深：

0.50m

31.40g/cm土壤干容重为⑤⑥适宜土壤含水率上下限分别为23.4%、16.9%（占土壤干土重）

5.2.3灌水器的选择

作物需水特性及毛管布置方式项目区土壤质地、根据技术要求、．

选用直径20mm的非压力补偿式滴灌管，壁厚1.0mm，滴头间距为0.3m，最大工作压力100kPa，流量4.3L/h，流态指数X＝0.5。

5.2.4管网布置

（1）滴灌带布置

滴灌带选用地埋式滴灌带，采用沿种植方向单行布置，间距为1.5m，滴头间距为0.3m。

滴灌带全部埋入地下，埋深15cm。

（2）支管的布置

1号机井支管采用φ63PE耐老化塑料管，2、3号机井支管采用φ50PE耐老化塑料管，支管全部埋入地下，埋深60cm。

（3）干管、分干管的布置

干管采用PVC-U塑料管，全部埋入地下，埋深100cm。

5.2.5灌溉制度与工作制度

5.2.5.1灌溉制度

（1）设计灌水定额m

根据公式（5-1），经计算，设计灌水定额为34.74mm，换算为3/亩。

23.16m

（2）灌水周期T

由公式（5-3）计算，灌水周期为6.2，取6d。

（3）一次灌水延续时间t

由公式（5-5）计算，一次灌水延续时间为3.64h，取t=4h。

5.2.5.2单井控制面积

计算滴灌系统所需的最小供水根据滴灌面积和设计日耗水强度，

流量，以控制灌溉面积最大的系统为例，取日灌溉最大运行时数C=20h。

根据公式（5-6）、（5-7）计算单井控制面积，经计算：

3眼井3/h，控制面积800出水量合计为160m亩，水源满足滴灌系统的要求。

5.2.5.3工作制度

根据公式（5-8）计算系统最大轮灌组个数，经计算，系统允许的最大轮灌组数为33个。

考虑到机井的合理运用，运行管理方便。

芦笋滴灌工程轮灌组划分见表5-1~表5-3。

表5-1机井1轮灌组划分表

轮灌组流轮灌组流辅管辅管轮灌组轮灌组//

79.879.845轮灌1601轮灌79.879.8441轮灌轮灌15979.879.843158轮灌轮灌179.879.8421轮灌轮灌57179.879.841轮灌2轮灌25679.879.840255轮灌轮灌279.879.839254轮灌轮灌279.879.838253轮灌轮灌279.879.837轮灌522轮灌279.879.8362151轮灌1轮灌279.879.835、265011、轮灌组第11轮灌组第2679.879.834、轮灌组、12轮灌组第1249第272779.879.83348、轮灌组第1313轮灌组第2828、77.479.832轮灌组第14、1429轮灌组2947第、74.2

79.8

31

第30第46

轮灌组15、15轮灌组30、

表5-2机井2轮灌组划分表

轮灌组流量轮灌组流量轮灌组号辅管号轮灌组号辅管号33/h）m（m（/h）38.738.745第16轮灌组161、第1轮灌组60、38.738.744、17第2、5917轮灌组轮灌组第238.738.743583、18、第3轮灌组轮灌组第1838.738.74219轮灌组第4轮灌组、第4、571938.738.741第205、第5轮灌组56轮灌组21、38.738.7406、22第21轮灌组轮灌组第6、55

38.738.7392轮灌542轮灌

38.738.738532轮灌轮灌238.738.7372轮灌轮灌52238.738.73612151轮灌轮灌238.738.735轮灌轮灌12501238.738.73449轮灌12轮灌2138.738.7332轮灌轮灌1148237.238.732147轮灌132轮灌

35.4

38.7

31

246

1轮灌1轮灌3

表5-3机井3轮灌组划分表

轮灌组流轮灌组流辅管辅管轮灌组轮灌组//38.738.7461322轮灌轮灌1

38.738.7471331轮灌轮灌2第38.738.748第173415、29、轮灌组轮灌组第3

38.738.74930轮灌组第16、3518、轮灌组第4

38.738.750、31轮灌组3617、第19轮灌组第5

38.738.751、12轮灌组、1837第20轮灌组第6

38.738.75211、轮灌组3819、第21轮灌组第7

38.738.75310、、2039轮灌组第轮灌组第822

38.738.774021、轮灌组第轮灌组第9231、38.738.78、22第轮灌组第1024、轮灌组41238.738.793轮灌组第1142、轮灌组第25、2338.738.7512、4轮灌组轮灌组26、2443第第19.35638.7第44、2527轮灌组13第轮灌组38.7

45

、26轮灌组14第

5.2.6水力计算

5.2.6.1滴灌管最大铺设长度

（1）允许水头差ΔHs的确定

设计流量偏差率q＝0.2，灌水器的流态指数x＝0.5，设计水头vh＝10m，根据公式（5-15）、（5-16）计算，毛管允许水头差为2.26m。

d

（2）滴灌管允许出水口数目和最大铺设长度

选择管径为20mm，壁厚1.0mm，公称压力100kPa的滴灌管，根据公式（5-17）计算：

N＝309，即滴灌管最大允许铺设长度：

Lmm＝309×0.3＝92.7m。

根据地块尺寸，选定Lm＝60~90m，满足灌水均匀性要求。

5.2.6.2灌溉系统水力计算

（1）毛管进口水头

毛管进口水头由滴头工作压力、毛管水头损失和地形高差组成，由于地面较平坦，取ΔZ＝0m。

灌水器的工作压力100kPa。

根据公式（5-18）计算，毛管进口压力为15.17m。

（2）计算支管入口压力

经反复试算，1号机井的支管选用φ63PE管，壁厚5mm，工作压力0.4MPa；2、3号机井的支管选用φ50PE管，壁厚4mm，工作压力0.4MPa。

支管为多口管道，每个出流口为一条毛管，出流口间距为1.5m。

支管按多孔管计算水头损失。

支管入口压力包括毛管进口压力、支管水头损失和地形高差。

由于地面较平坦，取ΔZ＝0m。

。

17.61m）计算，支管进口压力为5-18根据公式（．

（3）干管、分干管水力计算

管径选择直接关系到工程投资与运行管理费用，因此合理选择管径是管道系统设计的重要环节。

经过反复试算，干管与分干管选项取φ125PVC-U管。

选取最末端最不利的一组进行水力计算。

由于地面较平坦，取ΔZ＝0m。

根据公式（5-18）计算，各机井干管入口压力见表5-4。

表5-4管道水力计算表

井号

h总

）（m

h（m）干

h分干

（m）

1

48.40

11.58

18.25

2

40.39

11.52

11.26

3

52.09

24.68

9.80

（4）系统扬程计算

首部损失10m，泵路损失根据井管确定，可取5m，根据公式（5-17）计算，系统扬程应为48.514m。

表5-5机井1管网系统水力计算表

管道长度

设计流量

管径

内径

水头损失

目项

）（m

3/h）（m

（mm）

（mm）

（m）

PVC125干管

158

79.8

125

117.4

5.141

PVC90分干管

156

39.9

90

84.6

7.104

PVC90支管

120

39.9

90

84.6

5.464

PE63支管

9

39.9

63

53

3.399

PE20毛管

50

0.97

20

16

1.791

滴头工作压力首部枢纽损失

1010

动水位

55

高程差

0.5

合计

98.399

表5-6机井2管网系统水力计算表

水头损失内径管径设计流量管道长度目项．

PVC110干管

（m）88

3/h）（m38.7

（mm）110

（mm）103.6

（m）

1.444

PVC75分干管

78

38.7

90

84.6

3.365

PE50支管

62

19.4

50

42.2

19.565

PE20毛管滴头工作压力

50

0.97

20

16

1.79110

首部枢纽损失

10

动水位

35

高程差

0.5

合计

81.665

表5-7机井3管网系统水力计算表

项目

管道长度

设计流量

管径

内径

水头损失

（m）

3（m/h）

mm（）

（mm）

（m）

PVC110干管PVC90分干管

25050

38.738.7

11090

103.684.6

4.1032.517

PVC75支管

104

19.4

75

70.6

3.132

PE50支管

50

19.4

50

42.2

15.778

PE20毛管

50

0.97

20

16

1.791

滴头工作压力

10

首部枢纽损失

10

40动水位0.5高程差87.821

合计

5.2.7首部枢纽与水泵选择

首部枢纽系统包括水泵、离心式和网式组合过滤器，为了保证系统的安全稳定运行，在其首部设置有变频装置、控制阀、进排气阀、．

逆止阀、压力表、减压阀等安全保护装置。

根据上述扬程和流量，选配水泵，3眼机井水泵型号见下表。

表5-8水泵性能参数表

33电机配套功率（kW）H扬程Q水泵型号井号（m/h）（m）流量371200QJ80-99/98099

18.5175QJ40-84/724084

18.5

40

3

96

150QJ40-96/12

5.2.8工程材料用量及工程估算

土方量等项。

管材管件、首部设备、滴灌工程材料表包括水源工程、．

表5-9工程材料表

序号一

工程项目名称水源工程

单位

数量

1

80m更新机井井深

眼

1

2

井深100m改造机井

眼

1

13井深改造机井80m眼首部枢纽工程二

1

井房面积

17.69m2

座

3

2

水泵

175QJ40-72/6

套

3

3

变频控制器

MBS（k）-15

套

3

4

逆止阀

DN100

只

3

5

水表

DN100LXL

只

3

6

法兰闸阀

DN100

只

3

7

空气阀

DN50

只

3

8

压力表

1.0MPa

只

3

693叠片式过滤器″套

3104离心式过滤器″套田间管网工程三4017.31m140UPVC）管（0.5MPaφ9604.352m110PE）0.6MPaφ（283UPVC三通φ个140

884UPVC个110三通φ55只φ弯头140

86φ弯头只110

377UPVC只140管堵φ1098φ管堵UPVC110只3797189m20滴灌管φ588310φ管堵20只PE58831120旁通φ只212个14mm打孔器213DN50泄水阀只2

14

只DN25

空气阀．

续表5-9工程材料表

序号

工程项目名称

单位

数量

四

土建工程

1

管道土方开挖

m3

2009

2

管道土方回填

m3

1808

3

管道镇墩（

砼）C15

m3

19

4

泄水阀井

个

2

5

闸阀井

个

73

5.8低压管道输水灌溉工程典型设计

5.8.1基本资料

该项目地处溪翁庄镇玉林山庄，工程控制面积200亩，该地块起伏较大，最大高差25m左右。

项目区种植葡萄、苹果，南北向种植。

果树的株行距一般为4m×5m。

该地区多年平均降水量648mm，降水量年内分配不均，年际间变幅也较大。

工程所在地土壤为砂土。

冻土层深度80~120cm。

玉林山庄灌溉水源为地下水。

项目区现有1眼水源井，机井深3/h，动水位135m300mm，改造后单井最大出水量为80m，，205m井径水量充足，水质良好，可充分满足作物灌溉要求。

5.8.2规划设计参数

根据设计规范及结合当地的实际情况，选用如下设计参数：

①日耗水强度：

Ea＝4.0mm/d

②灌溉水利用系数：

η=0.85

③计划湿润层深：

0.80m

31.40g/cm土壤干容重为④．

⑤适宜土壤含水率上下限分别为24.7%、16.9%（占干土重百分比）。

5.8.3灌溉制度与工作制度

5.8.3.1灌溉制度

（1）设计灌水定额m

3/21.96m32.94mm（根据公式（5-1），经计算，设计灌水定额为亩）。

（2）灌水周期T

由公式（5-3）计算，灌水周期为6.72d，取7d。

5.8.3.2设计灌水流量

3/h。

12h，系统设计流量为61.55m管道灌溉系统日工作小时数计算结果表明，现有水源满足灌溉要求。

5.8.3.3系统灌溉工作制度

3/h左右。

每个90出水栓都采用了φ的出水栓，出水流量在20m轮灌组可控制3-5个给水栓或根据实际需要进行灌溉。

故此处不列灌溉制度表。

其他管道灌溉地块亦如此。

5.8.4管灌系统设计方案

5.8.4.1管网布置原则

①管网布置紧密结合地块形状及地形条件。

②管线尽量平顺，减少起伏和转折点。

总体力求管线长度最短，最大减少投资。

③．

5.8.4.2管网布置方案

管道系统采用干管、分干管和支管三级固定管道，分干管和支管呈鱼骨型布置，地面使用塑料软管灌溉。

在分干管最低处设置泄水井，根据现场勘测确定泄水井的具体位置。

支管间距为50~75m，出水口间距50m。

（1）管材选择

本项目所在地块地形起伏较大，最大高差25m左右，土层薄瘠，山岩裸露，土石方开挖困难，因此，本次选取UPVC塑料管作为系统的输水管道，公称压力0.63MPa。

（2）出水口与软管的布置

出水口选用G1Y1-H/L分体移动式给水栓，给水栓分上栓体和下栓体，塑料网状花管与给水栓上体连接，连接方式为快速接头式。

以给水栓为中心，以塑料网状花管为半径在全圆范围内给果树灌溉。

（3）管径确定

管径选择直接关系到工程投资与运行管理费用，因此合理选择管径是管道系统设计的重要环节，通常采用经济流速法确定干、支管的管径。

初选干管与分干管管径均为φ140，内径为130.2mm；支管管径为φ110mm，内径为103.6mm。

工作压力均为0.63MPa级。

根据目前国内生产的各种软管的技术特性及经济指标，移动软管选择φ50涂塑软管。

管道水力计算5.8.5

系统采用潜水泵通过固定管道将水送到多个给水栓进行控制灌溉，干管和支管的水力计算方法采用《农田低压管道灌溉工程技术规范》行业标准有关要求。

（1）给水栓的流量和移动软管出口压力

根据系统流量确定给水栓同时工作个数，每次轮灌上打开3-5个给水栓工作。

移动软管的工作水头不宜过大，以避免冲刷田地，一般将移动软管的工作水头定为0.2m。

（2）管道水头损失计算

管路系统采用塑料管，选择输水管线较长，位置较高的给水栓工作点为最不利点进行水力计算。

各级管道沿程水头损失计算成果见表5-28。

表5-28管网系统水力计算表

项

管道长度目

设计流量

管径内径

水头损失

（m

3/h）（m）

（mm）（

（m）mm）

干管

58

80

130.2140

1.052

一分干管

130

80

130.2140

2.358

7.31511080219.2103.6六支管5进口设计水头10.725沿程水头损失1.072局部水头损失5首部枢纽损失135动水位6.75泵路损失23高程差186.547

合计

有利点扬程为161.1m，扬程平均取值173.8m。

根据流量和扬程，3。

180m，扬程/h80m，流量250QJ80-180/9初步选择水泵为

5.8.6水泵选型与配套

灌溉系统水泵的设计扬程要考虑泵路损失、管路损失、首部损失以及地形高差等因素。

经计算，系统扬程为172.84m。

3/h，扬程180m。

250QJ80-180/9，流量80m选用潜水泵，其型号为5.8.7工程材料用量及工程估算

果树管灌典型设计工程材料及工程量主要包括设备及材料、土方及其它。

工程材料用量及工程量见表5-29。

表5-29工程材料表

一

水源工程

1

改造机井井深205m

眼

1

二

首部枢纽工程

1

井房面积17.69m2

座

1

2

MBS（k）-30变频控制器

套

1

3

水泵200QJ50-54/4

套

1

4

逆止阀DN100

只

1

5

水表LXLDN100

只

1

6

DN100法兰闸阀

只

1

7

空气阀DN50

只

1

8

1.0MPa压力表

只

1

9

3叠片式过滤器″

套

2

10

″4离心式过滤器

套

1

11

柔口DN100

只

1

12

φ弯头110

个

2

三

田间管网工程

1

钢管（）1.25MpaDN150

m

451.5

2

钢管（DN125）1.25Mpa

m

2322.6

3

DN125

钢管弯头

个

17

4

150

×125×150钢管异径三通

个

14

5

钢管三通150

个

2

6

90φ出水口

套

51

7

泄水阀DN32

只

14

8

DN25空气阀

只

3

9

闸阀DN80

只

11

四

土建工程

1

管道土方开挖

3m

694

3694m2石方开挖

312483m管道土方回填

311

4

砼）C15管道镇墩（m