哈密市天山乡牙吾龙开发区桃园农场管道灌工程.docx
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哈密市天山乡牙吾龙开发区桃园农场管道灌工程
哈密市天山乡牙吾龙开发区
桃园农场
管道灌工程设计方案
1、项目区概况
天山乡牙吾龙开发区桃园农场位于哈密市以东25公里处。
有400户，现有耕地面积为2171.93亩。
其中葡萄地945.64亩；红枣地508.38亩；红枣套种玉米地125.19亩；玉米地241.49亩；空地351.23亩，共有灌溉机井13眼。
T373号井灌溉面积为170.63亩、有54户，T374号井灌溉面积为128.32亩、有85户，T375号井灌溉面积为152.30亩、有27户，T376号井灌溉面积为286.65亩、有173户，X15号井灌溉面积为242.14亩、有58户，T372号井灌溉面积为131.16亩、有28户，T378号井灌溉面积为130.27亩、有103户，T377号井灌溉面积为196.93亩、有98户，T379号井灌溉面积为233.03亩、有119户，T382号井灌溉面积为59.29亩、有10户，X16号井灌溉面积为89.07亩、有23户，T381号井灌溉面积为171.99亩、有42户，T380号井灌溉面积为180.15亩、有48户。
2、水源
项目区属于纯井灌区，现有部分机井老化和区域性地下水位下降，机井出水量不足，直接影响农业生产。
根据计算，本工程只使用10眼机井进行灌溉设计。
根据机井调查T374、T378、T380号机井建于1998年，成井深度60米，现深54～57米，配套水泵200QJ80—55/5型潜水泵，配套功率18.5千瓦/小时，机井安装深度54～56米，静水位27～31米，动水位52～55米，机井出水量38～44立方米/小时。
无法满足灌溉用水量，现需更新。
T373、X15、X16号机井建于2009年，成井深度100米，现深96～97米，配套水泵250QJ80—80/4型潜水泵，配套功率28千瓦/小时，机井安装深度80米，静水位27～29米，动水位38～50米，机井出水量105～130立方米/小时。
能满足现需用水量。
T376、T372、T377、T379号机井建于2013年，成井深度120米，配套水泵250QJ80—80/4型潜水泵，配套功率28千瓦/小时，机井安装深度80米，静水位28～30米，动水位46～51米，机井出水量95～112立方米/小时。
能满足现需用水量。
3、地形地貌
项目区地势北高南低、东高西低，南北地形坡度为1/130，东西坡度1/260，地形变化不太大，土壤为粘土和沙壤土，最大冻土深1.2m，土壤肥力较高，适宜农作物种植。
4、电力条件
项目区电力设施已网络化，农电改造工程已完成，有足够的电力供应条件。
根据调查X16、T378、T373、T374、T379、T380、X15号等7眼井的现有变压器30kva，目前不能满足设计要求，所以需要更换为50kva变压器。
其余3眼井现有变压器能满足要求。
5、工程规模
本工程管材选择具有造价低、施工和维修简便、使用寿命长等各种优势，选用U—PVC塑料管，管径为φ160～φ90，工作压力为0.4MPa。
管道总长度为13847m，其中φ160管13196m、φ90管165m、φ160出水桩（270个）486m。
本工程附属建筑物有渗水井和泵房，渗水井选用圆形砖混结构井，共有33座，泵房为砖木结构，面积16.81m2、共有10座。
X16、T378、T373、T374、T379、T380、X15等7眼机井需要更换机井配套水泵、变压器共7套，T376、T377、T372等机井只换水泵，水泵均选用250QJ80—80/4型潜水泵，配套功率30kw，变压器选用50KVa。
6、工程设计（380号井为例）
6.1设计参数及设计定额的确定
（1）田间持水率21%
（2）计划湿润层土壤干容重γ=14.5kN/m3
（3）计划层湿润层厚度为1.0m；
（4）管道水利用系数应不低于0.95，取0.98；
（5）田间水利用系数应不低于0.85，取0.9；
（6）灌溉水利用系数0.98×0.9=0.88；
（7）冻土层深度为1.2m；
6.2设计灌水定额及设计灌水周期计算
1）设计灌水定额
m=1000γsh（β1—β2）
式中：
m——灌水定额，m3/hm2；
γs——计划湿润层土壤干容重,kN/m3；
h——土壤计划湿润层深度，m,；
β1——适宜含水量上限，可取田间持水量的0.850.95，取0.9；
β2——适宜含水量下限，可取田间持水量的0.60.65，取0.65；
田间持水率21%
代入上式计算得：
设计灌水定额
m=1000γsh（β1—β2）
=1000×14.2×1×21%×（0.9-0.65）
=745.5m3/hm2=49.7m3/亩=75mm
2）设计灌水周期
T=
η
式中：
T——设计灌水周期，d；
Ed——设计选用的作物耗水强度（mm/d）；
η——灌溉水利用系数，取0.88；
设计灌水周期
T=
η=75×0.88/7.2=9.2天≈9天
7、管网布置
项目区机井位于均在条田的东北角，主干管平行于等高线，分干管垂直于等高线布置，主干管平行于作物种植方向。
此布置方法充分利用了项目区地形条件，最大限度的利用自然坡度减少水头损失，使管网工作压力最优化，出水桩出水流量基本一致，灌溉管理方便。
管网布置情况如下：
本工程共有22个出水桩，分干1控制10个出水桩，分干2控制6个出水桩，分干3控制6个出水桩。
主分干长度为1176m，每个出水桩高1.5m，每个给水栓控制面积为10亩左右，出水桩流量q为80m3/h。
8、设计流量计算
Q0=
Q0—灌溉系统设计流量，m3/h
α—控制性的作物比例为80％
A—灌溉系统设计灌溉面积，180.15亩；
η—灌溉水利用系数，管道水利用系数取0.98，田间灌溉水利用系数取0.9，η=0.98×0.9=0.88
T—灌水周期，9天；
t—日工作小时数，h取20h；
Q0=
＝80％×75×180.15/0.88×9×20
＝68.24m3／h
根据机井调查资料此井出水量38m3／h，经计算项目区需求水量为68.24m3／h，所以不能能满足灌溉要求。
机井流量计算表
序号
井号
计算流量（m3/h）
现有出水量（m3/h）
1
X16
93.68
130.00
2
T378
68.02
36.00
3
T376
102.86
112.00
4
T373
86.66
105.00
5
T374
75.27
40.00
6
T377
70.67
106.00
7
T379
83.62
95.00
8
T380
64.65
38.00
9
X15
86.89
110.00
10
T372
47.07
110.00
从以上表可知T378、T374、T380号机井现有出水量不能满足灌溉用水量要求，需要更新。
X16、T376、T373、T377、T379、X15、T372号机井能满足灌溉用水量要求，无需更新。
9、一次灌水延续时间
t=mA/Q＝49.7×10/80＝6.21h
总灌水时间=6.21*19=117.99/20h=5.9天
10、管径与管道压力计算
①管径的确定
a、干管流量Q主干1=80m3/h，Q分干1=80m3/h，各管径确定以下式计算：
d主干1=18.8
代入上述公式得d主干1=18.8
=18.8×（80/1.5）1/2=137.29mm
选用160mm的管材
b、正常工作情况下，管道的工作压力不得为负值。
为防止管内出现负压，首部安装进排气阀。
排气阀的口径一般为管道直径的1/8～1/12，即（1/8～1/12）160＝20～13mm，但根据经验一般排气阀取Φ65。
1水头损失
管道沿程损失：
hf=fQmL/Db
管网水力计算表
节点
流量
管长
管内
总水头损失
△z
节点压力
Q
L
D
H+Hj
m3/h
（m）
（mm）
（m）
（m）
（m）
2.00
6-5
80.00
265
153
2.48
1.98
2.50
5-3
80.00
137
153
1.28
0.51
3.27
3-1
80.00
131
153
1.23
0.49
4.01
1-0
80.00
18
153
0.17
0.04
4.14
管材设计工作压力应为正常运行情况下最大工作压力的1.4倍，该系统最大工作压力为4.14米，因此管道抗压强度选用0.4Mpa的PVC管，能满足设计要求。
11、灌溉系统设计扬程计算与水泵选型
Hp=H0＋Z0－Zd＋∑hf0+∑hj0
式中:
Hp—灌溉系统设计扬程，m；
Z0—机井动水位，55m；
∑hf0、∑hj0—分别为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和局部水头，m；局部水头损失取沿程水头损失的10%；
Z0—管道系统进口高程，m；
Hp=H0＋Z0－Zd＋∑hf0+∑hj0
＝4.14+55+2+5.2+5
＝71.34m
根据机井调查资料动、静水位，出水量及经水力计算水泵型号选为：
250QJ80-80/4/30Kw潜水泵。
12、管道灌系统运行管理
12.1灌溉管理
（一）用水管理：
每年在灌溉季节前，应根据设计灌水定额和灌水周期及历年运行经验，当年作物状况及气候预报等情况，编制年用水计划；每次灌水前，应根据年用水计划，结合实际情况，编制作业计划，并做好灌水记录。
（二）每年灌溉季节前，应对系统内的各主要设备，设备部件、仪器、仪表等进行检查和维修，以确保设备正常运行。
12.2管网的运行管理
（1）定期对管网进行巡视，检查管网运行情况，如有漏水要立即处理。
（2）灌水时每次开启一个出水桩，当一个出水桩灌溉结束后，应先开启下一个出水桩，再关闭上一个出水桩，严禁先关后开。
（3）系统运行时，应保障系统在设计压力下运行，以保证系统能安全有效的运行。
（4）每年灌溉季节应对地埋管进行检查；灌溉季节结束后，应对损坏处进行维修，冲尽泥沙，排净存水。
（5）管理人员应按设计轮灌制度进行灌溉管理。
12.3机井运行管理
（一）机井设备管理中专人进行定岗管理，定期检查和维修配电、水泵等设施，严格按照操作规程进行操作，严禁违章操作。
（二）做好机井水的监测工作，定期观测井水的水量、水位变化情况，为灌溉工程的运行管理措施提供依据。
12.4冬季管理制度
为了加强节水工程的越冬管理，充分发挥节水工程的效益，保证来年工程的安全运行，搞好冬季管理。
首部枢纽的保管、维护
（一）水泵的维护
灌溉季节结束后，应在冬闲期间将水泵提起进行检修
1、检查水泵各紧固件有无松动
2、检查泵轴轴转动是否灵活，有无杂音，将轴承、轴承体清洗干净，更换润滑油。
3、测试电机是否正常。
4、湿式和充油式潜水电泵各封室分别要灌满洁净的软水与专用油。
（二）首部维护
首部的各种压力表、排气阀、闸阀应拆卸、擦洗、校核、入库保管。
地面管道
1、每年灌溉季节结束，必须对地面管道进行保养，对易锈蚀的金属部件应涂油或刷漆。
止水橡胶圈应擦净阴干，撒上滑石粉，安全保护设备和测量仪表应拆下保养。
2、蝶阀：
应在灌溉季节结束后，及时将蝶阀回收入库保管，且应涂油防锈。
安装蝶阀位置应加覆盖，防止泥沙及杂物进入管道，并应设立明显的标志，以方便次年的查找。
（三）地埋管
1、检查管道有无脱节漏水，如有脱节漏水破损要及时更换。
2、管道应排净泥沙，应在每年灌溉期结束后，排空管道内存水。
3、保养安全保护设备和量测仪表
13、工程投资预算
1、编制原则及依据：
此项工程为实施阶段，投资预算价格水平年定为2013年。
投资预算应以2013年下半年的材料价格水平为依据。
2、文件依据
投资预算编制执行水利部水总[2005]116号文件及新水建管[2005]108号文件。
3、定额依据
a、执行新疆维吾尔自治区水利厅新水建管[2005]108号文件关于《新疆水利水电工程设计概（估）预算编制规定》。
.
b、建筑工程定额采用[2002]水利部《水利建筑工程概算定额》、《水利建筑工程预算定额》。
施工机械台时费定额执行水利部（2002）116号文《水利工程施工机械台时费定额》。
安装工程定额采用水利部（2002）116号文《水利水电设备安装工程概算定额》。
4、取费标准：
取费标准：
执行新疆维吾尔自治区水利厅新水建管[2005]108号文件关于《新疆水利水电工程设计概（估）预算编制规定》。
勘测设计费执行国家计划委员会、建设部10号文。
5、材料价格：
建筑材料价格，采用哈密地区2013年市场价格加运杂费及采保费计算，运杂费率执行《交通部07编办》文件规定。
设备采购价是依据询价及参照当地市场交易资料分析确定。
6、工程总投资
本工程总投资161.551万元，其中：
建筑工程29.888万元、机电设备51.635万元、金属设备安装工程65.422万元、临时工程2.498万元、独立费10.198万元、预备费4.408万元。
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