蔬菜基地喷灌工程设计毕业设计.docx

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蔬菜基地喷灌工程设计毕业设计

1.1.1.1蔬菜基地喷灌工程设计

1）工程总体规划

为便于管线布置管理，拟将蔬菜基地北面三块规化为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ区，并布置斗、农沟。

这六个区在梅江沟建一个泵站供水，采用U型槽输水（见蔬菜基地规划图）。

因为此喷灌用于蔬菜生产，所以选择固定式灌溉管道系统。

它有灌水均匀，用水量省，作物增产幅度大以及省地省工等优点。

2）灌溉制度

喷灌的灌溉水利用系数可按下式确定。

式中η——灌溉水利用系数：

ηG——管道系统水利用系数，可在0.95~0.98之间选取；

ηP——田间喷洒水利用系数，根据气候条件可在下列范围内选取：

风速低于3.4m/s，ηP=0.8~0.9；

风速为3.4~5.4m/s，ηP=0.7~0.8。

根据当地气象资料取田间喷洒水利用系数ηP=0.8，计计算得灌溉水利用系数为0.78。

灌水定额

设计灌水定额计算公式:

式中H——作物土壤计划湿润层的厚度，取35cm；

θmax——适宜土壤含水量上限（体积百分比）；

θmin——适宜土壤含水量下限（体积百分比）；

计算得设计灌水定额为25mm。

灌水周期（以天计），按下式计算：

式中e——作物耗水最旺时期的日平均耗水量（mm/d），取5mm/d；

其余符号同前。

计算得灌水周期T=5d。

3）喷头选择

喷头选用20PY2-30°及20PY2H-30°型，喷嘴直径6mm，工作压力0.25Mpa，喷头流量2.02m3/h，喷头射程17米。

在田块边缘使用20PY2H-30°喷头，进行扇形喷洒。

（一）喷灌技术参数

由资料查得砂壤土的允许喷灌强度[ρ]=15mm/h

蔬菜适宜雾化指标：

式中Wh——喷灌的雾化指标；

hp——喷头工作压力水头（m）；

d——喷头主喷嘴直径。

（二）雾化指标校核：

雾化指标满足要求。

4）确定喷头组合间距

喷头设计射程可按下式计算：

式中R设—喷头的设计射程，m；

K—系数取0.8；

R—喷头的射程，m。

经计算得喷头设计射程为13.6m。

喷头组合形式采用正三角形布置。

a=1.73×13.6=23.5m，取23m；

b=1.5×13.6=20.4m，取20m。

灌溉系统的平均喷灌强度（mm/d）可按下式确定：

式中q——一个喷头的流量，m3/h;

η——喷灌水利用系数，取0.78

a——喷头布置间距，m；

b——支管布置间距，m。

 经计算得平均喷灌强度为3.42mm/d，小于砂壤土的允许喷灌强度，喷灌强度满足要求。

5）确定工作制度

（一）计算一个轮灌组的喷灌时间

式中：

t——喷头在工作点的工作时间，h；

m——毛喷灌定额，mm；

其余符号同前。

经计算得t=7.35h，取7.5h。

（二）同时工作的喷头数

A、Ⅰ区工作制度

①Ⅰ区每天工作的时间取td=20小时

同时工作的喷头数（np）可按下式计算：

np=52.3，取52个。

②同时工作的支管数

式中n支——一条支管上的喷头数，7个。

N支=7.4，取7条支管同时工作。

③确定轮灌组数

轮灌组数：

B、Ⅱ区工作制度

①Ⅱ区每天工作的时间取td=20小时

同时工作的喷头数（np）可按下式计算：

np=52.3，取52个。

②同时工作的支管数

式中n支——一条支管上的喷头数，7个。

N支=7.4，取7条支管同时工作。

③确定轮灌组数

轮灌组数：

C、Ⅲ区工作制度

①Ⅲ区每天工作的时间取td=20小时

同时工作的喷头数（np）可按下式计算：

np=57.8，取58个

②同时工作的支管数

式中n支——一条支管上的喷头数，7个。

N支=8.3，取8条支管同时工作。

③确定轮灌组数

轮灌组数：

D、Ⅳ区工作制度

①Ⅳ区每天工作的时间取td=20小时

同时工作的喷头数（np）可按下式计算：

np=57.8，取58个

②同时工作的支管数

式中n支——一条支管上的喷头数，7个。

N支=8.3，取8条支管同时工作。

③确定轮灌组数

轮灌组数：

E、Ⅴ区工作制度

①Ⅴ区每天工作的时间取td=20小时

同时工作的喷头数（np）可按下式计算：

np=56.6，取57个

②同时工作的支管数

式中n支——一条支管上的喷头数，7个。

N支=8.1，取8条支管同时工作。

③确定轮灌组数

轮灌组数：

F、Ⅵ区工作制度

①Ⅵ区每天工作的时间取td=14小时

同时工作的喷头数（np）可按下式计算：

np=56.6，取57个

②同时工作的支管数

式中n支——一条支管上的喷头数，7个。

N支=8.1，取8条支管同时工作。

③确定轮灌组数

轮灌组数：

6）管道水力计算

（一）初选管径

A、Ⅰ区

干管、支管采用UPVC管，竖管采用镀锌钢管。

式中：

D——管道直径；

Q——管道设计流量；

v——管道经济流速取1.5m/s。

设计流量可按下式求得：

式中q——设计压力下喷头流量（m3/h）;

ηG——管道系统水利用系数；

N喷头——一条支管上喷头个数。

支管上设计流量为14.4m3/h。

计算得在经济流速下支管直径为58.4mm，选取外径63mm，内径58mm的支管。

一条分干管上有两条支管，分干管上设计流量为28.8m3/h。

计算得在经济流速下支管直径为82.5mm，选取外径90mm，内径84mm的支管。

干管上设计流量为101m3/h，计算得经济流速下干管直径为154.5mm，选取外径160mm，内径150mm的干管。

B、Ⅱ区

干管、支管采用UPVC管，竖管采用镀锌钢管。

式中：

D——管道直径；

Q——管道设计流量；

v——管道经济流速取1.5m/s。

设计流量可按下式求得：

式中qp——设计压力下喷头流量（m3/h）;

ηG——管道系统水利用系数；

N喷头——一条支管上喷头个数。

支管上设计流量为14.4m3/h。

计算得在经济流速下支管直径为58.4mm，选取外径63mm，内径58mm的支管。

一条分干管上有两条支管，分干管上设计流量为28.8m3/h。

计算得在经济流速下支管直径为82.5mm，选取外径90mm，内径84mm的支管。

干管上设计流量为101m3/h，计算得经济流速下干管直径为154.5mm，选取外径160mm，内径150mm的干管。

C、Ⅲ区

干管、支管采用UPVC管，竖管采用镀锌钢管。

式中：

D——管道直径；

Q——管道设计流量；

v——管道经济流速取1.5m/s。

设计流量可按下式求得：

式中qp——设计压力下喷头流量（m3/h）;

ηG——管道系统水利用系数；

N喷头——一条支管上喷头个数。

支管上设计流量为14.4m3/h。

计算得在经济流速下支管直径为58.4mm，选取外径63mm，内径58mm的支管。

一条分干管上有两条支管，分干管上设计流量为28.8m3/h。

计算得在经济流速下支管直径为82.5mm，选取外径90mm，内径84mm的支管。

干管上设计流量为115.4m3/h，计算得经济流速下干管直径为165.2mm，选取外径180mm，内径169mm的干管。

D、Ⅳ区

干管、支管采用UPVC管，竖管采用镀锌钢管。

式中：

D——支管直径

Q——管道设计流量

V——管道经济流速取1.5m/s

支管上设计流量为14.4m3/h。

计算得在经济流速下支管直径为58.4mm，选取取外径63mm，内径58mm的支管。

一条分干管上有两条支管，分干管上设计流量为28.8m3/h。

计算得在经济流速下支管直径为82.5mm，选取外径90mm，内径84mm的支管。

干管上设计流量为115.4m3/h，计算得经济流速下干管直径为165.2mm，选取外径180mm，内径169mm的干管。

E、Ⅴ区

干管、支管采用UPVC管，竖管采用镀锌钢管。

式中：

D——支管直径；

Q——管道设计流量；

V——管道经济流速取1.5m/s，

支管上设计流量为14.4m3/h。

计算得在经济流速下支管直径为58.4mm，选取取外径63mm，内径58mm的支管。

一条分干管上有两条支管，分干管上设计流量为28.8m3/h。

计算得在经济流速下支管直径为82.5mm，选取外径90mm，内径84mm的支管。

干管上设计流量为115.4m3/h，计算得经济流速下干管直径为165.2mm，选取外径160mm，内径150mm的干管。

F、Ⅵ区

干管、支管采用UPVC管，竖管采用镀锌钢管。

式中：

D——管直径；

Q——管道设计流量；

V——管道经济流速取1.5m/s。

支管上设计流速为14.4m3/h，计算得在经济流速下支管直径为58.4mm，选取外径63mm，内径58mm的支管。

一条分干管上有两条支管，分干管上设计流量为28.8m3/h。

计算得在经济流速下支管直径为82.5mm，选取外径90mm，内径84mm的支管。

干管上设计流量为115.4m3/h，计算得经济流速下干管直径为165.2mm，选取外径180mm，内径169mm的干管。

（二）管网水力计算

式中hf——沿程水力损失；

f——摩阻系数；

Q——管道流量；

d——管道内径；

L——管长；

m——流量指数；

b—管径指数。

A、Ⅰ区水管水头损失计算

①Ⅰ区支管水头损失计算

Ⅰ区支管为PVC管查《喷灌工程设计手册》得：

f=0.948×105m=1.77b=4.77

等距等流量多喷头支管沿程水头损失可按下式计算：

式中F——多口系数；

N——喷头或孔口数目；

X——多孔支管首孔位置系数；

m——流量指数。

经计算得典型支管上：

F=0.448（N=6，x=0.5）

局部水头损失按延程水头损失的15%计算

支管上水头损失：

支管上最后一个喷头到干管处的压力差应该小于20%H。

hz符合规范要求。

②Ⅰ区干管水力损失计算

干管总长600m，干管上的沿程水头损失：

干管上局部水头损失：

干管上的水头损失：

由于分干管较干管长度非常短，可忽略分干管上水头损失，因此Ⅰ区典型轮灌组总水头损失:

B、Ⅱ区水管水力损失计算

①Ⅱ区支管水力损失计算

Ⅱ区支管为PVC管查《喷灌工程设计手册》得：

f=0.948×105m=1.77b=4.77

经计算得典型支管上：

F=0.448（N=6，x=0.5）

局部水头损失按延程水头损失的15%计算

支管上水头损失：

支管上最后一个喷头到干管处的压力差应该小于20%H。

hz符合规范要求。

②Ⅱ区干管水力损失计算

干管总长600m，干管上的沿程水头损失：

干管上局部水头损失：

干管上的水头损失：

由于分干管较干管长度非常短，可忽略分干管上水头损失，因此Ⅰ区典型轮灌组总水头损失:

C、Ⅲ区水管水力损失计算

①Ⅲ区支管水力损失计算

Ⅲ区支管为PVC管查《喷灌工程设计手册》得：

f=0.948×105m=1.77b=4.77

经计算得典型支管上：

F=0.448（N=6，x=0.5）

局部水头损失按延程水头损失的15%计算

支管上水头损失：

支管上最后一个喷头到干管处的压力差应该小于20%H。

hz符合规范要求。

②Ⅲ区干管水力损失计算

干管总长610m，干管上的沿程水头损失：

干管上局部水头损失：

干管上的水头损失：

由于分干管较干管长度非常短，可忽略分干管上水头损失，因此Ⅲ区典型轮灌组总水头损失:

D、Ⅳ区水管水力损失计算

①Ⅳ区支管水力损失计算

经计算得典型支管上：

F=0.448（N=6，x=0.5）

局部水头损失按延程水头损失的15%计算

支管上水头损失：

支管上最后一个喷头到干管处的压力差应该小于20%H。

hz符合