农田水利工程设计Word文档格式.docx
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（见表4—1）
表4-1 主要作物需水量表
作物
项目
播种－拔节
拔节－抽雄
抽穗－吐丝
吐丝－成熟
全生育期
玉米
起止时间
4.25～6.30
7.1～7.20
7.21～8.10
8.11～9.18
4.25～9.18
需水量（m3/亩）
129.8
63.6
73.4
66.2
333
日均需水量（m3/亩d）
1.97
3.18
3.49
1.70
2.28
模系数（％）
39.0
19.1
22.0
19.9
100
中晚熟甘蓝
定植－缓苗
缓苗－莲座
莲座－包心
包心－成熟
6.10～6.30
6.30～7.20
7.20～8.10
8.10～9.05
6.10～9.5
30
40
50
163.5
1.5
2.0
2.5
1.92
19
25
31
3.4.2.3作物生长期有效降雨量的确定
（1）典型年选择
根据该县气象站多年实测降雨资料进行频率分析。
经过皮Ⅲ型曲线多次适线，最终成果为CS=Cv=0.24，X=187.4mm，查表得K75%=0.699，频率计算结果，X75%=131mm，接近年份为1991年，降雨量为131mm。
（2）作物生长期降雨量和有效降雨量
表4-2 降雨量有效利用率表
降雨量（mm）
0.0—5.0
5.0—50.0
＞50
利用率（％）
85
90
表4—3 作物生长期有效雨量表
水文年份
生长期
有效雨量
有效利用系数（%）
天数（天）
（mm）
m3/亩
1991年（P=75%）
5.10－9.17
137
131
118
78
6.10－9.05
105.6
96
64
91
3.4.2.4灌溉制度的拟定
（1）灌溉定额：
采用水量平衡方式计算：
M=E-P0－S±
△V
式中：
M—作物生长期灌溉用水量；
E—作物需水量（m3/亩）；
P0—生长期有效降雨量（m3/亩）；
S—地下水补给量（m3/亩）；
由于项目区地下水埋深度大，故S不计；
△V—生长期末田间根系吸水层储水量（m3/亩）。
由于生长期末田间根系吸水层储水变化很小，并习惯于播前冬春灌，故△V可不计。
经公式计算得各种作物不同频率的灌溉定额，然后根据井灌区实际情况和经验对计算值做适当调整，最终确定采用值。
表4一4P=75％作物生长期灌溉定额
作物
田间需水量
（m3/亩）
有效降雨量
灌溉定额（m3/亩）
计算值
采用值
255
260
甘蓝
99.5
（2）灌水定额、灌水次数、灌水周期的确定
采用管道灌溉，并结合田面节水工程，灌水定额一般在50～70立方米/亩；
灌水次数根据当地灌溉经验确定，灌水周期采用下式确定：
T=m/e
T—灌水周期（天）；
m—设计灌水定额（mm），玉米取65m3/亩，为97mm，茴子白取25m3/亩，为55mm；
e—日最大蒸发强度（mm），根据气象资料取4.55mm。
即各种作物的灌水周期为：
玉米：
T=97/4.55≈16（天）
甘蓝:
T=55/4.55≈12（天）
根据计算和当地情况，取玉米的灌水周期为16天，甘蓝的灌水周期为12天。
灌溉制度拟定（详见表4—5）。
表4-5 （P=75%）灌溉制度拟定
作物名称
种植
比例
灌水
性质
定额
灌溉
灌水时间
周期
（天）
起止月/日
60
2
拔节
4.25—6.30
16
抽穗
70
7.01－7.20
吐丝
7.20－8.10
成熟
8.11－9.18
缓苗
6.10－6.30
12
莲座
6.30－7.20
包心
8.10－9.05
（3）灌溉用水量计算
灌溉水利用系数：
根据规范，管道灌溉取0.85～0.9，项目区取0.9。
项目区各村灌溉用水量如下表：
表4-6灌溉用水量表
村名
灌溉面积
灌溉定额
种植面积
灌溉用水量
总用水量
（亩）
（m3）
（万m3）
暖窑村
158
4.1
5.14
104
1.04
3.4.3机井工程设计
3.4.3.1井位确定
打井位置按水文地质条件和区域富水情况，并且考虑到现有电网布置，尽量减少高压输电线路投资，以及不影响附近已成井正常运行及影响半径大于经验值情况来确定井位。
3.4.3.2井深设计
根据拟定的井位，参照水文地质图及附近的成井资料，根据需水量和拟开采含水层（组、段）的埋深、厚度、富水性及其出水能力等综合因素结合区域地质、构造与岩性分布、开采条件，确定各井的设计深度。
表4-7水井水位、井深设计表
地点
设计井深
（m）
静水位
动水位
区域地貌
含水性
一级阶地区
富水区
3.4.3.3管井结构设计
（1）井孔设计
结合当地打井队及制管技术，确定用冲击钻钻井，开孔直径560毫米，终孔直径380毫米，井壁管采用420-366型予应力钢筋混凝土管，实管和花管交替使用，管与管接口部分用钢材焊接，填料厚度不小于15厘米，要缠棕。
（2）井身
①井深
根据项目区已打深井地质地层含水量情况，预计打井深度为100米。
②井管
井管包括井壁管和滤水管。
（A）井管直径
为满足下泵要求，井管内径采用300毫米。
（B）井管材料
根据井深和经济实用的条件，采用SL256-2000《机井技术规范》表3.3.3确定采用钢筋混凝土承插卡口管。
③井孔直径
井管内径300毫米，采用填砾过滤器，井孔应大于井管200毫米，考虑到钻井过程钻头的磨损，开孔直径采用600毫米。
（3）进水部分
进水部分即井的过滤器，它的正确设计是机井取得最大出水量和最小涌砂量的关键，直接关系到机井的使用寿命。
滤水管的布置根据当地水文地质条件和含水层厚度对应排列。
（A）过滤器长度的确定
据SL256-2000《机井技术规范》含水层厚度不超过30米时，滤器长度与含水层厚度相同。
（B）过滤器外径确定
参照附近的地层资料及已成井的终孔直径来确定机井过滤器的外径。
（C）过滤器形式及规格
（a）过滤器的滤水管为条孔形，交错带状排列，开孔率15%。
（b）滤水管外采用铁丝网包棕皮和尼龙网，填砾，以滤料的下限确定网眼尽寸。
（c）滤料粒径确定。
根据SL256-2000《机井技术规范》表3.3.3-1滤料粒径D=（8-100）D50；
含水层粒径D50要通过凿井时取样分析。
（d）滤料选用及填充高度。
滤料应选用磨圆度好的硅质砂砾石，填料时底部低于过滤器下端2米，顶部高于过滤器上端8米。
（4）沉砂管
为防止淤积造成机井水量减少等不良后果，参照附近地层资料。
机井设置4米长沉淀管，安设在不透水层。
（5）管井施工技术要求
①井壁防塌
采用粘土泥浆护壁，但在防塌的同时要避免粘土过量，以免影响机井的出水量。
②井孔轴线垂直度
顶角倾斜度不得超过2度，且方位角不能突变。
③井管安装
（A）下管前应校正孔径、孔深和测斜。
（B）采用悬吊下管法，要安装井管扶正器，井管的连接必须对正接直，封闭严密。
过滤器安装位置的上下偏差不超过300毫米。
（C）填砾
采用静水填砾法，填砾必须连接均匀，及时测量填砾高度。
（6）抽水试验
按成井工艺要求，填砾结束后应进行洗井，一般用负压式活塞上下拉两到三次，然后进行抽水试验。
抽水试验需做一次大降深抽水，水位稳定延续时间不少于8小时，井水含砂量不大于万分之一。
（7）成井验收
成井验收时，施工单位应提供管井结构与地质柱状图，内容包括地层名称、岩性描述、厚度和埋藏深度，下管深度，井管和过滤器的规格、位置，静、动水位等。
验收需由设计、施工及使用单位三方在现场验收，验收项目及质量标准为：
①井位、井深和井径符合规划设计要求；
②井水含砂量符合设计标准。
③井底沉淀物厚度应小于井深的5‰。
④机井出水量应与设计基本相符；
3.4.4输配水管道工程设计
（1）布置原则
输配水管道布局，要以机井为主要参照，结合考虑灌区地形、地块控制面积大小，便于耕作，管理方便等因素，同时兼顾灌区分布，田间道路以及管理设施，统一规划，合理布局，全面配套，最大限度地发挥工程效益。
（2）级数配置
根据需要，输配水管道按主管道、支管道、流动软管三级配置。
（3）管网布局
该村灌区分布区域为四边型形，根据上述原则，结合实际地形和耕作方向，主管道呈西南－东北向布置两条，长600米，支管道东西向布置6条，长1800米；
管网总长2400米，间距85～100米。
给水栓应按灌溉面积均衡布设，间距为100米，可控半径50米，单栓控制面积11.8亩。
详见附图2
支管按照双向供水配置。
（4）校核灌溉设计流量
根据机井设计，取机井出水量80立方米/小时。
灌溉设计流量Q由下式计算：
1灌溉系统设计流量
采用《低压管道输水灌溉工程技术规范》中
（2）式计算：
Q0—灌溉系统设计流量，m3/h；
α—作物种植比例，取玉米为60％，甘蓝为40％；
A—设计灌溉面积，取单井控制面积为300亩；
m—设计灌水定额，取作物生育期最大一次灌水量，取50m3/亩；
T一轮灌周期，天；
参照类似节水工程，取T=12天；
t—每天灌水小时数，考虑机泵停歇，取t=16小时：
η—灌溉水利用系数，根据规范（SL/T153-95），不低于0.8，取0.9；
计算得：
Q＝
＝70.86m3/h
灌溉设计流量和单井出水量70m3/h相符合。
2支管管网设计流量
采用《低压管道输水灌溉工程技术规范》中（3）式计算：
Q=
Q—某级管道的设计流量，m3/h；
n—该管道控制范围内同时开启的出水栓数量；
N—全系统同时开启的出水栓数量；
Q0—同上。
全系统以同时开启12个出水栓计算，支管系统按同时开启6个出水栓计算：
代入得：
Q0＝
＝35m3/h
（5）管材及管径的选择
管材的选择根据当地的实际情况结合管材的特性及使用条件进行选择。
干、支管均埋于地下，可选用耐腐蚀的PVC塑料管，管径采用经验公式。
1管道材料的选择
选择项目区内较典型的一支管进行计算，全长1480米，设置12个出水口，管材为PVC塑料管。
干、支管管材为PVC塑料管，均埋于地下，选用耐久性好，管壁厚4毫米，工作压力0.25Mpa，
②管道水力计算
（A）主管道
管径采用公式：
d—管径，mm；
Q—单泵设计流量，m3/h；
V—流速，m/s，根据《管道输水工程技术》，取值在0.5～2.5m/s之间，V取2.0m/s。
＝111m
故主管采用φ110mPVC管。
（B）支管道
d＝
经计算，支管道选用75PE管
（C）输水管道水头损失计算
根据管网布局，分别计算每眼井泵的管路水头损失，管线选择最不利的管路。
沿程水头损失用下式计算：
采用《低压管道输水灌溉工程技术规范》中（10）式计算：
hi—沿程水头损失，m；
f—管材摩阻系数，根据规范（GB/T20203--2006）表3，项目区采用PE塑料管，其内壁光滑，取f=0.948×
105；
L—管长，m；
D—管道内径，mm；
m—流量指数，m=1.77；
h—管径指数，b=4.77。
Hi=0.948×
105×
=10.95m
局部水头损失按沿程损失的10％考虑。
计算结果见表4-8。
表4-8 主管路水力计算表
水井
计算流量
（m3/h）
管径
管道长
沿程水头损失
局部水头损失
1
80
120
700
21.67
2.17
（6）机泵配套及输配电工程设计
①机泵配套
根据《机井灌溉技术规范》中公式，水泵设计扬程由下式计算：
H=H净＋Hf+Hj＋△h
H—水泵设计扬程，m；
H净—水泵净扬程，动水位至管道中心线的距离，m；
Hf—沿程水头损失，m；
Hj—局部水头损失，m；
△h—井台至典型供水点的高差，m。
计算结果见表4—9
表4—9 水泵扬程计算表
井号
Hf（m）
△h
H净（m）
HJ（m）
H（m）
105
0.74
129.58
根据机泵流量、扬程，查水泵性能表，选配250QJ80-120/6型潜水泵，该泵的主要技术参数为：
Q=80m3/h，H=105～131m，W=45kw，与计算参数相近，机井需配套250QJ80-120/6型井泵1台。
②输配电工程设计
（A）变压器
根据单井配套电动机45千瓦，照明等用电5千瓦，按公式变压器容量=35+25%）+5=46.KVA。
结合村内原有变台情况，需新增50KVA变压器1台。
（B）输电线路
项目村规划的打井地址，位于变电站通往项目村架设输电线路旁边，故高、低压线路略。
（7）主要附属工程
①出水栓
出水栓一般50米设置一个，可依地形适当调整。
每个出水栓用现浇硅砌筑保护墩，梯形下底尺寸：
50×
50（厘米），梯形上底尺寸比下底小10厘米，共设计出水口22个。
由典型地块可知，亩均用干、支管道6米，每11.8亩设出水栓1个。
经实测项目区共需PVC管2400米，给水栓22个。
每个出水栓设置5厘米闸阀一个，用50厘米与支管道连接，地下管长1.2米，地面0.6米。
②阀门井和退水口
在管道交叉处和根据需要设置阀门井用于安装闸阀：
在主管道末端或低洼处置退水阀门，用于冬季排空管道内的集水。
详见附图4。
③井台工程
井台全部为地理矩形砖砌井台，上盖混凝土板，低压地埋线入井。
④井房工程
井房平面尽寸为4米×
5米长方形，高2.6米，采用砖混结构，墙体为24厘米水泥砂浆砌砖，清水墙面，屋顶为现浇钢筋混凝土板，配筋选用Ф8mm～Ф10mm钢筋。
房顶适当位置开天窗，以方便机泵起吊安装。
井房正面留80厘米×
180厘米门洞，安装推拉式防盗铁门。
为了醒目，墙面喷刷绿色外墙涂料，标明名称及井号、建设时间。
井房（配电室）示意图详见附图3。
3.4.7施工组织设计
（1）机井施工
根据当地施工队伍的建井经验和现有设备，决定采用S-300型钻机，在施工过程中，要严格按照机井施工规范进行操作，确保机井施工质量。
（2）管道工程
按照当地最大冻土深度，自流管道要埋设于1.3米以下，沟底平整，坡度自然回填时要先填40厘米净土，踏实后自然回填，避免管道损坏造成返工，压力管道要管坡一致，避免大起大落，泵站最低处设退水口，确保压力管道安全过冬。
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