基本农田节水灌溉初步设计Word格式文档下载.docx
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井房结构见附图-4。
配套设施
潜水泵
项目区共配套潜水泵50台，型号为200QJ50-39/3；
配套水泵总功率为460千瓦。
输水管道
项目区铺设PVC-UФ110（0.42Mpa）地埋管道60230m；
配套管泵连接体50套，止逆阀50套，压力表50块，进排气阀50套。
③新建排水井
泄水井用于排放主管道中的余水，以防在非灌溉季节余水发生冻胀，排水井设在主管道上地势低洼处，根据实际地形，设排水井156眼。
电力配套
根据项目区用电负荷情况确定，项目区需新增变压器10台：
其中配套80KVA变压器8台，50KVA变压器2台。
配套地埋0.38KV低压线16.48km。
其他配套工程
由于2012年项目区前已实施完成了畦田改造和土地平整，田间道路和农田防护林建设已达到要求，因此本次设计不进行农业和林业的设计。
2012年项目区主要建设内容见表3-2-1。
2012年主要建设内容
表3-2-1
项目内容
规模
建设标准
单位
数量
低压管道
亩
10000
灌溉保证率90%；
灌溉水利用系数0.95
新建井房
间
50
低压管道灌溉井房面积为9m2；
低压线路
km
16.48
60.23
PVC-UФ110（0.42Mpa）
增设变压器
台套
10
80KVA8台、50KVA2台
3.3工程设计
3.3.1水源工程设计
3.3.1.1机井设计
由于项目区全部采用原有运行良好的机井，本次设计不进行机井的设计，原有机电井深在70～80m，单井出水量为50t/h。
3.3.1.2单井控制灌溉面积
设计依据行业标准《机井技术规范》第2.4.5条
单井控制灌溉面积按下式计算：
QtTη
Fo=───
m
式中：
Fo—单井控制灌溉面积，亩
Q—单井出水量t/h
T—灌溉期间每天开机时间，19h
T—每次轮灌期天数，8天
Η—灌溉水利用系数，η取0.95
M—每亩每次综合平均灌水定额，m3/亩
通过计算，出水量50m3/h的水源井灌溉周期内可控制面积206.2亩。
3.3.1.3井房设计
本次设计由于可利用旧井无配套井房，所以本次设计为了保护配电设备、水泵和滴灌工程首部系统的正常工作，每眼机电井建一机电管理泵房。
低压管道井房设计面积为9m2，地面以上尺寸为：
长×
宽×
高3×
3×
2.5m；
3.3.1.4排水井
泄水井用于排放主管道中的余水，以防在非灌溉季节余水发生冻胀，排水井设在主管道上地势低洼处，根据实际地形，共设排水井186眼。
排水井采用钢筋砼砌筑，直径0.6m，井壁墙厚24厘米，砌筑时露出地面0.05m，地下为1.95m。
露出地面的钢筋砼管予埋井盖的合页和锁扣，井盖用2.0mm厚钢板割制，安装后上下两面刷防腐漆面，再刷一遍红漆并喷上编号，图见附图-5。
3.3.2节水灌溉制度的设计
充分利用大气降水和土壤水，科学合理地制定作物的灌溉制度，是实施节水增效的关键。
3.3.2.1低压管道节水灌溉保证率和节水灌溉制度的设计
灌溉保证率
根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB/T50288-99）3.1.2规定，项目区属干旱地区，故设计灌溉保证率取90%。
根据内蒙古水科院编着的《内蒙古自治区主要作物灌溉制度与需水量等值线图》，磴口县干旱年份（50%）作物生育期有效降雨量为142.1mm。
基本资料
根据《内蒙古自治区主要作物灌溉制度与需水量等值线图》中数据，玉米生育期平均需水量为280m3亩，平均需水强度为4m3/亩/日（6mm）；
项目区土壤为沙壤土、土壤容重1.42g/cm3田间持水量18%，计划湿润层深度为60cm，灌水利用系数为0.95，作物生长季节（5月～9月），平均风速2.57m/s，最大冻土层深1.1m。
灌溉制度设计。
设计灌水定额m的确定
ms=0.1γH（β1-β2）
ms：
最大设计灌水定额（mm）
γ：
土壤干容重，取γ=1.42g/cm3
H：
计划湿润土层深度，玉米取H=60cm。
β1、β2：
以干土重％表示的适宜土壤含水量上限和下限，上限一般取田间持水量的80％～100％，下限一般取田间持水量的60%～80%。
本次设计分别取田间持水量的90%和60%。
（田间持水量取18％）。
对大田作物的灌水定额为
ms=0.1×
1.42×
60×
（18×
90%－18×
60%）=53.7mm
设计灌水定额应根据作物的实际需水量要求和试验资料按下式选择：
m≤ms
式中m—设计灌水定额（mm）。
设计净灌溉定额m取52.5mm,即35m3/亩。
设计灌水周期的确定
=8.32取T=8天
T－设计灌水周期，d；
ETd－作物日蒸发蒸腾量，取设计代表年灌水高峰期平均值，取值为6mm/d。
作物灌溉制度
查《内蒙古自治区主要作物灌溉制度与需水量等值线图》，考虑同期降雨以及邻近类似地方的试验成果，按灌溉保证率90%考虑，确定玉米喷灌的灌溉定额为210m3/亩。
本次设计的灌溉制度是根据作物各生育期的需水要求，并结合当地的灌溉经验拟定，见表3-3-1、表3-3-2。
设计灌溉定额计算表（P=90%）
表3-3-1
作物
作物需水量（m3/亩）
有效降雨量
（m3/亩）
缺水量
充分灌溉净定额（m3/亩）
充分灌溉毛定额（m3/亩）
节水灌溉定额（m3/亩）
玉米
280
81.0
199
209.5
210
喷灌节水灌溉制度
表3-3-2
灌溉形式
灌水定额（m3/亩）
灌水次数
灌水期及灌溉定额
生育期
定额（m3/亩）
35
1
苗期
210
分蘖期
拔节期
抽雄期
灌浆期
乳黄期
3.3.2.2主要作物灌溉工作制度
根据系统的引水流量、灌溉制度、畦田形状及地块平整程度等因素制定灌溉制度。
本设计采用轮灌方式，轮灌组数的确定要根据管网系统的灌溉设计流量、每个出水口的设计流量及整个系统的出水口个数进行计算，当整个系统各出水口流量接近时，可按下式计算。
N=int（nq/Q设）
N—轮灌组数（组）
n—系统出水口总数
q—每个出水口设计流量（m3/h）
Q设—系统设计流量（m3/h）
int—取整符号
本报告设计中，系统出水口总数n=21，Q设=50m3/h，q=50m3/h，代入上式计算得N=21（组），即灌区共分为21个轮管组，每个轮灌组1个给水栓工作，1次灌1个畦块，每畦灌水时间为0.12h，则1个给水栓的20个畦块共需2.00小时，系统一天工作19小时，可灌溉7个轮灌组，4.57天可以全部灌完。
根据作物的灌溉制度知灌水周期为8天，故系统可以正常运行。
3.3.3灌溉工程典型设计
根据低压管道设计要求，管灌土地地形应较平整。
根据磴口本次节水灌溉工程项目区的实际情况和项目区农业生产实际，单井控制灌溉面积按200亩设计，单井出水量50m3/h。
3.3.3.1管道设计流量
低压管道灌溉系统设计流量采用公式：
Q设=mA/（ηTt）
Q设—灌溉系统设计流量（m3/h）；
m—灌水定额（m3/亩），取35m3/亩；
A—灌溉面积（亩），取200亩；
η—灌溉水利用系数，取0.95；
T—灌水周期（d），取8天；
t—灌水时间（h），取19小时;
经计算Q设=48.5m3/h，小于单井出水量，满足灌溉要求。
3.3.3.2管网布置
低压管道单井控制面积200亩，水源井设在地块一侧中间，管网系统采用二级梳齿状管网布置，管网首部（机井出水管与管网连接处）安装一个逆止阀，一块水表，一个闸阀，一套进排气阀。
主管道垂直于作物种植方向沿地块一侧（井旁）布置，即沿等高线方向布置，单井控制地块长370m，宽360m。
支管垂直主管一侧布置，支管间距120m，出水口间距50m，出水口与锦塑软管连接向畦田供水，每根支管50m锦塑软管。
主管道、支管道均采用地埋PVC-U管，管道埋深1.0米，管槽开挖上口宽1.5m，下口宽0.5m，边坡系数1：
0.5。
安装出水口处由出地三通和竖管连接，给水栓采用丝杆压盖型，三通和竖管均采用铸铁件和钢件。
每个给水栓控制灌溉面积9.0亩。
支管末端，设排水井1处，灌溉季节结束后，排除管网中的积水，以防冬季冻坏管道和管件，管道系统布置详见平面布置图。
3.3.3.3管灌条件下畦田规格设计
根据管灌规范及项目区地形、土壤质地，根据当地农牧业生产实际情况，确定本地区管灌条件下畦田规格为：
畦长60m，畦宽5m。
3.3.3.4管径选择与管道水力计算
管径选择：
本设计管网系统采用PVC-U管，按照规范要求，管道流速在1.0～1.5m/s，主管流量0.011m3/s，用经济流速法计算，根据计算干支管采用同一管径，即Ф110PVC-U管，内径108.6mm。
管径计算公式：
D=
=108.6mm
D—干管管径（m）；
Q—单井出水量（m3/s）；
V—干管流速（m/s）。
计算选取干管为Ф110PVC-U管。
由于灌水流量不大，一般情况下只开一个出口浇地，因而取支管管径与主管管径相同，同样选择Ф110PVC-U管。
出水口设计流量：
根据《管道输水工程技术》中畦田灌水要素的规定，结合灌区土壤类型及地面坡度，取单宽流量为3L/（s∙m），畦宽取5.0m，因此每个出水口设计流量为：
q=3×
10-3×
3600×
5.0=54m3/h，取q=50m3/h
管道水力计算：
干支管沿程水头损失采用硬塑料管经验公式
Qi—设计流量（m3/s），Q=0.011m3/s；
d—管内径（m），d=0.105m；
L—主管进水口至支管端出水口距离（m）。
局部损失hƒ沿以沿程损失的10%计。
具体计算结果见3-3-3。
表3-3-3
项目
干管
支管
0.000915
（m3/s）
0.011
（m）
0.103
1.77
4.77
240
360
沿程水头损失（m）
5.29
7.93
局部水头损失（m）
0.53
0.79
总水头损失（m）
5.81
8.72
设计工作水头H0：
设计工作水头为最大工作水头Hmax和最小工作水头Hmin的平均值，在前述管网布置情况下，则H0=7.408m。
水泵吸水管水头损失：
水泵吸水管沿程水头损失采用公式
L
Q1.9
d5.1
hƒ井=0.00179×
——
泵管长L取17m，d=0.0762m，经计算hƒ井=4.80m，局部水头取沿程损失的10%，经计算hƒ局=0.48m。
设计扬程HP=Z0-Zd+Σhƒ沿+Σhƒ局+H0
HP—灌溉系统设计扬程（m）；
Z0—管道系统进口高程（m）；
Zd—机井动水位（m）；
Σhƒ沿、Σhƒ局—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和局部水头损失（m）；
H0—灌溉系统设计工作水头（m）。
经计算：
HP=17+4.80+0.48+8.72=31m
故水泵选用200QJ50-39/3潜水电泵，水泵主要技术性能见表3-3-4。
潜水电泵主要技术性能表
表3-3-4
型号规格
流量
m3/h
级数
总扬程
m
转速
r/mim
额定电流
A
额定电压
V
配用功率
kiwi
200QJ50-39/3
3
39
2850
21.7
380
9.2
成井后可根据水源情况重新确定水源井泵型号。
PVC-U干管压力计算=1.4×
正常运行情况下最大工作压力，正常运行情况下最大工作压力计算=39-5.28=33.72m，所以本设计选用工作压力为0.42MPa。
3.3.3.5项目区设计总流量及年用水量
据工程设计，项目区设计总流量为2500m3/h。
根据拟定的典型区作物灌溉制度，项目区年总用水量计算如表3-3-5。
按照节水型灌溉制度，项目10000亩耕地年用灌溉水量210万m3。
项目区年用水量计算表
表3-3-5
作物名称
灌水定额
灌溉定额
计划总面积
（亩）
年用水量
（m3）
2100000
3.3.4农业和林业工程设计
高标准农田建设的农业和林业工程包括平整耕地、建设田间道路、建设田间防护林等工程，由于2012年项目区前已实施完成了畦田改造和土地平整，田间道路和农田防护林建设已达到要求，因此本次设计不进行农业和林业的设计。
3.4典型地块主要工程量
磴口县2012年项目区选择在哈腾套海苏木的巴彦套海嘎查。
项目典型地块工程量统计见表3-4-1。
典型地块工程量统计表
表3-4-1
序号
工程分类
名称
土建类
挖方
m3
1330
2
填方
排水井
眼
4
机电设备
200QJ50-39/3潜水泵
台
5
金属结构及配件
管泵连接体
套
6
进排气阀
7
排水装置
8
止逆阀
个
9
压力表
块
Ф110PVC-U管（0.4MPa）
11
给水栓
24
12
泄水阀
13
正三通
4施工组织设计
4.1施工条件
4.1.2水文气象条件
项目区所在地区属于温带大陆性气候区，属于干旱半干旱地区，多年平均降水量142.1mm，多年平均蒸发量2346.4mm，是降水量的16.5倍。
年平均气温7.1℃，极端最高气温37.4℃；
极端最低气温-33.1℃；
冬春为风季，多为西北风，多年平均风速2.57m/s,最大风速19m/s，6-9月最大风速15.2m/s。
最大冻土深度1.27m，多年的平均无霜期178天。
4.1.3施工用水、电供应
施工用水包括生产用水和生活用水，生产用水可就近取用，生活用水可在村里取用。
施工用电可利用就近电网，为保证正常施工，配置20KW柴油、发电机各一台。
施工用房设村委会或租用民房，仓库采用临时建筑物。
4.1.4建筑材料
（1）工程所用水泥从距工地较近的磴口县购买，载重汽车运抵施工现场储存，输水主管材根据招投标要求进行招标采购。
（2）工程所需砂石料自附近的料场购买，各料场材料质量、数量等均满足工程需要，用载重汽车运抵施工现场储存。
（3）施工所用水泥及其他中间产品必须符合建筑材料国家标准，并进行必要的工地检验。
（4）所有施工用材料和机电设备都必须有生产许可证、出厂合格证及生产厂家或相关有资质部门的检验报告。
4.2主体工程施工
4.2.1施工总体要求
本工程涉及低压管道节水灌溉。
各部分工程应组织有资质和施工经验的施工队伍，并对施工人员进行必要的技术培训。
在工程技术人员的指导下进行施工，以保证工程的施工质量。
工程施工应严格按照已批复的设计进行，施工过程中如需修改设计应经设计单位同意；
设计人员应在现场指导施工，及时解决出现的技术问题。
工程施工应进行严格的质量管理，特别是对原材料和购入的设备必须迸行严格的检查，杜绝使用不合格的材料和设备：
工程施工要严格遵循工程建设施工监理制，施工中应配有专职或兼职的质检人员，负责监督每道工序的施工质量。
4.2.2主体工程施工方法与要求
该项目工程内容主要土建工程和农田水利工程。
土建工程为水源井泵房工程。
农田水利工程有节水工程。
由于项目区面积较大，部分工程要求的技术性较强，且施工工期短，故施工设施从简布置。
4.2.1.1房建施工要求
⑴土建施工以《砌体工程施工及验收规范》（GB50203-98）为标准。
⑵土建工程基础用机械开挖、人工修槽。
⑶预留及地埋管线在回填过程中完成。
施工人员根据工程量及具体条件合理配置。
⑷主体结构阶段，混凝土浇筑、钢筋绑扎、砌砖和预制构件安装交叉作业，中间穿插装修工程。
4.2.1.2管道施工要求
管道沟开挖及回填
沟槽底部20cm以内开挖应尽量不扰动设计沟底标高以下的原状土。
管道铺设完毕应尽快回填，回填时间应选在一昼夜气温最低的时，底部回填土中不应含有砾石、冻土块及其他杂硬物体。
沟底部一次回填高度宜为0.10～0.15m，捣实后再回填第二层，直到回填至沟深0.80m处；
管道接口前后0.20m范围内不得回填，以便观察试压时事故情况；
管道试压合格后的大面积回填，宜在管道充满水的情况下进行，机械回填时要从管的两侧同时回填，机械不得在管道上行驶。
粘接结合最少保持时间见下表：
管材公称外径（mm）
63以下
保持时间（s）
>
30
管道安装
本项目PVC-U管的连接方式采用承插粘接，注意事项如下：
选择合适的粘接剂。
被粘接管端应清除污迹。
插头和承口均匀涂上粘合剂，应适时承插，并转动管端，使粘合剂填满间隙。
承插口轴线应重合，插头应插至承口底部。
管子粘接后固化前，管道不得移位。
管连接后放入沟槽中，除接头外，均应覆土20～30cm。
排水井施工
排水井的施工应遵守设计的有关规定，井底基础应与管道基础同时浇筑。
在井室砌筑时，应同时安装踏步，位置应准确，踏步安装后，在砌筑砂浆或混凝土未达到规定抗压强度前不得踩踏，混凝土井壁的踏步在预制或现浇时安装。
管网试水
管道安装完毕后，回填前要对管道进行打压试验，检查管道有无裂缝或破损，是否存在渗漏、安装不合格等问题，严格保证管道工程安装质量。
试水试验前，在管沟内每隔3～5m回填20～30cm覆土以防止管道移动。
试水开泵前先打开管道最远端给水拴，待近端给水栓出水后依次打开其他给水拴，并保持1～2小时，检查管网所有接口、管道、管件，阀门等有无渗水、漏水现象。
如有漏水现象及时用防水胶带或专用胶修复。
发现裂缝漏水严重无法修复时应立即更换。
打压试验严格执行《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008。
待所有发现问题解决后再次进行试水，直至符合要求为止。
试水结束后，要将管网内所有的退水井阀门打开进行排水，检查管路铺设比降是否合理，保证管网内余水全部排空。
4.2.3设备安装要求
节水灌溉设备的施工安装是节水灌溉工程的重要环节，为确保正常运行，必须严守技术操作规定，精心安装。
管道系统的首部设备有水泵、电机、闸阀、水表、压力表和测量仪表等。
为了防止水泵启闭时造成管道真空或水锤破坏，在水泵出口与管道连接处安装安全阀、进排气阀。
其施工方法和要求按照机电设备安装手册及有关规定执行。
节水灌溉设备的安装应做到以下几点：
全面熟悉系统设计图上系统组装结构，了解设备性能．按具体要求施工。
详细核查各种设备，由整体到零部件全面核对数量、规格、质量达到系统完整。
发现毛刺阻水、口径变形、密封不严等构件，必须全面检修或由生产厂商更换才可安装。
低压管道系统是有压输水，各种设备必须安装严紧，胶垫空口应与管口对准，防止遮口挡水，法兰盘螺丝应平衡紧固，螺纹连接丝口需加铅油上紧，达到整个系统均不漏水。
机电水泵组装必须达到同一轴线，同时安装电机安装说明接通地线，确保运行安全。
在易积水处应加设排水通道和阀门，以便冬季排除余水，防止冻坏设备。
4.2.4施工技术要求
为加强对建设项目工程质量的管理，保证建设工程质量，杜绝出现“豆腐渣”工程，保护人民群众的切身利益，项目承担单位应依法制定相应规章制度，确保工程施工质量。
项目承担单位不得迫使承包人以低于成本的价格竞标，不得任意压缩合理工期，严格按有关规定进行资金管理，确保工程建设的顺利开展和资金的合理使用。
项目承担单位在领取施工许可证或开工报告前，按照国家有关规定办理工程质量监督手续。
监理单位应负责工程施工的全过程监理，严格执行监理规章和制度，把好质量关。
施工项目部应配备专职质检工程师，各施工队设质量检查员，形成自上而下的质量管理网络。
认真对待质量管理制度，使质量控制做到群专结合、上下结合、内外结合、全员结合，并贯彻施工全过
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