计算书节水灌溉.docx
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计算书节水灌溉
北京市平谷区
工程名称：
平谷区2015年清洁小流域综合治理工程
阶段：
初设
专业：
水工
计算书名：
付家台村管灌工程计算书
审查：
校核：
编写：
计算：
湖北省水利水电规划勘测设计院北京分院
二○一三年三月
计算说明
一、计算目的与要求
目的：
根据不同作物的特点，选择不同的灌溉方式，通过计算，得到灌溉制度。
通过水力计算，优化管网的设计，使管网经济合理。
要求：
管网布置合理，分区合理、管道压力选择合理、并计算系统扬程。
二、基本数据
基本数据均采用现场调查结果，图纸为北京市测绘设计研究院实测1：
10000地形图。
三、计算依据
《节水灌溉技术规范》（SL207）
《低压管道输水灌溉工程技术规范（井灌区部分）》（SL/T153）
《农田低压管道输水灌溉工程技术规范》（GBT20203）
四、计算方法及过程
（1）基本资料
（2）水量平衡计算
（3）灌溉制度设计
（4）轮灌制度设计
（5）管网水力计算
（6）水泵及动力复核
（7）计算成果分析
（8）地块管网主要工程量表
（1）基本资料
a、地形地貌
该地块位于付家台村，地块形状为长方形，灌溉面积20亩。
地块高差较大。
b、土壤资料
该地区土壤为壤土，土壤容重为cm3，田间持水量为％（重量百分比）。
c、作物种植情况
地块内种樱桃树。
d、气象资料
该地区多年平均降雨量为677mm，一般集中在6～9月份。
冻土层深度为80cm。
e、水文、水资源
地块现有泵站一座，设计出水量70m3/h。
f、运行管理
该地块配套管灌措施后，村委会协同村用水者协会将委派专人对系统进行管理。
（2）水量平衡计算
根据灌溉面积和灌溉设计供水强度，计算管灌灌溉系统所需的最小供水流量。
地块灌溉面积共计20亩。
故取系统日平均工作时间t=，设计灌水周期为天。
式中：
Q0—灌溉系统设计流量，m3/h；
α—控制性的作物种植比例，取1；
m—设计净灌水定额，；
A—灌溉面积，210亩；
—灌溉水利用系数，取；
T—设计灌水周期，；
t—日平均工作时间，18h。
现有机井出水量为70m3/h，根据水量平衡计算，因为Q0小于70m3/h，所以该机井可满足灌溉系统的要求。
（3）灌溉制度设计
该地块土壤容重为cm3，田间持水率为%，拟采用管灌灌溉方式，灌溉水利用系数为。
作物耗水高峰期的设计耗水强度取6mm/d，计划湿润层深度为，设计净灌水定额按式（3-1）计算，设计灌水周期按式（3-2）计算，实际灌水周期按式（3-3）计算。
经计算，设计净灌水定额为（Mu）。
设计灌水周期为天，取实际灌水周期为10天。
各设计参数及计算结果详见表3-1。
（3-1）
式中：
m—设计净灌水定额，mm；
γs—土壤干容重，cm3；
h—土壤计划湿润层深度，；
β1—土壤适宜含水量（重量百分比）上限，取田间持水量的；
β2—土壤适宜含水量（重量百分比）下限，取田间持水量的。
（3-2）
（3-3）
式中：
T－设计灌水周期，d；
－实际灌水周期，d；
－设计耗水强度，6mm/d。
其余符号意义同式（3-1），式中相关数据详见表3-1。
表3-1灌溉制度设计参数表
内容
单位
参数
内容
单位
参数或结果
设计耗水强度
mm/d
6
适宜含水量上限
%
计划湿润层深度
m
适宜含水量下限
%
土壤容重
g/cm3
设计净灌水定额m
mm
田间持水率
%
设计净灌水定额
m3/Mu
灌溉水利用系数
设计灌水周期T
d
灌溉面积
Mu
210
实际灌水周期T1
d
10
（4）轮灌制度设计
为方便灌溉运行管理，单个给水栓的灌溉面积按平均2500m2控制，并考虑地块形状适当调整。
灌溉系统设计流量为h，因此水泵流量为63m3/h即能满足要求。
210亩共布设50个给水栓，每次开启2个给水栓，共组成25个轮灌组。
每个轮灌组一次灌水延续时间为6h，系统日平均工作18h，每天灌溉3个轮灌组，10天共灌25个轮灌组。
实际毛灌水定额按式（4-1）计算，一次灌水延续时间按式（4-2）计算。
各设计参数及轮灌制度计算结果详见表4-1。
（4-1）
式中：
－实际毛灌水定额，mm；
1－实际灌水周期，10d；
（4-2）
式中：
t－一次灌水延续时间，h；
A－一个给水栓的灌溉面积，2500m2；
qa－一个给水栓的出口流量，h。
其余符号意义同前，式中相关数据详见表4-1。
表4-1轮灌制度设计表
内容
单位
参数
内容
单位
参数
实际毛灌水定额
mm
75
一次灌水延续时间
h
6
给水栓间距
m
50
轮灌组数目
组
25
系统日平均工作小时
h
18
（5）管网水力计算
a、首部枢纽及控制系统
该地块内现有机井1眼，位于地块的北部，现有井房一座，现有水泵及首部设备能满足灌溉要求。
b、管网布置
地块灌溉面积210亩，根据地块形状及机井与地块相对位置布置管网。
主干管从机井先沿南北后东西方向布置，各条支管垂直干管南北向铺设，支管平均间距为50m，支管上给水栓平均间距为50m，主管及支管均采用PVC-U管道，地埋铺设，埋深。
该地块内共设泄水井1个。
管网布置图见图5-1。
水力计算根据轮灌制度和轮灌编组计算管道系统的工作水头，选取管线最长的灌组和管线最短的组分别进行计算。
管道沿程水头损失按式（5-1）计算，系统的水力计算详见表5-1。
（5-1）
式中：
hf－沿程水头损失，m；
Q－管道设计流量，m3/h；
f－摩阻系数，94800；
m－流量指数，；
b－管径指数，；
L－管道计算长度，m；
d－管道内径，mm。
图5-1东谷村地块管灌管网布置图
表5-1输水管网的水力计算表
项目
内容
单位
计算结果
轮灌组
1
24
给水栓编号
高#
低#
系统出口水头
m
给水栓水头损失
m
支管水力计算
管道材质
PVC-U
PVC-U
长度
m
135
114
管道内径
mm
计算流量
m3/h
摩阻系数f
94800
94800
流量指数m
管径指数b
支管沿程水头损失
m
支管局部水头损失
m
支管进口流量
m3/h
支管进口压力
m
干管水力计算
管道材质
PVC-U
PVC-U
长度
m
219
449
管道内径
mm
计算流量
m3/h
63
63
摩阻系数f
94800
94800
流量指数m
管径指数b
干管沿程水头损失
m
干管局部水头损失
m
出水口中心与地面高差
m
干管进口流量
m3/h
63
63
干管进口压力
m
经计算，井距离最高的为最不利轮灌组，管道系统工作水头为；距离最低的轮灌组，管道系统工作水头为。
则管道系统设计工作水头为，其流量为h。
（6）水泵及动力复核
灌溉系统设计扬程，按式（6-1）计算，灌溉系统设计扬程详见表5-1。
（6-1）
式中：
Hp－灌溉系统设计扬程，m；
H0－管道系统设计工作水头，m；
Zd－机井动水位70m
－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，m；
－水泵吸水管进口至管道系统进口之间的管道局部水头损失，m；
ho－系统首部水头损失，取3m。
经计算，灌溉系统设计扬程为，流量为63m3/h。
现有水泵满足灌溉系统要求。
（7）计算成果分析
该地块位于熊耳营，地块面积210亩，地块坡度较大，现有机井1眼，出水量为70m3/h，采用管灌的灌溉方式。
现有井房破旧，新建井房1座、配套水泵及首部设备一套。
根据计算，确定控制系统日平均工作18h，每个轮灌组一次灌水延续时间为6h。
每天灌溉3个轮灌组，每个轮灌组开2个给水栓，灌水周期为10天，共灌溉25个轮灌组。
确定干管管道管径为dn160，支管管道管径dn110。
经分析，该地块灌溉制度选取合理，管网布置合理，管径选择合理。
（8）地块管网主要工程量表
表8-1熊耳营地块主要工程量表
序号
项目
规格
单位
数量
1
PVC-U管
dn160,
m
561
2
PVC-U管
dn110,
m
2153
3
PVC-U异径三通
DN160×DN110
个
14
4
PVC-U正三通
DN160
个
3
5
PVC-U异径接头
dn160×110
个
4
6
PVC-U异径接头
dn110×40
个
1
7
PVC-U异径接头
dn40×25
个
1
8
钢管
DN100
m
40
9
钢制正三通
DN100
个
32
10
钢制90°弯头
DN100
个
18
11
给水栓
4"
套
50
12
钢法兰
DN100
片
132
13
法兰
DN110
片
82
14
水龙带
4"
m
120
15
阀门
DN150
个
2
16
阀门井
φ1400
座
1
17
管道土方开挖
m3
1863
18
管道土方回填
m3
1585
19
镇墩砼
C15
m3
4
20
泄水阀
dn25
个
1
21
泄水井
φ800
座
1
22
土壤调理剂
kg
63
23
保水剂
kg
1176
24
抗蒸腾剂
瓶
1176
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