草坪灌溉实设计实例.docx
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草坪灌溉实设计实例
固定式喷灌系统设计实例
设计实例
现通过实地观测和相关数据收集,可知:
草坪区尺寸为400米×200米,地形为平地,距小区有100米的正西方位有一条小河,河水面比草坪坪床面低5米。
土壤为砂壤土,每天允许最大开机时间为8小时,作物最大日需水量ET=6mm/d,最小降雨量P=1mm/d,土壤容重1.36g/cm3,土壤计划湿润层深度为30cm,适宜土壤含水率上限取田间持水率的95%,适宜土壤含水率下限取田间持水率的75%,田间持水率30﹪,灌溉水利用系数取η=0.9,土壤湿润比百分之百。
包括:
地形、气象、土壤(质地、土层厚度、冻土深度、土壤入渗率等),草坪草品种,动力,水源(出水量、动水位等)
一、喷管设计任务和要求
1设计灌溉面积80000㎡,灌溉时不能喷到绿化区域以外,不能喷到马路上,绿化区内的小道可以不考虑,采用PVC管。
2设计灌溉方式采用固定式喷灌。
采用土壤水分传感器,根据土壤湿度情况,使用电磁阀、控制阀进行自动控制,从而进行科学合理的自动化灌溉。
3设计内容包括水泵设计、主干管网设计、支管设计以及运行管理设计。
4本设计以草坪为主。
二、设计参数的确定
根据草坪草的耗水特点,喷灌设计参数确定为:
1作物最大日需水量ET=6mm/d
2最小降雨量P=1mm/d
3土壤容重1.36g/cm3
4土壤计划湿润层深度为30cm
5田间持水率30﹪
6灌溉水利用系数取η=0.9
7土壤湿润比百分之百
三、水量平衡计算与水泵供水能力确定
已知灌溉面积,确定水泵最小供水流量
Q=A×I/(c×1000×ƞ)
设一天最大开机12小时
I=(ET-P)=6-1=5mm
Q最小=400×200×5/(12×1000×0.9)=37m3/h
四、喷灌设备选型
⑴喷头
根据气候、地形、土壤性质和种植情况,选择散射式喷头。
散射式喷头适合于小面积或狭长绿地喷灌,具有较好的雾化效果,有利于降低喷灌系统的运行费用。
⑵管道
输水管道选用国内生产的抗腐蚀、耐高压的UPVC管材。
⑶自动控制设备
包括选用电磁阀、控制器、气象传感器、土壤水分传感器、进排气阀等。
在首部和管道系统的较高点设置进排气,以避免水锤或负压对管道产生破坏。
采用固定式喷灌系统
五、喷头和确定喷头组合形式
绿地喷灌系统规划设计原则:
节水、节能、经济、可靠和实用。
喷头的选择和布置是喷灌系统规划设计的重要内容之一。
本设计由于地形平整、绿地规则,故采用正方形布置。
正方形布置间距R=R0(R0S是喷头喷洒的有效半径)
干管尽量沿道路及自然边界布置,少穿越马路等硬化路面,便于管理和维修;尽量减少干管长度,降低成本。
同一个轮灌小区里,任意俩个喷头之间的设计工作压力差应该小于20﹪。
⑴喷头的选择
选用喷头,喷嘴直径8mm,工作压力350kPa,喷头流量3m3/h,喷洒直径D=40m
⑵喷头组合方式
采用正方形布置,喷头和支管的间距为20×50%=20m
⑶计算组合平均喷灌强度
p=q×ƞ/(b×l)=3×0.9/20×20=0.00675m/h=6.75mm/h
p<p砂壤土=12mm/h
六、布置干、支管
每条支管长200,米,单侧支管条数11条(图形右边为图示,表示采用正方形布置实图)。
单侧支管上分别装有10个喷头。
干管长为300m。
其中边界采用半圆形喷洒喷头(规格与全圆形喷头相同)。
喷头从距干管第二个点开始安装,与干管相交的点不安装喷头。
七、拟定喷灌灌溉制度
1.灌水定额:
m=0.1ɣH(B1-B2)p/Ƞ
=0.1×1.36×30×30﹪×(95%-75%)×100%/0.9
=27.2mm
2.一次灌水时间:
t=灌水定额/喷灌强度=27.2/6.75=4.02h
3.灌水周期:
T=m×ƞ/I=27.2×0.9/(6-1)=5
八、拟定灌溉工作制度
1.允许一次工作的喷头数:
N1=N总/N轮灌组数=A×t/(b×l×C日工作小时数×T)=400×200×4.02/(20×20×8×5)≈20
同时工作的支管数
N2=N1/N一条支管上的喷头数=20/10=2
九、轮灌组划分
划分方式:
从设计图的左边开始,每2条支管为一个轮灌组,共有11个轮灌组。
校核:
最大轮灌组数应满足:
N≦c×T/t=8×5/4.02≈11,满足n≦N
,所以n≦N,满足要求
十、管网水力学计算
目的:
确定干管、支管直径,系统总扬程和流量,配制水泵
1、确定支管直径和计算支管进口水头
⊿h允许=H喷工×20%=350kpa×20﹪=7m
计算支管水头损失
选用D=75mm的PVC管
⊿h支=0.017×200=3.4<7m
计算支管进口水头(计划竖管高度1米)
H支=H喷头设计压力+H竖管高度+3/4⊿h支+-1/2Z=35+1+3/4×3.4=38.55m
2、计算干管水头损失、确定干管管径
选取最不利轮灌组,以最不利轮灌组确定干管管径
本例中第一轮灌组(顶端)为最不利轮灌组
干管流量Q干=10×3×2=60m3/h干管长200m
若选用干管为D=110mm的PVC管道⊿h干=i×200=0.04×200=8m
3、计算干管进口水头
H干管进口=H支管进口+⊿h干+Z=38.55+8=46.55m
4、计算水泵扬程和流量
H=H干管进口+⊿h+动水位=46.55+5=51.15mQ=60m3/h
5、计算其他支管
由于所有支管选用的管径相同,长度相同,所以支管水头损失相同;竖管高度都为1米;喷头设计压力相同,所以其他支管的进口水头在理论上相同,为38.55m.
十一、图纸绘制
喷灌系统单侧局部放大图
支管阀门:
喷头:
水泵:
十二、材料统计与工程预算
序号
产品名称
规格型号
单位
数量
单价
金额
备注
1
地埋式
散射喷头
Hunter-psu
个
220
50.00
11000
2
散射喷嘴
17A
个
220
13.90
3058
3
PVC管
DN75
m
100
28.45
2845
4
PVC管
DN90
m
250
45.12
11280
5
6
PVC等径直通
DN75
DN90
个
个
120
2
9.12
15.56
1094.4
31.12
7
PVC90°弯头
DN90
个
2
20.12
40.24
8
PVC变径三通
DN90×75
个
20
30.14
602.8
9
PVC胶
KG
5
26.14
130.70
10
生料带
m
150
1.00
150.00
11
电磁阀
PGV201B
个
20
842.00
16840.00
12
控制器
ICC801PL
台
1
2375.00
2375.00
13
模块
ICM400
块
1
476.00
476.00
14
土壤传感器
套
1
750.00
750.00
15
气象传感器
MWS
个
1
1347.00
1347.00
16
阀箱
1419-12
个
20
262.00
5240.00
17
控制电缆线(铜实芯)
1.0毫米
m
8500
1.50
12750.00
按实际距离
18
压力表(100mm)
1.0MPa
个
1
75.00
75.00
19
20
PVC球阀
DN75
DN90
个
个
40
1
80.32
105.13
3212.8
105.13
排水用
21
逆止阀(卧式)
DN50
个
1
198.00
198.00
法兰连接
22
安全阀
2"-8
Kg/cm2
个
1
螺纹连接
23
管道泵
ISG50-200(I)A
台
1
Q=56.65
m3/h
H=56.65m
24
自耦减压启动箱
5.5~7.5KW
台
1
能与管道泵的电动机相配
25
中间继电器
GC20X7W1
个
1
金额合计
333817.49
十二、工组施织
1、图纸的审核与复核
2、放样
3、沟槽开挖
4、管道安装
5、安装喷头
6、装电磁阀
7、排水阀门
8、进排气阀
9、铺设控制电缆
10、安装控制器
11、打压试水
12、回填