河北农大农业水利工程毕业设计元谋县禾阳区喷灌工程设计.docx

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河北农大农业水利工程毕业设计元谋县禾阳区喷灌工程设计

河北农业大学

本科毕业设计任务书

题目：

元谋县禾阳片区喷灌工程设计

姓名：

学院：

城乡建设学院

教师姓名：

职称：

讲师

2016年5月20日

1灌区概况

1.1自然条件

1.1.1地理位置

元谋县地处滇中高原北部，隶属云南省楚雄彝族自治州。

地处东经101°35′-102°06′、北纬25°23′-26°06′之间，东倚武定，南接禄丰，西邻大姚，北接四川会理，西南与牟定接壤，西北与永仁毗连。

是中国境内发最早的人类“元谋猿人”发现地，是“东方人类故乡”[1]  。

国土面积2021.69平方公里，总人口215795人（2010年）。

政府驻地元马镇。

1.1.2地形地貌

元谋县境之山分属三台山、白草岭、鲁南山三个山系。

三台山余脉自南而北，层峦叠嶂；白草岭余脉由西北走东南，逶迤连绵；鲁南山余脉由北向南转东，蜿蜒起伏；将县域构成东南高、西北低，四周高、中间低的势态。

1.1.3水文

境内河流属金沙江水系，常流河15条、季节河23条。

主要河流有金沙江、龙川江。

金沙江自西北进入本境，转东北部出境，呈“U”字状，在境长度46.5公里。

龙川江由县境西南入境，北流汇入金沙江，在境长度63公里。

三山起伏，二水奔流，形成山区、半山区、坝区，规划区包含丙间大沟，磨刀河等河流。

1.1.4气象

元谋属南亚热带干热季风气候，年平均气温21.9度，极端最高温度42度，最低温度零下0.1度。

年日照时数2670.4小时，年平均日照时数7.3小时/天，日照百分率60%。

山区无霜期305～314天，半山区302～331天，坝区平均霜日2天。

年蒸发量为降水量的6.4倍。

年平均相对湿度为53%。

多东南风，年平均风速2.5m/秒。

年平均降雨量613.8mm。

最多年906.7mm（1966年），最少年287.4mm（1960年）。

雨季开始一般在5月29日（最早为5月6日），结束一般在10月11日（最迟10月29日）。

7月降雨最多，平均为137.8mm；1月份最少，为3.1mm。

冬春雨少，3～5月不足60.6mm，12～2月不足20mm。

由于分山区、半山区、坝区，形成立体气候：

地处金沙江河谷的江边乡年平均气温达23.1度；地处山区的花同乡年平均气温仅13.4度；处马街坝的能禹镇年降雨量625.5mm，坐标与其相距10公里，地处山区的凉山乡年降雨量883.2mm。

1.1.5水文地质

元谋盆地位于云南省北部,金沙江畔,是滇中高原上最低的一个盆地,海拔高度1100米左右,南北长约30公里,东西宽度不一,平均7公里左右；金沙江的支流——龙川江沿盆地西缘由南向北流去,最后在龙街附近注入金沙江.盆地西缘是由前寒武纪变质岩系（前寒武纪灯影灰岩和花岗岩）所组成的低矮山梁,海拔高度约1400米,东部则由中生代的侏罗纪、白垩纪红层构成,通常称“东山”,最高处海拔高度达2700米.盆地内新生代地层,特别是下更新世（元谋组）很发育,在龙川江东岸的东山山前地带出露最好,并形成几条近东西向丘岭——“梁子”,伸向盆地的中西部.元谋盆地与东山接壤处为红格——元谋断裂带,此处形成了明显的断层崖地形

1.1.6土壤

元谋县土壤共分9个土类，14个亚类，25个土属，51个土种。

在9个土类中，自然土壤占总面积的85%，农业土壤占15%。

海拔2300-2400米的阳坡为紫色土，冲积土分布在河流两岸，水稻土多分布于低海拔地带。

[7] 

1.2社会经济条件

2011年，元谋县生产总值达到26.3亿元；地方财政总收入、地方一般预算收入、地方一般预算支出分别完成14088万元、9970万元、83798万元。

一、二、三次产业经济结构比重调整为38.8：

25.8：

35.4。

2012年与2007年相比，元谋县生产总值由12.8亿元增至31亿元，年均增长12%（按可比价计算，下同）；地方财政总收入、地方公共财政预算收入分别由0.94亿元、0.68亿元增至2.22亿元、1.62亿元，年均分别增长18.76%、18.98%。

社会消费品零售总额由3.13亿元增至7.4亿元，年均增长18.8%；城镇居民人均可支配收入和农民人均纯收入分别由12047元、3556元增至21560元、7092元。

一、二、三产业比重由42.35：

18.2：

39.45调整为38.1：

27.4：

34.5。

[8] 

元谋县第一产业

2012年，元谋县蔬菜种植面积、农民卖菜收入分别由12.49万亩、4.01亿元增至13.69万亩、6.86亿元；获得无公害农产品认证27个，绿色食品（A）级认证21个，有机食品认证1个，无公害农产品产地认定20.28万亩，绿色食品产地环境达标面积15.6万亩，出口蔬菜质量安全管理区示范面积21.05万亩；获得云南名牌产品称号2个。

全县种植收购烤烟、农民卖烟收入分别由180.6万公斤、2091万元增至351.5万公斤、7918万元。

[9] 

元谋县第二产业

与2007年相比，2012年元谋县工业总产值由10.54亿元增至43亿元，年均增长32.5%。

全县农产品加工、矿产开发企业分别达685户、45户，形成了年加工蔬菜11.2万吨、年生产原矿石6万吨的加工生产能力；建成投产运行水电站17座，总装机容量26966千瓦，平均年发电量5393.2万千瓦时；新能源产业实现突破发展，雷应山风电场一期建成投入运营。

一批企业进一步发展壮大，全县规模以上工业企业达12户。

[8] 

元谋县第三产业

2012年，元谋县规模以上固定资产投资完成22.3亿元。

社会消费品零售总额完成11.6亿元。

城镇居民人均可支配收入和农民人均纯收入分别完成23299元、7570元。

民生方面支出达8.6亿元，占公共财政预算支出的73%。

组织实施规模以上固定资产投资项目75个，其中，新开工项目56个。

[10] 

1.2.1工农业生产情况

元谋是云南省重要的蔬菜产地，元谋蔬菜产业成为云南最大的冬早蔬菜主产区之一，产品不仅畅销国内157个大中城市，每年还有3万多吨洋葱、番茄、菜豆、牛蒡、香葱等，通过成昆铁路转口贸易等方式出口到韩国、日本、俄罗斯、美国、欧盟及东南亚各国，蔬菜外销量占云南省冬春蔬菜出省外销总量的四分之一。

1.2.2自然灾害

未查到相关资料

1.3水利工程现状与存在问题

降雨分布不均，为了适合达到灌水，过去该地区种植茶树（土壤土性成酸性）采用的是畦灌，沟灌等灌水方法，虽然能够适时的达到作物的需水要求，灌水比较均匀但灌水有效利用率太低，水资源浪费较大。

1.4水资源分析

1.5灌区开发的必要性与可行性

1.5.1灌区开发的必要性

该规划区主体为南亚热带干燥和季风气候区，土壤类型为红壤土，具有冬无严寒，夏无酷暑，日照充足，年温差小，日温差大，干雨季分明，降雨充沛，但降雨分布不均，为了适合达到灌水，过去该地区种植茶树（土壤土性成酸性）采用的是畦灌，沟灌等灌水方法，虽然能够适时的达到作物的需水要求，灌水比较均匀但灌水有效利用率太低，水资源浪费较大。

我国是一个水资源严重短缺的国家，人均水资源占有量排在世界第109位，仅为世界平均水平的1/4.随着我国经济的快速发展、人口的增加、工业和城市的用水量猛增，农业用水量占全国总用水量的比重由80年代初的80%左右降至目前的70%左右。

我国目前采用喷灌、微灌等先进节水措施的灌溉面积仅占总灌溉面积的2%左右，而有些发达国家占总灌溉面积的80%以上。

从国内外的经验来看，采用节水灌溉都有十分显著的节水增产效果。

茶树属于经济作物，所以可采用喷灌的方式进行灌水，可以达到适时适量灌水，不产生深层渗漏和田间径流，保土保肥，灌水均匀，田间灌水有效利用率高，不受地形的影响，节水量大，增产作用明显。

而且该规划设计强化农业基础支撑，增加高效节水灌溉面积，也迎合了十三五规划中的水利政策“确保建成高标准农田8亿亩、力争10亿亩”。

为保证该地区农业发展和经济发展必须对该地区农业发展和经济发展必须对该地区进行灌区规划、开发。

1.5.2灌区开发的可行性

规划区所种植作物为茶树，茶树的灌水节水方法可以是喷灌、微灌、渗灌。

其中微灌和渗灌都存在灌水器孔径小，易堵塞；会导致根系集中向湿润区生长，对发育有影响的问题；对调节田间小气候效果不明显，而喷灌适应地形能力强，省工省地，可以调节田间小气候，有利于实现灌水机械化和自动化。

根据规范开始规划茶园的灌溉方法。

由于茶园面积较大且分布不规则，不均匀，高差起伏大，为了节省能源，合理使用水泵供水，将整个茶园田块分成5个区域，采用控制阀分别灌溉，其中1号方田，2号方田,3号方田，4号方田，5号方田各自为一个灌溉系统，五个灌溉茶园均采用PY20型摇臂式喷头在同一根管道压力下混合使用。

该地区种植的作物为经济作物，比较管道式喷灌的三种类型；固定管道式，设备利用率大大提高，运行管理方便但前期投资较大；全移动管道喷灌投资最低，但劳动强度较大，运行管理不方便。

根据分析，由于种植作物为经济作物，虽然前期投资较大但最终能获得较大的效益，所以确定采用固定管道式喷灌系统，及干管地埋式固定管道，喷洒支管伸出茶林1.2m管道，采用全射流和摇臂式喷头组合喷洒喷灌。

2规划设计原则与依据

2.1规划原则

灌区总体规划要按农田基本建设的基本要求进行，要以建设旱涝保收，高产稳产的农田为目标，以改土治水为中心。

实行山、水、田、林、路综合治理，充分利用土地，水利资源，扩大耕地，灌溉、水电、航运和渔、林、牧业，进行综合开发，一水多用。

另外，进行灌区规划时，要充分考虑灌区内行政边界情况，尽量以行政单位进项灌区运行管理。

2.2设计依据与规范

根据中国“十二五规划”中关于农田水利建设部分的发展规划和元谋县禾阳片区周边地区经济发展规划进行灌区规划设计。

进行灌区规划设计时除需要满足当地经济发展规划外，还应参照国家规范，严格控制各项数据满足国家规范，如《喷灌工程技术规范GB50085-2007T》。

3灌排系统总体规划

灌区总体规划是在通过简单水量分析的基础上，根据旱、涝、渍害、土壤盐碱综合治理和土壤有效利用的原则，对灌区·水源工程、水泵和动力机、压力管道、喷头、控制及保护装置等进行合理整体规划布置，绘制灌区总体规划布置图。

3.1规划布置原则

灌区规划应按照农田基本建设的基本要求进行，要以建设旱涝保收，高产稳产的农田为目标，以改土治水为中心，土地整治与其他规划相结合，实行农、林、水、沟、路综合治理，充分利用土地，水利资源，扩大耕地，进行综合利用。

另外，进行灌区规划时，要充分考虑灌区内行政边界情况，尽量以行政单位进行灌区运行管理。

3.2干管取水口位置、形式选择

灌区灌溉用水由丙间大沟和磨刀河提供，河流未能满足灌区灌溉水位要求，需要设置蓄水池和泵站提高扬程，所以在各个规划方田的控制制高点建造蓄水池、过滤池和相应的厂房，即渠首布置。

3.3喷头的选择和组合间距

喷头的选择包括喷头型号，喷嘴直径和工作压力的选择。

在选定喷头之后，喷头的流量，射程等性能参数也就随之确定。

按照国家标准GB85-85《喷灌工程技术规范》规定，选择喷头和确定间距的具体原则:

（1）组合喷灌强度不超过土壤的允许喷灌强度值。

在本设计中喷头的组喷灌强度均要求小于灌区土壤允许喷灌强度。

各类土壤的允许喷灌强度如下表：

表3-1土壤允许喷灌强度表

土壤类别

允许喷灌强度（mm/h）

砂土

20

砂壤土

15

壤土

12

壤粘土

10

粘土

8

注：

有良好覆盖时，表中数值可提高20％。

对本灌区取p=15mm/h。

（2）在设计风速下，喷灌均匀系数不应低于75％，但对行喷式喷灌系统，不应低于85％。

对本灌区取喷灌均匀系数为80％

（3）果树雾化指标取值范围在3000～4000，在选择喷头时作为依据，选择满足作物要求雾化指标的喷头。

雾化指标如下表：

表3-2雾化指标

种类