长阳镇稻田五队露地葡萄小管出流灌溉工程设计典型设计.docx

1、长阳镇稻田五队露地葡萄小管出流灌溉工程设计典型设计露地葡萄小管出流灌溉工程设计1、基本资料(1)基本情况: 露地葡萄小管出流灌溉工程地块面积为874亩。该地块原有1眼井，且现灌溉方式为地面灌，无法满足灌溉要求，因此急需增加新的灌溉水源，计划该地块内新打机井2眼。原有机井出水量40m3/h，新打机井出水量50m3/h，为该地块提供灌溉水源。 (2)种植情况：主要种植葡萄，5区行距为2.5m，株距为0.8m，其余地块行距为3m，株距为0.8m。(3)气象资料:该地区属暖温带大陆性季风气候，四季分明。春季干旱多风沙，夏季炎热多雨，秋季多风少雨，冬季寒冷干燥，冬夏两季温度变化较大，多年平均气温为12.

2、1。年平均降水量为574mm，全年降水量集中在汛期69月，约占全年降水量的80%以上。(4)土壤质地: 该设计地块土壤主要为壤土，土壤容重约为1.3g/cm3，田间持水量为23.2%（重量）。根据露地葡萄的水分需求特征和管理要求土壤适宜土壤含水率的上限取田间持水量的90%；土壤适宜土壤含水率的下限取田间持水量的65%为宜。(5)水源状况：目前地块现有水源井1眼，出水量40m3/h，无法满足灌溉要求，计划该地块内新打机井2眼。（6）动力：该地区动力采用电力，灌溉季节基本保证24小时供电。实际日灌溉时间为22h。2、 露地葡萄节水灌溉工程设计(1)灌溉方式的选择根据已有露地葡萄种植栽培技术和农艺技

3、术人员的实践经验，选择葡萄灌溉采用小管出流灌溉方式。(2)灌溉系统设计参数根据设计规范及结合当地的实际情况，选用如下设计参数： 1日耗水强度：4.5mm2土壤湿润比P： P=40% 灌溉水的有效利用系数=0.90 设计灌水均匀度：Cu=0.95 土壤计划湿润层深度Z：葡萄取Z=60cm 土壤适宜含水率的上限取田间持水量（23.2%）的90%为20.88%土壤适宜含水率的下限取田间持水量（23.2%）的65%为15.08% (3) 灌水器的选择据灌水器的种类和水力性能拟选用：由1个流量调节器和1根长1.0m的4灌水小管组成，流量调节器工作压力为540m，水压的变化对其出流量几乎没有影响，本工程设

4、计工作水头为10.0m，小管出水流量q =18L/h。 (4)需水量计算根据滴灌面积和设计耗水强度计算滴灌系统所需的最小供水流量。 Ia=Ea-P0式中：式中：Q需供水流量，m3/h；A灌溉面积，hm2；Ia设计供水强度，mm/d；Ea设计耗水强度，Ea=4.5mm/d；P0有效降雨，mm/d， P0=0；t水源每日供水时数，t=21h；灌溉水利用系数，=0.9；经计算得所需流量Qmin=138m3/h，新打机井的设计流量依据附近已有机井的参数，选定水源井单井流量为50m3/h，能满足本设计中滴灌系统的流量设计要求。(5)灌溉系统的管网布置干管布置葡萄滴灌灌溉系统干管采用DN110PVC-U塑

5、料管道，分干管采用DN90PVC-U塑料，管道具体布置如设计图所示。支管布置由DN90 PVC-U干管分出DN50 PE的支管引入灌溉小区内，支管首部设有控制阀，具体布置如图所示。毛管布置灌溉小区内的毛管为DN25，灌水毛管采用沿种植方向单行单向布置，单条毛管长5040m，毛管间距为3.0m,灌溉小管间距为0.8m，每棵树下设1个灌溉小管。保护设备的设置为使灌溉系统安全稳定的运行，在系统首部设置了变频器、进气阀、叠片式过滤器、水表等安全保护、量水装置。同时为防止冬季灌溉管道因气温低而冻坏，在管网最低处设置了排水设施。（6）滴灌灌溉制度的确定 设计灌水定额m=0.1zp(max-min)/ 式中

6、：m设计灌水定额，mm；土壤容重，1.3g/cm3；z计划湿润层深度，60cm；p滴灌设计土壤湿润比，50%；max、min适宜土壤含水量上下限（占干土重量的百分比），max=23.2%90%=20.88%，min=23.2%65%=15.08%； 灌溉水利用系数， =0.90；经计算得到设计毛灌水定额：m毛=16.76mm=11.17m3/亩。T=(m/Ed) 式中： T设计灌水周期，d；m设计灌水定额，mm； Ea设计耗水强度，Ea=4.5mm/d；灌溉水利用系数，=0.9；据计算葡萄的灌水周期为4d，取实际灌水周期T=4d。一次灌水延续时间 t=m毛*Se*Sl/q式中： t一次灌水延续

7、时间，h；m毛设计灌水定额，mm；Se、Sl灌水器间距与毛管间距，0.8m*3m；q灌水器流量，18L/h；表1 露地葡萄小管出流灌溉制度设计参数表(井1)内容单位参数内容单位参数或结果日耗水强度mm/d4.5 适宜土壤含水量上限%20.88 计划湿润层深度cm60适宜土壤含水量下限%15.08 土壤容重g/cm31.3设计灌水定额mmm20.11 土壤湿润比%40设计灌水定额mm3/Mu13.40 田间持水量%23.2 设计灌水周期d4.0 灌溉水利用系数0.9大田葡萄滴灌Mu250 表2 露地葡萄小管出流轮灌制度设计参数表(井1)内容单位参数内容单位参数或结果设计灌水定额mmm13.40

8、灌水器设计流量L/h18.00 作物种植行距m3系统日工作时间h21 作物种植株距m0.8系统设计流量m3/h40灌水器间距m0.8一次灌水延续时间h1.8 灌水器行距m3最大灌溉轮灌(组)数目个 40 表3 露地葡萄小管出流灌溉制度设计参数表(井2)内容单位参数内容单位参数或结果日耗水强度mm/d4.5 适宜土壤含水量上限%20.88 计划湿润层深度cm60适宜土壤含水量下限%15.08 土壤容重g/cm31.3设计灌水定额mmm20.11 土壤湿润比%40设计灌水定额mm3/Mu13.40 田间持水量%23.2 设计灌水周期d4.0 灌溉水利用系数0.9大田葡萄滴灌Mu304 表4 露地葡

9、萄小管出流轮灌制度设计参数表(井2)内容单位参数内容单位参数或结果设计灌水定额mmm13.40 灌水器设计流量L/h18.00 作物种植行距m3系统日工作时间h21 作物种植株距m0.8系统设计流量m3/h50灌水器间距m0.8一次灌水延续时间h1.8 灌水器行距m3最大灌溉轮灌(组)数目个 48 表5露地葡萄小管出流灌溉制度设计参数表(井3)内容单位参数内容单位参数或结果日耗水强度mm/d4.5 适宜土壤含水量上限%20.88 计划湿润层深度cm60适宜土壤含水量下限%15.08 土壤容重g/cm31.3设计灌水定额mmm20.11 土壤湿润比%40设计灌水定额mm3/Mu13.40 田间持

10、水量%23.2 设计灌水周期d4.0 灌溉水利用系数0.9大田葡萄滴灌Mu320 表6 露地葡萄小管出流轮灌制度设计参数表内容单位参数内容单位参数或结果设计灌水定额mmm13.40 灌水器设计流量L/h18.00 作物种植行距m2.5系统日工作时间h22 作物种植株距m1系统设计流量m3/h50灌水器间距m1一次灌水延续时间h1.9 灌水器行距m2.5最大灌溉轮灌(组)数目个 48 轮灌组的划分轮灌组的划分：NCT/t式中： N最大轮灌组；C每天最大工作时间，21h；T灌水时间间隔（周期），h；t一次灌水延续时间，h；计算得：N48 。本系统采用轮灌的灌溉形式由3个水源井，并配备变频器控制水泵

11、控制，将每个阀门控制的对应支管设为一个灌溉单元，则该地块共有161灌溉单元。井1有51个灌水单元可划分为27个轮灌组，每个轮灌组包括12个灌水单元；井2有49个灌水单元可划分为25个轮灌组，每个轮灌组包括12个灌水单元；井3有60个灌水单元可划分为29个轮灌组，每个轮灌组包括13个灌水单元。灌溉时必须按顺序灌溉，轮灌组的划分及轮灌次序见表3。表3 露地葡萄滴灌轮灌制度表机井号轮灌日期轮灌次序轮灌开始时间轮灌结束时间轮 灌 组灌水小区流量（m3/h）井1第一天第一次2:003:481-1-1、1-1-236第二次3:485:361-1-3、1-1-436第三次5:367:241-1-5、1-1-

12、636第四次7:249:121-1-7、1-1-836第五次9:1211:001-1-9、1-1-1030.6第六次11:0012:481-2-1、1-2-236第七次12:4814:361-2-3、1-2-436第八次14:3616:241-2-5、1-2-636第九次16:2418:121-2-7、1-2-836第十次18:1220:001-2-9、1-2-1036第十一次20:0021:481-3-1、1-3-232.4第十二次21:4823:361-3-3、1-3-436第二天第一次2:003:481-3-5、1-3-636第二次3:485:361-3-7、1-3-832.4第三次5:

13、367:241-4-1、1-4-232.4第四次7:249:121-4-3、1-4-436第五次9:1211:001-4-5、1-4-636第六次11:0012:481-4-7、1-4-832.4第七次12:4814:361-5-1、1-5-236第八次14:3616:241-5-3、1-5-436第九次16:2418:121-5-5、1-5-636第十次18:1220:001-5-7、1-6-736第十一次20:0021:481-6-1、1-6-236第十二次21:4823:361-6-3、1-6-436第三天第一次2:003:481-6-5、1-6-636第二次3:485:361-2-11

14、12.6井2第一天第一次2:003:482-3-1、2-3-239.27第二次3:485:362-3-3、2-3-443.75第三次5:367:242-3-5、2-3-646.33第四次7:249:122-3-7、2-3-848.82第五次9:1211:002-2-1、2-2-247.7第六次11:0012:482-2-3、2-2-448.96第七次12:4814:362-2-5、2-2-648.96第八次14:3616:242-2-7、2-2-848.96第九次16:2418:122-2-9、2-6-545.67第十次18:1220:002-1-1、2-1-247.35第十一次20:0021

15、:482-1-3、2-1-448.96第十二次2:003:482-1-5、2-1-648.96第二天第一次2:003:482-1-7、2-1-848.96第二次3:485:362-1-9、2-1-1041.53第三次5:367:242-4-1、2-4-248.96第四次7:249:122-4-3、2-4-448.96第五次9:1211:002-4-5、2-4-648.96第六次11:0012:482-4-7、2-5-748.96第七次12:4814:362-5-1、2-5-248.96第八次14:3616:242-5-3、2-5-448.96第九次16:2418:122-5-5、2-5-648

16、.96第十次18:1220:002-6-3、2-6-746.28第十一次20:0021:482-6-1、2-6-647.06第十二次2:003:482-6-2、2-3-946.21第三天第一次2:003:482-6-426.26井3第一天第一次2:003:483-9-1、3-9-2、3-9-448.58第二次3:485:363-9-3、3-9-5、3-9-643.1第三次5:367:243-8-1、3-8-241.7第四次7:249:123-8-3、3-8-446.36第五次9:1211:003-8-5、3-8-646.36第六次11:0012:483-7-1、3-7-246.36第七次12:

17、4814:363-7-3、3-7-446.36第八次14:3616:243-7-5、3-9-733.27第九次16:2418:123-6-1、3-6-246.36第十次18:1220:003-6-3、3-6-446.36第十一次20:0021:483-6-5、3-6-646.36第十二次21:4823:363-6-7、3-6-746.36第二天第一次2:003:483-5-1、3-5-246.36第二次3:485:363-5-3、3-5-446.36第三次5:367:243-5-5、3-5-646.36第四次7:249:123-5-7、3-5-846.36第五次9:1211:003-4-1、3

18、-4-246.36第六次11:0012:483-4-3、3-4-446.36第七次12:4814:363-4-5、3-4-646.36第八次14:3616:243-4-7、3-6-946.36第九次16:2418:123-3-1、3-3-236第十次18:1220:003-3-3、3-3-436第十一次20:0021:483-3-5、3-2-740.23第十二次21:4823:363-2-1、3-2-236第三天第一次2:003:483-2-3、3-2-436第二次3:485:363-2-5、3-2-636第三次5:367:243-1-1、3-1-643.76第四次7:249:123-1-2、

19、3-1-533.88第五次9:1211:003-1-3、3-1-433.951-1-1 第一个1是井号，第二个1是干管号，第三个1是阀门号（7） 灌溉系统水力计算灌溉小区内的毛管为DN25，灌水毛管采用沿种植方向单行布置，毛管间距为3 m（2.5 m）, 灌溉小管间距为0.8m。灌水器水头偏差率的确定分配 毛管允许水头偏差率式中：流量允许偏差率，20%；流态系数，取0.5；灌水器的设计水头，20m；经计算的：=0.412水头偏差m根据支、毛管的水头差分配比确定支、毛管的水头偏差 m m毛管极限长度的确定式中： 毛管允许的极限长度，m；允许的最多出口数，个；毛管内径，21.2mm；毛管允许水头差

20、2.266m；K考虑局部水头损失的加大系数K=1.1； 毛管上出水口间距，Se=0.8m；设计流量，qd =18/h；计算得毛管允许的最多出水口数量=81个，则允许最大铺设长度为 =65m。根据地形，本次设计灌水单元内毛管的实际铺设长度不超过55m。毛管水力计算式中： 毛毛管实际总水头损失，m；S分流孔间距，0.8m；S0多孔管进口至首孔的距离，0.4m；N分流孔总数，68；qd单孔设计流量，18L/h；f摩阻系数，0.505；m流量指数，1.75；b管径指数，4.75；d毛管内径，21.2mm；K考虑局部损失的加大系数，1.1； 支管水力计算最不利单元支管铺设长度为27m，共有分水口10个，

21、毛管铺设长度为110m，每条毛管流量为2448L/h，则每条支管内流量为24.48m3/h，确定支管可采用管径为Dn50PE管，壁厚为2.5mm，0.4MPa。式中：支管实际总水头损失，m；S分流孔间距，3m；S0多孔管进口至首孔的距离，1.5m；N分流孔总数，10；qd单孔设计流量，1224h；f摩阻系数，0.505；m流量指数，1.75；b管径指数，4.75；d支管内径，45mm；K考虑局部损失的加大系数，1.1；经计算的=0.61=1.85m，满足要求。干管水力计算干管上同时开13个出水口，干管采用管径DN110(0.6Mpa，壁厚为3.2mm) PVC-U管。以最不利情况进行水力计算。

22、式中： f摩阻系数，0.464；m流量系数，1.77；b管径系数，4.77；d分干管内径，103.6mm；K考虑局部损失的加大系数，1.05；表4 露地葡萄滴灌系统水力计算结果表（最不利情况）项目内 容单位井1井2井3灌水器工作压力m101010毛管长度Lm4054.351.5管径Dmm21.221.221.2流量QL/h 9001221.751158.75沿程水头损失m0.54 1.26 1.09 局部水头损失m0.05 0.13 0.11 微灌管进口压力m10.60 11.39 11.20 支管长度Lm242724管径(内径)Dmm454545流量QL/h 16200.0 24435.0

23、20857.5 沿程水头损失m0.33 0.56 0.51 局部水头损失m0.03 0.06 0.05 支管进口压力m10.96 12.00 11.76 分干管1长度Lm273027管径(内径)Dmm84.684.684.6流量QL/h 16200.0 24435.0 17520.0 沿程水头损失m0.11 0.51 0.13 局部水头损失m0.01 0.03 0.01 分干管进口压力m11.07 12.53 11.89 分干管2长度Lm747227管径(内径)Dmm84.684.684.6流量QL/h 32400.0 4887033580沿程水头损失m2.12 4.26 0.82 局部水头损

24、失m0.11 0.21 0.04 分干管进口压力m13.29 17.01 12.75 干管1长度Lm370590662管径(内径)Dmm103.6103.6103.6流量QL/h 32400.0 4887048580沿程水头损失m4.03 13.30 14.76 局部水头损失m0.20 0.66 0.74 分干管进口压力m17.52 30.97 28.25 水泵扬程首部水头损失m101010地面高差m0.50.50.5动水位m202020井下管路水头损失m2.02 2.02 2.02 系统设计扬程m50.04 63.49 60.77 泵型200QJ40-59，11KW200QJ50-65，15

25、KW200QJ50-65，15KW1-1-1 第一个1是井号，第二个1是干管号，第三个1是阀门号选择水泵及动力配套从前述的过程及表4的计算结果可知：井1经过在最不利轮灌组工作的情况下干管进口压力需不低于17.52，若水源首部水头损失按10m计，则系统进口压力水头：17.52+10=27.52m，机井动水位：20m，井下管路损失2.02m，地形高差0.5m，则水泵的设计扬程：17.52+10+20+2+0.5+2.02=50.04，故设计水泵流量为32.4m3/h，扬程为50.040m，查现有水泵型号为200QJ40-49，电机功率11KW。流量和扬程均满足设计要求。井2经过在最不利轮灌组工作的情况下干管进口压力需不低于30.97，若水源首部水头损失按10m计，则系统进口压力水头：30.97+10=40.97m，机井动水位：20m，井下管路损失2.02m，地形高差0.5m，则水泵的设计扬程：30.97+10+20+0.5+2.02=63.49m，故设计水泵流量为48.87m3/h，扬程为63.49m，查现有水泵型号为200Q