全自动灌溉说明书.doc

22XXX公园自动灌溉系统设计说明书 二O一一年七月目录目录2第一章 基本资料3一、设计依据3二、概况3第二章 灌溉系统设备选型5一灌溉系统组成5二.灌溉系统主要组成部分说明62.1、首部设备62.2、灌溉管网72.3、灌溉设备82.4、灌溉自动控制系统102.5、其他设备16第三章 灌溉系统设计18一、灌溉系统布置18二、灌溉系统设计及校核18 第一章 基本资料一、设计依据1、灌溉对象为XXX公园整个绿化种植区域，参考XXX整体规划图、植物种植图和地形图。2、设计规范和设计标准喷灌工程技术规范（GB/T 50085-2007）农田低压管道输水灌溉工程技术规范（GB/T20203-2006）设施农业节水灌溉工程技术规程（DB11/T 557-2008）节水灌溉工程技术规范（GB50363-2006）室外给水设计规范（GB50013-2006）农田灌溉水质标准GB5084-92二、概况1.地形特点 XXX公园位于县城北部新城和旧城交接处，占地310亩。整个公园地势起伏较大，最大高差达到60米。2.土壤资料主要以红壤和黄壤为主，土壤中腐殖质较少，粘性大，加之园区坡度起伏大，极易形成地表径流。3.气象资料邻水县地处四川省东部，以丘陵型地貌为主，属亚热带季风性湿润气候。年平均气候在18左右，冬季最低气温平均在6-8，夏季炎热，七月气温均时常在35度以上。极端气温最高43，最低-2，日照总时数10001200小时，冬暖夏热，无霜期长、雨量充沛、常年降雨量10001450毫米，春夏之交夜雨尤甚。5.水源资料本项目提取灌沟污水加压引入公园内，在公园内建造蓄水泵站，通过二次水处理作为整个灌溉系统的水源。同时，考虑到灌沟缺水或者夏季高峰用水量过大等特殊情况，将引入市政水作为备用水源。6.电源资料现场必须设置稳定的三相电源，电压要求根据现场情况及水泵要求来确定；到泵站的输电线路必须安全可靠。第二章 灌溉系统设备选型一灌溉系统组成 根据以上地形，气象，土壤，水源的具体情况，特确定从水源到喷头，XXX的中控灌溉系统组成如下：中央控制灌溉系统如图所示：这个系统中，主要是两部分，水源，管路及灌水器系统，和中央控制系统。蓄水池的水源经过泵站的加压过滤之后，经管道流向各个灌区的电磁阀，电磁阀在中央控制器的控制下，按需定时打开相应的电磁阀，经喷头将水喷灌到植被区域进行灌溉。每个电磁阀负责一个灌区，所有的电磁阀在中央控制器的控制下，按序依次进行打开轮灌，自动完成对公园绿化带的灌溉。同时，基于ET值的气象系统将适时的监测植物的蒸发蒸腾量，太阳辐射强度以及降水强度，对极端的天气的灌溉进行干预。从而达到按需自动灌溉，节水高效，节省劳力，精准灌溉，保证植被的正常生长。二.灌溉系统主要组成部分说明2.1、首部设备由于水源是非市政水，这个水必须经过加压过滤之后，水质才能达到灌溉要求，所以需在首部配备专用泵站：包含水泵、水泵安装基座，变频控制柜和过滤器，首部采用变频调速智能水泵，实现节水、节电、节省人力，最终达到高效率的运行目的。水泵取水口位置尽量选择在淤积少的位置，并做好初步过滤保证取水的洁净和稳定。过滤器安装在水泵出口，根据用水要求配备过流量相匹配的过滤器。泵站配置的泵组采用2台水泵一组，轮流启动，以减低长时间运行的疲劳损耗。同时，在特殊时候全部启动，满足用水量大时的需求。（右图：参考图片）考虑到整个首部泵站设备对整个灌溉系统起着至关重要的作用，建议首部系统选型需具备以下功能：1、泵站的控制系统采用变频控制，根据灌溉系统用水量对泵的转速进行合理优化，保证系统高效的运行。变频器选用西门子或者ABB等国际知名品牌。2、泵站系统应有多重的保护功能，诸如：水位过低、流量过大、异常超压、电源相序错、缺相、超压欠压、电机过载、压力传感器断线、电源意外中断、过滤器故障等非正常情况下的自动报警和系统自动关闭功能，以及短信通知等智能化功能。以保证因上述非正常情况导致的系统损坏、管道破裂并由此导致的园区景观破坏。3、为保证水质，经过初步过滤后，建议在泵站进行二次过滤。同时，为了避免人为判断过滤器杂质含量的错误，泵站过滤器采用含有自动反冲洗功能的过滤器，过滤器工作水流方向与冲洗方向相反。过滤器通过设定进水和出水压力差，当压差达到设定值时自动启动反冲洗功能。4.考虑到管道的复杂性，建议泵站含有启动压力逐步给压的功能，确保喷灌管道安全运行。2.2、灌溉管网综合考虑以后园区的维护、日常施肥、锄草等作业以及现场土质情况，灌溉系统管道干管埋深不小于60cm，分干管和支管埋深不少于40cm。灌溉供水管道全部采用PE给水管，耐压等级不低于1.25MPa。管件为热熔连接，管道与阀门、金属管之间的连接采用法兰或活接头连接。 该管路系统密封性较好，但施工时需要热熔机辅助安装，施工现场需要通电供热熔机使用。与阀门连接时采用活接头连接，比较便利。2.3、灌溉设备 2.3.1 、喷头 由于园区实际地形起伏较大，部分种植区坡度较大，土壤渗水性差，若灌水强度大，极易造成地表径流。同时，从经济性和现场施工角度出发，选择喷灌强度低，射程较大的喷头进行布置。MP(强度匹配)旋转射线喷头： 1).最大射程超过9米，根据实际情况布置间距（8-10）米。3).应具备角度可调功能，避免系统工作时喷头的水撒向路面行人。4).需要兼顾喷洒的景观性和抗风性、喷灌的均匀性。 PGP地埋式旋转喷头对于较平坦的地方，应选择射程超过9米的射程相对大的旋转喷头。1).最大射程要求超过15米，减少管道的安装量和施工量 。2).喷洒角度可调与角度恢复功能。考虑到XXX开放性公园的定位，游人难免有好奇者会时常将喷头乱拧所造成喷头的驱动系统损坏，角度恢复功能能减少上述事情发生后喷头修复的时间。23.2、取水器：快速取水阀 ( 1”内螺纹接口、黄铜)用途：用于人工临时取水。在树木较多或其他喷灌受到限制的地方采用人工补水。特点：取水阀由阀体、钥匙杆、弯头组成。 阀体未经钥匙杆则打不开。 阀体带有顶盖，以防异物进入。 2.4、灌溉自动控制系统灌溉系统是否高效，及时，按时，按需进行供水，使植被始终生长于优异的土壤水，气比例中，与灌溉系统中的自动控制系统有着直接的关系，为了使园区的灌溉达到最优的效果：设计采用中央控制系统，根据气象站采集土壤，植物，气候的综合结果，自动分析调整灌溉制度，决定何时灌，每次灌多少。保证高质高效的进行灌溉。 2.4.1、中央计算机系统中央计算机灌溉管理与监测系统，对多个灌溉子系统进行自动控制，编制灌水日期、灌水延续时间、灌水开始时间等等，均由一台计算机完成。其监测功能，是对有关的变化参数进行监测。通过选配流量传感器、降雨传感器、风力传感器等，系统即可对这些参数进行实时监测，若参数超出了设定范围，将自动做出反应，如中断系统的运行。 选择中文版本中央控制系统，可以根据操作者实际需要选择加载实际地形图，GOOLE卫星地图或者CAD版本的喷灌布置图。直观明了的进行室内控制。1).考虑到将来管理者英语能力高低不一，中央控制系统选择进口中文版本。2).为了便于将来系统扩展，中央控制系统与其他新增子灌溉系统可进行有线通信电缆、电话线、无线电话能多种通信传输渠道。2.4.2、田间灌溉控制器与解码器系统为了弥补中央控制系统在实际管理中操作会出现有出现脱离实际的可能。整个灌溉系统采用中央控制系统与田间控制器相结合管理的办法进行。整个系统管理者在现场巡场时，根据现场实际情况运用田间控制器对现场进行人为干预，避免漏喷、灌溉不及时或者不足等特殊情况发生时还需要返回中控室进行操作。另外，避免因为中控系统中毒或者死机等特殊情况发生时导致的整个灌溉系统瘫痪。上述情况发生时，可以直接用田间控制器进行控制。 解码器系统：田间控制器通过解码器与喷灌末端喷头的控制阀门相连。最大距离4500米田间控制器（99站）解码器电磁阀解码器系统是一个在国外被广泛应用的控制系统。对于原来传统的有线控制系统，从每个电磁阀到控制器都需要一根14#的信号线（2.08mm2）和一根12#的公共线（3.31mm2），而且铺设距离必须在1km以内。如果电磁阀较多，到达控制器的地方就会有一大捆的信号线。而解码器的两线系统正是解决了这个问题，只需要将所有电磁阀和控制器用一根双绞线串联起来即可双绞线通过解码器与电磁阀相连接，而且14#双绞线的铺设距离可达3km。优良的性能正是解码器被广泛应用的前提条件。具体解码器系统特点如下： 两线系统，大大减少了灌溉系统信号线的铺设量。大约能减少系统40%的铺设量。 双绞线具有更好的延展性和抗干扰性，保证系统的稳定运行。 解码器具有更好的抗雷击性能。 系统可扩展能力强。只要需要，在两线回路上的任何一点，都可以随时通过连接解码器来增加站点，把对景观的破坏减到最小。解码器的两线回路可任意分叉（“T”型连接），从电磁阀到控制器无需重新挖沟，只需将新增解码器链接到最近的双绞线上。 由于系统为两线系统，诊断和排除故障更加便捷。综上所述，本项目计算机灌溉控制系统示意图如左所示：综述：1).中控结合田间控制器的解码器控制方式；通过具有ET值采集计算的气象站进行干预；解码器需要有接地功能。2).为了避免停电的等情况发生时，真个灌溉系统无法关闭，控制系统末端输出信号采用交流电磁头接收。3).采用中文界面中控系统，方便操作。2.4.3、电磁阀1).承压不小于1.0MPa.2).电磁阀应具有流量控制手柄，在一个系统中可以调节每一个区域的流量。3).考虑园区高差起伏较大，考虑到整个喷头的稳定和喷洒的均匀性，电磁阀有压力调节器接入功能，便于后期根据实际情况在部分区域选择加装压力调节器。精确控制系统的压力 PGV系列电磁阀 压力调节器2.4.4、基于ET值的气象系统（ET系统）ET系统是灌溉系统实现智能运行的关键，根据自身测得的气象资料计算出蒸发量，再输送给中控，自动调整节灌溉时间，从而达到真正有效的节水。其运行理念为，测算当前的气候条件，根据修正的彭曼蒙特斯公式进行计算，得出植物与土壤水份损失，运用MAD （容许耗水量）的概念，将土壤含水量保持在满足植物生长的最佳状态，不浪费水。ET系统的特性如下：可选的ET Wind 风速仪温度与湿度太阳辐射降雨传感器2.4.5、 远距离遥控器远程遥控器是安装在控制器上用来遥控启闭灌溉系统的装置，便于检修维护和特殊时候单个站点需要灌溉时独立启动，灵活便利地控制灌溉系统。对于临时，机动的补充水提供了极大地便利。建议遥控距离不低于3KM，无需开通频道。2.5、其他设备灌溉系统需要安装一些防护设备，以保护灌溉设备和供水管网。1).主管检修闸阀：切断主管将管道系统分成几个相对独立的部分，便于对部分管路进行维修。2).泄水闸阀： 泄水阀安装在管道相对较低的位置，干管和支管上分别安装。便于管道维修时排放管道内余水。泄水阀安装位置附近若有排水管道或暗沟等排水设施，则可使用管道连接排水系统直接排入其中，若没有排水设施，则可安装在专用阀门箱内，阀箱基座采用砖砌，底部放置20cm厚粒径为8mm左右的鹅卵石或砂石，防止泄水时直接冲刷土壤。3).空气阀:分为自动进排气阀和排气阀，保证系统的安全性。在泄水时进气，避免排水时产生负压而不能排空管道；灌溉时快速释放管内空气，防止管道内空气对水流产生影响，同时避免压力过大而爆管。第三章 灌溉系统设计一、灌溉系统布置灌溉系统布置详见：附图一喷灌系统给水平面图、附图二喷灌系统电气平面图、附图三设备安装示意及节点图（一、二）。二、灌溉系统设计及校核1、喷头布置间距及喷灌强度校核设计喷头参数及性能如下：喷头类型喷洒角度工作压力（kpa）流量m3/h射程m喷灌强度(mm/h)MP 旋转射线喷头 1802.750.4139.110MP 旋转射线喷头3602.750.8259.110PGP 旋转喷头 50-360可调31.141313注：1因本项目地势变化较大，在园区中，较低处的喷头均加止溢阀，防止因管道高差导致管道水通过喷头外渗 2喷头安装采用铰接连接，全为地埋式喷头，提高美观度，便于后期养护作业。 3部分压力过大区域在电池阀上安装压力调节器，保证喷头在正常压力范围内工作。综合考虑上面两款喷头的，每个分区的喷灌强度平均值大致可设定在P=11mm/h。因为灌区土壤为砂壤土和壤土为主，土壤的允许喷灌强度为13 mm/h，灌区划分轮灌组时考虑了高差影响，允许喷灌强度有所降低，设计喷灌强度满足土壤入渗的要求，不会产生地面径流。2、确定轮灌制度及水源供水能力校核1).划分原则：（1）最大轮灌区的需水量必须小于或等于水源的设计供水量，即：Q轮maxQ供（2）各轮灌区的需水量接近，保证供水设备和干管能够在比较稳定的状况下工作；（3）将需水量相同的植物划分在同一个轮灌区里，以便在绿地养护时对需水量相同的植物实施等量灌水。2).划分步聚：（1）根据给水平面布置图，共计电磁阀162个（每个电磁阀控制流量5-20 m3/h），根据现场实际情况和地形走势，将其分为两个田间控制器控制。为保证管路工作的正常，避免水流在官网分配的不合理性，减少不必要的水力损失。将轮灌组均匀的划在两个田间控制器控制的阀区内。运行时同时启动六个轮灌组，每个田间控制器控制三个轮灌组。 （2）灌水量计算：