高兴镇茶园喷灌设计说明书

1、高兴镇茶园喷灌设计班级：水工 A116姓名：* * *学号 :2011111*指导老师： * * *日期：2013 年 6 月前言本设计是教学过程中具有总结的一次实训 ,能够帮助我系统地巩固和深化所学 的理论知识 ,培养独立分析问题和解决问题的能力 ,提高和锻炼计算、绘图、编写设 计报告书的基本技能。在设计过程中， 广泛阅读有关资料和上网查找相关信息， 深入思考， 使所做设 计课题，更加全面完善。 以端正的学习态度和高度的责任心， 认真谨慎地对待设计 中的每一个问题，从而提高设计制质量，达到预期的目的。在本设计书的编写过程中， 得到了老师的支持， 经过老师的指导和同学的帮助 使我顺利的完成设计

2、， 从而缩短了设计时间，也使我学习了一些书本上没有的知识。 也提高了学习效率，增加了友谊，体现了团结的重要性。本设计使我把课本上的理论知识更好的掌握， 为以后实践打好坚实的基础。 培 养了我对灌溉区的规划设计能力，也提高了我对灌溉排水工程技术的兴趣。目录第一章 灌区基本情况3)第一节 基本资料第二节 示范区兴建的必要性和可行性 ,4)第二章 喷灌系统的选型和管道系统布置5)第一节 喷灌系统选型第 二 节 选 择 喷 头 确 定 组 合 形 式 及 组 合 间 5)第三章 管道水力计算第一节喷灌制度拟定 ,第二节喷灌系统工作制度拟定第三节管道水力计算 ,第四节选择水泵和动力 ,7)8)9)10)

3、11)12)第四章 管网系统结构设计 第五章 喷灌工程材料第一章 灌区基本情况第一节 基本资料1、地形资料：灌区位于日照市岚山区高兴镇。灌区东西宽360m,南北长500m,具体地形见地形图。2、气象资料：项目区内多年平均降雨量 858.3mm，降雨多集中于 6-9 月 份，占全年总降水量的 73%以上，年内降水分布不均匀及年际变化大， 是区内发生洪涝灾害的主要原因，常见的有干旱、洪涝、霜冻等，其 中干旱对农业、 木叶生产危害最大， 以春旱、 秋旱最为严重， 素有“十 年九旱”之说。项目区多年平均气温 12.6，无霜期 213 天，多年平均风速 3.4 米/ 秒，最大冻土深 47 厘米，多年平均

4、水面蒸发量 1164.5 毫米。3、土壤资料：灌区土壤为壤土；土壤渗透系数为 12mm/h；土壤田间持水 率为 25%（占干土重百分数） ；土壤干容重 1.4t/m3.4、作物种植资料：灌区农作物为经济园林以茶叶为主， E-W 种植，耕作 层深度 0.3 0.4m,生长期最大日平均耗水量为 5mm/d。5、水源资料：灌区内现有机井一眼，稳定动水位为 38.0m 时，水井出水 量为 80m3/h。6、其他资料：本地区供电有保证，喷灌设备充足。灌区所属村镇经济较 为发达，多数村民外出打工，人均收入 16860 元。第二节 示范区兴建的必要性和可行性项目区内多年平均降雨量 858.3mm，降雨多集中

5、于 6-9 月份，占全年总 降水量的 73%以上，年内降水分布不均匀及年际变化大，是区内发生洪涝灾 害的主要原因。常见的有干旱、洪涝、霜冻等，其中干旱对农业、木叶生产危害最大， 以春旱、秋旱最为严重，素有“十年九旱”之说。灌区农作物为经济园林以 茶叶为主，生长期最大日平均耗水量为 5mm/d。可见灌溉的重要性和必要性。而且需要经常灌溉。灌区内现有机井一眼，方便灌溉，节约成本。本地 区供电有保证，喷灌设备充足。灌区所属村镇经济较为发达，多数村民外出 打工，人均收入 16860 元。经济作物茶园也促进了该地区的旅游业的发展。 推动了该地区经济的发展。在家人数少，劳动力不足，收入又较多，有较好的前景

6、条件。采用喷灌 方式既可以节约劳动力也可以节约水资源。同时也可以提高产量。把节省的 劳动力用于外出打工，这样有助于该地区的经济发展。经济作物茶园如果作为该地区旅游的一部分，不仅能促进该地区经济的 发展，也能把该地区的文化发扬光大。从而无形中促进了该地区的经济。综上所述，可见示范区兴建的必要性和可行性。第二章喷灌系统的选型和管道系统布置第一节喷灌系统选型该地区种植作物为经济作物茶叶 ,经济价值较高 ,喷洒次数较多 , 该地区地势比 较平坦, 灌溉对象为大田经济作物 .半固定管道式喷灌系统设备利用率较高 , 运行管 理比较方便 . 动力、水泵固定 , 输、配水干管、分干管埋入地下 , 通过连接在干

7、管、 分干管伸出地面的给水栓向支管供水 , 支管、竖管和喷头可以拆移 , 在不同的作业位 置上轮流喷灌 ,可以人工移动 ,也可以机械移动 .确定采用半固定式喷灌系统。 固定 式喷灌系统， 除喷头外，均固定不动， 其干、支管道常埋设在茶园土层内， 由水源、 动力机和水泵构成泵站， 或利用有足够高度的自然水头， 与干、支管道组成一套全 部固定的喷灌系统。 喷头装在与支管连接的竖管上， 可作圆形或扇形旋转喷水。 如 果面积较大，需要配备几组喷头，循环分组轮灌。它操作简便，节省劳动，生产效 率高，便于配套自动控制灌溉。 即干管采用地埋式固定 pvc 管道，支管采用固定的 铝合金管道。第二节 选择喷头、

8、确定喷头组合形式及组合间距1 选择喷头GB/T50085-2007）, 粮食作物的雾化指标根据喷灌工程技术规范 在 3000 4000。经过上网查询，初选 ZY-2 型喷头，喷嘴直径 7.5/3.1mm, 工作压力0.25MPa,流量 3.92m3/h，射程 18.6m. 该类型喷头的雾化指标为（可按公 式 7-6 计算，课本 P191）Wh 1000HD式中 Wh- 喷灌的雾化指标；H- 喷头的工作压力水头， m；D- 喷头的主喷嘴直径 ,m 。2 确定喷头组合形式及组合间距3.4m/s, 取本喷灌范围喷灌集结风向多变，喷头宜做等间距布置。风速为Ka=Kb=1,(公式 (7-7) ，在课本

9、P198)a=b=KaR=1 × 20=20 (m) 取 a=b=20m.式中： a同一支管上相邻两喷头的间距b相邻两支管的间距；Ka 间距射程比R- 喷头射程3 设计喷灌强度资料中土壤允许喷灌强度=12mm/h，按照单支管多喷头同时全圆喷洒情况计算设计喷灌强度。C =1.538 ( / 90) arccos(a / 2R) (a/ R) 1 (a/2R)2Kw 1.08 0.194 =1.08× 3.40.194 =1.3691000q2R1000 3.92218.62=3.61(mm/h)=KwC s =1.369 ×1.538 × 3.61=7.6

10、(mm/h)< =12 mm/h式中 C 布置系数，在表 7-5, 课本 P190；Kw风系数，在表 7-6 ，课本 P191；s 无风条件下单喷头喷洒的平均喷灌强度，公式在7-3 ，课本 P190；组合喷灌强度，公式在 7-4 ，课本 P190。设计喷灌强度满足土壤允许喷灌强度的要求。第三章管道水力计算第一节 喷灌制度拟定1 设计灌水定额设计灌水定额利用公式（ 7-11 ）计算。式中各项参数值为：=1.4g cm3, h=40cm, 1 =95, 2 =65%， =0.8,（ P201 ，公式 711）m设=10 h（ 1- 2） = 10×1.4×（95%-65%

11、）0.8=52.5 （mm）式中 m设 最大灌水定额， mm;土壤干密度 , g cm3h 计划湿润层深度， cm，一般大田作物取 40 60 cm喷洒水利用系数1 适宜土壤含水量上限（质量百分比） ，可取田间持水量的 85% 95%2 适宜土壤含水量下限（质量百分比） ，可取田间持水量的 60% 65%2 设计喷灌周期，即设计主要指植物耗水最旺盛时期的允许最大的间隔时间（两次灌水的时间间隔） 灌水周期（以天计）T设52.5 0.8 8.4（d）， 取 9 天e5式中 m设 最大灌水定额， mme 最大日耗水量， mm/d喷洒水利用系数第二节 喷灌系统工作制度拟定1 喷头在一个喷点上的工作时间

12、 ，即t=m设52.50.8 5.537.6h）2 喷头每日工作的喷点数 ，即ndtd122.175.53次）取 3 次 ，这 样每天的 实 际工 作时 间为3 5.53 16.59（h），即 16小时 35 分。3 每次需要同时工作的喷头数 ，即npNndT450 16.7 （ 个 ）39取 18 个4 每次需要同时工作的支管数 ，即n支喷头198 （2 支）5 确定支管的轮灌方式。 根据同时工作的支管数以及布置情况，决定在干管两侧同时分别运行一支支管，每一支管控制喷灌区域一半面积，分别自干管 两端起始向另一端同时运行。第三节 管道水力计算1 管径的确定（1）支管管径的确定即： hwz 0.

13、2hp喷管区域地势较平坦，应为支管上第一个喷头与最末一个喷头之间 的水头损失。式中 f 0.861 105,Q 3.92 3 11.76（m3 /h） m=1.74b=4.71 ， l 170m, F 0.388, z 0则hw f Qd支b LFd50.861 1051.7411.761.744.71170 0.388 0.2 25解得： d=47.98式中 z 两喷头进水口高程差， m；hw 同一支管上任意两喷头间支管段水头损失， m；F 摩阻系数；L 管长， m；Q 流量， m3/h；d 管道内径， mm选择规格为 75 2.2 6m 的薄壁金属铝合金管材（2）干管管径的确定根据系统的运

14、行方式，干管通过的流量为 Q 3.92 9 35.28（m3 /h） 主管通过的流量为 Q 3.92 18 70.56（m3 /h） ，则D干 13 Q 13 35.28 77.2（2 mm）D主干 13 Q 13 70.56 109.（2 mm）据此，选择干管时为了减少水头损失，确定采用规格 90 2.7mm 的 PVC管材承 压能力为 0.63MPa，主干管选择 125 5.4mm PVC管材。2 管道水头损失计算（1）沿程水头损失计算1）支管沿程水头损失支管长度 L=170m,则h支fQ支mdbLF 0.861 105 35.284.71 170 0.388 5.4（8 m）70.64.

15、712）干管沿程水头损失干管长度 , L 240m，则h干ff Q干bm L 0.948 10db5 35.248.777 240 7.9（9 m ）84.64.773) 主干管沿程水头损失mQ主干PVC管材，长度 L=80m1.77h主干ff b L 0.948 105 70.564.77 80 2.1（7 m）fdb114.2 4.77沿程水头总损失为hf 5.48 7.99 2.17 15.64m2）局部水头损失hj 0.1 hf 0.1 15.64 1.56m第四节 选择水泵及动力1. 设计流量 ， 即Q Nq 18 3.92 70.56(m3 /h)2. 设计扬程 ，即H hphfh

16、j25 15.64 1.56 (56.2 - 38) 60.4m式中 典型喷头高程与水源水位差，喷头距地面高取 1m，稳定动水位为 38m。3. 选择水泵及动力。根据当地设备供应情况及水源条件，选择 IS100-65-250A 深井潜水泵，性能见下表型号设计扬程 （m）额定流量（m3 /h）水泵效率 （%）出水口直径（mm）IS100-65-250A667571110最大外径（ mm）额定功率（ KW）额定电流 （ A）电机效率 （%）1453045.180第四章 管网系统结构设计根据本喷灌工程的具体情况， 90 ×2.7 mm的 PVC管道之间连接采用 R 扩口胶圈连接，与给水栓三

17、通之间采用热承插胶连接。主干管125 ×5.4 mm PVC管，一端与井泵出水口法兰连接，另一端通过变径三通与干管90 ×2.7 mm PVC管材连接。主干管和干管三通分水连接处需浇筑镇墩，以防管线充水时发生 位移。镇墩规格为 0.5 m×0.5 m×0.5 m 。首部管道高点安装空气阀， 便于气体排出，也可以在停机时补充气体，截断管道水流，防止水倒 流入井引起的电机高速反转。考虑冻土层深度和机耕作业影响，要求地埋管道埋深 0.5 m。出 地管道上部安装给水栓下体，并通过给水栓开关与移动铝合金管道连喷头、支架、竖管成套系统通过插座与铝合金三通连接 喷灌工程材料、设备用量第五章 喷灌工程材料设备用量详见表 1-2 。表 1-2 喷灌工程材料、设备材料设备名称型号、单位、 数量表 1-2喷灌工程材料、设备用量序号材料、设备名称规格型号单位数量1潜水电泵IS100-62-250A套12控制器套13首部连接系统UPVC125×5.4套14水压力表1.0MPa套15闸阀125×