某菜地喷灌工程(终)

某菜地喷灌工程规划设计说明书一、基本资料该蔬菜基地地处南方，蔬菜面积259亩，该地区雨量充沛，但年内分布不均，除春季外，蔬菜一般都要灌水。由于是蔬菜灌水频繁，所以兴建喷灌系统。（一）地形与水源485m365m。2m，可作为灌溉水均为5（见图。1（二）气象该地区雨量充沛，但年内分布不均，除春季外，蔬菜一般都要灌水。常见风速1~3m/s，风向多变。（三）土壤地土壤是壤土，肥力中等。（四）灌溉资料田间持水率32（占土体百分比，下同，凋萎系数14，土壤允许消耗的水量占土壤有效持水量的20%~30%7.5mm/d10mm/h。（五）现有设备供应情况当地有ZY1ZY2PVC-U管道和IS喷头、各种塑料管和农用水泵供应。设备供应。本地区有电力保障，能够满足喷灌用电要求。（六）植被情况地种植蔬菜,拟采用ZY－2喷头进行节水灌溉.由于喷头喷洒效果好,喷头喷洒后能湿润土的,使蔬菜很好地生长。二、设计成果1、喷灌选型与总体规划1.11、地形：地面平坦2、土壤：中壤土，肥力中等3、作物：露地蔬菜4、水源：田块四周均有河道，水量充足，最低水位距地面2m，可作为灌溉水源，也可进行田间排水5、气象：常见风速为1~3m/s，风向多变6、种植面积2595m系统选型：工程应根据因地制宜原则，综合考虑以下因素选择系统类型：1、水源类型位置；2、地形地貌；345、降水量灌溉区风速；678910、劳动力状况及使用者素质等情况。2、规划和设计喷头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 ，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：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％。本题中，土壤属中壤土，肥力中等，所以对本灌区取允许喷灌强度为p=12mm/h。有题可知，常见风速为1~3m/s，风向多变。田间持水率为32%，凋萎系数为14%，土壤允许的水量占土壤有效持水量的20%~30%。在需水高峰期，蔬菜需水强度为 7.5mm/d，土壤定入渗强度10mm/d。蔬菜的雾化指标取值范围在 4000~5000，在选择喷头时为依据，选择满足作物要求雾化指标的喷头。雾化指标如下表种类种类ｈp／d值蔬菜及花卉4000～5000粮食作物、经济作物及果树3000～4000牧草、饲料作物、草坪及绿化2000～3000林木注：①ｈp为喷头工作压力水头；②d为喷头主喷嘴直径。可根据气候条件在下列数值范围内选取：风速低于3．4米／秒，η＝0．8～0．9；风速为34～5．4η＝07～08注：湿润地区取大值，干旱地区取小值。本题中η＝0．9喷头的选择由于本灌区常见风速为1~3m/s，风向多变，本灌区喷头的喷洒方式有选择全圆喷洒。根据作物对雾化指标的要求，由《喷灌技术规范》选取喷头，参数如下表所示：工作压喷头流量工作压喷头流量喷头直喷灌强度型号 射程m力kPa m3h 径mm（mm/h）ZY-23003.21719.32.47确定组合及间距该灌区多风且风向多变，以减小风的影响采用全圆喷洒喷头组合形式为正方形,支管间距、喷头间距选取见表：喷头组合喷头间距设计风速设计风速m/s垂直风向a平行风向b0.3-1.6R1.3R1.6-3.4(1-0.8)R(1.3-1.1)R3.4-5.4(0.8-0.6)R(1.1-1)R注：①Ｒ为喷头射程；②在每一档风速中可按内插法取值；③在风向多变而采用等间距组合时，应选用垂直风向栏的数值；④表中风速是指地面以上10确定喷头组合间距,V=3m/s,R=19.3mv1=1.6m/s时,a1=1.0R=1.0×19.3=19.3mv2=3m/s时,a2=0.8R=0.8×19.3=15.44m ∴aa-v-v (a-a)13-3-6 130-141 11 v-v 1 2 1

∴ a=b=16.3mA有效=ab=16.3×16.3=265.69m2校核雾化程度按式：

100hP pd d 计算式中：

hp为喷头工作压力d为喷嘴直径7mm

值越大，dp hdp P100hP d d

100 100 7对于蔬菜的雾化指标Pd取值范围在4000~5000喷头满足雾化指标要求。喷灌强度全

w有效

10003.21265.69

10.87mm/h喷灌强度小于12mm/h，满足。已知： q=3.21m3/h，A有效=ab=16.3×16.3=265.69 2m式中： w—多支管多喷头的同时喷洒; w1.0;q—喷头的喷水量—喷灌水的有效利用系数为 0.9；A—在全圆转动时一个喷头的湿润面积；全—喷灌系统的平均喷灌强度灌溉制度30cmm=0.1Hr（β1-β2）×1/η=0.1*300*（32%-20.8%）×1/0.9=37.3mmT

m

37.3 4.97d

取T5设 e 7.5 设计算一次灌水所需时间tm全

37.33.43h t=3.5h10.87计算同时工作的喷头数∵设计日净喷时间宜符合下列规定：固定管道式喷灌系统，不宜少于 12小时；半固定管道式喷灌系统，不宜少于 10小时；移动管道式和定喷机组式喷灌系统，不宜少于8小时；行喷式喷灌系统，不宜少于 16小时。因此，选c=12.5hN At 259667

36.4个喷头 abTC 16.316.3 512.5流量校核轮灌组数

设=Nq=37×3.21=118.77m³/h总 喷n=T1 设

*c/t=5×12.5/3.5=18（组）式中：N—同时工作的喷头数；C—一天中喷灌系统的有效工作小时数， C取12.5h；同时工作的支管数N

37 N 喷头

5根支 n 7支为同时工作的支管n为一根支管喷头数,n=7该灌区的管网配置如下图:工作制度表如下：时间轮灌顺序支管号同时工作的喷头数每日工作的喷头数第11-1、1-2、1-3、1-4、1-535一21-6、1-7、1-8、1-9、1-1035105天31-11、1-12、1-13、1-14、1-1535第11-16、1-17、1-18、1-19、1-2035二22-1、2-2、2-3、2-4、2-535105天32-6、2-7、2-8、2-9、2-103512-11、2-12、2-13、2-1428第22-15、2-16、2-17、2-1828三119天32-19、2-20、3-1、3-22843-3、3-4、3-5、3-6、3-73513-8、3-9、3-10、3-1128第23-12、3-13、3-14、3-1528四112天33-16、3-17、3-18、3-192843-20、4-1、4-2、4-32814-4、4-5、4-6、4-728第24-8、4-9、4-10、4-1128五119天34-12、4-13、4-14、4-152844-16、4-17、4-18、4-19、4-2035管径选择（PVC-U）按管径分类常用规格：dn2025324050637590110125、140160、180200、225、250280、315、3551）具有较高的硬度、刚度和许用应力。50耐腐蚀，价廉，易于粘接，自熄。可回收。安装方便简捷，密封性好。fmb数值表管材管材mfbn0.0132.001.3121065.33混凝土管钢n0.0142.001.5161065.33筋混凝土管n0.0152.001.7491065.33钢管、铁铸管1.906.2501055.1硬塑料管1.770.9481054.77铝质管及铝合金管1.740.8611054.74由上表及管道具体情况得硬塑料管硬塑料管m1.77f0.948*105b4.77支管的选择对于支管Fh

h+Δz≤0.2h，又ff p

fLQmdb管道内径的确定X=0.5 N=7 F=0.391Fh+△Z≤0.2hf ph=f*L*Qm/dbfQ=3.21×7=118.77m3/hhffQ－流量，m3/h；22.47－管道内径mm；－管道长度m；1.774.77h-喷头压力pFh≤0.2hf p0.391*0.948*105*97.8*22.471.77/d4.77≤0.2*30d≥51.7mm式中：d—管道内径(mm)； Q—喷灌系数设计流量(m3h)Δz=0； L=63mm内径d=58mmPVC-U干管管径选择由《喷灌工程学》查得经验公式：QQ＜120m3/h时，d13 ；QQ≥120m3/h时，d11.5 Q。Q=n×q喷头

=37×3.21=118.77m3/hQ支所以干管管径 dQ支

13

141.68mm118.77根据《喷灌设计手册》选管径d160mm，壁厚为7.5mm,118.77145mmPVC-U竖管的选择

=2.375×10-50竖管选用DN32钢管，内径为28mm，竖管计算长度为3、选配水泵和电机扬程的确定干管的沿程水头损失为：h=sf

QmL 又L=480moH 2.37510-5118.71.7748053.60mf计算典型支管沿程水头损失：LQ m

114.122.471.77h Ff 支 0.9481050.391 4.05mf db

584.77Q=7×3.21=22.47m3/h； L=16.3×7=114.1m支Hj=ξ v2/2g式中：Hj为局部水头损失（m；ξ为局部阻力损失系数，与管件、阀门的类型与大小有 关；vg分别为管道中水的流（m/s）和重力加速度（9.81m/s2。对于较大的灌溉系统，如真正按照公式计算各个管件、阀门处的局部水头损失，工作量将十分庞杂。因此在实际设计工作中，一般先计算出沿程水头损失 Hf，然后取局部水头损失:H=10%Hj f即可满足设计要求。∴H=10%Hj干H

=5.36mf干=0.41m错误！未找到引用源。j支 f支水泵的选择选择水泵的主要任务是确定水泵的流量和扬程。在上述步骤完成后，即可计算流量和扬程。水泵流量：Q=∑N喷头q=118.77m3/h水泵扬程：H=H设+∑Hf+Hj±Δ=30+53.6+4.05+5.36+0.41+2=95.42m式中：N喷头为同时工作的喷头数；q为单喷头流量；H设为喷头设计工作压力（m；∑Hf为水泵至典型喷头之间管路沿程水头损失之和 （m谓典型喷头一般是距泵站最远或位置最高的喷头；∑Hj为水泵至典型喷头之间局部水头损失之和（m包括阀门、过滤设备及施肥设备的局部水头损失；Δ为典型喷头与水源水面或井内动水位的高差（m。取2.0m扬程的确定已知喷头工作压力为h管道埋深为0.7m

=300KPa,即相当于h=30m的水头，取p根据流量和水头损失，选择水泵及其配带电动机型号为IS125-100-315A180m3/h，扬程97m90kW4、设备用量与材料细表表1管材设备序号序号名称单位数量1干管m11602支管m84763竖管m1120型号硬质塑料管PVC-U管硬质塑料管PVC-U管DN32钢管备注63mm58mm内径28mm表2 喷头工作压工作压喷头流喷头直喷灌强度型号 射程m 数量kPam3hmm（mm/h）ZY-3003.21719.32.47372表3 接头名称型号数量（个）备注三通接头三承三通12总干管与干管连接干管与分干管连接四通接头三承