水利水电节水灌溉工程工艺方案设计

水利水电节水灌溉工程工艺方案设计1.方案选择1.1灌溉方案灌溉项目以灌溉方式划分，则有漫灌、喷灌、滴灌等。传统漫灌，一般以引水渠为主干引流至灌溉田，基建费用低，灌溉效果一般。但引水渠一般距离较长，渗透量大，灌溉针对性低，均匀性差，容易形成表层土壤板结。多为水资源较为丰富的平原地区采用，丘陵及山地则要机械提水配合使用。随着水资源紧缺，传统的漫灌在方式存有水资源利用效率地，浪费严重现象。喷灌，是利用管道系统和设备将有压力水送至灌溉地段并喷射到空中形成细小水滴洒到田间的一种灌溉方法。喷灌设备由进水管、抽水机、输水管、配水管和喷头（或喷嘴）等局部组成，能够是固定的或移动的。具有节省水量、不破坏土壤结构、调节地面气候且不受地形限制等优点。但其也具有明显的缺点，其初期投资费用高能源消耗大，运行维修费用高，且受风影响较大，三级以上风速时不宜采用。相对漫灌，节水效能达50%左右。滴灌，用专门的管道系统和设备将低压水送到灌溉地段并缓慢地滴到作物根部土壤中的一种灌溉方法，滴灌不破坏土壤结构，土壤内部水、肥、气、热经常保持适宜于作物生长的良好状况，蒸发损失小，不产生地面径流，几乎没有深层渗漏，是一种节水的灌溉方式。滴灌的主要特点是灌水量小，灌水器每小时流量为2-12升，所以，一次灌水延续时间较长，灌水的周期短，能够做到小水勤灌；需要的工作压力低，能够较准确地控制灌水量，可减少无效的棵间蒸发，不会造成水的浪费，是当前干旱地区最节水的一种灌溉方式；缺点是设备对于水质要求较严，应实行过滤，否则己发生堵塞。在高盐含量地区易发生盐分积累等，相对漫灌，节水效能达80%左右。1.2取水方案根据灌溉用水来源划分有水库蓄水自流灌溉以及河道、坑塘机械提水灌溉、机井机械取水灌溉鉴于场地所处地域附近没有河流坑塘，故应选择“机井机械取水”方式取水。根据《大荔县水利工作队地下水勘测情况说明书》中地下水分布情况说明，此区域水资源相对贫乏，故应增加蓄水池调节水量。1.3工艺方案选定综上所述，鉴于地理环境及地下水环境，决定采用“机井机械取水+水库蓄水自流灌溉”相结合的取水模式，灌溉方式根据节水、节能、现代化的设计指导思想，确定采用“滴灌”模式。即，本工程采用“机井机械取水+水库蓄水自流+滴灌”的系统灌溉模式。2.方案设计2.1设计原则设计以坝内土地地形、地下水资源分布、地面高差及已存有主要道路为基础，利用高差使由蓄水池到各支管滴头之间完全采用重力自流方式，完成滴灌作业。各地块支管间设置阀门，控制滴灌部位，各地块主管设置阀门控制滴灌地块,靠近蓄水池局部设置两道阀门及阀门井；蓄水池供水管道局部设置阀门井，各机井潜水泵及其他电器设备均由电控室控制。2.2设计方案2.1.1基本流程2.1.2设计工艺及参数•滴灌面积、参数滴灌覆盖面积2500亩，主要发展大棚作物。将200米XIOOm规格的地块划分为一个单位区域，根据土地情况选用滴头流量为2L/h的滴头，配套02OPE滴灌管间隔1.0m布置，管长100m,每根管上布置滴头333个，间距为0.3m，滴灌管流量为：Q支=2/1000X333=0.6m3/ho根据划分的单位区域，设计东西方向每200米布置干管一条，干管为南北方向，每条干管上间隔100m接四通一个，布置东西方向干管,东西方向干管上间隔一米布置滴灌管一条。干管埋深不小于0.7米。每块地块管道起始处均设置阀门井，安装球阀，用以控制本块地块的滴灌开启。在滴灌系统的最高处设置排气阀，以调节管网进气和排气，防止停水时管网内产生负压，和开始供水时，管网排气不畅产生气阻，使管网破坏，影响正常供水。2500亩滴灌区根据地形分为1#、2#、3#、4#四块地。各个地块规格如下：1#地块：400m*500m,含10个单位区域2#地块：400m*200m,含4个单位区域3#地块：1200m*500m,含30个单位区域4#地块：1200m*750m,含43个单位区域，最后一个区域滴灌管长50m。每天可滴灌面积计算：（1）灌水定额计算田间持水量取3=25%,作物最适宜含水量上限为95%0,作物最适宜含水量下限为75%po即，作物最适宜土壤含水率上下限为：18.75%〜23.75%灌水利用率为n=90%。土壤湿润比P=0.3/l.0*100%=30%M=666.67" n•P=666.67X1.3X0.3X5%/90%X30%M=4.33m3/亩M：灌水定额(n?/亩)；y：H深度内土壤平均容重取1.3(t/m3)；H：土壤计划湿润层深度取0.3(m)；%允许土壤含水率上限取23.75%；允许土壤含水率下限取18.75%；作物需水量计算按表2.12设计作物腾发量ETo=4mm•d』，作物系数取Kc=1.15,作物覆盖率取Cr=0.6,各系数均取最大值。则作物最大需水量为：Epmax=EToXKcXCr=2.76mm•d_1按表2.12设计作物各个系数均取最小值，则作物最小取水量为：Epmax=3X1.OX0.4=1.2mm•d_1表2.12大田作物大棚作物大棚作物大田蔬菜大树低矮作物ET0(mm.d~1)5-63-4----Kc1.0-1.151.2-1.4Ep(mm.d~i)----0.8-0.90.4-0.6ET0：根据结合国粮农组织推荐方法，通过对当地的气象数据分析能够得到当地的一个反映一般情况下平均作物需水量的值，即参考作物腾发量。Kc：即作物系数，是作物在生长期最大能够的耗水量与参考作物腾发量的比值。Cr：作物生长时枝叶对阳光的覆盖率。（3）灌水周期灌溉水利用系数n=90%,作物最小灌水周期为：T虻M/EPM吁爲'兼X0.9=2.12天即，灌水最小周期大约为2.12天。作物最大灌水周期为：Tmax=M/EpmaxX忙X0.9=4.87天000.6710U0即，灌水最大周期大约为4.87天。灌水时间滴头流量为2L/h=0.002m3/hto=M/滴头流量=旦竺-/(0.002*3.3)=0.98(h)666.67即，完成一轮滴灌需要to=l小时。管道参数计算一个滴灌周期内能够完成滴管作业次数："4.33*24/1=103.92次即，能够完成103次不同滴灌区域的滴灌作业要在一个周期内完成2500亩滴灌作业，最少每次滴灌面积为：A=2500/103=24.3亩即，每次最少滴灌面积24.3亩。根据滴头性能，设计滴头沿滴灌管方向间距0.3米，滴头垂直滴灌管方向间距1.0米，滴头流量2.0L/ho主管最小流量为：Q=AXM4-to==24.3X4.334-1=105.22m3/h假设，管道流速2.5m/s,管径为：D=2R=2J-/3600/2.5/3.14=0.122m机井5口，24小时/每天满负荷工作流量为125n?/h,根据潜水泵性能，设计每口机井系统最多每工作6小时，停机一小时间歇运行，艮卩，5口机井实际每天平均最大出水量为：Qmax=125X20.6^24=107.3m3/h故，设计主管流量取Qmax=107013/h假设，管道流速2.5H1/S,管径为：D=2R=2X7Q/3600/2.5/3.14=0.123m选定干管管径为0140PVC管，承压0.63Mpa。平均流速2.5m/s。管采用090PVC管。同时可最大滴管面积Amax=Qmax/(M4-to)=1074-4.33=24.7亩一天能够完成最大滴管面积Amax/d=24.7X(24/1)=592.8亩每天最大可完成滴灌592亩参数选定：1、选定主管管径为0140PVC管，承压0.63Mpa。2、 干管采用090PVC管。承压0.63Mpao3、 平均滴灌时间1小时。4、 平均滴灌周期3.5天。5、 同时滴灌面积24.5亩。•蓄水池设计蓄水池容积为全部机井最大负荷工作12个小时的水量。即为：Q池0=107X12=1284m3蓄水池选用方形，全钢筋混凝土水池，设计水池池深3.0米，水池长为：20.68米，取21m,蓄水池超高0.4米。则有，蓄水池的规格为：LXBXH=21mX21mX3.4m,有效容积为：1323n?,总容积为1500m3。钢砕浇筑时内掺UEA防水剂8%,外刷水泥砂浆防水。池边沿设置1.2m高防护栏杆，吃内置游泳圈及其他救生设备。•机井设计新打0400机井5口，单井出水量为每小时25立方米。布设地点在农场场部西面，原面粉厂院内，平均布置，间隔距离不小于80米。机井壁采用De400混凝土管，管壁厚50mm,滤水管釆用De400无沙混凝土井管,管壁厚50mm；过滤器采用填砾无砂混凝土管过滤器；每口机井设置单独抽水系统，设计拟用潜水泵流量25m3/h,扬程80m,出口管道采用，DN80钢管，输水管道采用DN15