大田滴灌、低压管道工程典型设计书

大田滴灌、低压管道工程典型设计书
5.2 大田滴灌工程典型设计
5.2.1 基本情况
设计地块位于密云县河南寨镇的团结、新兴芦笋地块，设计面积为800亩。

项目区全部种植芦笋，南北向种植，株距0.3m，行距1.5m。

该地区多年平均降水量648mm，降水量年内分配不均，年际间变幅较大。

地势平坦，土层较厚；土壤质地为轻质粘壤土。

土壤冻土层为80~120cm。

项目区现有3眼水源井，井深80~100m，动水位35~40m，改造后2眼井的单井出水量为40m3/h，另1眼井的出水量10~20m3/h。

根据规划，对该井进行更新，更新机井出水量为80m3/h。

经测算，能满足灌溉需求。

5.2.2 灌溉系统规划设计参数
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：Ea＝5.5mm/d
②土壤设计湿润比：P＝75%
③灌溉水利用系数：η=0.95
④计划湿润层深：0.50m
⑤土壤干容重为1.40g/cm3
⑥适宜土壤含水率上下限分别为23.4%、16.9%（占土壤干土重）
5.2.3 灌水器的选择
根据技术要求、项目区土壤质地、作物需水特性及毛管布置方式
选用直径20mm的非压力补偿式滴灌管，壁厚1.0mm，滴头间距为0.3m，最大工作压力100kPa，流量4.3L/h，流态指数X＝0.5。

5.2.4 管网布置
(1) 滴灌带布置
滴灌带选用地埋式滴灌带，采用沿种植方向单行布置，间距为
1.5m，滴头间距为0.3m。

滴灌带全部埋入地下，埋深15cm。

(2) 支管的布置
1号机井支管采用φ63PE耐老化塑料管，2、3号机井支管采用φ50PE耐老化塑料管，支管全部埋入地下，埋深60cm。

(3) 干管、分干管的布置
干管采用PVC-U塑料管，全部埋入地下，埋深100cm。

5.2.5 灌溉制度与工作制度
5.2.5.1 灌溉制度
(1) 设计灌水定额m
根据公式（5-1），经计算，设计灌水定额为34.74mm，换算为23.16m3/亩。

(2) 灌水周期T
由公式（5-3）计算，灌水周期为6.2，取6d。

(3) 一次灌水延续时间t
由公式（5-5）计算，一次灌水延续时间为3.64h，取t=4h。

5.2.5.2 单井控制面积
根据滴灌面积和设计日耗水强度，计算滴灌系统所需的最小供水流量，以控制灌溉面积最大的系统为例，取日灌溉最大运行时数C=20h。

根据公式（5-6）、（5-7）计算单井控制面积，经计算：3眼井出水量合计为160m3/h，控制面积800亩，水源满足滴灌系统的要求。

5.2.5.3 工作制度
根据公式（5-8）计算系统最大轮灌组个数，经计算，系统允许的最大轮灌组数为33个。

考虑到机井的合理运用，运行管理方便。

芦笋滴灌工程轮灌组划分见表5-1~表5-3。

表5-1 机井1轮灌组划分表
表5-2 机井2轮灌组划分表
表5-3 机井3轮灌组划分表
5.2.6 水力计算
5.2.
6.1 滴灌管最大铺设长度
(1) 允许水头差ΔH s的确定
设计流量偏差率q v＝0.2，灌水器的流态指数x＝0.5，设计水头
h d＝10m，根据公式（5-15）、（5-16）计算，毛管允许水头差为2.26m。

(2) 滴灌管允许出水口数目和最大铺设长度
选择管径为20mm，壁厚1.0mm，公称压力100kPa的滴灌管，根据公式（5-17）计算：N m＝309，即滴灌管最大允许铺设长度：L m ＝309×0.3＝92.7m。

根据地块尺寸，选定Lm＝60~90m，满足灌水均匀性要求。

5.2.
6.2 灌溉系统水力计算
(1) 毛管进口水头
毛管进口水头由滴头工作压力、毛管水头损失和地形高差组成，由于地面较平坦，取ΔZ＝0m。

灌水器的工作压力100kPa。

根据公式（5-18）计算，毛管进口压力为15.17m。

(2) 计算支管入口压力
经反复试算，1号机井的支管选用φ63PE管，壁厚5mm，工作压力0.4MPa；2、3号机井的支管选用φ50PE管，壁厚4mm，工作压力0.4MPa。

支管为多口管道，每个出流口为一条毛管，出流口间距为1.5m。

支管按多孔管计算水头损失。

支管入口压力包括毛管进口压力、支管水头损失和地形高差。

由于地面较平坦，取ΔZ＝0m。

根据公式（5-18）计算，支管进口压力为17.61m。

(3) 干管、分干管水力计算
管径选择直接关系到工程投资与运行管理费用，因此合理选择管径是管道系统设计的重要环节。

经过反复试算，干管与分干管选项取φ125PVC-U管。

选取最末端最不利的一组进行水力计算。

由于地面较平坦，取ΔZ＝0m。

根据公式（5-18）计算，各机井干管入口压力见表5-4。

表5-4 管道水力计算表
(4) 系统扬程计算
首部损失10m，泵路损失根据井管确定，可取5m，根据公式（5-17）计算，系统扬程应为48.514m。

表5-5 机井1管网系统水力计算表
表5-6 机井2管网系统水力计算表
表5-7 机井3管网系统水力计算表
5.2.7 首部枢纽与水泵选择
首部枢纽系统包括水泵、离心式和网式组合过滤器，为了保证系统的安全稳定运行，在其首部设置有变频装置、控制阀、进排气阀、逆止阀、压力表、减压阀等安全保护装置。

根据上述扬程和流量，选配水泵，3眼机井水泵型号见下表。

表5-8 水泵性能参数表
5.2.8 工程材料用量及工程估算
滴灌工程材料表包括水源工程、首部设备、管材管件、土方量等项。

表5-9 工程材料表
续表5-9 工程材料表
5.8 低压管道输水灌溉工程典型设计
5.8.1 基本资料
该项目地处溪翁庄镇玉林山庄，工程控制面积200亩，该地块起伏较大，最大高差25m左右。

项目区种植葡萄、苹果，南北向种植。

果树的株行距一般为4m×5m。

该地区多年平均降水量648mm，降水量年内分配不均，年际间变幅也较大。

工程所在地土壤为砂土。

冻土层深度80~120cm。

玉林山庄灌溉水源为地下水。

项目区现有1眼水源井，机井深205m，井径300mm，改造后单井最大出水量为80m3/h，动水位135m，水量充足，水质良好，可充分满足作物灌溉要求。

5.8.2 规划设计参数
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：Ea＝4.0mm/d
②灌溉水利用系数：η=0.85
③计划湿润层深：0.80m
④土壤干容重为1.40g/cm3
⑤适宜土壤含水率上下限分别为24.7%、16.9%（占干土重百分比）。

5.8.3 灌溉制度与工作制度
5.8.3.1 灌溉制度
(1) 设计灌水定额m
根据公式（5-1），经计算，设计灌水定额为32.94mm （21.96m3/亩）。

(2) 灌水周期T
由公式（5-3）计算，灌水周期为6.72d，取7d。

5.8.3.2 设计灌水流量
管道灌溉系统日工作小时数12 h，系统设计流量为61.55 m3/h。

计算结果表明，现有水源满足灌溉要求。

5.8.3.3 系统灌溉工作制度
出水栓都采用了φ90的出水栓，出水流量在20 m3/h左右。

每个轮灌组可控制3-5个给水栓或根据实际需要进行灌溉。

故此处不列灌溉制度表。

其他管道灌溉地块亦如此。

5.8.4 管灌系统设计方案
5.8.4.1 管网布置原则
①管网布置紧密结合地块形状及地形条件。

②管线尽量平顺，减少起伏和转折点。

③总体力求管线长度最短，最大减少投资。

5.8.4.2 管网布置方案
管道系统采用干管、分干管和支管三级固定管道，分干管和支管呈鱼骨型布置，地面使用塑料软管灌溉。

在分干管最低处设置泄水井，根据现场勘测确定泄水井的具体位置。

支管间距为50~75m，出水口间距50m。

(1) 管材选择
本项目所在地块地形起伏较大，最大高差25m左右，土层薄瘠，山岩裸露，土石方开挖困难，因此，本次选取UPVC塑料管作为系统的输水管道，公称压力0.63MPa。

(2) 出水口与软管的布置
出水口选用G1Y1-H/L分体移动式给水栓，给水栓分上栓体和下栓体，塑料网状花管与给水栓上体连接，连接方式为快速接头式。

以给水栓为中心，以塑料网状花管为半径在全圆范围内给果树灌溉。

(3) 管径确定
管径选择直接关系到工程投资与运行管理费用，因此合理选择管径是管道系统设计的重要环节，通常采用经济流速法确定干、支管的
管径。

初选干管与分干管管径均为φ140，内径为130.2mm；支管管径为φ110mm，内径为103.6mm。

工作压力均为0.63MPa级。

根据目前国内生产的各种软管的技术特性及经济指标，移动软管选择φ50涂塑软管。

5.8.5 管道水力计算
系统采用潜水泵通过固定管道将水送到多个给水栓进行控制灌溉，干管和支管的水力计算方法采用《农田低压管道灌溉工程技术规范》行业标准有关要求。

(1) 给水栓的流量和移动软管出口压力
根据系统流量确定给水栓同时工作个数，每次轮灌上打开3-5个给水栓工作。

移动软管的工作水头不宜过大，以避免冲刷田地，一般将移动软管的工作水头定为0.2m。

(2) 管道水头损失计算
管路系统采用塑料管，选择输水管线较长，位置较高的给水栓工作点为最不利点进行水力计算。

各级管道沿程水头损失计算成果见表5-28。

表5-28 管网系统水力计算表
有利点扬程为161.1m，扬程平均取值173.8m。

根据流量和扬程，初步选择水泵为250QJ80-180/9，流量80m3/h，扬程180m。

5.8.6 水泵选型与配套
灌溉系统水泵的设计扬程要考虑泵路损失、管路损失、首部损失以及地形高差等因素。

经计算，系统扬程为172.84m。

选用潜水泵，其型号为250QJ80-180/9，流量80m3/h，扬程180m。

5.8.7 工程材料用量及工程估算
果树管灌典型设计工程材料及工程量主要包括设备及材料、土方及其它。

工程材料用量及工程量见表5-29。

表5-29 工程材料表。