小管出流灌溉工程设计

天津农学院

农田节水灌溉课程设计

学生姓名渠树成

系别水利工程系

专业班级2013 级水文与水资源专业

指导教师王仰仁

2013 年12月

目录

（一）设计任务 (1)

（二）设计基本情况 (1)

（三）气象资料 (1)

（四）设计依据 (2)

（五）灌溉制度的确定 (2)

（1）灌溉系统设计参数 (2)

（2）灌水器的选择 (3)

（3）灌溉系统的管网布置 (3)

（4）水量平衡计算 (4)

①设计灌溉用水量 (4)

②设计蓄水容积及数量的确定 (4)

（5）灌溉制度的设计 (5)

①灌水定额 (5)

②灌水周期 (6)

③灌水系统设计流量 (6)

④一次水延续时间 (6)

⑤轮灌组划分 (6)

⑥毛管最大铺设长度 (7)

（6）灌溉系统水力计算 (8)

①灌溉设计流量 (8)

②管道系统水力计算和管径的计算 (9)

③管道节点压力的计算 (11)

（7）首部枢纽设计 (13)

（8）低压管道输水灌溉系统的工程量 (13)

（9）运行费用 (14)

（10）高效节水项目区作物需水量 (16)

11工程设计图 (17)

小管出流灌溉工程设计

（一）设计任务

为了更好的理解农田节水灌溉技术原理，掌握基本方法，了解的灌溉技术基本依据和节水灌溉的课程要求，灵活运用课程中所学习的方法，本设计以山地果树管灌工程设计为例，以课程设计的形式给出了管灌工程设计的基本资料，进行完整的管灌系统设计工作。

（二）、基本情况：

1、地块：矩形地块、长为3640m，宽为1649m，山地、坡度为1:4，其中沿着宽度方向有一个400m高差。

2、水源：地块右下角有个泵站，从水库中取水，取水过程中，水库水位最大变化不超过10m。

3、土壤质地：中壤土、θ田=22%，r干=1.4t/m3。

4、种植作物：芒果，植株间距3.3m，行间距3.36m。调查知，芒果全年需要灌水6次左右。

（三）气象资料

根据气象站实测资料分析，多年平均年降雨量783.1mm，全年降雨量的60%集中于7月~9月，并收集到历年降雨量资料。

表1-1 芒果的作物系数

表1-2 芒果的逐月蒸发蒸腾量单位：mm

逐月降水量和计算出来的芒果的逐月蒸发蒸腾量，可以计算逐月的灌溉需水量，见表1-3。

表1-3 芒果灌溉需水量单位：mm

（四)、列出设计依据:

①农田水利学、小管出流灌溉技术、节水灌溉新技术；

②农田小管出流灌溉工程技术规范(GB/T20203-2006)；

③《灌溉用塑料管材和管件基本参数及技术条件》（GB/T23241-2009）

④《节水灌溉工程技术规范》GB/T50363-2006；

⑤《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）；

⑥《灌溉与排水工程技术管理规程》（SL/T246-1999）

⑦《水利工程基础信息代码编制规定》（SL213-98）

⑧《水利水电工程初步设计报告编制规程》（DL5021-93）

⑨《农田灌溉水质标准》（GB5084-92）

⑩《水利工程水力计算规范》（SL104-95）

（五)、灌溉制度的确定

（1）灌溉系统设计参数

根据设计规范及参照四川省攀枝花市仁和区混撒拉村的实际情

况选用如下设计参数：

①日耗水强度：e=3mm/d;

②土壤设计湿润比：P=40%；

③灌水有效利用系数：Ƞ=0.90。

（2）灌水器的选择

根据土壤类型和种植作物种类，拟选用小管灌水器。该灌水器由ф4PE管和40L/h稳流器两部分组成，稳流器插入毛管后，水流过稳流器ф4PE流到果树树冠2/3处的沟环内。稳流器额定工作压力为0.05MPa—0.4MPa，设计工作水头H d=10m，出水流量q d=40L/h。

（3）灌溉系统的管网布置

a.毛管与灌水器的布置：每一列树布置一条毛管，每棵树安装一个灌水器，小管出口位于果树的环沟，环沟一般位于果树树冠的2/3直径处，安装方式用专用打孔器在毛管打孔ф4，将稳流器直接插入毛管中，稳流器出水口接ф4PE小管。

b.管道分为干管、支管和毛管三级，主干管平行于矩形地块的短边，分干管垂直主干管，主支管垂直分干管，分支管又垂直于主支管。毛管长度80m，毛管间距3.36m。

c.管材的选择：灌水器间距3.3m。干管采用PE80级乙烯管，公称压力1.0Mpa，外径125mm，壁厚9.2mm；支管选用PE63级乙烯管，公称压力为1.0MPa，外径90mm，壁厚8.2mm；毛管为管径为32mm，壁厚2.4mm，公称压力0.6Mpa的PE63级乙烯管。

d.出水口与软管的布置:出水口通过三通与支管连接，出水口端

与塑料软管连接，连接方式为快速接头式。以出水口为中心，塑料软管长度（80m ）为半径在全圆范围内灌溉。塑料软管为涂塑软管，其内径65mm ，公称压力0.3MPa.

e.控制调节和保护装置的布置：在各支管进口均设置闸阀、水表各一个，在总干进口设水表一块，网式过滤器和离心式过滤器各一个。 (4)水量平衡计算 ①设计灌溉用水量

灌溉用水量是指为满足作物正常生长需要，有水源向灌区提供的水量。它取决于灌溉面积、作物生长情况、土壤、水文地质和气象条件等。

各年灌溉用水量不同，因此需要选择一个典型年作为规划设计的依据。

管灌工程一般采用降雨频率75%~90%的水位年作为设计典型年。（设计典型年的选择和计算方法可参考有关工程水文书籍）

②设计蓄水容积及数量的确定

蓄水池起调节作用，其容积按下式计算，

1122Q h Q h V -=

式中，V 为蓄水池容积，m 3；1h 为入池管道工作时间；1Q 为入池流量，m 3/h ；2h 为出池管道工作时间；2Q 为出池管道流量，m 3/h ，。取1h ＝24小时，即向蓄水池供水的提水本站或渠道全天24小时工作；考虑灌