低压管灌典型设计说明

3、泵站低压管道灌溉设计

以小井乡项目区大王庄与小王庄以东的标准地块为大田作物泵站低压管道灌溉工程进行典型设计。

(1)基本资料

典型地块为项目区一标准方田，南北长边约为1400m 、东西长边约为700m ，面积约为1270亩。区土壤为砂壤土，土壤平均容重1.45g/cm 3

，田间持水率占土重的27%，南北向种植。种植作物主要为小麦、西瓜。

(2)作物需水量的确定

根据小麦、西瓜的需水规律，其需水高峰在灌浆期间，包含降雨在的平均日需水强度E a =6.0mm/d 。

(3)设计灌水定额及灌水周期 ①设计灌水定额

()γβθθZ -=m in m ax 1.0m

式中： m---为设计灌水定额，mm ； γ---为土壤容重，g/cm 3

； Z---为计划湿润层深度，m ；

θmax 、θmin ---适宜土壤含水率上下限(占干土重的百分比)；

β---为田间持水率。

土壤湿润层深度z=60cm ，适宜土壤含水量上限取田间持水率的90%、下限取66%。

按上式计算设计净灌水定额。

经计算 m =0.1×1.45×0.6×27×(90-66)=56.38mm ，即37.6m 3

/

亩。

②灌水周期:

T=(m/E a)=56.38÷6=9.4天，取10天。

式中：T---为设计灌水周期，单位d；

其余符号意义同前。

(4)工程总体布置

依据地形、地块、道路等情况布置管道系统，使管线最短，控制面积最大，便于机耕，管理方便。并尽可能双向分水，方便浇地、节水，长畦改短。

在典型地块，泵站位于大王庄与小王庄东南的裴子岩河边，管道采用PVC材料，总管、干管、分干管、支管和移动软管相结合。从泵站沿南北方向布置总管一条，长40m；在总管上利用1条长为1332m的干管南北布置；再垂直于这条干管布置10条分干管，分别为590m的1条、500m的9条；在这10条分干管上各布置支管，每条支管长约37m。给水栓沿支管布置，间距不大于100m，共布置122个给水栓。给水栓双向分水控制灌溉，给水栓上连接移动式输水软管，软管连接采用快速接头，每个给水栓的控制面积为10.41亩。低压管道灌溉典型工程设计布置图见图4-2。

图4-2 泵站低压管道灌溉典型工程设计布置图

(5) 灌溉设计流量的确定

根据设计灌水定额、灌溉面积、灌水周期和每天工作的时间，按下式计算确定系统灌溉设计流量。

Q设=0.667mA/(ηTt)

式中：Q设---为管道系统的灌溉设计流量,m3/h；

η---为灌溉水利用系数, 低压管灌区取0.85；

t---为灌水时间，h，取15h；

T---为设计灌水周期，d

m---为设计灌水定额，mm；

A---为典型区面积，亩；

则，Q设=0.667×56.38×1270÷(0.85×10×15)=374.58m3/h。

(6) 低压管道灌溉系统工作制度确定

①毛灌水定额

毛灌水定额按下式计算：

W毛=W/η水

式中：W毛---毛灌水定额(m3/亩)；

W---净灌水定额(m3/亩)；

η水---灌溉水利用系数,低压管灌区取η水=0.85。

则：W毛=37.6/0.85=44m3/亩。

②一次灌水的延续时间

t次=W毛×A0/q0

式中：t次---一次灌水的延续时间(h)；

A0---单口控制面积（亩），由管网布置知

A 0=1270/122=10.41(亩)

q 0---单口流量（m 3/h ），每次开2个口。

q 0=374.58/10/2=18.73(m 3/h) 则：t 次=44×10.41/18.73=24h ③轮灌组的划分 N=int(t 日×T/t 次) 式中：N--轮灌组数(个)； t 日---日运行小时数(h)； int[]---取整符号； 其余符号同前。

则：N=15×10/24=6，取6个轮灌组。为减少干、支管管径，减少投资，干管采取3条分干管为一个轮管组，每次每条分干管有3条支管工作。分干管采取3条支管为1个轮灌组，每次每条支管开启1个给水栓的运行方式。

(7)管网水力计算 ①系统流量的确定

由于在一个轮灌组中，每条支管只有一个给水栓工作，故干管流量Q

干

=Q

设

/3=374.58/3=124.86m 3/h ，分干管流量Q

分

=Q

干

/3=124.86/3=41.62；支管流量Q 支= Q 分/3=41.62/3=13.87m 3/h ，。

②总管、干管、分干管、支管管径的确定

V

Q d 8

.18 式中：Q--管道设计流量(m 3/h)；

d--管道径(mm)；

V--管道经济流速,总管取1.5m/s 、干管取1.4m/s 、分干管取

1.3、支管取1.2m/s 。

则：支管管径 mm d 6420

.187

.138

.18==支 取d 支=75mm ； 分干管管径 mm d 37.10630

.162

.418

.18==分干 取d 分干=110mm ； 干管管径 mm d 54.1774

.186

.1248

.18==干 取d 干=200mm 。 总管管径 mm d 09.2975

.158

.3748

.18==总 取d 干=355mm 。 ③管网水力计算 1)沿程水头损失计算 77.477.1/94800d L Q h f =

式中：h f --管道沿程水头损失,m ；

L--计算管道长度,m ； Q--管道设计流量,m 3/h ； d--管道径,mm 。

地面塑料软管的沿程水头损失按上式计算后，根据软管铺设顺直程度及地面平整情况乘以1.1～1.5倍系数。