低压管道灌溉工程规划设计示例

4.4低压管道灌溉工程规划设计示例

4.4.1基本情况

某井灌区主要以粮食生产为主，地下水丰富，多年来建成了以离心泵为主要提水设备、土渠输水的灌溉工程体系，为灌区粮食生产提供了可靠保证。由于近几年来的连续干旱，灌区地下水普遍下降，为发展节水灌溉，提高灌溉水利用系数，改离心泵为潜水泵提水，改土渠输水为低压管道输水。

井灌区内地势平坦，田、林、路布置规整(见图4-27)，单井控制面积12.7hm 。，地面以下1_0m 土层内为中壤土，平均容重14.8kN ／m 。，田间持水率为24％。

工程范围内有水源井一眼，位于灌区的中部。根据水质检验结果分析，该井水质符合《农田灌溉水质标准》（GB5084—2005），可以作为该工程的灌溉水源，水源处有380V 三相电源。据多年抽水测试，该井出水量为55m 3／h ，井径为220mm ，采用钢板卷管护筒，井深20m ，静水位埋深7m ，动水位埋深9m ，井口高程与地面齐平。

4.4.2井灌区管灌系统的设计参数

(1)灌溉设计保证率：75％。 (2)管道系统水的利用率：95％。 (3)灌溉水利用系数：0.85。 (4)设计作物耗水强度：5mm ／d 。 (5)设计湿润层深：0.55m 。

4.4.3制度及工作制度

1．净灌水定额计算 采用公式

式中：=0.55m ，=14.8kN ／m3，=0.24×0.95= 0.228，=0.24×0.65= 0.1560，

代入得= 554.4m 3／hm 2。

2．设计灌水周期

采用公式

式中：= 554.4m3／hm ，=5mm/d 代入得=11.09d(取=10d)

3．毛灌水定额

m 3/hm 2

4．灌水次数与灌溉定额

根据灌区内多年灌水经验，小麦灌水4次，玉米灌水1次，则全年需灌水5次，灌溉定

)

(100021ββγ-=h m s h s

γ1β2βm d

E m

T 10=

理m d

E T T 2.65285.04

.554==

=

η

m

m

额为1911m 3／hm 2。

4.4.4设计流量及管径确定

1．系统设计流量

采用公式

m3/h

因系统流量小于水井设计出水量，故取水泵设计出水量为Q=50m3／h ，灌区水源能满足设计要求。

2．管径确定

采用公式

mm （选取110×3PE 管材）

3．工作制度

（1）灌水方式。；考虑运行管理情况，采用各出口轮灌。 （2）各出口灌水时间：

采用公式

式中：= 554.4m 3／hm 2，=0.5hm 2,,m 3/h 则

h

4．支管流量

因各出水口采用轮灌工作方式，单个出水口轮流灌水，故各支管流量及管径与干管相同。

4.4.5管网系统布置

1．布置原则

(1)管理设施、井、路、管道统一规划，合理布局，全面配套，统一管理，尽快发挥工程效益。

(2)依据地形、地块、道路等情况布置管道系统，要求线路最短，控制面积最大，便于机耕，管理方便。

(3)管道尽可能双向分水，节省管材，沿路边及地块等高线布置。 (4)为方便浇地、节水，长畦要改短。

(5)按照村队地片，分区管理，并能独立使用的原则。 2．管网布置

(1)支管与作物种植方向相垂直。

Tt amA Q η=

08.41181185.07

.124.55410=⨯⨯⨯⨯==

Tt amA Q ηπQ

D 8

.18=54.1085.150

8.188

.18===v Q D φQ mA

t η=

m A 85.0=η50=Q 5.65085.05

.04.554=⨯⨯==

Q mA t η

(2)干管尽量布置在生产路、排水沟渠旁成平行布置。 (3)保证畦灌长度不大于120m ，满足灌溉水利用系数要求。 (4)出水口间距满足《低压管道输水灌溉工程技术规范》要求。 管网布置详见图4-27。

图4-27 管网平面布置图

4.4.6设计扬程计算

(1)水力计算简图见图4-28。 (2)水头损失计算：

采用公式

=0.948×105(聚乙烯管材的摩阻系数), m 3/h,取1.77,管道内径,取塑料管材为110×3PE 管材, =110-3×2=104mm, 管径指数,取4.77。

f

h h 1.1=L

d Q f h b m

f =f 50=Q m d φd b

图4-28 管道水力计算简图

水头损失分三种情况，如表4-4 (3)设计水头计算，如表4-4

表4-4 水头损失及设计水头计算结果

出水点

1 点～1点 4.44 9+（14-13.5）+4.44=13.94 2

点～2点 9.89

9+（15.5-13.5）+9.89=20.89

3 点～3点

12.68 9+（15-13.5）+12.68=23.18

由此看出，出水点3为最不利工作处，因此，选取23.18m 作为设计杨程。

4.4.7首部设计

根据设计流量m 3/h ，设计杨程m ，选取水泵型号为200

潜水泵。

首部工程配有止回阀、碟阀、水表及进气装置。

4.4.8工程预算

工程预算见表4-5.

表4-5 机压管灌典型工程投资概预算表

内容

工程或费用名

称

单位

数量

单 价(元)

合 计(元)

小计

人工

费

材料

费

小计

人工费

材料费

第一部分 建筑工程 3511.3 2238.35 1272.95 一 输水管道

3099.0 2176.5 922.5

1 土方开挖 M3 350 4.78 4.78 1673.0 1673.0 2

土方回填

M3

350

0.86

0.86

301.0

301.0

f

h h 1.1=∑∑++∆+-=j

f f

h Z Z Z H 0D D D 50=Q 18.23=H 2/2650-QJ