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 )

(100021ββγ-=h m s

式中：h =0.55m ，

s

γ=14.8kN ／m3，1β=0.24×0.95= 0.228，2β=0.24×0.65= 0.1560，

代入得m = 554.4m 3／hm 2。

2．设计灌水周期

采用公式

d

E m

T 10=

理

式中：m = 554.4m3／hm ，d

E =5mm/d 代入得T =11.09d(取T =10d)

3．毛灌水定额

2.65285.04

.554==

=

η

m

m 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

Tt amA

Q η=

8.41181185.07

.124.55410=⨯⨯⨯⨯==

Tt amA Q ηm3/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

πQ

D 8

.18=

54.1085.150

8.188

.18===v Q D mm （选取φ110×3PE 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

Q mA

t η=

式中：m = 554.4m 3／hm 2，A =0.5hm 2,85.0=η,50=Q m 3/h 则

5.65085.05

.04.554=⨯⨯==

Q mA t ηh

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。

(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

f

h h 1.1=

L

d Q f h b m

f =

f =0.948×105(聚乙烯管材的摩阻系数), 50=Q m 3/h,m 取1.77,d 管道内径,取塑料管

材为φ110×3PE 管材, d =110-3×2=104mm, b 管径指数,取4.77。

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

f

h h 1.1=

∑∑++∆+-=j

f f

h Z Z Z H 0

1 D 点～1点

4.44 9+（14-13.5）+4.44=13.94 2 D 点～2点

9.89

9+（15.5-13.5）+9.89=20.89

3

D 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50=Q m 3/h ，设计杨程18.23=H m ，选取水泵型号为2002/2650-QJ 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