某菜地喷灌工程设计说明书.doc

1、某菜地喷灌工程规划设计说明书一、基本资料该蔬菜基地地处南方，蔬菜面积259亩，该地区雨量充沛，但年内分布不均，除春季外，蔬菜一般都要灌水。由于是蔬菜灌水频繁，灌水精细的农作物，人工挑水浇灌耗费大量劳动力，而且生产效率低，所以兴建喷灌系统。（一）地形与水源该蔬菜地区地势平坦，呈长方形，东西长485m，南北宽365m。田块四周均有河道，水量充足，最低水位距地面2m，可作为灌溉水源，也可进行田间排水。内部已有东西向和南北向道路各一条，宽度均为5m（见图1）。图1（二）气象该地区雨量充沛，但年内分布不均，除春季外，蔬菜一般都要灌水。常见风速13m/s，风向多变。（三）土壤地土壤是壤土，肥力中等。（四）

2、灌溉资料田间持水率32%（占土体百分比，下同），凋萎系数14%，土壤允许消耗的水量占土壤有效持水量的20%30%，在需水高峰期，蔬菜的需水强度为7.5mm/d。土壤稳定入渗强度10mm/h。（五）现有设备供应情况当地有ZY1、ZY2系列的摇臂式喷头、PVC-U管道和IS离心泵、喷头、各种塑料管和农用水泵供应。设备供应。本地区有电力保障，能够满足喷灌用电要求。（六）植被情况地种植蔬菜,拟采用ZY2喷头进行节水灌溉.由于喷头喷洒效果好,喷头喷洒后能湿润土的,使蔬菜很好地生长。二、设计成果1、喷灌选型与总体规划1.1喷灌工程应根据因地制宜的原则资料收集: 1、地形：地面平坦 2、土壤：中壤土，肥力中

3、等 3、作物：露地蔬菜 4、水源：田块四周均有河道，水量充足，最低水位 距地面2m，可作为灌溉水源，也可进行田间排水 5、气象：常见风速为13m/s，风向多变 6、种植面积259亩，内部有东西向和南北向道路各一条，宽度均为5m系统选型：工程应根据因地制宜原则，综合考虑以下因素选择系统类型：1、 水源类型位置； 2、 地形地貌 ；3、 地块形状； 4、 土壤地质；5、 降水量灌溉区风速 ；6、 风向； 7、 对象； 8、 社会经济条件； 9、 生产管理体制； 10、劳动力状况及使用者素质等情况。2、规划和设计2.1喷头选择和组合间距喷头的选择包括喷头型号 ，喷嘴直径和工作压力的选择 。在选定喷头

4、之后 ，喷头的流量 ，射程等性能参数也就随之确定 。按照国家标准GB85-85喷灌工程技术规范规定 ，选择喷头和确定间距的具体原则:（1）组合喷灌强度不超过土壤的允许喷灌强度值 。在本设计中喷头的组喷灌强度均要求小于灌区土壤允许喷灌强度。各类土壤的允许喷灌强度如下表：土壤类别允许喷灌强度（mm/h）砂土20砂壤土15壤土12壤粘土10粘土8注：有良好覆盖时，表中数值可提高20。本题中，土壤属中壤土，肥力中等，所以对本灌区取允许喷灌强度为p=12mm/h。（2）有题可知，常见风速为13m/s，风向多变。田间持水率为32%，凋萎系数为14%，土壤允许的水量占土壤有效持水量的20%30%。在需水高峰

5、期，蔬菜需水强度为7.5mm/d，土壤稳定入渗强度10 mm/d。（3）蔬菜的雾化指标取值范围在40005000，在选择喷头时作为依据 ，选择满足作物要求雾化指标的喷头。雾化指标如下表种类pd值蔬菜及花卉40005000粮食作物、经济作物及果树30004000牧草、饲料作物、草坪及绿化林木20003000注： p为喷头工作压力水头； d为喷头主喷嘴直径。（4）喷洒水利用系数，有条件时宜实测确定。无实测资料时，可根据气候条件在下列数值范围内选取： 风速低于34米秒，0809； 风速为3454米秒，0708。 注：湿润地区取大值，干旱地区取小值。本题中 092.1.1喷头的选择 由于本灌区常见风速

6、为13m/s，风向多变，本灌区喷头的喷洒方式有选择全圆喷洒。根据作物对雾化指标的要求，由喷灌技术规范选取喷头，参数如下表所示：型号工作压力喷头流量喷头直径射程m喷灌强度（mm/h）ZY-23003.21719.32.472.1.2确定组合及间距该灌区多风且风向多变，以减小风的影响采用全圆喷洒喷头组合形式为正方形,支管间距、喷头间距选取见表：喷头组合喷头间距设计风速m/s垂直风向a平行风向b0.3-1.6R1.3R1.6-3.4(1-0.8)R(1.3-1.1)R3.4-5.4(0.8-0.6)R(1.1-1)R注： 为喷头射程； 在每一档风速中可按内插法取值； 在风向多变而采用等间距组合时，应

7、选用垂直风向栏的数值； 表中风速是指地面以上10米高处的风速。确定喷头组合间距,由V=3m/s,又R=19.3m当v1=1.6m/s时,a1=1.0R=1.019.3=19.3m当v2=3m/s时,a2=0.8R=0.819.3=15.44m a=b=16.3mA有效=a b=16.316.3=265.69m22.2校核2.2.1雾化程度按式：计算式中：为喷头工作压力,为喷嘴直径7mm；值越大，说明其雾化程度越高，水滴直径就越小，打击强度也越小，式中选的喷头， 对于蔬菜的雾化指标Pd取值范围在40005000，所以所选喷头满足雾化指标要求。2.2.2喷灌强度喷灌强度小于12mm/h，满足。已知

8、： q=3.21m3/h，A有效=ab=16.316.3=265.69m2式中： 多支管多喷头的同时喷洒; ; 喷头的喷水量 喷灌水的有效利用系数为0.9；在全圆转动时一个喷头的湿润面积；喷灌系统的平均喷灌强度2.3灌溉制度2.3.1计算蔬菜的灌水定额设其计划湿润层深度为30cm，则 m设=0.1Hr（1-2）1/=0.1*300*（32%-20.8%）1/0.9=37.3mm2.3.2计算灌水周期 取T设5天2.3.3计算一次灌水所需时间 取t=3.5h2.3.4计算同时工作的喷头数 设计日净喷时间宜符合下列规定： 固定管道式喷灌系统，不宜少于12小时； 半固定管道式喷灌系统，不宜少于10小

9、时； 移动管道式和定喷机组式喷灌系统，不宜少于8小时； 行喷式喷灌系统，不宜少于16小时。 因此，选c=12.5h流量校核 Q总=N喷q=373.21=118.77m/h2.3.5轮灌组数n1= T设*c/t=512.5/3.5=18（组）式中：同时工作的喷头数； 一天中喷灌系统的有效工作小时数， 取12.5；2.3.6同时工作的支管数为同时工作的支管n为一根支管喷头数,n=7该灌区的管网配置如下图: 工作制度表如下：时间轮灌顺序支管号同时工作的喷头数每日工作的喷头数第一天11-1、1-2、1-3、1-4、1-53510521-6、1-7、1-8、1-9、1-103531-11、1-12、1-

10、13、1-14、1-1535第二天11-16、1-17、1-18、1-19、1-203510522-1、2-2、2-3、2-4、2-53532-6、2-7、2-8、2-9、2-1035第三天12-11、2-12、2-13、2-142811922-15、2-16、2-17、2-182832-19、2-20、3-1、3-22843-3、3-4、3-5、3-6、3-735第四天13-8、3-9、3-10、3-112811223-12、3-13、3-14、3-152833-16、3-17、3-18、3-192843-20、4-1、4-2、4-328第五天14-4、4-5、4-6、4-72811924-

11、8、4-9、4-10、4-112834-12、4-13、4-14、4-152844-16、4-17、4-18、4-19、4-20352.4管径选择干支管选择:硬塑料管（PVC-U）按管径分类常用规格：dn20、25、32、40、50、63、75、90、110、125、140、160、180、200、225、250、280、315、355。优点：（1）具有较高的硬度、刚度和许用应力。 （2）抗老化能力好，经久耐用，寿命可达50年。 （3）耐腐蚀，价廉，易于粘接，自熄。 （4）可回收。安装方便简捷，密封性好。,数值表管材b混凝土管钢筋混凝土管 5.335.33钢管、铁铸管5.1硬塑料管4.77铝质

12、管及铝合金管4.74由上表及管道具体情况得mfb硬塑料管1.770.948*1054.772.4.1支管的选择对于支管Fhf+z0.2hp，又管道内径的确定X=0.5 N=7 F=0.391Fhf+Z0.2hphf=f*L*Qm/dbQ=3.217=118.77m3/h hf支管沿程水头损失，m；f摩阻系数；0.948105Q流量，m3/h；22.47 d管道内径mm； L管道长度m； m流量系数；1.77 b管径指数；4.77 hp-喷头压力Fhf0.2hp0.391*0.948*105*97.8*22.471.77/d4.770.2*30d51.7mm式中：管道内径； 喷灌系数设计流量 z

13、=0； L为同一支管上相距最远两喷头间距离支管选择：外径=63mm 内径d=58mm的PVC-U管2.4.2干管管径选择由喷灌工程学查得经验公式：时，；时，。=nq喷头 =373.21=118.77m3/h所以干管管径 根据喷灌设计手册选管径，壁厚为7.5mm,实际内径为的PVC-U管。比阻值s0=2.37510-52.4.3竖管的选择竖管选用DN32钢管，内径为，竖管计算长度为2.0m3、 选配水泵和电机3.1扬程的确定3.1.1干管的沿程水头损失为：hf=soQmL 又L=480m3.1.2计算典型支管沿程水头损失：Q支=73.21=22.47m3/h； L=16.37=114.1m3.1

14、.3计算局部水头损失：局部水头损失计算公式为： Hj = v2/2g 式中：Hj为局部水头损失（m）；为局部阻力损失系数，与管件、阀门的类型与大小有 关；v、g分别为管道中水的流速（m/s）和重力加速度（9.81m/s2）。 对于较大的灌溉系统，如真正按照公式计算各个管件、阀门处的局部水头损失，工作量将十分庞杂。因此在实际设计工作中，一般先计算出沿程水头损失Hf，然后取局部水头损失:Hj = 10% Hf 即可满足设计要求。 Hj干=10%Hf干=5.36m Hj支=10%Hf支=0.41m3.2水泵的选择选择水泵的主要任务是确定水泵的流量和扬程。在上述步骤完成后，即可计算流量和扬程。 水泵流

15、量： Q = N喷头q =118.77m3/h水泵扬程： H = H设+Hf+Hj =30+53.6+4.05+5.36+0.41+2 =95.42m式中：N喷头为同时工作的喷头数；q为单喷头流量；H设为喷头设计工作压力（m）；Hf为水泵至典型喷头之间管路沿程水头损失之和（m），所谓典型喷头一般是距泵站最远或位置最高的喷头；Hj为水泵至典型喷头之间局部水头损失之和（m），其中应包括阀门、过滤设备及施肥设备的局部水头损失；为典型喷头与水源水面或井内动水位的高差（m）。 取2.0m扬程的确定已知喷头工作压力为hp=300KPa,即相当于h=30m的水头，取管道埋深为0.7m。根据流量和水头损失，选

16、择水泵及其配带电动机型号为IS125-100-315A。该型号可满足的流量为180m3/h，扬程97m。所配电机功率为90kW。4、设备用量与材料细表表1 管材设备序号名称单位数量型号备注1干管m1160硬质塑料管PVC-U管外径160mm内径145mm2支管m8476硬质塑料管PVC-U管外径63mm内径58mm3竖管m1120DN32钢管内径28mm表2 喷头型号工作压力喷头流量喷头直径射程m喷灌强度（mm/h）数量ZY-23003.21719.32.4737表3 接头名称型号数量（个）备注三通接头三承三通1总干管与干管连接2干管与分干管连接四通接头三承四通40分干管与支管连接接头弯管接头

17、560用于支管与竖管连接和水泵进出口处卡套式接头-用于各管长不足时，连接两管表4 闸阀名称型号数量(个)性能参数备注调节阀ZZYP型-自力式压力调节阀|80公称通径DN=200mm公称压力PN=1.6Mpa安装于干管与支管连接处，主要调节支管压力逆止阀内螺纹止回阀1止回阀公称压力PN1.0MPa 公称通径DN120mm安装于水泵出水口处，防止水回流或者水锤想象闸阀弹性座封闸阀89工作温度 -29425安装于总干管与干，干管与分干管，分干管与支管接头处，控制各管道水流表5 其它设备名称数量（个）备注堵头86安装在干管、分干管、支管尾部排水井4在分干管末端压力表4安装于分干管首部水表1安装于总干管首部.忽略此处.