农田水利学喷灌系统规划设计

学校：云南农业大学学院：水利水电与建筑学院指导老师：教学班号：一班专业：水利水电 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学号：姓名：农田水利学课程设计课程设计目的通过对管道灌溉系统（包括喷灌，微灌或低压管道输水灌溉系统）的规划设计，了解灌溉系统设计过程及设计方法，巩固农田水利学的所学 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 ，提高综合应用能力和创造能力。具体 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 1、管道灌溉系统的规划布置原则，掌握灌溉系统规划设计的基本要求与设计方法；2、掌握管道灌溉工程规划设计的基本规范；3、学会收集，分析，运用有关资料和数据；4、提高独立工作能力，创造能力及综合运用专业知识解决实际问题的能力。基本资料某实验果园，面积95亩，种植苹果树共2544株，果树株距4m，行距6m，正值盛果期。园内有十字交叉道路，路边与第一排树的距离南北向为2m，东西向为3m。果园由道路分割成为4小区。详见1：2000果园规划图。该园地面平坦，土壤为砂壤土，果园南部有一眼机井，最大供水量60m3/h，动水位距地面20m。该地电力供应不足，每日开机时间不宜超过14h。为了节约用水，并保证适时适量向果树供水，拟采用固定式喷灌系统。据测定，该地苹果树耗水高峰期平均日耗水强度为6mm／d，灌水周期可取5～7天。该地属半干旱气候区，灌溉季节多风，月平均风速为2.5m／s，且风向多变。该地冻土层深度0.6m。灌溉区域如下图所示：要求:（1）选择喷头型号和确定喷头组合形式(包括验核组合平均喷灌强度（）是否小于土壤允许喷灌强度（）；（2）布置干、支管道系统(包括验核支管首、尾上的喷头工作压力差是否满足《喷灌技术规范》的要求，下称《规范》)；（3）拟定喷灌灌溉 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 ，计算喷头工作时间及确定系统轮灌工作制度；（4）确定干、支管管道直径，计算系统设计流量和总扬程。(5)水泵和动力选型。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：砂壤土冻土层深0.6m3、作物：苹果树园林,正值盛果期4、水源：机井，果园南部井水，最大供水量为,水位距地。5、气象：灌溉季节多风，平均风速2.5m/s，风向多变6、种植面积95亩，果树2544株，株距4m，行距6m，园内有十字交叉道路，路边与第一排树的距离南北向为2m，东西向为3m。社会经济条件：果园为实验果园，面积95亩，交通方便，电力供应不足;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：水源类型位置；地形地貌；地块形状；土壤地质；降水量灌溉区风速；风向；对象；社会经济条件；生产管理体制；劳动力状况及使用者素质等情况。由于该果园为盛果期的苹果树，经济价值就目前情况较高。灌水频繁，作物耗水量大，劳动力缺乏，但作为实验果园，管理者素质高有利于喷灌系统的实施，综合考虑后，拟定采用固定使得喷灌系统。喷灌设计保证率应根据自然条件和经济条件确定，一般不应低于85％。灌溉试验资料：该地区位于淮北地区，土壤为砂壤土，田间持水率为（占容重，下同），凋萎系数为田间持水率的60﹪。在果树需水高峰期，苹果树的需水强度为。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％。对本灌区取p=15mm/h。（2）在设计风速下，喷灌均匀系数不应低于75％，但对行喷式喷灌系统，不应低于85％。对本灌区取喷灌均匀系数为80％（3）果树雾化指标取值范围在3000~4000，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ｈp／d　　值蔬菜及花卉4000～5000粮食作物、经济作物及果树3000～4000牧草、饲料作物、草坪及绿化林木2000～3000注：①ｈp为喷头工作压力水头；　　②d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3．4米／秒，η＝0．8～0．9；　　　风速为3．4～5．4米／秒，η＝0．7～0．8。　　　注：湿润地区取大值，干旱地区取小值。对本灌区取η=0.82.2喷头的选择由于本灌区多年平均风速为，相对较大，运行方式为多支，多喷头同时喷洒，因此选单喷头喷灌强度较小喷头。本灌区喷头的喷洒方式有全圆喷洒和扇形喷洒。根据作物对雾化指标的要求，由《喷灌技术规范》选取金属摇臂式喷头，参数如下表所示：型号接头形式及尺寸工作压力喷头流量喷头直径射程m喷灌强度（mm/h）3002.96820.03.132.3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bR1.3R(1-0.8)R(1.3-1.1)R(0.8-0.6)R(1.1-1)R注：①Ｒ为喷头射程；　　②在每一档风速中可按内插法取值；　　③在风向多变而采用等间距组合时，应选用垂直风向栏的数值；　　　④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=2.5m/s,又R=20m当v1=1.6m/s时,a1=1.0R=1.0×20=20m当v2=3.4m/s时,a2=0.8R=0.8×20=16m所以(所以a=b=18mA有效=ab=18×18=324m22.4校核1）雾化程度按式：计算式中：为喷头工作压力,为喷嘴直径8mm；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，对于果树，值控制在3000~4000，所以所选喷头满足雾化指标要求。2）喷灌强度喷灌强度小于15mm/h，满足。已知：，，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；；—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2.5灌溉制度1、计算果园的灌水定额，设其计划湿润层深度为90cm，则：m设0.1×900×1.42×（30％-18％）=15.34mm2、计算灌水周期T设==取T设3天3、计算一次灌水所需时间，取4、计算同时工作的喷头数又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：/h水源满足供给5、轮灌组数为：n1=T设*c/t=3×12.5/2.5=15（组）式中：—同时工作的喷头数；——天中喷灌系统的有效工作小时数，取12.5；6、同时工作的支管数为:为同时工作的支管n为一根支管喷头数,n=4该灌区的管网配置如下图:工作制度如下表：轮灌顺序支管号同时工作喷头数每日工作的喷头数第一天第一组1-1,1-2,1-3,1-11支管1364第二组1-4,1-5,1-6,1-7支管13第三组1-8,1-9,1-10支管12第四组1-12,2-10,2-11,2-12支管13第五组2-6,2-7,2-8,2-9,2-10支管13第二天第一组2-3,2-4,2-5,2-6支管1253第二组4-9,4-10,4-11,4-12支管12第三组4-4,4-5,4-6,4-7,4-8支管12第四组4-1,4-2,4-3支管9第五组2-1,2-2支管8第三天第一组3-1,3-2,3-3支管1243第二组3-4,3-5,3-6支管9第三组3-7,3-8,3-9支管12第四组3-10，3-11,3-12支管10管道设计及水力计算干支管选择硬塑料管,竖管选用DN32钢管3、扬程的确定3.1选择支管管径考虑多口流，多口流系数选取如下表：Nm=1.77X=1X=0.520.6480.53030.5440.45340.4950.42350.4670.40860.4480.398,,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铝质管及铝合金管4.74由上表及管道具体情况得F=0.423,m=1.77，f=0.948×105，，b=4.77对于支管Fhf+Δz≤0.2hp，又则：0.423×0.948×105×63×11.841.77/d4.77≤0.2×30d≥55mm式中：—管道内径；—喷灌系数设计流量。Δz=0喷灌手册选取D=63mm，内径d=58mm的硬塑料管干管管径选择（由《喷灌工程学》查得经验公式）：＜时，；≥时，。=n×q喷头=13×2.96=38.48m3/h所以干管管径根据《喷灌设计手册》选管径，壁厚为,实际内径为的硬塑料管。比阻值s0=2.375×10-53.2计算水头损失:1、干管的沿程水头损失为：2、计算典型支管沿程水头损失：3、计算干管局部水头损失：4、计算支管水头损失：5，计算竖管水头损失：竖管选用DN32钢管，内径为，竖管计算长度为3.0m则一根竖管水头损失为：6,计算喷头水头损失又所以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。水泵的设计扬程式中：为水位距地的距离；为喷头的压力；为地势的高差；即水泵的设计扬程为56.44m。水泵的选型及动力配套省略。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m300硬质塑料管PVC外径110mm内径103mm2支管m2424硬质塑料管PVC外径63mm内径58mm3竖管m480DN32钢管内径28mm表2喷头型号接头式及尺寸工作压力喷头流量喷头直径射程m喷灌强度（mm/h）3002.96820.03.13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24分干管与支管连接接头弯管接头162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|48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52工作温度-29～425℃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其它设备名称数量备注堵头54安装在干管、分干管、支管尾部排水井在分干管末端压力表4安装于分干管首部水表安装于总干管首部5、水泵和动力选型省略主要参考文献1、郭元裕主编，农田水利学，中国水利水电出版社，1997年2、华东水利学院主编，水工设计手册（8），水电出版社，1984年3、魏永曜、林性粹编，农业供水工程，水利电力出版社，1992年4、喷灌工程设计手册编写组，喷灌工程设计手册，水利电力出版社，1989年5、傅琳、董文楚、郑耀泉编著，微灌工程技术指南，水利电力出版社，1988年