滴灌工程設(shè)計(jì)示例

1、6.4滴灌工程設(shè)計(jì)示例6.4.1 基本情況某基地種植葡萄面積 118畝，過去采用大水漫灌方式進(jìn)行灌溉，灌水定額大，水肥損失嚴(yán)重，為此擬采用先進(jìn)的滴灌灌水方法。該地塊地勢平坦，地形規(guī)整，葡萄南北向種植，株距0.8m、行距2m。地面以下1m 土層為壤土，土壤干容重 14kN/m3,田間持水率24%。地塊西邊距離地邊 50m處有水井一眼(具體見平面布置圖)，機(jī)井涌水量為32m3/h,靜 水位埋深60m,動(dòng)水位80m,井口高程與地面齊平。機(jī)井水質(zhì)據(jù)周邊村莊引水工程檢驗(yàn)結(jié) 果分析，水質(zhì)滿足農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但含砂量稍高，整體看來，可作為滴灌工程水源。380V三相電源已經(jīng)引至水源處。6.4.2 滴灌系統(tǒng)參

2、數(shù)的確定(1)灌溉保證率不低于 85%(2)灌溉水利用系數(shù) 95%(3)設(shè)計(jì)土壤濕潤比不小于40%。(4)設(shè)計(jì)作物耗水強(qiáng)度 Ea=5.0mm/d(5)設(shè)計(jì)灌溉均勻度CU不低于80%(6)設(shè)計(jì)濕潤層深0.6m6.4.3選擇灌水器，確定毛管布置方式1 .選擇灌水器根據(jù)工程使用材料情況比較，本工程采用以色列某公司生產(chǎn)的壓力補(bǔ)償式滴灌管，產(chǎn)品性能如下：滴灌毛管外徑 16mm,滴灌毛管進(jìn)口壓力 0.1MPa,滴頭間距 0.5m,滴頭流量 q=2.75L/h ,水平最大鋪設(shè)長度 90m。2 .確定毛管布置方式因葡萄種植方向?yàn)槟媳毕?，并且成行成列，非常?guī)整，因此，毛管布置采用每行葡萄鋪設(shè)一條滴灌管，根據(jù)地塊

3、實(shí)際長度和產(chǎn)品的最大水平鋪設(shè)長度確定毛管的長度為80m,毛管直接鋪設(shè)在葡萄根部附近。3 .計(jì)算濕潤比根據(jù)公式：P . = NPSeW/(SPSR) 100%式中：Np 每棵作物滴頭數(shù)，個(gè)；& 滴頭沿毛管上的間距，m;W 濕潤帶寬度(也等于單個(gè)滴頭的濕潤直徑)，m;SP 作物株距，m;SR作物行距， m。NP0.8 0.5 = 1.6,Se = 0.5,W = 0.9, SP = 0.8, SR = 2, 八*曰 P = 45%P' e ,' P ' R '代入公式得切由此可見：滿足設(shè)計(jì)土壤濕潤比不小于40%的要求。6.4.4 管網(wǎng)系統(tǒng)布置根據(jù)工程范圍內(nèi)的

4、地形圖，干管沿區(qū)內(nèi)生產(chǎn)路布置，自水井向西至最末端；分干管沿葡萄種植行與干管垂直布置，直至地塊中點(diǎn)；支管沿垂直分干(垂直葡萄行方向)左右兩側(cè)等 距離至輪灌區(qū)邊界；毛管沿葡萄種植方向布置。具體見系統(tǒng)平面布置圖6.4.5 灌溉制度、工作制度及灌水均勻度1 .灌溉制度(1) 設(shè)計(jì)凈灌水定額m凈=0.1(P maxP'0)ZPJ?/"冰)，式中：max田間持水率，以占干土重的百分?jǐn)?shù)為計(jì)，：° 灌前土壤含水率，為作物允許土壤含水率下限，以占干土重的百分?jǐn)?shù)計(jì)，“休一一土壤的干密度和水的密度，t/m3Z 一一土壤設(shè)計(jì)濕潤層深度，mZ =0.6,尸=14KN /m3 =1.4t/m3

5、, P max = 24M90%, P'=24 父65%,=40%,Y 水=1t/m3,則：m 凈=0.1 父 24 M 90% - 24 M 65%)父0.6父40 父(1.4/1) = 20.16mm(2) 設(shè)計(jì)毛灌水定額：m毛二m1凈 r . =20.16/0.95 =21.22mm(3)設(shè)計(jì)灌水周期：T =m1凈 /Ea =20.16/5 =4.032d,取 T = 4d(3) 一次灌水延續(xù)時(shí)間t:t = m凈 SeS1 /( "q)式中：t 次灌水延續(xù)時(shí)間，h;Se 灌水器的間距， m;S1毛管間距，m;m凈設(shè)計(jì)凈灌水定額，mm;田間水利用系數(shù)；q 灌水器流量，L/

6、h。t=20.16X 0.5X2/ (0.95X 2.75) =7.72h2 .系統(tǒng)工作制度本系統(tǒng)擬采用輪灌方式進(jìn)行灌溉，日工作時(shí)間18h,則最大允許輪灌組數(shù)目為N -CT/t式中：N 允許的輪灌組最大數(shù)目，取整數(shù)；C天運(yùn)行的小時(shí)數(shù)，h;T 灌水時(shí)間間隔（周期），d；t 次灌水持續(xù)時(shí)間，hoC=18h, t=7.72h, T=4d ,則 N=18 X 4/7.72=9.32 個(gè)根據(jù)實(shí)際資料，本工程設(shè)計(jì)分為8個(gè)輪灌區(qū)，每個(gè)輪灌區(qū)毛管數(shù)為 30條（雙向，既N1=30）, 每根毛管長=80X 2=160m,則滴頭數(shù) N2=L/Se=160/0.5=320個(gè)，故每個(gè)輪灌組的流量為Q = N1N2q/（

7、1000 ） =30 320 2.75/（1000 0.95） = 27.79m3 / h小于水井供水流量 32m3/h,滿足要求。3 .灌水均勻度由于采用了壓力補(bǔ)償式滴頭，允許水頭變化范圍為 10-40m,可滿足灌水均勻度 80%的 要求。6.4.6流量計(jì)算及管徑確定1 .各級(jí)管道流量計(jì)算：（1） 每條毛管流量：=N2q/ =320 2.75/0.95 = 926.3/h（2） 每條支管的流量：Qi =15 1 =15 926.3 =13894.5L/h= 13.89m3/h q（3） 干管的流量： 3Q =2Qi =2 13.89 27.78m /h2 .管徑的確定根據(jù)輸送流量、經(jīng)濟(jì)流速（

8、2m/s）等，選取各級(jí)管道直徑如下：3 一干管：流量為 27.78m /h,選取110mmPVC管道（承壓0.63MPa,壁厚3.2mm）,流 速為 0.915m/s。3干支管：流量為 27.78m /h,選取90mmPVC管道（承壓0.63MPa,壁厚2.7mm）,流速為1.373m/s。3八支管：最大流量為13.89m /h,選取50mmPE管道（承壓0.4MPa,內(nèi)徑50mm）,屬 于多孔出流管。毛管：為16mm壓力補(bǔ)償式滴灌管。6.4.7 系統(tǒng)揚(yáng)程的確定1 .毛管水頭損失計(jì)算由于采用了補(bǔ)償式滴頭，允許水頭變化在10-40m范圍內(nèi)，根據(jù)廠家提供的鋪設(shè)長度要求，不再進(jìn)行毛管損失計(jì)算，毛管進(jìn)

9、口處要求水頭為10m水柱高。2.支管水頭損失計(jì)算支管選用50mmPE管（內(nèi)徑50mm),負(fù)擔(dān)30條毛管的供水任務(wù)，雙向鋪設(shè),支管單向承擔(dān)15個(gè)出水口。根據(jù)下式計(jì)算支管沿程水頭損失：QmHf = f 小 L d式中:f 系數(shù)；Q 流量，L/h;d 管內(nèi)徑，mm;L 管長，m。查表得：f -0.505,m=1.75,b-4.75,局部水頭損失取沿程水頭損失的11%,即hj =0.11hf則支管水頭損失為h 支=hf +hj =0.835 +0.09185 =0.92685m（成果見支管水頭損失計(jì)算表，取最大值）支管進(jìn)口壓力為H 支=10 + 0.92685=10.92685m支管水頭損失計(jì)算表fm

10、bLi(m)D(mm)Qi3(m3/h) hi(m)EA Hi(m)0.501.74.7555115013.8950.0760.8350.501.74.7555225012.9680.1350.7590.501.74.7555325012.0420.1190.6230.501.74.7555425011.1160.1030.5040.501.74.7555525010.1890.0890.4010.501.74.755562509.2630.0750.3120.501.74.772508.3370.0630.2375550.501.74.782507.4100.0510.1745550.501

11、.74.792506.4840.0400.1235550.501.74.7102505.5580.0310.0835550.501.74.7112504.6320.0220.0525550.501.74.7122503.7050.0150.0305550.501.74.7132502.7790.0090.0155550.501.74.7142501.8530.0040.0065550.501.74.7152500.9260.0010.001555f =0.464, m "77, b =4.77;3 .干支管、干管水頭損失計(jì)算沿程水頭損失hf計(jì)算公式和支管計(jì)算一樣，查表:局部水頭損失按

12、沿程水頭損失的11%考慮，即hj =0.11%。_-3 ,干支管流量Q = 27.78m /h = 27780 L/h,選取90mmPVC管道（承壓0.63MPa ,壁厚 2.7mm）, d=90-5.4=84.6mm , L=86m ,貝Uhf =0.464 86 277801.77/84.64.77 =1.8744mhj =0.11hf =0.2062m干支管水頭損失為h 干支hf =1.8744 0.2062 =2.0806m干支管入口處的進(jìn)口壓力為H 干支=H支+h 干支=10.92685 + 2.0806 =13.007m干管流量 Q=27.78 m3/h , =27780L/h，選

13、取 110mmPVC 管道（承壓 0.63MPa,壁厚 3.2mm）, d=110-6.4=103.6mm , L=280m ,則hf = 0.464 280 277801.77/103.64.77 = 2.32175mhj =0.11hf =0.2554m干管水頭損失為h 干=% =hf =2.32175 + 0.2554 = 2.57715m干管入口處的進(jìn)口壓力為Hf = H 干支 +h干=13.007 +2.57715 = 15.58415 m4 .系統(tǒng)揚(yáng)程確定首部樞紐由離心+篩網(wǎng)組合過濾器、閘閥、水表、施肥裝置、彎頭等組成，過濾器水頭 損失可由產(chǎn)品說明書查得：h濾=10m ;其他管件局

14、部水頭損失取2m。h濾首=10 +2 = 12m泵管選用DN80鍍鋅管道，L=87m ,則h 井=1.1 M 87x277801.77/804.77 = 5.87m系統(tǒng)揚(yáng)程為H =Hf + h濾首 +h井 +H 井=15.58415 +12 + 5.87+80 = 113.45m6.4.8 首部樞紐設(shè)計(jì)(1)水泵選型3根據(jù)Q =27.78m /h,H =113.45m，查閱水泵型號(hào)表，選取井用潛水泵型號(hào)為：175QJ32-120/10,電機(jī)功率 N=18.5KW。(2)過濾器根據(jù)水源水質(zhì)狀況，水中含有少量的沙，選用3”離心過濾器1臺(tái)，2臺(tái)3”篩網(wǎng)過濾器(過濾等級(jí)為200目)并聯(lián)，進(jìn)行組合過濾。

15、(3)施肥系統(tǒng)選用壓差式施肥罐進(jìn)行施肥。(4)其他附件止回閥、閘閥、螺翼水表、進(jìn)排氣閥、壓力表等，詳細(xì)見首部樞紐圖。葡萄滴灌系統(tǒng)首部樞紐示意圖10271213141312iF 27網(wǎng)式序號(hào)內(nèi)容規(guī)格序號(hào)內(nèi)容規(guī)格序號(hào)內(nèi)容規(guī)格1木并10止左乩施肥罐19PVC仝直通32*202水泉175QJ32-120/10 111胭肥優(yōu)DN8020PVC1"接頭20"1/2"3曖鋅鋼管DN8012PV骷接頭90mm21壓力表4胭迂三盤DN8013PVCJ空雀頭90*3"22進(jìn)琲氣的40mm5閘閥DN8014篩網(wǎng)過濾器120 目 3"23PV0卜絲接頭50*11/2&

16、quot;6Lk回閥DN8015PVCE三通90mm24PV廊閥50 mm7JVC5三盤90mm16PV第徑二通90*5025PV第徑直通110*908離心過濾器LX-DN8017PVCA仝直通50*3226PVCt110mm9螺翼水表DN8018PVC 閥32 mm27PV喟90mm網(wǎng)式2119 里 20i 18 17r1626管管 f-:'.:首部樞紐-O井葡萄滴灌管網(wǎng)平面布置圖6.4.9工程預(yù)算葡萄滴灌工程材料預(yù)算清單序單位參考單價(jià)（元）復(fù)價(jià)備注號(hào)設(shè)備型號(hào)數(shù)量首部樞紐312631水泵175QJ32-120/101臺(tái)7200.07200.0帶3米電纜2鍍鋅鋼管DN8088米46.0

17、4048.03鋼法蘭盤DN802個(gè)45.090.04鑄鐵閘閥DN801個(gè)388.8388.85止回閥DN801個(gè)288.0288.06PVC法蘭盤90mm12個(gè)56.0672.07離心過濾器LX-DN801套7800.07800.0螺翼水表DN801個(gè)570.0570.0水平式壓差式施肥罐1套4200.04200.0施肥閥DN801個(gè)480.0480.0PVC 活接頭90mm4個(gè)85.0340.0PVC 內(nèi)絲接頭90*3"4個(gè)32.0128.0篩網(wǎng)過濾器120 目 3"2個(gè)1500.03000.0塑料材質(zhì)PVC 正三通90mm2個(gè)40.881.6PVC 異徑三通90*502

18、個(gè)31.062.0PVC 異徑直通50*321個(gè)6.26.2PVC 平口球閥32mm1個(gè)13.713.7PVC 異徑直通32*201個(gè)1.01.0PVC 內(nèi)絲接頭20*1/2"1個(gè)1.01.0壓力表0.63MPa1個(gè)38.038.0進(jìn)排氣閥40mm1個(gè)56.056.0PVC 外絲接頭50*11/2"1個(gè)4.54.5PVC 平口球閥50mm1個(gè)25.025.0PVC 異徑直通110*901個(gè)25.625.6PVC90 度彎頭90mm16個(gè)33.0528.0PVC 管110mm/0.63MPa4米33.8135.2帶承插口PVC 管90mm/0.63MPa12米23.4280.2帶承插口輔材1批800.0800.0地下管網(wǎng)32104PVC 管110mm/0.63MPa264米33.88923.2帶承插口PVC 直通110mm6個(gè)28.9173.4PVC 伸縮節(jié)110mm1個(gè)45.045.0PVC90 度彎頭110mm2個(gè)56.0112.0PVC 堵頭110mm1個(gè)21.621.6PVC 異徑三通110*908個(gè)74.8598.4PVC 法蘭盤90mm16個(gè)56.0896.0鑄鐵閘閥DN808個(gè)388.83110.4P