低壓管灌典型設(shè)計(jì)

1、5、工程設(shè)計(jì)5.1設(shè)計(jì)依據(jù)（1）防洪標(biāo)準(zhǔn)GB50201-94（2）灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范GB50288-99（3）水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范DL5073-2000（4）節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范GBT50363-2006（5）節(jié)水灌溉工程技術(shù)規(guī)范GB/T 50363-2006（6）低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)規(guī)范（井灌部分）SL/T153-95（7）灌溉排水新技術(shù)（8）其它有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范5.2建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)要求建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)我縣所處地理位置，工程點(diǎn)處于半干旱地區(qū)，作物以玉米、油菜為主，本次規(guī)劃實(shí)施的各灌區(qū)高標(biāo)準(zhǔn)管灌工程灌溉設(shè)計(jì)保證率為75%，高標(biāo)準(zhǔn)管灌工程的水有效利用系數(shù)不小于0.8，本次設(shè)計(jì)采用0.85； 5.2

2、.2技術(shù)要求高標(biāo)準(zhǔn)管灌工程：給水栓單口灌溉面積為35畝，田間固定管道的畝均長(zhǎng)度宜為812m/畝，管道量控及安全設(shè)施配套100%。5.3水源工程5.3.1灌溉制度本次規(guī)劃以中池鎮(zhèn)中心村低壓管灌作為典型進(jìn)行設(shè)計(jì)，中池鎮(zhèn)中心村低壓管灌灌溉面積200畝，地塊長(zhǎng)1km、寬134m，有3塊條田，條田間生產(chǎn)道路相隔，每塊條田長(zhǎng)330m，寬135m，約66.8畝。該地塊原灌溉渠道為土渠，本次設(shè)計(jì)進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)低壓管灌節(jié)水改造。中心村規(guī)劃地塊土壤為中壤土，容重1.47t/m3，種植作物主要以種植以玉米、油菜為主，一年兩熟。根據(jù)玉米根系深度為0.35m，故取玉米計(jì)劃濕潤(rùn)深度0.35m，需水高峰期灌溉補(bǔ)充強(qiáng)度為6mm/

3、d。1.管道灌溉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù) 灌溉設(shè)計(jì)保證率:75%。 管道系統(tǒng)水的利用率:85%。 設(shè)計(jì)耗水強(qiáng)度Ia：6mm/d。 設(shè)計(jì)濕潤(rùn)層深：0.35m。2.設(shè)計(jì)灌溉定額和灌溉周期設(shè)計(jì)灌水定額田間持水率取質(zhì)量百分比為22.5%，含水率適宜上下限取田間持水率的95%和60%，由max=0.95×0.225=0.21, min=0.6×0.225=0.135,=0.85,代入式:m= 0.1sz (maxmin)=1000×1.47×0.35×（0.21-0.135）=38.58mm=385.8m3/hm2設(shè)計(jì)灌水周期 T=(m/Ia) =(38.58&#

4、247;6) ×0.85=5.46d取整為6天。3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量灌溉水利用系數(shù)取0.85，玉米種植比例為1，取系統(tǒng)每天工作12小時(shí)，輸配水管線較短，管道接頭及控制閥門少。系統(tǒng)設(shè)計(jì)流采用公式Q0=0.0001amA/Tt式中：Q0灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量，m3/h； a控制性作物種植比例； m灌水定額，m3/hm2； A灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)灌溉面積，m2； 灌溉水利用系數(shù)，低壓管灌取0.85； T灌水周期，d，T= m/Ea, Ea為作物臨界期日需水量，mm/d。t每天灌溉時(shí)間，h。則：Q0=0.0001amA/Tt=0.0001×1×385.8×135×990

5、÷(0.85×7×12)=65.65m3/h=0.018 m3/s各地塊設(shè)計(jì)流量Q1、2、3=0.0001amA/Tt =0.0001×1×385.8×135×330÷(0.85×7×12) =21.88 m3/h4.輪灌順序三個(gè)地塊同時(shí)澆灌，每個(gè)地塊每次同時(shí)打開2個(gè)出水口，每個(gè)出水口設(shè)計(jì)流量約為11m3/h。輪灌順序見表5-2。表5-2 輪灌順序表輪灌順序同時(shí)開啟出水口輪灌順序同時(shí)開啟出水口第1天1、7第4天4、10第2天2、8第5天5、11第3天3、9第6天6、12水源選擇灌區(qū)主要位于池河沿

6、線，地勢(shì)東高西低，南北布局，地塊地勢(shì)相對(duì)平坦，地塊外側(cè)緊臨池河，內(nèi)側(cè)為原有灌溉輸水主干渠池河筷子鋪東干渠。東干渠與規(guī)劃地塊輸水高差20m,根據(jù)地形條件，該地塊可以自流引用筷子鋪東干渠水作為灌溉水源；同時(shí)該地塊又緊臨池河，可以提取池河地表徑流水作為灌溉水源，根據(jù)水質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果分析，兩處水質(zhì)均符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可以作為該工程的灌溉水源。水源選取方式比較方案一：自池河?xùn)|干渠自流引水池河筷子鋪東干渠引水水源為池河筷子鋪水庫，該水庫建于上個(gè)世紀(jì)70年代，位于中池鎮(zhèn)上游3km處。攔河壩是漿砌石單曲拱壩，長(zhǎng)120m，高16m，總庫容288萬m3，供水水源有保證。在筷子鋪水庫東干渠渠首有放水閘控制引水樞紐，

7、閘門為鋼閘門，東干渠為設(shè)計(jì)流量0.4m3/s，渠道比降為1/1000，渠道供水量遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)引水流量，引水來水流量有保證。東干渠主要灌溉庫區(qū)下游池河左岸農(nóng)田，渠道自中心村項(xiàng)目區(qū)東側(cè)穿過，東干渠放水口與規(guī)劃地塊輸水高差20m，引水距離50m，根據(jù)地形條件，滿足自流引水條件，且引水距離近，運(yùn)行管理費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。方案二：提取池河地表徑流采用在地塊外側(cè)提取池河地表徑流水，需修建抽水站一座，配套抽水動(dòng)力設(shè)備、輸配電線路及配電房。該地塊至該村農(nóng)電網(wǎng)距離為600m遠(yuǎn)，需架0.4kv輸電線路600m，地塊至河道高差約為15m，引水管道長(zhǎng)約40m?？刹捎肐SW100-125型泵一臺(tái)，電機(jī)功率15KW。方案比較

8、：方案一較方案二估算工程投資小，而且運(yùn)行成本低，取水點(diǎn)受洪水影響小。方案二較方案一，增設(shè)電力供電設(shè)施成本及機(jī)電設(shè)備成本，且運(yùn)行費(fèi)用高，取水井受池河洪水影響較大，易遭洪水沖毀。結(jié)合本縣多年從事小型農(nóng)田水利工程的經(jīng)驗(yàn)，農(nóng)田灌溉工程不宜采用動(dòng)力供水。在以往興建的多處動(dòng)力提水工程中，目前還仍運(yùn)行正常的很少，大部分農(nóng)民群眾的經(jīng)濟(jì)水平還不能承受動(dòng)力提水的高額水價(jià)。故本次選取方案一池河?xùn)|干渠引水水源為低壓管道灌溉典型設(shè)計(jì)灌溉水源。池河筷子鋪東干渠現(xiàn)有渠道為梯形渠道，上口寬2.1m，下口寬0.5m，深0.8m，渠道比降為1/1000，渠道設(shè)計(jì)流量0.4m3/s。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，中心村東干渠至筷子鋪電站水庫，渠長(zhǎng)1

9、.5km，現(xiàn)渠道內(nèi)有約0.4m厚的淤積物，共計(jì)約為420 m3,渠道兩側(cè)需進(jìn)行除草清理，清理坡積物，約為1800m3，約有700m渠道外側(cè)有損毀，需加外擋墻，外擋墻高2m，采用漿砌石重力式擋墻，頂寬0.5m，面坡坡比1：0.3；渠道有500m需進(jìn)行砼襯砌，襯砌斷面按原渠道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)斷面、比降維持不變。本次設(shè)計(jì)對(duì)東干渠淤積物進(jìn)行清除處理，對(duì)渠道兩側(cè)進(jìn)行清理，對(duì)部分地段進(jìn)行渠道襯砌和增加外擋墻，以保障渠道放水暢通。5.4輸配水及田間灌溉管網(wǎng)設(shè)計(jì)5.4.1輸配水管道設(shè)計(jì)輸水流量本次規(guī)劃地塊位于東干渠外側(cè)，東干渠與規(guī)劃地塊輸水高差20m,根據(jù)地形條件，本次設(shè)計(jì)采用管道輸水至地塊高位水池，高位水池位于公路

10、內(nèi)側(cè)，引水距離50m，渠道引水口到高位水池進(jìn)口高差6m，高位水池至地塊高差14m，引水流量按作物灌溉制度計(jì)算得的灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量0.018 m3/s。設(shè)計(jì)管徑管道采用工作壓力為0.6MPa的PVC管，管道流速按經(jīng)濟(jì)流速v=1m/s，引水管長(zhǎng)50m，根據(jù)需水量初選管徑：d=4Q×v =0.151m=151mm初步選用De160PVC管。此時(shí)管道流速v=0.9 m/s，處于經(jīng)濟(jì)流速。水頭損失計(jì)算 沿程水頭損失：hf=,計(jì)算得hf=0.46m。由于管道中流速小于1.2m/s，故水頭損失應(yīng)乘以修正系數(shù)，查水力學(xué)表5-2，得k=1.03，于是修正后水頭損失為hf=khf=1.03×0

11、.46=0.47m 局部水頭損失：考慮渠道放水口出口和沉淀池進(jìn)口各1個(gè)閘閥，查水力學(xué)表4-5得，閘閥的局部水頭損失系數(shù)為0.08， hj=0.007m。故總水頭損失為0.48m。有效水頭為5.52m ,因此選用DE160PVC管，完全滿足自流引水壓力要求。高位水池設(shè)計(jì)根據(jù)項(xiàng)目區(qū)水質(zhì)條件，多年平均含沙量0746kgm3，平均粒徑0.041mm及土地利用情況，高位水池按1.5小時(shí)調(diào)節(jié)量進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用80m3圓型定型標(biāo)準(zhǔn)漿砌石蓄水池。主要起到積蓄、沉砂的作用。高位水池設(shè)計(jì)圖選取陜西省人畜飲水防氟改水工程圖集中80m3砌石蓄水池定型圖集。設(shè)計(jì)高位水池直徑D=5.6m、高3.5m，詳見高位水池設(shè)計(jì)圖。根

12、據(jù)實(shí)際地形及管道安裝的技術(shù)要求，管道埋深50cm，在高位水池進(jìn)水口及出水口處各設(shè)置閥門井一個(gè)，閥井采用80cm×80cm的磚砌方形閥閘井，設(shè)置De160閘閥兩個(gè)。田間灌溉管網(wǎng)設(shè)計(jì)1、管網(wǎng)布置布置原則管理設(shè)施，水源、路管道統(tǒng)一規(guī)劃，合理布局，全面配套，統(tǒng)一管理，盡快發(fā)揮工程效益。依據(jù)地形、地塊、道路等情況布置管道系統(tǒng)，要求線路最短，控制面積最大，便于機(jī)耕，管理方便。管道盡可能雙向分水，節(jié)省管材，沿路邊及地塊等高線布置。為方便澆地、節(jié)水、長(zhǎng)畦要改短。按照村隊(duì)地片、分區(qū)管理，并能獨(dú)立使用的原則。管網(wǎng)布置支管走向宜平行作物種植行，支管適宜間距為50150m。干管盡量布置在生產(chǎn)路、排水溝渠旁成

13、平行布置。保證畦灌長(zhǎng)度不大于120m，滿足灌溉水利用系要求。給水栓或出水口應(yīng)按灌溉面積均衡布設(shè)，間距滿足低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)規(guī)范要求。布置形式根據(jù)水源位置、控制范圍、地面坡度、作物種植方向等條件，水源位于田塊一側(cè)，控制面積較大，故布置成梳齒形。管網(wǎng)布置詳見低壓管灌平面布置圖，共分三個(gè)田塊，每個(gè)田塊布置4條支管，支管間距80m，給水栓間距40m，每個(gè)田塊共布設(shè)12個(gè)給水栓。每個(gè)給水栓布置一條軟管，軟管長(zhǎng)為25m。管材及附屬設(shè)備選擇本次規(guī)劃結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，考慮農(nóng)民耕作便利和工程造價(jià)等綜合考慮，選用塑料PVC管，給水裝置采用給水栓。2.管道水力計(jì)算各管段設(shè)計(jì)流量根據(jù)輪灌順序，推算各管段設(shè)計(jì)流量，主

14、管流量為66 m3/h，支管流量為22 m3/h，見表5-3。初選管徑低壓管灌管道采用0.4MPa的PVC管，管道流速初定為1.2m/s，根據(jù)管段設(shè)計(jì)流量初選管徑。當(dāng)Q0=66 m3/h時(shí)， d=139.42mm，初選160PVC管。當(dāng)Q1=22 m3/h時(shí)， d=80.49mm，初選90PVC管。當(dāng)Q2=11 m3/h時(shí)， d=56.9mm，初選63PVC管。水頭損失計(jì)算局部水頭損失按沿程水頭損失的5%計(jì)算，查灌溉排水新技術(shù)表3-10得硬塑料管系數(shù)為0.948×105，即可得：OO段總水頭損失為：hf=1.05×94800×661.77÷1544.77

15、×60=0.36m其余各段水力損失計(jì)算見表5-3。表5-3 管段流量、管徑及水頭損失管段名稱設(shè)計(jì)流量（m3/h）外徑（mm）內(nèi)徑（mm）管長(zhǎng)（m）水頭損失（m）OO66160154600.36OA2290873454.57OB229087300.4OC2290873454.57AE116360400.92ED116360801.83DH116360801.83AF116360400.92FG116360801.83管道系統(tǒng)最大和最小工作水頭選擇第7點(diǎn)出水口作為參考點(diǎn)1，選擇出水口3作為參考點(diǎn)2。系統(tǒng)范圍內(nèi)地勢(shì)平坦。Hmax=Z2-Z0+Z2+H2=0.15+1.83+1.83+0.9

16、2+4.57+0.36=9.66mHmax=Z1-Z0+Z1+H1=0.15+0.92+0.4+0.36=1.83m管道系統(tǒng)工作壓力校核根據(jù)高位蓄水池到低壓管灌地塊高差14m，最大水頭12.17m，最小工作水頭4.34m，滿足工作壓力要求。根據(jù)實(shí)際地形及管道安裝的技術(shù)要求，管道埋深50cm。管件及附屬設(shè)備低壓輸水管道系統(tǒng)的管件把管道連接成完整的管路系統(tǒng)。管件主要包括三通、四通、彎頭、堵頭等，管件根據(jù)管道直徑及材料配置。附屬設(shè)備主要為給水裝置和保護(hù)裝置，給水裝置采用給水栓，給水栓布設(shè)的間距為40m，每個(gè)田塊共布設(shè)12個(gè)給水栓。每個(gè)給水栓應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用；密封性能好，關(guān)閉時(shí)不滲不漏；水力性

17、能好，局部水頭損失小；整體性能好，開關(guān)方便，易于裝卸；功能多，除供水外，盡可能具有進(jìn)排氣、消除水錘、真空等功能，以保證管路安全運(yùn)行，造價(jià)低。保護(hù)裝置為每個(gè)地塊分干管上設(shè)置一個(gè)排氣閥。5.5主要工程量本低壓管灌系統(tǒng)所需主要材料及設(shè)備用量詳見低壓管灌典型設(shè)計(jì)工程材料用量表。對(duì)易耗材料管件增加2%5%損耗量，管道增加10%的損耗量。表5-8 低壓管灌典型設(shè)計(jì)工程量表序號(hào)措施單位數(shù)量一建筑工程1水源工程1.1渠道清淤m34201.2清理坡積物m318001.3漿砌石擋墻m31163.731.4C20砼渠道襯砌m31381.5土方開挖m34201.6土方回填m3212蓄水池（80m3）個(gè)12.1人工挖基礎(chǔ)m3452.2M7.5漿砌石m338.22.3M20砂漿抹面m289.32.4M10砂漿抹面m261.52.5C20砼蓋板m33.862.6200PE溢流、排污管m102.7M7.5漿砌磚檢修孔m30.42.8鋼筋制安t0.453閘閥井口16單口工程量口13.1人工挖柱坑m323.2C18砼基礎(chǔ)m30.313.3M7.5漿砌磚m30.593.4M10砂漿抹面m25.363.5C20鋼筋砼蓋板m30.163.6鋼筋制安kg8.824管道埋設(shè)4.