低壓管道輸水灌溉技術(shù)4

//////////////////////////////////////manage/#m=0&t=0//adminbeat/index.asp/bbs/forum.php/bbs/forum.php第四節(jié)低壓管道輸水灌溉技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)例一、收集規(guī)劃所需的資料地形地貌氣象資料水源水質(zhì)土壤及其特性水利工程現(xiàn)狀作物種植種類及面積社會經(jīng)濟(jì)狀況社會生產(chǎn)條件低壓管道輸水灌溉設(shè)計(jì)實(shí)例資料

案例一某新建井灌區(qū)長3000m，寬2000m，總面積為6KM2（8996畝）。土壤為中壤土，土壤密度r=13.5g/cm3，單井出水量80m3/h，灌區(qū)內(nèi)以種植小麥為主，生育期最大耗水強(qiáng)度E=5.0mm/d，灌溉期間機(jī)泵運(yùn)行時(shí)間18h/d，灌溉水系數(shù)為0.8，抽水消減系數(shù)取0.2，田間持水率為25%，土壤含水率上限取田間持水率的95%，下限取65%，計(jì)劃濕潤層深度55cm，小麥全生育期需水357mm（238m3/畝）。生育期內(nèi)有效降雨量120mm（80m3/畝）。為節(jié)約用水，增加產(chǎn)值，該灌區(qū)擬采用低壓管道輸水灌溉。案例一1.1工程規(guī)劃布置1.擬定灌溉制度（1）設(shè)計(jì)灌水定額。灌區(qū)內(nèi)小麥?zhǔn)切杷看蟮淖魑?，設(shè)計(jì)時(shí)以小麥日需水量最高的灌漿期確定灌水定額（2）灌水周期

T=m/E=56/5.0=11.4(d)取T=11（d）2.機(jī)井規(guī)劃布置（1）單井控制灌溉面積（2）機(jī)井眼數(shù)

（3）機(jī)井布置井群采用方形網(wǎng)格布置，井距案例一案例一長邊機(jī)井布置列數(shù)：3000/408≈8短邊機(jī)井布置行數(shù)：2000/408≈5實(shí)際布置井距為400m，機(jī)井40眼，單井實(shí)際控制面積224.9畝案例一1.2工程設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)流量

根據(jù)水泵流量取設(shè)計(jì)流量為80m3/h計(jì)算結(jié)果表明，設(shè)計(jì)流量小于單井出流量，出水量滿足要求。案例一2.管道流量分配

由系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量和給水栓設(shè)計(jì)流量（當(dāng)?shù)亟o水栓流量20m3/h)可知，該系統(tǒng)必須采用輪灌方式，按分配計(jì)算各管段流量。輪灌組數(shù)：各輪灌組同時(shí)開啟的給水栓數(shù)：

n/N=16/4=4（個）編組：支1、2一輪灌組…案例一3、管材與管徑的選擇按表3-15可確定經(jīng)濟(jì)流速，干管取1.3m/s，支管取1.5m/s，對于井灌區(qū)平均經(jīng)濟(jì)流速均在允許的流速范圍內(nèi)，故按平均經(jīng)濟(jì)流速確定管道流速后計(jì)算管徑D干≈0.1476m=148mm（80m3/h)D支上≈0.0966m=97mm（40m3/h)D支下≈0.0696m=69mm（20m3/h)變徑節(jié)約管材

案例一管段管徑（mm）壁厚（mm）許可操作壓力（MPa）管長（m）OA1604.90.6325AB1604.90.63100BC1604.90.63100CD1604.90.63100AA‘1103.40.6350A‘A’‘752.30.63100單井控制面積管徑選擇表案例一1.4管道水力計(jì)算按沿程水頭損失共識計(jì)算，硬塑料管材f=0.948×105，m=1.77,b=4.77。局部水頭損失取沿程水頭損失的10%計(jì)入。流量（m3/h)管徑（mm）內(nèi)徑（mm）管長（m）沿程損失（m）局部損失（m）總損失（m）80160150.2250.230.0230.25380160150.23252.980.2983.27840110103.2500.810.0810.891207570.41002.930.2933.223第一輪灌組進(jìn)口壓力：H1=0.15+0.253+0.891+3.223=0.15+4.367（0.15為田間灌溉水頭）第四輪灌組進(jìn)口壓力：H4=0.15+3.278+0.891+3.223=0.15+7.392管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作壓力：H0=1/2(H1+H2)=5.88+0.15案例一5.水泵的選擇（1）水泵揚(yáng)程式中：Hp為水泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程，m；H0為管道系統(tǒng)進(jìn)口工作壓力，m；Zd為機(jī)井動水位，根據(jù)水文地質(zhì)資料分析，該灌區(qū)機(jī)井動水位25m；水泵吸水管沿程和局部水頭損之和。=5.88+0.15+25+0.2+5=36.23m選250QJ80-40/2潛水泵低壓管道輸水灌溉設(shè)計(jì)實(shí)例資料案例二某地土壤質(zhì)地為砂壤土，主要種植小麥、玉米等大田作物，面積為156畝。井徑為1.2m，井深10~20m，機(jī)井動水位10m，單井出流量為60m3/h。設(shè)有4m寬的田間作業(yè)路，2m寬的生產(chǎn)路。多年平均降雨量為400mm，蒸發(fā)量約為500mm。土壤容重為1.4g/cm3，小麥最大日耗水量為5mm/d，田間持水率為25%（占干土重百分比），土壤計(jì)劃濕潤層深度為0.5m，灌溉水利用系數(shù)為80%，田間水利用系數(shù)為90%。二、擬定灌溉制度1.設(shè)計(jì)灌水定額本例中，適宜土壤含水量上限取田間持水率的90%，下限取65%，經(jīng)計(jì)算得m=48.6mm=32.4m3/畝。

2.灌水周期三、水量平衡計(jì)算1.單井控制面積計(jì)算井灌區(qū)設(shè)計(jì)通常以單井控制面積為單元。則說明水量滿足灌溉要求。三、水量平衡計(jì)算2.單井控制面積內(nèi)設(shè)計(jì)流量的確定根據(jù)設(shè)計(jì)灌水定額，灌溉面積，灌水周期和每天開機(jī)的時(shí)間，可計(jì)算出灌溉設(shè)計(jì)流量，井灌區(qū)的灌溉設(shè)計(jì)流量應(yīng)該小于單井的穩(wěn)定出水量。

經(jīng)計(jì)算得：計(jì)算結(jié)果表明，設(shè)計(jì)流量小于單井出流量，出水量滿足要求。四、管網(wǎng)布局原則要求（1）井灌區(qū)的管網(wǎng)宜以單井控制面積作為一個完整系統(tǒng)。（2）根據(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。（3）管路盡可能雙向分水，節(jié)省管材，沿路邊及地塊等高線布置。（4）最末一級固定管道的走向應(yīng)與作物種植方向一致，移動軟管或田間壟溝垂直于作物種植行。四、管網(wǎng)布局布置形式五、管道水力計(jì)算管材的選擇由于是固定管道，埋于地下，所以要求耐腐蝕，使用壽命長，能適應(yīng)一定的地面沉陷，有一定的耐壓性及綜合經(jīng)濟(jì)等因素，干、支管及連接給水栓的豎管均選用硬聚氯乙烯管（UPVC管）。

管徑的計(jì)算利用經(jīng)濟(jì)流速方法確定：經(jīng)計(jì)算干、支管的管徑分別選用φ125、φ90的PVC管。五、管道水力計(jì)算管道水力計(jì)算以最不利工作點(diǎn)為典型設(shè)計(jì)，選擇滿足最遠(yuǎn)處出水栓能夠正常工作的壓力為設(shè)計(jì)依據(jù)。干、支管沿程水頭損失的計(jì)算干、支管局部水頭損失的計(jì)算

出水栓的水頭損失總水頭損失的計(jì)算六、系統(tǒng)揚(yáng)程和系統(tǒng)流量的計(jì)算1.系統(tǒng)揚(yáng)程的計(jì)算經(jīng)計(jì)算得：H=18.57m2.系統(tǒng)流量的計(jì)算按5%的損失流量計(jì)算，Q=46.83m3/h。七、水泵及動力機(jī)的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)流量，設(shè)計(jì)揚(yáng)程，查水泵樣本，選取型號為200QJ（R）50-30/2的潛水泵，流量為50m3/h，即揚(yáng)程為30m，轉(zhuǎn)速為2900r/mi