卡潘达灌溉项目灌区报告(场内节水规划).doc

附件：安哥拉马兰热省卡潘达水库沿岸灌溉项目总体规划方案编制目录前言1 项目概要是本项目总体规划方案的总结部分。1.1 项目背景叙述项目由来，项目完成达到的目的等内容。1.2 项目建设内容1.2.1 项目区建设工程规模项目总体规划方案中所有建设工程的总结，包括土地开发、骨干水利工程、灌溉、电力、道路、居民点等工程。1.2.2 项目区产出种植业、果园业等各业产出总结。1.2.3 项目区工程建设投资投资总结。1.2.4 经营管理模式经营管理模式结论1.2.5 效益分析三大效益的分析总结。包括社会、经济和环境三大效益。1.3 结论与建议附工程特性表。2 项目区建设条件2.1 自然资源条件2.1.1 地理位置2.1.2 地形、地貌2.1.3 气候资源2.1.4 土地资源及土壤条件2.1.5 水资源2.1.5.1 地表水2.1.5.2 地下水2.1.6 地质条件包括工程地质和水文地质。2.2 社会经济条件2.2.1 人口及劳动力2.2.2 农业生产现状2.2.3 经济发展水平2.2.4 交通条件2.2.5 电力条件3 土地开发利用方案3.1 土地开发利用原则3.2 土地开发利用结构3.2.1 土地利用现状3.2.2 土地开发利用规划3.3 农业生产用地布局3.3.1 大农业结构规划3.3.2 生产用地布局3.4 基本建设用地布局3.4.1 水利工程布局3.4.2 居民点用地布局（选择位置、确定总用地、说明）3.4.3 道路用地布局3.5 土地开发进度计划4 产品生产方案及规模（做概念性的描述）5 水利工程规划（宿力牵头）5.1 水利工程布局5.1.1 场外水利工程5.1.2 场内水利工程5.1.2.1灌区骨干工程总体布局灌区总面积1.49万公顷,灌溉面积1.1万公顷，整个灌区根据地形条件和分水岭划分为东、中、西三个片区，各自形成独立的灌溉引水系统。整个灌区灌溉水源为从卡潘达水电站水库取水的调节水库。调节水库设计水位高程按970m计算，东、西灌区地形均高于水库设计水位，需要通过泵站加压将灌溉水输送至灌溉区。中区地形低于水库设计水位，可实现自压灌溉，将高程低于930m的区域划为自压灌区。在本次灌区的工程布置中，仅布置干管和分干管，分干管以下的各级管道在田间典型单元设计中布置设计，工程实施时再具体分片设计。东区灌溉面积为0.63万公顷,最高处高程为1075m,与水库设计水位高差105m。由于地形高差大，地形地貌复杂，为满足引水、减小管道压力、系统安全运行的要求，将东区划分为5块独立的灌溉系统。这5块独立的灌溉系统分别：加压1干管系统，从调节水库直接加压，干管沿现有道路南北方向布置，分干管沿山脊布置，控制灌溉面积0.11万公顷。1池加压系统，通过1池输水干管将调节水库的水加压输送至高程为925m的1号蓄水池，输水干管沿现有道路南北方向布置。从1号蓄水池再次加压控制其附近片区，干管从1号蓄水池引水沿高处布置，分干管沿山脊布置，控制灌溉面积0.12万公顷。加压2干管系统，从调节水库直接加压，干管沿西北方向布置，穿过河谷后沿南北方向布置，分干管沿山脊布置，控制灌溉面积0.10万公顷。2池系统，通过2池输水干管将调节水库的水加压输送至高程为950m的2号蓄水池，输水干管和加压2干管并行。2号蓄水池控制区域一部分需要加压灌溉，控制灌溉面积0.06万公顷，一部分可实现自压灌溉，控制灌溉面积0.07万公顷。干管沿高处南北方向布置，分干管沿山脊布置，2号蓄水池控制总灌溉面积0.14万公顷。在2号蓄水池后高程975m处还设有3号蓄水池，因为3号蓄水池从2号蓄水池引水，所以2池输水干管流量为2池和3池控制面积所需流量之和。3池系统，通过3池输水干管将2号蓄水池的水加压输送至高程为975m的3号蓄水池，输水干管沿南北方向布置。3号蓄水池控制区域一部分需要加压灌溉，控制灌溉面积0.05万公顷，一部分可实现自压灌溉，控制灌溉面积0.12万公顷。干管沿高处布置和3池输水干管并行，分干管沿山脊布置，控制灌溉面积0.17万公顷。中区为自压灌溉区，输水干管从调节水库引水，沿西北方向布置，延伸至中区后，南北方向基本沿高程为965m的等高线布置，分干管从干管上分水，沿山脊顺坡布置。控制灌溉面积为0.15万公顷。西区灌溉面积为0.32万公顷，西区地形为东高西低，根据地形条件，将西区划分为3块独立的灌溉系统。这3块独立的灌溉系统分别：靠近调节水库区地形高，最高处高程为1020m，从调节水库直接加压，干管沿项目区南边界东西向布置，分干管沿山脊布置，控制灌溉面积0.15万公顷。西区西边地势低，通过A池输水干管将调节水库的水加压输送至高程为1015m的高位蓄水池A，从高位水池引水自压灌溉，干管沿东西向布置在高处，分干管沿山脊布置，控制灌溉面积0.12万公顷。在蓄水池A后高程950处还设有蓄水池B，因为蓄水池B从蓄水池A引水，所以A池输水干管流量为A池和B池控制面积所需流量之和。西区最低处高程为850m，和高位水池A落差165m。由于地形落差大，地形地貌复杂，考虑到减小管道压力、系统安全运行的要求，在高程为950m处设一个稳流蓄水池B，稳流池B输水管从高位蓄水池A引水，和A池干管并行。从稳流蓄水池B引水自压灌溉，干管沿南北方向布置在高处，分干管沿山脊布置，控制灌溉面积0.05万公顷。灌区各干管控制灌溉面积统计表片区干管名称压力形式分干管名称控制灌溉面积（亩）控制灌溉面积（公顷）东区东1干管加压东1-1分干2643.8 176.3 东1-2分干5766.3 384.4 东1-3分干2362.0 157.5 东1-4分干2252.9 150.2 东1-5分干3724.5 248.3 东2干管加压东2-1分干4606.6 307.1 东2-2分干1029.3 68.6 东2-3分干3624.6 241.6 东2-4分干591.5 39.4 东2-5分干2686.8 179.1 东2-6分干827.5 55.2 东2-7分干1255.9 83.7 东3干管加压东3-1分干2809.3 187.3 东3-2分干4657.6 310.5 东3-3分干903.3 60.2 东3-4分干1120.4 74.7 东3-5分干604.6 40.3 东3-6分干1219.8 81.3 东3-7分干1240.9 82.7 东3-8分干896.6 59.8 东3-9分干2483.2 165.5 东3-10分干1415.8 94.4 东4干管加压东4-1分干817.3 54.5 东4-2分干1256.1 83.7 东4-3分干833.7 55.6 东4-4分干2216.0 147.7 东4-5分干1194.9 79.7 东4-6分干1056.6 70.4 东4-7分干931.6 62.1 东4-8分干488.7 32.6 东4-9分干899.0 59.9 东5干管自压东5-1分干1445.7 96.4 东5-2分干1951.4 130.1 东5-3分干3235.7 215.7 东5-4分干4424.4 295.0 东6干管加压东6-1分干1733.9 115.6 东6-2分干752.5 50.2 东6-3分干775.2 51.7 东6-4分干757.5 50.5 东6-5分干1171.2 78.1 东6-6分干660.8 44.1 东6-7分干1463.8 97.6 东7干管自压东7-1分干3682.7 245.5 东7-2分干3420.4 228.0 东7-3分干892.7 59.5 东7-4分干679.8 45.3 东7-5分干993.9 66.3 东7-6分干2660.4 177.4 东7-7分干684.1 45.6 东7-8分干2161.1 144.1 东7-9分干2368.9 157.9 合计94333.5 6288.9 中区中1干管自压中1-1分干859.6 57.3 中1-2分干1400.0 93.3 中1-3分干3056.3 203.8 中1-4分干1970.6 131.4 中2干管自压1079.9 72.0 中3干管自压中3-1分干1419.1 94.6 中3-2分干1421.6 94.8 中3-3分干3208.6 213.9 中3-4分干1667.8 111.2 中3-5分干847.9 56.5 中3-6分干900.0 60.0 中3-7分干1513.8 100.9 中3-8分干613.1 40.9 中3-9分干1052.9 70.2 中3-10分干685.8 45.7 中3-11分干582.7 38.8 合计22279.6 1485.3 西区西1干管加压西1-1分干2608.5 173.9 西1-2分干1005.6 67.0 西1-3分干3105.4 207.0 西1-4分干2732.3 182.2 西1-5分干3105.4 207.0 西1-6分干2261.0 150.7 西1-7分干2064.1 137.6 西1-8分干3257.4 217.2 西1-9分干2895.5 193.0 西2干管自压西2-1分干2533.0 168.9 西2-2分干1398.8 93.3 西2-3分干599.3 40.0 西2-4分干2215.3 147.7 西2-5分干2965.1 197.7 西2-6分干824.0 54.9 西2-7分干1791.8 119.5 西2-8分干1829.9 122.0 西2-9分干627.6 41.8 西2-10分干1810.3 120.7 西2-11分干1701.6 113.4 西3干管自压西3-1分干981.2 65.4 西3-2分干871.0 58.1 西3-3分干1512.7 100.8 西3-4分干732.7 48.8 西3-5分干1318.8 87.9 西3-6分干892.3 59.5 西3-7分干861.1 57.4 合计48501.6 3233.4 总计165114.8 11007.7 三个片区均从调节水库取水，根据地形，干管基本沿高处布置，分干管从干管上分水，基本沿山脊布置顺坡。干管沿线需布置蓄水池、节制阀、分水阀、进排气阀、镇墩、过沟建筑物、末端排水阀等工程设施。分干管沿线需布置过滤器、分水阀、进排气阀、镇墩、末端排水阀等工程设施。蓄水池的容积以能够满足停水后运行5h的水量确定。灌区具体布局详见灌区总体布置图。5.1.2.2灌区田间管网工程总体布置灌区田间管网工程是指：自骨干管网的最末级管道（即分干管），到田间灌溉作物的灌水器之间所有起输配水作用的各级管道工程及配套设施。其任务是将骨干管网输送并处理过的有压水，经合理的设计和布置，最终把水流输送到每个灌水单元，保证作物得到适时适量的灌溉。根据5.3.2.2章节田间灌溉型式比选结论，本此田间灌溉型式为果树采用涌泉灌，蔬菜采用滴灌或喷灌，谷物采用滴灌或喷灌。田间管网工程总体布置，在灌溉型式确定的前提下，最重要的是作物种植方向和水源位置的有机协调（这里说的水源，就是骨干管网的最末级管道分干管，由它给条田供水）。灌区地形属丘陵地，地形坡度变化较大，且有沟槽切割，田间管网工程的一般布置方式是以山脊为单元进行布置，分干管沿山脊布置，田间支管垂直等高线或与等高线斜交，控制两侧山坡地，因此基本上是鱼骨形布置。作物种植方向即为毛管铺设方向。田间管网工程根据不同的灌溉型式总体布置可分别概括为：涌泉灌：分干分水口（过滤器后）支管分支管毛管；滴灌：分干分水口（过滤器后）支管分支管滴灌带；喷灌：分干分水口（过滤器后）支管分支管喷头。其中支管均为地埋PVC管，涌泉灌和滴灌的分支管、毛管、滴灌带均为地面PE管，喷灌的分支管为地面铝合金管。具体布置详见田间典型设计图。田间管网工程的配套设施，主要包括阀门井、排水井和镇墩。阀门井设置在地埋管道的各种阀门（蝶阀、球阀和进排气阀等）处；排水井设置在管道低洼处和支管、分支管的末端排水阀处。镇墩设置在管道变坡、拐弯、变径及管道末端。5.2 水资源供需平衡分析5.3 水利工程设计5.3.1 水利工程规模5.3.1 .2灌区工程规模1.管道流量计算根据灌溉与排水工程设计规范、微灌工程技术规范等规范，灌区系统流量计算有三种方法：1）灌水率法推求流量；2）随机开阀法计算流量；3）田间系统流量叠加法计算流量。根据灌区骨干管网总体布局，各独立灌溉片区控制面积较小（0.722.3万亩），一般情况下在万亩以上规模的生产单位（元）的作物种类较多，在各种作物生育期内需要灌水的时间和用水量的任意性较大，干管需满足提供系统用水总量和高峰期流量的要求。在进行管道流量推算时，可以根据管道控制面积按单位面积需水量折算流量。单位面积流量根据田间典型设计每千亩为250m3/h，由于本灌区属丘陵地貌，地形复杂，纵坡较大，灌区纵坡一般在37，且灌溉面积均为投影面积，考虑到实际坡面灌溉面积要比投影面积大，本次单位面积流量适当加大，每千亩按287.5m3/h计。分干管按其控制面积推算流量，干管由其所控制的每条分干管的流量，由最末一条逐级向上累加至干管进口，作为干管总流量。 2.灌区工程规模根据灌区各干管控制灌溉面积、灌溉水利用系数，推算灌区各干管设计流量，从而确定工程规模。 灌区工程规模表片区干管名称压力形式灌溉面积（万公顷）干管总流量（m3/s）东区东区1干管加压0.11 1.37 东区2干管加压0.10 1.19 东区3干管加压0.12 1.42 东区4干管加压0.06 0.81 东区5干管自压0.07 0.90 东区6干管加压0.05 0.60 东区7干管自压0.12 1.43 东区合计0.63 7.73 中区中区干管自压0.15 1.82 西区西区1干管加压0.15 1.88 西区2干管自压0.12 1.49 西区3干管自压0.05 0.59 西区合计0.32 3.96 灌溉面积合计1.10 13.5 5.3.1 .3灌区工程设计1.管网方案比选（1）灌区骨干输水工程采用管道输水与渠道输水进行比选根据灌区地形条件，灌区属丘陵地貌，地形复杂，若采用渠道输水，一是渠道布线难，穿山脊的渡槽等建筑物多，工程量大；二是调节水库位于低位，除中区外，东区、西区地势均高于调节水库，通过加压扬水后渠道输水，渠道水利用系数低，控制面积较小；三是修建渠道，后期管护工程量大。考虑到以上因素，本次不推荐渠道输水。（2）灌区骨干管网加压方式比选根据灌区地形条件，整个灌区除中区可实现自压灌溉外，东区、西区地势均高于调节水库，需要通过加压将调节水库的水输送到灌区。东区最高处高程为1075m,与水库设计水位高差105m。西区地形为东高西低，最高处高程为1020m，最低处高程为850m，最高处与水库设计水位高差50m。a.加压方式一（一级加压）：东区从调节水库一次加压满足整个东区压力要求，管网布置时全部管道连通。这种布置方式由于水泵扬程较大，沿线管道耐压等级较高，且离水库较近的区域压力过高需要减压。系统运行方面，由于各种作物生育期内需要灌水的时间和用水量的任意性较大，整个系统水泵运行起停频繁，水泵运行经常不在高效区，系统安全性差。因此不推荐采用这种加压方式。西区从调节水库直接加压，控制整个西区，管网布置时全部管道连通。这种布置方式为满足西区高处压力要求，管道进口加压至60m，对于西区离水库较远地势低的片区来说，压力过高需要减压。这种布置方式从能量消耗上来说比较耗能，浪费能源，不符合节能要求。因此也不推荐这种加压方式。b.加压方式二（分级加压）：根据地形条件，东区分别在三个不同高程处建三个高位水池，从调节水库分别加压将水输送至各高位水池。从高位水池引水，压差不满足的区域进行二次加压灌溉，压差满足的区域可进行自压灌溉。通过这种布置将东区划分为5块独立的灌溉系统。这种布置方式各灌溉系统相对独立，相互干扰少，可实现较多的自压灌溉面积，加压系统水泵运行较平稳，系统运行可靠。因此推荐这种加压方式。西区布置原理同东区，具体见灌区骨干工程总体布局章节。2.管材的确定骨干管网是本灌区水利工程的主要组成部分，由于它数量多，规格也多，占投资比重大，因此管材的选择十分重要。输水管道有多种材质，选用何种材质对工程投资和今后的运行管理将产生巨大的影响。目前国内可供选用的管材有钢管、铸铁管、钢筋混凝土管、玻璃钢管、PVC-U管以及预应力钢筒混凝土管（PCCP）。对于小口径管道（600mm以下）PVC-U管在造价、耐压等级、水力特性、使用寿命等综合因素比较有绝对优势，因此小口径管道确定采用PVC-U管。大口径管道（600mm以上）可适用材料有钢管、铸铁管、钢筋混凝土管、玻璃钢管以及预应力钢筒混凝土管（PCCP）。大口径钢筋砼管承压能力不高，一般在0.40.8MPa，砼管的抗腐蚀性能力差，当水或土壤中含有对砼腐蚀性的物质时，必须对管壁采取特殊的防护措施，从而增大了投资，再者砼管重量大，同样管径时比玻璃钢管重十几倍，运输、安装均不便，且破损率较高，因此大口径钢筋砼管不作为推荐材料。钢管承压较高，一般1.56.0MPa，与铸铁管相比管段长，但易被腐蚀，寿命约30年左右，铺设在土层中应有良好保护，其综合造价亦比玻璃钢管、PCCP管高，还有内部防腐处理难，水头损失大，相对寿命短，重量大等缺点，另外，大口径钢管需采用直缝卷焊法加工，制造困难，须根据需要定做，因此钢管也不作为推荐材料。球墨铸铁管作骨干输配水管材时，根据相关工程类比，在综合造价（管材、安装、土建等）上比同样管径玻璃钢管、PCCP管高。优点是工作可靠，使用寿命长，约6070年，长期使用后其粗糙程度会随运行时间的增长而增加，加大水头损失，影响过流量。因此球墨铸铁管也不作为推荐材料。大口径PCCP管承压能力在0.63MPa，使用寿命长（一般规定75年），钢性大，不变形。PCCP管内外均为混凝土，在土壤、地下水中含有硫酸盐的地段，必须对PCCP管采取特殊的防护措施。PCCP管重量大，对地基承载力要求高，对于地形复杂的灌区，运输、安装均不便，且PCCP管需要特殊的专业设备及安装队伍。本灌区土壤呈酸性，地基湿陷性是一个普遍性的问题。因此 PCCP管也不作为推荐材料。玻璃钢管在流量、损失相同的情况下，管径比预应力砼管和PCCP管管径减小一至两级，较钢管、球墨铸铁管减少1/10；玻璃钢管内壁光滑，摩阻系数较小（为0.948105），水头损失小；玻璃钢耐腐蚀抗堵塞能力强，不须防腐，重量轻，可塑性强，运输、安装均很方便，安装技术易于掌握，技术上完全可行；其耐热性和抗冻性好，在-4080范围内可长期使用，维修简单。因此玻璃钢管作为推荐材料。结论：从性能、投资、运行、运输、安全、安装、维护等多方面考虑，大、中型输水管（DN600mm）选玻璃钢管，小口径管道（DN600mm）选PVC-U管。3.灌区管网系统设计1.灌区管网系统设计工作压力管网系统的工作压力是实施灌区正常灌溉的主要控制指标，本次根据目前常用的灌水器型号及其需要压力初步拟定。(1) 具有压力补偿功能的涌流器灌果树型式，该型式适应压力范围广，灌水小区设计工作压力介于5m40m之间均可使灌水器正常工作。(2) 采用普通滴灌带灌大田作物型式，该型式要求灌水小区工作压力10m左右，在同一灌水小区的压力水头差符合规范允许的要求。(3) 采用中压喷头喷灌大田作物型式，该型式要求支管工作压力30m左右，在同一支管上任意两个喷头之间的压力水头差符合规范允许的要求。(4) 其他骨干管道的工作压力都应满足以上要求，灌区过滤系统设在分干管进口，过滤系统工作压力要求大于25m,则分干管进口设计工作水头应大于25m。2. 管道压力等级确定所选管材的工作压力应大于或等于管道分段最大设计压力，对管道系统其最大设计压力指在管系已充满水，但下游阀尚未开启（即管道内的水体处于静止状态）时的压力即静水压力。同材质的管材不同的压力等级造价悬殊较大，在满足管材承受的压力情况下应选择较小的压力规格。静水压力水头小于40m时选择0.4 Mpa压力等级；静水压力水头大于40m小于60m时选择0.6 Mpa压力等级；静水压力水头大于60m小于80m时选择0.8 Mpa压力等级；静水压力水头大于80m小于100m时选择1.0 Mpa压力等级；静水压力水头大于100m小于120m时玻璃钢管选用1.20Mpa，PVC-U管选用1.25 Mpa。3. 管径选择和水力计算根据流量推算和选用管材，通过水力计算确定管径。管道输水有沿程损失和局部损失及管道主要附属设备产生的水头损失，水泵扬程减去地形落差再减去损失的总水头即为干管向分干进口提供的水头。管道主要附属设备产生的水头损失包括过滤器水头损失和阀件水头损失。过滤系统设在分干管进口，水头损失按8m计。局部水头损失按沿程水头损失的10%计，沿程水头损失由下列公式计算：式中：f-摩阻系数；L-管道设计长度，m； Q-管道设计流量，m3/h； m-流量指数； b-管径指数；d-管道初选内径，mm。式中管材的f 、m 、b值按表1选取。为满足各分干进口水头要求，通过干管管径试算调整管道的水头损失，推算干管进口水头，即水泵扬程。表1 管材参数表项 目玻璃钢管硬塑料管（PVC-U管）摩阻系数 f8610094800流量指数 m1.741.77管径指数 b4.744.77骨干管网共有9条干管，计算内容较多，以东区1干管水力计算为典型列出计算成果，见表2。表2 东区1干管水利计算表（加压灌溉区）5-154.管道设备a.过滤设备由于田间采用滴灌等灌溉型式，调节水库只能拦截漂浮物和部分杂质，因此还需再增加一级过滤以满足灌溉要求。在分干管进口设过滤系统，选择过滤设备主要考虑安装条件和所选灌水器的规格、抗堵塞性能以及灌溉水源水质、污物种类及杂质含量等。b.控制设备干管为各管网系统的供水命脉，为供水系统的第一级管网，需能够控制自如、安全有效。一般控制设备：每条干管首端设蝶阀控制启闭，干管最后一段的末端设蝶阀以进行冲砂排水，干管高处设进排气阀，局部最低处设排水阀。c.保护和观测设备为保障管网安全，需在干管上设置流量控制阀、安全阀、进排气阀等。观测设备主要为压力表和量水设备，压力表布置在干管上每个分干分水口处的分干管上，以观测进入分干水流的压力变化；量水设备也布置在分干入水口处。5.管道建筑物布置a.蓄水池东区和西区共布置有5个蓄水池，蓄水池容积按照下游条田5h用水量的总和计算。b.阀门井、检查井干管上所有安装控制阀处均修建阀门井，排水口处修建排水井和集水井，干管中段进排气处修建检查井。c.镇墩干管转弯处和末端均需修建镇墩，以确保干管安全。5.3.2 典型区水利工程设计5.3.2.1典型设计作物灌区主要作物为水果、蔬菜、谷物等，本此典型设计按主要作物种植模式分类。热带水果一般株行距较大，蔬菜、谷物一般种植较密，因此本次典型设计作物分两大类，一类是种植间距较大的果树，一类是大田密植作物。 5.3.2.2灌溉型式比选灌区地形属丘陵地貌，主要作物为水果、蔬菜、谷物等。1.从目前发展比较成熟的几种节水灌溉模式，涌泉灌、滴灌、喷灌的特点来比选：a涌泉灌：利用稳流器稳流和小管分散水流，实施灌溉的灌水方法。稳流器工作压力540m，额定流量1560L/h，对水质的要求比滴灌低，不易堵塞。涌泉灌的灌水器流量比滴灌大，在保水能力差的沙性土壤中使用，节水效果比滴灌差。适宜种植间距较大的果树等经济作物，适应地形起伏能力较好。田间水利用系数一般在0.85，较滴灌小。b滴灌：利用滴头、滴灌管（带）等设备，以滴水或细小水流的方式湿润植物根区附近部分土壤的灌水方法。滴头工作压力510m，额定流量1.48L/h。滴灌是目前最先进的灌水技术之一，其主要优点是灌水均匀、控制性好，节水效益显著，不受风的影响，对土壤的适应性较好，具有明显的省水、省肥、省工的特点。滴灌也有缺点，一是对水质要求高，过滤系统投资大；二是投资相对较高；三是适应地形起伏能力较差。c喷灌：利用喷头以均匀喷洒方式进行灌溉的方法。中、低压喷头工作压力2050m，喷头流量2.532m3/h。喷灌适用大田作物，对于果树使用较差，受风影响较大。喷灌系统分固定式和半固定式喷灌系统，固定式喷灌系统是指全部管道在整个灌溉季节固定不动，一般埋于地下。固定式喷灌系统设备利用率不高，亩投资高，但使用方便。 半固定式喷灌系统主要优点是投资较低，设备利用率高，运行管理简单；主要缺点是需人工拆装、搬移地面支管，劳动强度较大、劳动条件较差。2.从灌区作物、地形、土壤等参数指标来比选：a作物：灌区作物分三大类，水果、蔬菜和谷物。热带水果一般株行距较大，推荐采用涌泉灌，不建议采用滴灌和喷灌。蔬菜密植低作物，推荐采用滴灌和喷灌，不建议采用涌泉灌。玉米等密植高杆作物，推荐采用滴灌，不建议采用喷灌和涌泉灌。b地形：灌区属丘陵地貌，地形复杂，纵坡较大，灌区纵坡一般在37。从三种灌溉型式的适应地形能力来看，涌泉灌适应能力较强，喷灌次之，滴灌较差。c土壤：灌区总体上是属于砂壤土，含有一定的粉粒和粘粒，土壤的渗透性较强，保水性也较好，土层厚度在3050cm，土层较薄。从三种灌溉型式的特点来看，滴灌和涌泉灌较好，喷灌次之。 结合灌区实际情况，综合以上比较，本此田间灌溉型式为果树采用涌泉灌，蔬菜采用滴灌或喷灌，谷物采用滴灌或喷灌。根据灌区规划，田间典型设计在东、中、西区各选一条分干管进行不同灌溉型式的设计，同时比较各种灌溉型式的投资。5.3.2.3 典型设计中常用公式本节列出典型设计中常用的几个公式及其中字母含义，在以下各典型设计中仅列公式中各因子选用的参数和结果，不再注明字母含义。（1）微灌、喷灌最大灌水定额的计算微灌：m ma=0.001zp(ma-min)式中：m ma最大净灌水定额，mm；土壤容重，g/cm3；z计划湿润土层深度，cm；p滴灌设计土壤湿润比，%；ma、min适宜土壤含水率上下限（重量百分比）；喷灌：ms0.1h (mamin)式中：ms设计灌水定额，mm；土壤容重， g/cm3；h计划湿润土层深度， cm；ma、min适宜土壤含水率上下限（重量百分比）；（2）微灌、喷灌设计灌水周期T mam ma/IaTT ma式中：T灌水周期，d；T ma最大灌水周期，d；Ia设计耗水强度，mm/d。（3）微灌毛设计灌水定额的计算mdTIamm d/式中：md设计净灌水定额，mm；m设计毛灌水定额，mm；灌溉水利用系数。喷灌=0.85，滴灌=0.9，涌泉灌0.85。（4）微灌、喷灌一次灌水延续时间的确定t= m SeSL/q式中：t一次灌水延续时间，h；M设计毛灌水定额，mm；Se灌水器间距，m；SL 微灌为毛管间距，喷灌为支管间距，m；q灌水器流量，L/h。（5）轮灌组数目确定NCT/t式中：N允许轮灌组最大数目C 一天运行小时数，一般为20h；T设计灌水周期，dt次灌水延续时间，h。（6）滴灌带（管）铺设极限长度计算（水平坡时）Nm=INT(5.446h2d4.75/(ksqd1.75)0.364式中：Nm毛管的极限分流孔数；INT（ ）将括号内实数舍去小数成整数；h2毛管的允许水头偏差，m；d毛管内径，mm；k水头损失扩大系数，k=1.1-1.2；s毛管上分流孔间距，m；qd毛管上灌水器的设计流量，L/h；（7）微灌毛管水头损失计算（包括相似条件下的辅助支管水头损失计算）hf=f S qdm/db(N+0.48)m+1/(m+1)-Nm(1-So/S)式中：hf等距多孔管沿程水头损失，m；S分流孔间距，m；SO多孔管进口至首孔的间距，m；qd单孔设计流量，L/h；hf 沿程水头损失，m；f摩阻系数，0.464；m流量指数，1.77；b管径指数，4.77。（8）微灌、喷灌工程干管沿程水头损失计算（包括相似条件下的支管水头损失计算）hf=fQmL/db式中：hf 沿程水头损失，m；f摩阻系数；Q流量，L/h；d管道内径，mm；L管长，m；m流量指数；b管径指数。 (9)喷头喷灌强度计算=1000Q/S式中：喷头的计算喷灌强度，mm/h；Q喷头流量，m3/h；S喷头喷洒控制面积，m2；（10）喷头雾化指标Pd=hp/d式中：Pd雾化指标；hp喷头工作压力水头，m；d主喷嘴直径，mm；（11）喷头每日喷洒的工作点数n=tr/(t+ty)式中：n每日喷洒的工作点数；tr每日喷灌作业时间，h；t喷头在工作点的喷洒的时间，h；ty移动、拆装和启闭喷头的时间，h；（12）每次同时喷洒的喷头数np=N/nT式中：np每次同时喷洒的喷头数；N灌区内喷头工作点总数；n每日喷洒的工作点数；T设计灌水周期（天数）。5.3.2.4 典型灌溉系统设计1. 涌泉灌典型设计东区主要种植水果，因此涌泉灌典型区选在东区一干管上的一条分干管，典型作物为柑桔，株行距为34m。（1）灌水器选型选择流量较小的20L/h、工作压力在530m之间的涌流器。（2）灌溉制度的拟定A最大净灌水定额按m ma=0.001zp(ma-min)式计算。经计算，最大净灌水定额为27.72mm（18.49m3/亩）B设计灌水周期按T mam ma/Ia式计算。参照作物日耗水量取7mm，经计算柑桔日耗水量为5.19mm，轮灌周期取为5.5d。C设计毛灌水定额按mdTIa，mm d/式计算。经计算，设计毛灌水定额为33.58mm（22.4m3/亩）D一次灌水延续时间按t=(msesC)/q式计算。经计算，一次灌水延续时间取为20h。E轮灌组数按公式NCT/t计算轮灌组。经计算最大轮灌组数为5，设计取5组。参数取值及计算结果见下表。 涌泉灌灌溉系统参数表参数名称作物种类柑桔作物种植模式（行距株距）(m)4.0m3.0m土壤质地砂壤土土壤容重(g/cm3)1.4湿润层深度(m)1.2田间持水量(重量%)22适宜土壤含水率上限(%)90适宜土壤含水率下限(%)65设计湿润比(%)30设计供水强度(mm)5.19灌溉水利用系数0.85日工作小时数(h)20.00设计灌水定额(mm)27.72（18.49m3/亩）设计灌水周期(d)5.5一次灌水延续时间(h)20.00（3） 管网布置a.毛管长度根据“灌水器设计允许流量偏差率不应大于20%”的要求计算滴孔工作水头偏差率，涌流器因具有压力补偿性能，在540m内可正常工作，毛管的铺设长度可结合具体的地块和轮灌制度合理铺设。b.管网布置按照灌溉制度和毛管铺设长度计算结果，确定管网布置如下：田间管网从骨干管网上的分干管上分水，到田间分为支管、分支管和毛管三级。其中支管为地埋PVC管，分支管和毛管为地面PE管。分干管东西向布置，支管从分干上分水，南北向布置，分支管垂直支管布置，毛管平行于支管布置。详见果树涌泉灌典型设计平面布置图。（4）轮灌制度根据轮灌组的数量和管网布置形式，确定轮灌方式。（5） 水力计算和工程量统计根据轮灌制度、管网布置和管道流量，就可进行水力计算，确定管径，管径确定后再统计工程量。（6）投资估算本典型设计面积为3403.67亩， 直接投资概算为90.12万元，平均亩直接投资为914.95元。2. 滴灌系统典型设计滴灌典型区分别在中区和西区的干管上的各选一条分干管，典型作物为大田作物。（1） 滴灌带选型项目区整体土层不厚，故选择小流量的滴灌带较适合于大田作物。本次典型设计选择灌水器设计流量2.0L/h、滴头间距0.3m、工作压力10m的滴灌带。（2） 灌溉制度的拟定A最大净灌水定额按m ma=0.001zp(ma-min)式计算。经计算，最大净灌水定额为30.8mm（20.54m3/亩）B设计灌水周期按T mam ma/Ia式计算。参照作物日耗水量取7mm，经计算大田作物6.57mm，轮灌周期取为5d。C设计毛灌水定额按mdTIa，mm d/式计算。经计算，设计毛灌水定额为36.5mm（24.35m3/亩）D一次灌水延续时间按t=(msesC)/q式计算。经计算，一次灌水延续时间取为5h。E轮灌组数按公式NCT/t计算轮灌组。经计算最大轮灌组数为20。参数取值及计算结果见参数表。 滴灌灌溉系统参数表参数名称作物种类大田作物作物种植模式（行距株距）(m)-土壤质地砂壤土土壤容重(g/cm3)1.4湿润层深度(m)0.6田间持水量(重量%)22适宜土壤含水率上限(%)90适宜土壤含水率下限(%)65设计湿润比(%)66.7设计供水强度(mm)6.57灌溉水利用系数0.9日工作小时数(h)20.00设计灌水定额(mm)30.8（20.54m3/亩）设计灌水周期(d)5一次灌水延续时间(h)5（3）管网布置a滴灌带铺设长度计算滴灌带极限孔数按下式计算：h2/Ghd =1/2.75(Nm-0.52)2.75-(pn-0.52)2.75-r(Nm- pn)式中：Nm滴灌带极限孔数；h2滴灌带的允许水头偏差， m；G压比，为滴灌带最下游管段总水头损失与孔口设计水头的比值7.910-8；hd滴灌带设计工作水头，10m；r降比，为沿滴灌带的地形比降与滴灌带最下游管段水力比降的比值7221.72；pn=INT（1+r0.571）b管网布置按照灌溉制度和滴灌带铺设长度计算结果，确定管网布置如下：田间管网从骨干管网上的分干管上分水，到田间分为支管、分支管和滴灌带三级。其中支管为地埋PVC管，分支管和滴灌带为地面PE管。支管由分干管上引出南北向布置，分支管垂直于支管布置，毛管平行于支管布置。 详见滴灌典型设计平面布置图。（4）轮灌制度根据轮灌组的数量和管网布置方式，确定轮灌方式。（5）水力计算和工程量统计根据轮灌制度、管网布置和管道流量，就可进行水力计算，确定管径，再统计工程量。 （6）投资估算滴灌典型设计1面积为3304.9亩， 直接投资概算为52.81万元，平均亩直接投资为536.13元。滴灌典型设计2面积为3228.7亩， 直接投资概算为52.81万元，平均亩直接投资为536.13元。3.喷灌系统典型设计喷灌系统分固定式和半固定式喷灌系统，根据项目区当