草坪灌溉与排水课程设计任务书.pdf

1 草坪灌溉与排水 课程设计 草坪灌溉与排水 课程设计任务任务书书 1 足球场设计任务示例足球场设计任务示例 1 1 设计任务设计任务 足球场喷灌系统设计 1 2 基本资料基本资料 1 2 1 基本情况基本情况 足球场位于中国西北方某城市郊区 足球场草坪为灌水频繁和管理精细的植 物 如果采用手工灌溉 耗费大量劳动力 生产效率低 拟兴建操作方便 灵活 和生产效率高 并可兼喷灌化肥的固定式喷灌系统 1 2 2 地形地形 地形为冲击平原 地势坦荡 足球场的长 宽 110 68m 1 2 3 气象气象 该地区降雨量稀少 并且年内和年际分布不均 多雨季节常出现在夏末和秋初 冬春 少雨 除低温冬季外 草坪一般都要灌水 每年 7 9 月炎热少雨 为草坪需水高峰 该地 区常年风速为 1 3m s 风向多变 最大冷冻深度为 1 5m 1 2 4 土壤土壤 土壤属沙质壤土 肥力中等 有机质含量较少 稳定入渗率 10 mm h 土壤的田间持 水量为 24 土壤干重为 1 38g cm 3 1 2 5 水源水源 该足球场水源是城市供水 由于该地区地下水逐年下降 严禁开采地下水 城市供水 经常无法满足夜间草坪灌溉需求 因此该足球场水池设计容积必须满足一次灌溉水周期的 灌水量 1 2 6 灌溉试验资料灌溉试验资料 草坪允许消耗水量占土壤有效持水量的 20 30 在需水高峰期 草坪需水强度为 7 5 d 1 2 7 灌溉要求灌溉要求 足球场草坪是足球运动员活动场所 要求喷灌系统灌水均匀 无灌溉盲点和灌溉重复 面积少 喷灌雾化程度良好 85 0 Cu 1 2 8 现有设备供应现有设备供应 2 本地区供电保证率大于 95 足球场附近市场有 PVC 和 PE 管道 各型号喷头 管件 闸阀和各型号水泵供应 1 3 喷灌系统设计喷灌系统设计依据依据 通过喷灌设备和加压设备 喷灌系统将灌溉水形成压力水 压力水由喷头喷射到空中 形成细小水滴 均匀喷洒到土壤和草坪表面 喷灌系统总体设计应根据地形 土壤 气象 水文 植物配置 社会和技术条件 通过经济比较确定 1 4 足球场草坪喷灌足球场草坪喷灌要求要求 足球场喷灌设备安装不能影响运动员正常活动和足球场草坪正常维护 修剪 病虫害 防治 施肥等 应选择地埋升降式喷头 在不工作时 这种喷头隐蔽在地表以下 不影 响草坪整体景观和机械作业 制定足球场灌溉制度 应考虑足球场草坪病虫害防治和施肥 许多足球场草坪病害 特别是真菌类病害 与足球场草坪叶面和土壤湿度关系密切 通过制定合理灌溉制度 灌 水周期 灌水时间和灌水延续时间 防止或减少病虫害 2 足球场喷灌系统足球场喷灌系统组成组成 2 1 水源水源 一般多用城市供水系统作为喷灌水源 另外 湖泊 水库 河流 地下水可作为喷灌 水源 水源应有可靠供水保证 同时 水源水质应满足灌溉水质标准要求 2 2 首部枢纽首部枢纽 其作用是从水源取水 并对水进行加压 水质处理 肥料注入和系统控制 一般包括 动力设备 水泵 过滤器 加药器 泄压阀 逆止阀 水表 压力表以及控制设备 2 3 管网管网 管网作用是将压力水输送 并分配到足球场的各个区域 由不同管径管道 干管 支 管 竖管等 组成 通过各种相应的管件 阀门 进排气阀 限压阀 泄水阀 等设备将 各级管道连接成完整管网系统 2 4 喷头喷头 喷头用于将水分散成水滴 如同降雨均匀喷洒在绿地区域 喷头是喷灌系统中最重要 的部件 喷头质量和性能不仅直接影响喷灌强度 均匀度和水滴打击力度等 同时影响系 3 统工程造价和运行费用 应根据植物配置和土壤性质选择喷头 要求喷头机械性能 结构 简单 工作可靠 和水力性能 喷头工作压力 射程 喷灌强度 雾化效果 喷灌均匀度 好 时喷头能节约能源 3 喷灌系统的设计步骤喷灌系统的设计步骤 建议 建议 3 1 基本资料的收集基本资料的收集 调查资料包括土壤 气象和草坪种类及当地经济条件 土壤资料包括土壤质地 结构 有机质含量 入渗速率 田间持水量和凋萎含水量等 气象资料包括年平均降雨量 降雨 季节分配 风速 潜在蒸发量等 草坪种类 修剪 施肥及病虫害防治与其灌溉制度密切 相关 3 2 工程规划工程规划 选择泵站和水池位置 初步布置控制管网 包括干管 支管和竖管的方向和位 置 对喷灌系统做出整体规划 3 3 设计设计灌水灌水定额定额 足球场设计灌水定额可按下式计算 m 10 H 21 式中 m 设计灌水定额 1 适宜土壤含水量上限 重量 土壤容重 g 3 2 适宜土壤含水量下限 重量 H 计划湿润层深度 cm 土壤湿润比 灌溉湿润土壤体积占计划湿润层以上土壤体积的百分数 3 4 足球场草坪足球场草坪灌水周期确定灌水周期确定 足球场草坪灌水周期的确定 可采用下式计算 T 设 ETa m 式中 T 设 设计灌水周期 d 灌水利用率 ETa 植物日耗水强度 mm d 3 5 轮灌组轮灌组划分划分 喷灌制度可分为续灌和轮灌 续灌是对整个系统内所有管道同时供水 其优点是灌水 4 及时 运行时间短 便于管理 缺点是干管管径大 造价高 设备利用率低 轮灌是将各 支管系统分为若干组 每组包括一个或者多个阀门 喷灌时通过干管向各个支管轮流配水 t cT N N 轮灌组数 c 一天运行的小时数 T 灌水周期 一般为 1 7d t 一次灌水持续时间 3 6 一次灌水持续时间一次灌水持续时间 一次灌水持续时间是指每个轮灌区内达到灌水定额所需的灌水时间 按下式计算 qn Am t 式中 t 一次喷灌持续的时间 h A 喷灌面积 q 单喷头流量 L h n 同时工作的喷头数 3 7 灌水日期灌水日期 灌水日期可根据草坪草需水规律和降雨情况灵活确定 可以通过观察草坪草颜色和土 壤含水量决定灌水日期 3 8 喷灌系统管道布置喷灌系统管道布置 根据收集资料和足球场灌水定额 并参照已经建成足球场喷灌系统布置方案 布置干 和支管 绘出管路布置图 3 9 喷喷头头布置布置及选型及选型 依土壤 草坪需水和设备情况 初选喷头型号 根据喷头射程及风影响 在平面图上 绘出喷头位置 并依分块尺寸反复调整 不漏喷和不喷洒区域外 校核系统喷灌强度 如 喷灌强度超过土壤允许喷灌强度 应重新调整喷头布局或更新喷头型号 直到满足要求为 止 I K nq A 最大土壤入渗强度 一般采取正方形或正三角形布置 3 10 喷灌系统喷灌系统管道管道水力计算水力计算 确定同时工作喷头数 并拟定轮灌方式 初选管材 管径 以工作状况最不利 喷头 逐级段推算沿程和局部水头损失 3 10 1 支管直径支管直径拟定拟定 计算支管流量 初步拟定支管直径 支管压力大于喷头工作压力 3 10 2 干管直径干管直径拟定拟定 5 干管流量等于同组工作支管流量之和 一般根据经济流速 确定干管直径 3 10 3 干 支干 支管沿程水头损失管沿程水头损失和局部水头损失和局部水头损失计算计算 在估算水头损失时 局部水头损失估算为沿程水头损失 10 15 3 10 4 其余管件其余管件水头损失计算水头损失计算 包括水泵进水管 出水管 闸阀 三通 二通 弯头等水头损失 3 10 5 总总压力估算压力估算 hthHshHyH wswy hs H 总压力 Hy 压水扬程 Hwy压水管水头损失 吸水扬程 Hs 吸水管水头 损失 Hws 位置水头 ht 喷头压力 hs 3 10 6 管管和支和支管管压力验算压力验算 支管压力验算 每一工作组喷头最大压力与最小压力之差不能大于设计压力 20 干管压力验算 干管和支管流量验算 计算的支管流量或干管流量与设计 流量差值不能大于设计流量 10 3 11 水池水池设计设计 水池断面设计为圆形 水池的容量 Q 池 1 2Q 供 3 12 水泵水泵选型选型 水泵选择主要根据灌溉系统所需要的流量和首部工作压力 Q qN q 单喷头流量 N 同时工作喷头数 H H设 hf hj H设是喷头工作压力 hf是沿程水头损失之和 hj是局部水头损失之和 喷头与 水池位置只差 4 足球场灌溉系统设计步骤和要求足球场灌溉系统设计步骤和要求 草坪灌溉与排水 课程设计成果包括设计说明书和设计计算书 设计计算 书注重每一设计步骤的计算公式 计算依据 计算过程和计算结果 并说明计算公 式符号代