滴灌设计230.doc

6.1.1 地理位置该滴灌系统位于准葛尔盆地南沿，天山北麓。面积2532亩。6.1.2 地形地貌田块为一平行四边形，东高西低(J1=0.004)，南低北高（J2=0.014）。6.1.3 气候条件年平均气温，年最高气温，最低；多年平均降水量181.2mm，多年平均蒸发量1738.5mm，多年平均冻土层深度1.25m，最大冻土层深度1.50m。6.1.4 土壤土壤质地为中壤土，土壤容重，田间持水率为31%（占土壤体积百分数），土层厚度为1-2米；土壤耕作层含盐量不大，未见较大的盐碱斑。6.1.5 作物栽培模式加工番茄的栽培方式为宽窄行模式：宽行80cm ，窄行40cm ，株距40cm 。6.1.6 灌溉水源本滴灌系统利用原地面灌溉渠道供水，地表水主要来自于河，河发源于天山山脉，属冰川融合性河流。6.2 工程规划本工程规划灌溉水流程为：水源工程（干渠沉砂池）首部枢纽（离心泵“砂+筛网”两级过滤器总控制阀）输配水管网（主干管分干管支管毛管）灌水器番茄根层土壤。6.2.1 水源工程本滴灌系统利用原地面灌溉渠道供水，水质符合农田灌溉水标准，可用于滴灌，但悬浮泥沙含量大，需设置沉砂池进行初级处理，以去处大量泥沙。6.2.2 首部枢纽动力选用电动机（功率与水泵配套），采用单机单吸离心泵，为处理水中的细颗粒悬浮泥沙和少量的有机杂质，采用“砂石+筛网过滤器”过滤，用压差式施肥罐施肥（安装于砂过滤器与筛网过滤器之间），首部装有压力表、空气阀、闸阀、水表等设备和仪表。6.2.3 输配水管网如规划图所示，管网由主干管、分干管、支管、毛管4级管道构成，一条支管与其控制的毛管构成一个灌水小区。单行毛管沿作物种植向东西方向直线布置。采用与灌水器合为一体的一次性滴灌带，支管垂直于毛管布置，间距是由毛管的实际铺设长度限定的。根据地块宽度，每个条田沿南北方向布置三列支管，毛管双向布置，支管间距150m ，分干管间距为156m 。主干管、分干管采用PVC-U管，埋设在地下；毛管、支管、分干管、干管依次成正交布置。6.3 技术参数的选择与确定6.3.1 灌溉保证率滴灌系统的灌溉保证率一般在85%-90%之间，本设计采用渠道水灌溉，故取灌溉保证率为90%。本设计取灌溉的灌水均匀度Cu=0.9。6.3.2 作物设计耗水强度设计耗水强度的确定 Ic=KrKsKcE0式中： Ic滴灌设计耗水强度，； Kr覆盖率影响系数；番茄生长盛期，其地面覆盖率为85%，(微管工程技术p58)由公式 Kr=Gc+0.15(1.0-Gc)可得：Kr=Gc+0.15(1.0-Gc)=0.85+0.15（1.0-0.85）=0.87其中： Gc作物覆盖率Ks与土壤质地有关的灌溉水头损失系数；查滴灌工程规划设计原理与应用 表可得： Ks=1.0Kc作物系数；H农场最低相对湿度为48，小于70，且该农场风速为5m/s，则查滴灌工程规划设计原理与应用P220-221表11-1可得：Kc=1.2E0参照作物蒸散量，；由设计指导书附表7可知，W地的E0 =5.8mm/d。则 ： Ic=KrKsKcE0 =0.871.051.25.8 =6.35mm/d设计灌溉补充强度作物生长所消耗的水量可能来源于天然降雨、地下水补充、土壤中原有的含水量和人工灌溉所补给的水量。滴灌的灌溉补充强度是指为了保证作物正常生长必须有滴灌提供的水量，指作物需水高峰期有一定可靠降水，根层土壤水或地下水补给，滴灌系补充灌溉情况下的设计灌水强度。滴灌设计灌溉补充强度的计算公式为： Ia = IcPoS式中 Ia滴管设计灌溉补充强度，mm/d； Po日平均有效降雨量，mm/d； S根层土壤或地下水补给的水量，mm/d； 其余符号意义同前。根据本设计的具体情况，Ia 取6.0 6.3.3 滴灌带的选择和铺设在土壤质地一定的情况下，滴灌带上的滴头流量、间距以及滴灌带布设间距是影响土壤湿润比的主要因素；同时滴灌带上的流量和间距还是影响滴灌带铺设长度的关键因素。因此，滴灌的选择和布设是非常重要的技术环节，应根据土壤质地、番茄栽培方式、支管间距等因素合理选取。该项目区土壤质地中等，为中壤土，番茄栽培方式为宽窄行（80cm+40cm）栽培模式。为达到满意的铺设长度并满足土壤湿润比的要求以及降低管网造价，选用滴水口间距0.4m ，设计工作水头10m 情况下流量1.8L/h 的滴灌带，滴头的流态指数x=0.5。滴灌带铺设间距为1.2m ，沿种植方向铺设，其最大铺设长度为顺坡90m ，逆坡为60m ；实际铺设长度根据支管间距或田块实际情况而定，但不得超过最大铺设长度。6.3.4 土壤湿润比的分析与计算式中： P土壤湿润比， ；n每棵作物的滴头个数， 注：当为一管一行布置时，Sn1；当一管两行布置时，Sn2；当一行作物布置两条或两条以上毛管时，Sn1/2， Sn1/3;Se滴头间距，Se=0.4 ；Dw土壤水分水平扩散直径，行播作物即为湿润带宽度 ，视土质不同，Dw取值从砂土到壤土为0.7m-1.2m，本设计土壤为中壤土，选取Dw =1.0； St作物株距， St=0.4；Sr作物的平均行距，Sr =0.65 （= ）；则： 6.3.5 滴灌灌溉制度的确定6.3.5.1 最大净灌水深度mmax的计算其中： 式中： mmax最大净灌水深度，mm；土壤中允许消耗水量占有效持水量的比例，%，其值大小取决于土壤、作物及其生育阶段和经济关系，较小的水分亏缺用于对水分敏感的作物，较大的水分亏缺用于对水分不敏感的作物。查 滴灌工程规划设计原理与应用表116可得：，本设计的加工番茄属大田作物，故可采取=40%。土壤的田间持水量 （占土壤体积百分数），%；由设计所提供的资料得=31%作物的土壤含水量下限 （占土壤体积百分数），%，一般取，查 滴灌工程规划设计原理与应用表11-8查得中壤土凋萎系数平均值为11.5%。土壤的有效持水（占土壤质量百分数），%； Z根系活动层深度 （根据各地经验，各种作物的适宜土壤湿润层深度为：蔬菜0.2-0.3m，大田作物0.3-0.6m，果树1.0-1.2m），本设计此处选用加工番茄的根系活动层深度 Z=0.5；P土壤湿润比，% 。则 作物的毛灌水深度 6.3.5.2 最大设计灌水周期滴灌条件下的最大设计灌水周期为作物耗水高峰的允许最大灌水周期。 按生产实践的经验稍作调整，取 T=4d6.3.5.3 一次灌水延续时间一次灌水延续时间为通过滴头将灌水量灌到毛灌水深度所需要的灌水时间。式中： m毛毛灌水深度,；Se滴头间距,；S毛管间距，；qa滴头流量,。则： 6.3.5.4日工作时数 日工作时数采用20小时，小于规范规定值22h6.4 滴灌系统水力计算6.4.1 轮灌方式允许的轮灌组最大数组数：组， 即：最多可采用14个轮灌组。本设计取N=10，即共分为10个轮灌组。式中：C日工作时数，查规范SL-103-95的，C=20h.轮灌方式如表6-1示。表6-1 设计系统轮灌方式轮灌组工作时间工作支管系统流量（L/h）1第一天前半天1-1、2-2、3-1、4-2、5-1、6-2、7-13211302第一天后半天1-2、2-1、3-2、4-1、5-2、6-1、7-23211303第二天前半天1-3、2-4、3-3、4-4、5-3、6-4、7-33211304第二天后半天1-4、2-3、3-4、4-3、5-4、6-3、7-43211305第三天前半天1-5、2-6、3-5、4-6、5-5、6-6、7-53211306第三天后半天1-6、2-5、3-6、4-5、5-6、6-5、7-63211307第四天前半天1-7、2-8、3-7、4-8、5-7、6-8、7-73211308第四天后半天1-8、2-7、3-8、4-7、5-8、6-7、7-83211309第五天前半天1-9、2-10、3-9、4-10、5-9、6-10、7-932113010第五天后半天3211301-10、2-9、3-10、4-9、5-10、6-9、7-10注：本表为系统一得轮灌方式，系统二、三、四的乱灌方式与系统一相同6.4.2 设计流量推算6.4.2.1 毛管流量该系统毛管长度为150 ，滴头流量为1.8，滴头间距为Se=0.4，1毛管上有2.5个滴头，因此，毛管流量（顺坡、逆坡流量之和）为：6.4.2.2 支管流量支管长度均相等，为，采用顺、逆坡布置，其顺破长度为99m，逆坡长度为57m，其流量值见表6-2。 表6-2 支管流量表支管号支管长度（m）单向毛管数（个）毛管流量（L/h）支管流量（L/h）支管总流量（L/h）顺破99836755602588425逆坡5748675324006.4.3 灌水小区水力设计6.4.3.1 灌水小区设计允许水头偏差（1）流量偏差率 qv根据节水灌溉设计规范规定，灌水器设计流量允许偏差率应不大于20%，本设计取。qv=20%。（2）灌水小区设计允许水头偏差 hv滴灌的流态指数x=0.4-0.6，本设计取为x=0.5。由公式，可得：（3）灌水小区设计允许压力偏差 由公式，又因 ，可得： 6.4.3.2 灌水小区设计允许水头偏差在支管、毛管之间的分配 项目区田面较均匀，且支管和毛管均按均匀坡设计，所以根据实践经验，灌水小区允许水头偏差在支、毛管间点的分配比例为：0.5， 0.5。其中： 允许水头偏差分给支管的比 允许水头偏差分给毛管的比故， 式中： 支管上的允许水头偏差；毛管上的允许水头偏差。6.4.3.3 毛管极限孔数和极限长度（1）毛管的降比 式中：毛管最下游管段的水力坡降；沿毛管的地形比降，本设计；=毛管内径， ；水头损失扩大系数，为毛管总水头损失与沿程水头损失的比值， =1.11.2，本设计取=1.1；摩阻系数，查滴灌工程规划设计原理与应用表47可得： ；滴头设计流量， 则： （2）毛管的压比 式中：毛管最下游管段的总水头损失；毛管上出水口（滴头）间距，m ， ；滴头设计流量， ；滴头设计水头，与相对应，m ，hd=10m；则 （3）毛管极限孔数 顺坡毛管极限孔数顺坡降比=1349.641，按下述方法确定顺坡毛管极限孔数：计算 由公式 可得： 计算 计算因，故的计算公式为 即： 经过试算， =286 逆坡毛管极限孔数 逆坡降比=-472.381，按下述方法确定逆坡毛管极限孔数：经过试算， =249 毛管极限长度 式中：滴头间距， ，； 毛管的进口至第一个滴头的距离， ，顺坡毛管的极限长度Lm顺s(Nm1)so =0.4(2861)0.2114.4m逆坡毛管的极限长度Lm逆s(Nm1)so 0.4(2491)0.299.6m6.4.3.4 毛管顺、逆坡长度与支管定位沿毛管方向的地形为J毛的均匀坡，对于均匀坡，支管的位置应使上坡毛管与下坡毛管产生相等的最大压力差。假定不同的出水口数（假定的出水口数必须小于计算所得的极限孔数），通过试算，当上、下坡毛管的最大压力差基本相等，且均满足时，此时所对应假定的出水口数即为所求。（1） 顺坡毛管的最大压力差 由初步布置图可知：毛管总长度为，毛管间距，因此毛管上的出水口数目为：150/0.4=375个，由前面计算可知，=249个，此处取=150个，故顺坡实际孔数=375-150=225个。 最大压力孔 则：最大压力孔在首孔， 即： 最小压力孔 顺坡毛管的最大压力差 =0.65mh毛=2.06m （2）逆坡毛管的最大压力差 当 ， ， 时 =0.6354mh毛=2.06m（3）结果分析：虽然毛管的顺坡最大压力差与毛管的逆坡最大压力差 均不大于毛管上的最大允许压力差，但其两者的相差百分数小于5%，即=，所以毛管顺坡的孔数和逆坡的孔数满足要求。故铺设方案可行。6.4.3.5 毛管进口工作压力（1）顺坡毛管进口工作压力 第一个出水口至最后一个出水口的水头损失 H= 毛管上第一个出水口的水头 式中： 平均磨损比， 根据出水口个数N，由滴灌工程规划设计原理与应用 表48可得：当N=225个时，R=0.7308 ； =10+0.73080.38-0.5（225-1）0.0040.4=10.70m 毛管进口工作压力 =10.7+ -0.0040.4=10.71m（2）逆坡毛管进口工作压力。逆坡毛管工作压力应与顺坡毛管工作压力相等。6.4.3.6 支管水力计算（1） 参数确定初选0.4，外径90，其内径86.8的PE管。 支管的降比 式中：支管最下游管段的水力坡降；沿支管的地形比降， 本设计；=0.014；支管内径，=86.8mm ；水头损失扩大系数，为支管总水头损失与沿程水头损失的比值， =1.11.2， 本设计取 =1.1；摩阻系数， 查 滴灌工程规划设计原理与应用 表47可得： ；毛管的设计流量，=675 则 支管的压比 式中：支管最下游管段的总水头损失；支管上出水口（滴头）间距，m ， =1.2m；毛管的设计流量，=675；毛管进口的工作压力，m ， =10.71m；则 （2）支管顺、逆坡长度与分干管定位沿支管方向的地形为的均匀坡=0.014，分干管的位置应使上坡支管与下坡支管产生相等的最大压力差。通过试算，当上、下坡支管的最大压力差基本相等，且均满足时，此时所对应假定的出水口数即为所求。 顺坡支管的最大压力差 由初步布置图可知：支管总长度为，毛管间距，因此支管上的出水口数目为：156/1.2=131个，取 =83个，则 =131-83=48个。最大压力孔 则： 最大压力孔在首孔， 即：最小压力孔 顺坡支管的最大压力差 =1.31=2.06m 逆坡支管的最大压力差 当 ， ， 时 =1.33=2.06m结果分析：虽然支管的顺坡最大压力差与逆坡最大压力差 均不大于支管上的最大允许压力差，但其两者的相差百分数小于5%，即=，所以毛管顺坡的孔数和逆坡的孔数满足要求。故铺设方案可行。确定支管的铺设长度6.4.3.7 支管进口的工作水头第一个出水口至最末一个出水口的水头损失 第一个出水口的h1支由查滴灌工程设计原理与应用P89页（4-92）式计算，始终R查表4-8可得R=0.7291 支管进口工作水头h0支 由以上计算可得，采用外径90mm型号支管最大压力差小于支管允许压力差较多。但选择外径75mm型号的支管计算其最大压力差超过支管允许水头损失，故选用0.4Mpa，外径90mm型号的PE管。6.4.4 干管设计干管设计是一个技术经济问题。项目区为内陆极端干旱区，作物生育期无降水补给，滴灌系统每年的运行时数很高，一般均在1500h以上，必须尽可能地采用经济流速进行设计，即经规范查得：干管的流速应控制在1.2m/s1.5m/s之间。用经济流速的方法进行设计分干管以及干管的管径，进而来计算分干管和干管的水头损失和节点压力均衡的验算。根据所计算出的各段管道流量和管径计算经济流速：式中 v各管段管内水流流速，m/s。 Q各管段流量，m3/s。 A各管段横截面积，m2。管径的计算与选择见表6-3水头损失计算根据所选的管径，用勃拉休斯公式计算管路水头损失，具体计算见表6-勃拉休斯公式：hf =式中：hf:水头损失，m； V：水的运动粘度，cm2/s；Q：流量，L/h；L：管道长度，m；d：管道内径，m 项s(单孔间距m)管长（m）流量（L/h）qd单孔流量(L/h)d(管径mm)N(多孔数)多孔系数沿程水损(m)总水损(m)多孔管(毛管)顺坡0.4904051.8162250.366 1.1591.275多孔管(毛管)逆坡0.4602701.8161500.367 0.3810.419多孔管(支管)顺坡1.2995602567590830.369 1.9662.162多孔管(支管)逆坡1.2573240067590480.374 0.4390.483项目管道编号Q(管流量L/h)管径计算值d选择管径d选D(内径mm)L(管长m)沿程水损(m)总水损(m)流速(m/s)1干管O-C321130.0 275.6 315299.2464.531.86 2.05 1.27 C-E232875.0 234.7 250234.2309.692.26 2.49 1.50 E-G88425.0 144.6 200184.2309.691.28 1.41 0.92 分干管A1-A588425.0 144.6 200189.1805.52.94 3.23 0.88 滴头工作压力（m）10毛管水头损失(m)1.695支管水头损失(m)2.645分干管水头损失（m）3.233干管水头损失（m）5.94 过滤器水头损失(m)10地形高差(m)-16水泵管总水头损失3动水位（m）1水泵扬程21.5 表6-36.4.4.4节点压力均衡验算节点压力用下式计算：式中：节点压力，m； 典型支管进口高程，m； 节点高程，m；典型支管进口的设计水头，m；节点至典型支管进口的管道沿程水头损失，m；节点至典型支管进口的管道局部水头损失，m。具体验算见表6-4。表6-4 节点压力验算表干管、分干管管路水头损失和节点压力均衡验算表节点管段Q(m3/h)L(m)外径d(mm)内径d(mm)A(mm2)fmbv(m/s)hf(m)hj(m)h总(m)Z(m)节点压力(m)G5G511.910 G4G4G588425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 1.06512.785 G3G3G3488425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 1.06513.660 G2G2G388425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 1.06514.535 G1G1G288425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 1.06515.410 GGG18842557315239.144877.520.5051.754.750.55 0.066 0.007 0.072 0.404715.742 F5FG88425156200334.287676.370.5051.754.750.28 0.037 0.004 0.040 1.154416.856 F4F4F588425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 1.1117.776 F3F3F488425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 1.1118.696 F2F2F388425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 1.1119.616 F1F1F288425150250239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 1.1120.536 FFF117685057315239.144877.520.5051.754.751.09 0.221 0.022 0.243 0.421820.714 E5EF88425156200334.287676.370.5051.754.750.28 0.037 0.004 0.040 1.060821.735 E4E4E588425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 1.02 22.565 E3E3E488425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 1.02 23.395 干管、分干管管路水头损失和节点压力均衡验算表节点管段Q(m3/h)L(m)外径d(mm)内径d(mm)A(mm2)fmbv(m/s)hf(m)hj(m)h总(m)Z(m)节点压力(m)E2E2E388425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 1.02 24.225 E1E1E288425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 1.02 25.054 EEE126527557315239.144877.520.5051.754.751.64 0.449 0.045 0.494 0.39 24.948 D5ED88425156200334.287676.370.5051.754.750.28 0.037 0.004 0.040 0.83 25.734 D4D4D588425150200239.187676.370.5051.754.750.28 0.173 0.017 0.190 0.80 26.339 D3D3D488425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 0.80 26.944 D2D2D388425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 0.80 27.549 D1D1D288425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 0.80 28.154 DDD135370057355239.144877.520.5051.754.752.19 0.743 0.074 0.817 0.30 27.639 C5DC88425156200334.287676.370.5051.754.750.28 0.037 0.004 0.040 0.73 28.332 C4C4C588425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 0.71 28.846 C3C3C488425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 0.71 29.361 C2C2C388425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 0.71 29.876 C1C1C288425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 0.71 30.391 CCC144212557355239.144877.520.5051.754.752.74 1.098 0.110 1.208 0.27 29.451 B5CB88425156200450158962.50.5051.754.750.15 0.009 0.001 0.010 0.86 30.299 干管、分干管管路水头损失和节点压力均衡验算表节点管段Q(m3/h)L(m)外径d(mm)内径d(mm)A(mm2)fmbv(m/s)hf(m)hj(m)h总(m)Z(m)节点压力(m)B4B4B588425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 0.83 30.934 B3B3B488425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 0.83 31.569 B2B2B388425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 0.83 32.204 B1B1B288425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 0.83 32.839 BBB153055057200239.144877.520.5051.754.753.28 1.511 0.151 1.662 0.31 31.491 A5BA88425156200434.2147995.80.5051.754.750.17 0.011 0.001 0.012 0.87 32.353 A4A4A588425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 0.84 33.002 A3A3A488425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 0.84 33.652 A2A2A388425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 0.84 34.302 A1A1A288425150200239.144877.520.5051.754.750.55 0.173 0.017 0.190 0.84 34.952 AAA161897557200239.144877.520.5051.754.753.83 1.979 0.198 2.176 0.32 33.095 OAO61897560450434.2147995.80.5051.754.751.16 0.122 0.012 0.135 0.00 32.960 6.4.4.5 设计水头计算 根据1号系统经过节点压力均衡验算（表6-4），经过流速验算均满足要求，故主管道水头应是O点的节点压力，即H0=34.05m。6.4.4.6 确定各干管段、分干管段选用管径虽然经过调整管径后，大多数干管、分干管内的流速均能满足经济流速的要求，但仍有个别管道不能充分满足要求，但超出经济流速的范围不太大，故也认为可行。具体结果见表6-3.6.4.4.7水锤压力验算与防护 本滴灌系统管网主干管FG段流速最大，其次是主干管段DE段流速较大，但因GH段与DE段所采用的管径及材质不相同，故，需对FG管段和DE段分别进行水锤压力验算。由于EF管段FG、OA、BD管段采用的管径与DE段不同，故需要对其进行水锤验算，但EF、FG、GH、HI、BD段的工作压力等级均为0.4，OA段为0.4，且EF段流速较大，所以这三段管段中只需校核EF段即可。分干管全都采用的是相同管径和材质的管道，且各管道中的流速也相等，即：任何一管段满足水锤压力验算的要求，则说明：所有的分干管段均满足水锤压力的要求。所以取接点压力最高的分干管段DD5管段进行水锤验算。水锤压力的验算公式：式中：直接水锤的压力水头增加值，；水锤波在管中的传播速度 ， ；管中流速变化值 ，为初流速减去末流速 ， ；重力加速度 ， ；管道外径 ， ；管道壁厚 ， ；管材的弹性模量 ， 聚氯乙烯管取。（1）主干管FG管段：外径D=350mm，壁厚e=15.8mm，材质为，其弹性模量， m计入水锤后的管道工作压力为：75.04+25.3=100.34，大于管道允许压力的1.5倍（401.5=60m），故必须采取水锤防护措施。故可将0.4MP的PVC管改为0.6MP，这时管道的工作压力就小于管道的允许压力，满足要求。（2）主干管DE 管段：外径D=350mm，壁厚e=15.8mm，材质为，其弹性模量， m计入水锤后的管道工作压力为：69.97+28.8=98.77m，大于管道允许压力的1.5倍（401.5=60m），故必须采取水锤防护措施。故可将0.4MP的PVC管改为0.6MP，这时管道的工作压力就小于管道的允许压力，满足要求。（3）主干管EF 管段：外径D=350mm，壁厚e=15.8mm，材质为，其弹性模量， 计入水锤后的管道工作压力为：64.56+28.6=93.16m，大于管道允许压力的1.5倍（401.5=60m），故必须采取水锤防护措施。故可将0.4MP的PVC管改为0.6MP，这时管道的工作压力就小于管道的允许压力，满足要求。（4）分干管A1A55管段：外径D=250mm，壁厚e=10.9mm，材质为，其弹性模量， 计入水锤后的管道工作压力为：48.17+16.6=64.77，小于管道允许压力的1.5倍（），故不必采取水锤防护措施。6.4.4.8 水泵扬程的确定水泵的选型根据设计工况需要的扬程和流量确定。本滴灌系统选用离心泵，则，不考虑地形影响时水泵的总扬程为：式中： 系统不考虑地形影响时水泵的总扬程，；干管进水口所要求的工作水头 ，；干管进水口所要求的工作水头=36.165m 干管进水口至水源的总水头损失，包括水泵吸水管、水泵出水口至干管进水口段、阀门、连接件、施肥装置、过滤器、量测设备等的水头损失；过滤系统水头损失取为7，水泵吸水管水头损失取为0.3，故： =7+0.3=7.3m 干管进水口处地面高程 ； 水源动水位高程。干管进水口处地面高程与水源动水位高程之差（）即为引水渠道中的渠水的水深，因所选的滴灌引水渠道非典型渠道，故前面并未对该渠道进行断面设计，故以所计算的典型渠道的水深为依据，取=0.5m=36.165+7.3+0.5=43.965m水泵流量根据滴灌系统设计流量选定。6.5 首部枢纽设计6.5.1 过滤器因为水源为河水，所含杂质主要有泥沙、有机质等，经沉淀池沉淀后用“砂石+筛网（120目）” 过滤器过滤过滤即可满足要求，其型号选择应根据其过流量（系统的设计流量）确定，本系统设计流量为580.5。砂过滤器水头损失一般不超过7m，筛网过滤器一般为2m，闸阀、逆止阀等首部连接件局部水头损失取1m，合计取7m。6.5.2水泵与动力选型根据6.4.4.8一节可知：根据计算，系统正常工作所需总净扬程为：43.965 ，所需总流量为321.1，选2台单级单吸离心泵，所选型号为：IS200-150-400A，总扬程34.05m，流量321.1，其配套电机功率为：30KW。6.5.3 施肥罐本滴灌系统采取直接向水池、水箱加施肥料的装置。施肥罐的选择取决于设备的使用年限、注入肥料的准确度、注入肥料速率及化学物质（如酸对滴灌系统的腐蚀性大小等）。其效率取决于肥料罐的容量、用水稀释肥料的稀释度、稀释度的精确程度、装置的可移动性及设备的成本及控制面积等。本滴灌系统面积1316亩，拟配套1台SFG300型号肥料罐（流量范围300m2/h）。6.5.4 控制量测设施与保护装置在砂过滤器与叠片过滤器之间安装施肥阀和相应的控制阀门，过滤器进出口设置压力表（量程范围00.4MPa），叠片过滤器后设置水表（选用一台额定流量为400m3/h的水平螺翼式水表）。首部枢纽连接管最高处设置进排气阀选用一个KQ42X10(8)型号的快速空气阀。干管进口设置总控制阀（选用两台公称200mm的D431X型涡轮法兰蝶阀）。6.5.5 闸阀井、检查井每个分干管进口处、每个支管进口处应当设置闸阀井，用以启用当前该分干管、支管灌溉该分干管、支管控制的灌水小区。该滴灌系统闸阀置于地表以上2030cm，拟用砖砌将暴露地表部分围起并加盖，以免暴晒和认为破坏。排水井的设置可以在该系统停止灌溉的情况下放空管道里面的水，以保护管材。所以干管、分干管最末端都应当设置排水井，井内铺设砂石垫层等排水效果比较好的材料，用以快速排净管内流出的水。并拟用砖砌将暴露地表部分围起并加盖，以免暴晒和认为破坏。6.6 沉砂池的设计计算沉砂池的设计需要根据系统水量、水质进行。6.6.1 沉砂池设计选用参数为确定沉砂池表面负荷率和池内水停留时间，利用水样进行与灌水器要求水质进行对比。结果表明，停留时间取为90min ，即T=1.5h 、表面负荷率为 时，泥沙沉淀量为，即，悬浮泥沙浓度及粒径均可满足灌水器对水质的要求。因本系统选用网式及叠片式过滤器，故沉砂池水流的水平流速不可超过20，本设计选用，沉砂池设计流量为Q=558.9。泥沙容重采用。6.6.2 沉砂池设计、计算6.6.2.1 沉砂池表面积计算：式中：沉砂池表面积， ；沉砂池的设计流量 ， ；表面负荷率 ， 。6.6.2.2 沉砂池长度计算：式中： 沉砂池长度 ，m ；沉砂池中水平流速 ，；水在沉砂池中停留的时间 ，h。6.6.2.3 沉砂池宽度计算： 式中： 沉砂池的宽度 ，；6.6.2.4 沉砂池的有效水深的计算：式中：沉砂池的有效水深 ，；6.6.2.5 沉砂池内存泥深度的计算： 式中：沉砂池内存泥深度 ，； 进入沉砂池的水流含设计标准及其以上粒径泥沙的浓度，； 沉砂池最长的工作时段长度（滴灌的灌水周期）， 泥沙容重，可采用。6.6.2.6 沉砂池深度计算：式中： 沉砂池深度 ，； 安全超高，一般取。6.6.3 沉砂池水力条件复核沉砂池水流截面 ，水流湿周 水力半径 水力条件复核如下：6.6.3.1 水流紊动性复核沉砂池水流的紊动性复核用雷诺数判断：式中：雷诺数 ；沉砂池内水平流速 ，；水的运动粘滞系数，常温时。雷诺数在之间，沉砂池内水流程紊流状态。 6.6.3.2 水流稳定性复核沉砂池水流稳定性用弗汝德数判断：式中： 弗汝德数 ； 重力加速度 ，。弗汝德数大于，满足沉砂池内的水稳定要求。6.7工程量统计工程量统计见表6-5。表 6-5 典型滴灌系统工程量统计表 分类材料名称型号及规格单位数量备注水泵IS200-150-400A个2首部进口排气阀355个1压力调节阀355个1过滤系统SS200套2LX-150A套2WSZ200套2施肥罐SFG300套1干管PVC管355m538.80.6MPa315m1620.4MPa250m1620.4MPa225m1620.4MPa200m1620.4MPa160m10560.4MPa140m12180.4MPa变径三通355315140个1315250140个1250225140个1225200140个1200160140个1排水阀160m1分PVC管160m4752干变径四通9014014090个45管排水阀140个9支管PVC管90m60000.4MPa毛管滴灌专用毛管16m607500滴头1.8L/H个1350000毛管堵头个12150其余闸阀井座90工程量排水井座10管道挖方m34023管道填方m33827沉淀池土方开挖m3925四类土土建土方