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滴管设计指导书范文 滴管设计指导书目录 一、前言?11 二、课程设计的目的?11 三、课程设计的意义?11 四、节水灌溉技术课程设计的前期准备工作?11 五、节水灌溉技术设计流程?22 六、节水灌溉技术课程设计报告编制提纲?55 七、本课程设计的工作进度安排?66 八、滴灌工程设计?77 一、节水灌溉技术课程设计的前期准备工作1.搜集规划设计区的基本资料。 包括地形、土壤与工程地质、水文气象、农作物、水源及动力等相关资料；2.搜集有关节水灌溉技术设计的工具书节水灌溉技术标准选编.水利部农田水利司编.1999.6滴灌工程设计图集.顾烈烽主编.xx.6节水优秀设计成果选编.兵团.xx.33.准备绘图工具。 二、节水灌溉技术设计程序（一）设计程序流程图规范 (1)地形地块 (2)土壤 (3)气象 (4)作物与农艺措施 (5)水源 (6)电力 (7)管理方式 (1)q vqv (2)hvhv (3)qv20%水泵动力设计小结材料、设备用量、初置投资、效益分析投资、效益分析技术经济评价引水、取水工程、沉淀池、泵房、闸阀井、镇墩、排水井系统土建设计灌水小区水力设计（）毛（辅）管极限孔数与长度的确定（）允许水头偏差的分配系统土建设计（）水泵工作点（）系统节点压力均衡计算（）压力、流量偏差率（）水锤压力计算首部枢纽设计水质净化、施肥施药、控制保护、量测等设备的选型（）系统轮灌方案优选管网水力计算和干、支管管径的确定（）毛、辅管水力计算（）干、支管水力计算管网布置与系统工作制度的确定（）干、支、辅管、毛管的布置方案毛管长度的确定通过技术经济分析确定毛管的极限孔数和长度灌水周期、最大轮灌组数 (1)水源:水土平衡分析、水质 (2)首部枢纽:设备类型初定 (3)输配水管网结构模式选择初设参数:小区允许偏差率、湿润比、灌水定额、一次灌水延续时间1.基本资料初定参数2.规划布置与初定参数规划布置 (4)灌水器流量、间距和铺设方式灌水器是否为压力补偿式技术经济不可行技术经济可行 三、节水灌溉技术课程设计报告编制提纲1.基本资料2.系统规划布置及参数初定2.1系统规划布置2.2参数初定2.3灌溉制度3.灌水小区（毛管和辅管）的水力设计3.1灌水小区允许水头偏差及其在毛管和辅管上的分配3.2毛管极限孔数及极限长度3.3辅管极限孔数和极限长度计算4管网布置与系统工作制度的最终确定4.1管网布置4.2系统工作制度设计5.灌区管网水力计算和干管管径确定5.1毛管水力计算5.2辅管水力计算5.3支管水头损失计算5.4干管管径确定和水头损失计算6.首部枢纽设计6.1渠灌区首部枢纽设计6.2过滤器6.3施肥灌6.4控制量测设施与保护装置7系统运行复核7.1水泵工作点校核7.2节点压力均衡验算7.3水锤压力验算与防护8.系统土建设计9.材料设备用量 四、滴灌设计指导1.基本资料11）、地形规划区交通便利，规划设计区规划面积1000亩2000亩，规划设计区地形平坦，电力充足，现有规划区12000地形图一份。 2)、气象多年平均降雨量176.9mm，410月生育期平均降水量125mm，占全年平均降雨量的70.7，每年平均蒸发量1717.9mm；410月生育期平均蒸发量1589.8mm，占平均蒸发量的92.54。 冬季积雪年平均为21.3cm，最大为34cm，最小为8cm；冬季最大冻土层厚度145cm左右。 规划设计区属于内陆半干旱性荒漠气候，冬冷夏热，年平均气温6.7年平均最高温度8.6C，年平均最小温度5.3，极端最高温度41.3，极端最低温度-38.9C。 全年无霜期多年平均174天，早霜9月下旬至10月上中旬，晚霜4月下旬至5月上中旬，多年平均日照1837.2小时。 多年平均相对湿度64.1，4至10月生育期平均相对湿度53.6。 4月至11月多风，风向常为东风，风力22.8级，5月至8月有大风，最大风速18-20m/s，为西风，一年出现12次，持续时间不超过4小时。 3)、土壤规划设计区土壤以草甸土为主，质地为中壤土和砂壤土，PH值7.8，土层厚度70cm100cm，土壤肥力较高。 土壤容重1.48g/cm，田间持水率25%。 4)、作物表表1棉花各生育期的需水量及根系深度表各生育阶段发芽苗期现蕾开花花铃期吐絮期根系活动层深度203040406040适宜土壤含水量（占干土重量的百分）55%70%60%75%70%80%65%80%月均需水量1.5mm3.0mm5.0mm5.8mm3.0mm4.5mm棉花种植模式一膜两根毛管，一根毛管两行棉花。 种植模式祥见图1-1。 5)、水源地下水资源丰富，水质良好，地下水埋深8m10m，适宜灌溉，假设单井出水量在l00m3/h400m3h之间，能满足灌溉需求,最终流量须根据水土平衡计算确定。 6)、电力规划区电力资源丰富，使用方便，供电小时数20小时。 建议:将棉花膜下滴灌工程的基本资料填于表22，以便于计算时采用。 表表2棉花膜下滴灌工程基本资料表序号分项内容1地块面积亩地势地理位置地形图见平面布置图2土壤类型土壤容重田间持水量?田土壤深度3气象年平均蒸发量多年平均降雨量初霜日终霜日4作物作物名称种植方向株行距株距窄行宽行作物耗水强度5水源水源类型地下水，机井已建，出水量井水水质良好，动水位20m6电力配有动力电源，使用方便，供电小时数20小时2.系统规划布置及参数初定12.1系统规划布置2.111系统选型滴灌系统按管道的固定程度分为固定式、半固定式和移动式三种类型。 固定式滴灌系统其各级管道和滴头的位置在灌溉季节是固定的。 其优点是操作方便、省工、省时、灌水效率高、效果好。 缺点是一次性投资大。 注本次课程设计选用固定式滴灌系统。 22.1.2系统组成固定式滴灌系统由水源工程，首部工程，输配水管网，蓄水池，灌水器等五部分组成。 因水源分为地下水和地表水，所以滴灌系统组成略有区别,且主要区别表现在系统首部。 地下水井水潜水泵过滤装置主干管分干管支管辅管毛管滴头。 注本次课程设计以地下水为水源。 其系统组成为（一）首部枢纽首部枢纽包括动力机、水泵、变配电设备、施肥（药）装置、过滤设施和安全保护及量测控制设施。 过滤装置的作用是将水中的固体大颗粒、杂质等过滤，防止这些污物进入滴灌系统堵塞滴头或在系统中形成沉淀。 过滤装置有沉淀池、离心过滤器、砂石过滤器、筛网过滤器、叠片过滤器等，各种过滤器可以在首部枢纽中单独使用，也可以根据水源水质情况组合使用。 测控装置作用是方便系统操作、运行管理，保证系统安全。 它包括阀门、水表、压力表、排气阀、逆止阀。 本系统设有逆止阀、空气阀、压力表、流量控制阀门。 （二）输配水管网输配水管网包括主干管、分干管、支管、辅管、毛管及连接管件。 干管起到为滴灌系统输送水的作用；支管和辅管在系统中起控制滴灌带适宜长度，划分轮灌区的作用；灌水器作用是把末级管道中的压力水流均匀而稳定地分配到田间，满足作物对水分的要求。 在各级管道的铺设当中，毛管沿作物种植方向铺设，毛管、支（辅）管、分干管、主干管依次尽量相互垂直（具体情况应结合地块形状确定）；主干管、分干管采用PVC-U管，埋设在地下；支（辅）管、毛管采用PE管，均铺设于地面，支管、辅管管径见表3。 表表3支、辅管管径表管道名称及规格外径（）内径（）de75PE支管7572.8de40PE辅管4036.2de63PE支管6361.2de32PE辅管3228.8灌水器灌水器的选择应根据作物种植模式、土壤质地及灌水器本身的特点来确定。 结合近几年对棉花膜下滴灌生产实际的观测和调查总结，对于砂壤地，种植模式为（30+60）10的棉花（即窄行距为30，宽行距为60，株间距为10），毛管宜一管两行，滴头流量以1.8-2.2L/h，间距以0.3m为宜。 本次课程设计选用天业集团生产的单翼迷宫式滴灌带，其参数见表55，取设计流量qd=1.8L/h，设计压力水头最小值为5m。 表表4滴灌带参数表额定流量q(L/h)毛管内径d()滴头间距Se(m)毛管布设间距S L(m)额定工作水头h(m)灌水器压力流量关系式1.6160.20.95-10q=0.452h0.51.8160.20.95-10q=0.452h0.52.1160.30.95-10q=0.452h0.62.4160.30.95-10q=0.452h0.62.6160.30.95-10q=0.452h0.6注:毛管制造偏差Cv均小于0.0532.1.3方案比较设计过程通常要进行多方案的比较，其中包括布置形式的比较，灌水器的比较等等。 由于课程设计时间有限，本次课程设计不做方案比较。 22.2初定参数2.2.1系统总供水量Q Q根据规范2.3.1式计算如下Q=10I aA/C（1-1）式中A可灌面积，hm2；Q可供流量m3/h；E a设计耗水强度，mm/d；C水源每日供水时数，h/d；灌溉水利用系数；I a设计灌水强度，/d。 22.1.2灌水小区允许水头（流量）偏差率流量偏差率q v根据规范3.0.9条规定，灌水器设计流量允许偏差率不大于20%，本工程取q v=20%。 水头偏差率h vx=0. 6、q v=20%，代入1-3式得h v=qvxxqvx?115.01 (1)（1-3）式中32.1.3土壤湿润比P P毛管单行直线布置，各参数见图1-1。 土壤湿润比%100?Sr SSeWNPPpw（1-4）式中wp为土壤表层以下30cm处湿润面积占作物种植面积的比(湿润比)；Se为滴头沿毛管上的间距，m，W为湿润宽度，pS为作物株距，m；rS为作物行距，m；为作物的平均行距pN为每棵作物的滴头数。 42.1.4设计灌水定额根据规范3.0.5-1式计算灌水定额m=0.1z P(max-min)/（1-5）式中m设计灌水定额；土壤容重g/cm3；z计划土壤湿润层深度m；P微灌设计土壤湿润比；max、min适宜土壤含水率上、下限；灌溉水利用系数；52.1.5设计灌水周期T T根据规范3.0.6式，计算灌水周期T=（m/E a）?（1-6）式中T设计灌水周期d；m设计灌水定额mm；Ea设计耗水强度mm/d；灌溉水利用系数。 此值为作物需水高峰期的灌水周期。 62.1.6初定一次灌水延续时间t tt=m?S e?S L/q d（1-7）式中t为一次灌水延续时间，h；m为设计灌水定额mm；eS为灌水器间距，m；LS为毛管间距，m；q为灌水器流量，L/h。 72.1.7初定系统最大轮灌组数tCTN?（1-8）式中N为允许的轮灌组最大数目，取整数；C为一天运行的小时数，一般为1220h，对于固定式系统不低于16h；T为灌水时问间隔(周期)，d；t为一次灌水持续时间，h。 注将上述设计参数的计算成果列于表55。 表表5系统设计参数表序号参数名称参数值1灌溉补充强度Ia(/d)2系统初定总供水流量Q(m3/h)3灌溉水有效利用率4灌水小区允许偏差率流量偏差率qv水头偏差率hv5土壤湿润比P(%)6设计灌水定额m()/(m3/亩)7设计灌水周期T(d)8一次灌水延续时间t(h/组)9最大轮灌组数3.灌水小区的水力设计一条支管控制的灌溉范围为一个灌水小区。 滴灌系统运行方式不同，其灌水小区划分也有所不同，本次课程是设计采用“毛管+辅管”构成灌水小区的形式。 另外，灌水小区（毛管和辅管）的水力设计分平坡与均匀坡两种情况，须结合地形确定选取哪一种计算方法。 从单翼迷宫式滴灌带沿均匀坡铺设的水力特性及设计方案比较中得知，当沿毛管铺设方向坡降在允许5?范围内时，按均匀坡降计算结果与平坡计算结果相差不大，可按平坡计算，否则按均匀坡计算。 13.1灌水小区允许水头偏差及其在毛管和辅管上的分配13.1.1灌水小区允许水头偏差h计算h=h Vh d（1-8）式中h灌水小区允许水头偏差，m；h d设计滴头工作水头，m。 23.1.2小区允许水头偏差的分配小区允许水头偏差在毛管和辅管间的分配，本次课程设计当中，分配比例取11=0.5522=0.45，毛管允许水头偏差h1为h1=1h（1-9）辅管允许水头偏差h2h2=2h（1-10）23.2毛管极限孔数及极限长度（1-11）依据规范中的4.3.6式计算毛管极限孔数式中N m毛管的极限分流孔数；h1毛管的允许水头差m，2.04m；d毛管内径mm，16；k水头损失扩大系数，1.1；q d滴头设计流量，1.8L/h；S毛管上分流孔的间距，0.3m。 23.2.2毛管极限长度L L m m的计算Lm=S(N m-1)+S0（1-12）33.3辅管极限孔数和极限长度计算?364.075.175.42446.5?q dkSd hINTN m1辅管也为多孔出流管，其极限孔数和极限长度的计算方法与毛管相同，但相关参数不同，注意加以区分。 依据规范中的4.3.6式计算辅管极限孔数，计算时，注意区分公式里各字符的含义。 式中Nm辅管的极限分流孔数；（1-13）h2辅管的允许水头差m，m；d辅管内径mm，；k水头损失扩大系数，1.1；q d辅管设计流量，L/h；S辅管上分流孔的间距，m。 4.渠灌区管网布置与系统工作制度的确定14.1管网布置根据规范原则布置。 14.1.1毛管、辅管、支管单行毛管沿作物种植方向直线布置，毛管沿辅管双向铺设，辅管布设于支管上，将支管的水流分配给毛管。 支管间距应根据地形与毛管的极限铺设长度来制定。 一般，毛管铺设长度为其极限长度的90%；支管管径一般用de63或de75PE管。 其中，de63PE支管的适宜铺设长度为100-150m，de75PE支管的适宜铺设长度为150-200m。 24.1.2干管每条分干管控制的灌溉面积应大至相等；分干管一般垂直于支管方向布设，也可有一定夹角；分干管间距由支管长决定。 分干管沿坡度双向铺设时，应适当减小逆坡铺设长度。 24.2系统工作制度设计根据管网布置形式和大田滴灌运行管理经验，本工程轮灌组编制方式采用每次同时开启各分干管同侧的所有支管，而支管上只开启离支管进口处相同距离的1条辅管上的所有毛管，这样系统总水量分流到各分干管及其控制的支管中，从而使管道中流量小，水头损失小，管径相应减小，从而降低工程总投资。 按照系统设计运行工况推算。 将各管段流量填入表22。 ?364.075.175.42446.5?q dkSd hINTNm?SeSNmNdfSqhmmbd011148.0?毛表表2各级管道流量表条田支管进口处1条辅管上的毛管数（对）成对毛管进口流量（L/h）一条毛管进口处流量（L/h）出口孔流量（L/h）（1，2）（3，4）水泵供水（m3/h）主干管（m3/h）一分干管（m3/h）条田15.渠灌区管网水力计算15.1毛管水力计算15.1.1毛管水头损失h h毛根据规范4.2.2式其中，hf等距多孔管水头损失，m；f、m、b分别为摩阻系数，流量指数和管径系数；N出水孔个数；S o进口至首孔的间距，m；K损失扩大系数，1.1；q d滴头设计流量L/h。 25.1