果园滴灌工程规划设计

1 果园滴灌工程规划设果园滴灌工程规划设 引言引言 联合国环境与发展大会通过的 21 世纪议程 强调 水是一种有限的 资源 不仅为维持地球上的一切生命所必需 而且对一切社会经济部门都 具有生死攸关的重要意义 随着世界性水资源 能源的日趋紧张 采用 节水 节能的灌水方法已成为全世界灌溉技术发展的总趋势 推广节水 灌溉也已成为世界各国为缓解水资源危机和实现农业现代化的必然选择 摘要摘要 水资源不足是制约我国经济 社会 生态可持续发张的主要因素 随着我国经济的持续稳定发张和自动化的加快 我国经济社会发展和生 态建设所面临的供水危机将越来越严重 特别是遍原山区 农田果园 灌溉的建设供水问题 将会面临严峻的挑战 解决这些问题和迎接挑战 迫切需 要偏远山区 农田 果园灌溉的建设供水理论和技术的创新 因此某果园灌溉提出以高效节水滴灌技术与当地水管理技术相结合 设 计为滴灌灌溉 根据农田 果园灌水量 灌水周期 喷头布置形式以及 滴灌制度等 确定了滴灌管道的水力计算设计 实现和达到农田 果 园灌溉建设自动化节水灌溉的目的 并形成了良好的合理科学 才能真 正实现和节水灌溉的目的 为了解决水资源危机的问题 要从开源与节流两方面入手 一方面 抓紧跨流域调水的规划设计工程 从根本上改变水资源紧缺的局面 而 2 另一方面要在节流上下功夫 且我国各级渠道的输配水和田间灌水过程 中渗漏损失掉了 其数量惊人 从而导致农业减产 并恶化灌区生态环 境 长期以来 我国自然资源 特别是农业水资源无偿使用 以造成水 资源严重浪费 由于灌溉技术和管理水平落后 灌溉设施老化失修 为 加快推进节水农业 农业持续发展为基础 节水灌溉技术的实施 对实 现我国水资源可持续利用 保障我国经济社会可持续发展 具有十分重 要的意义 一 基本资料一 基本资料 项目区位西北地区某一果园 为了增产增效 节约灌溉用水 拟改 变原来大水漫灌的灌水方式 采用先进的滴灌技术进行灌溉 灌区面积约为 194 亩 194 667 平方米 地形平坦 土质为壤土 土 层厚度为 1 5 米 1 0 米土层平均干容重 1 4 田间持水率 cm g 3 占土体干土中 为 25 盛掕期苹果树 株距 行距为 3 3 米 种 植方向为东西 经田间试验该地苹果树最大耗水量为 5mm d 该地区多年 平均降雨量 250mm 多年平均蒸发量 1500mm 果园南边有一水井 出水 量为 50动水位为 20 米 h m 3 一 一 地形地貌 地形地貌 某西北地区某一苹果园 南北宽 100 米 东西长 324 米 灌区面积 约为 194 亩 约为 194 667 平方米 果园内地势平坦 二 二 气象条件 气象条件 某西北地区属温带半干旱地区气候 温差大 夏季炎热 冬季干燥 而寒冷且冬季较长 年降水少 该地区多年平均降雨量为 250mm 大 3 致自南向北 递减 南部山区降雨较多 多年平均蒸发量为 1500mm 三 三 土壤 土壤 土壤为适合植物生长的壤土土质 计划湿润层内 1 0m 土层 土 壤平均干容重约为 1 4 田间持水率 占土体干重 为 25 cm g 3 四 四 水旱灾害情况 水旱灾害情况 果园位于西北地区 属典型的温带半干旱气候 自然灾害频繁发生 曾多次发生过范围较大的干旱 雪灾等自然灾害 以及人为机械造成的 不可灾害避免的灾害情况 严重制约农民的收入 五 五 水源及供水设施 水源及供水设施 该果园为于西北地区 地下水资源相对匮乏 农业灌溉用水比较紧 缺 该果园为南边有一水井做为水源 出水量为 50 水源水质良h m 3 好 矿化度小于 1g L 无污染适于灌溉 灌区附近配有 动力电源 使用 方便 二 工程设计思想依据和标准二 工程设计思想依据和标准 一 一 设计指导思想 设计指导思想 坚持 节水型建设和增水型建设相结合 以节水型建设为主 的水 利建设方针 建立节水型自动化管理模式 走节水灌溉的道路 实现灌 溉的用水从高粗放型向集约型转变 实现传统灌溉向现代化灌溉的转变 二 二 技术标准技术标准 喷灌与微灌工程技术管理规范 SL236 1999 4 喷灌工程技术规范 GBJ85 85 节水灌溉技术规范 发 SL207 98 灌溉与排水工程设计规范 GB50288 99 其它相关规范 文件及技术参考书等 三 系统结构三 系统结构 本设计系统选用滴灌系统灌溉的方式采用如下结构 水源 加压 量测装置 水表 压力表 三级过滤器 进排气装置 施肥罐 网式过滤器 干管 地埋 PVC 管 分干管 支管 地 面 PE 管 滴管带 四 滴灌技术参数确定四 滴灌技术参数确定 一 灌溉设计保证率确定 一 灌溉设计保证率确定 根据 SL103 95 微灌工程技术规范 微灌工程设计保证率应 根据自然条件和经济条件确定 不应低于 85 二 灌溉水利用系数确定 二 灌溉水利用系数确定 规范 GB T50485 2009 微灌工程技术规范 规定 对于滴灌水 利用系数不应低于 0 9 微喷灌 涌泉灌不应低于 0 85 从而可知 灌溉水利用系数为 0 95 三 设计土壤润湿比 三 设计土壤润湿比 P P 的确定的确定 q 12 土粗中细粗中细粗中细粗中细粗中细 w 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 2 5 25937633737 根据表 1 1 可查的 P 的取值 表 1 1 微灌设计土壤润湿比 作物滴灌 涌 泉灌 微喷灌作物滴灌 涌 泉灌 微喷灌 果树 乔 木 25 4040 60 蔬 菜 60 9070 100 葡萄 瓜 类 30 5040 70 粮 棉 油等植 物 60 90 草 灌木 100 根据表 1 1 可知 设计土壤润湿比 P 不小于 30 四 设计作物耗水强度 四 设计作物耗水强度 EaEa 的确定的确定 规范 GB T50485 2009 微灌工程技术规范 规定 设计作物耗 水强度应由当地试验资料确定 无资料时可通过计算或按表 1 2 选取 表 1 2 设计作物耗水强度 单位 mm d 作物滴灌微喷灌作物滴灌微喷灌 葡萄 树 瓜类 3 74 8 蔬菜 露 地 4 75 8 粮 棉 油等植物 4 7 冷季型草 5 8 蔬菜 保 2 4 暖季型草 3 5 6 护地 注 干旱地区宜取上限值 对于在灌溉季节敞开棚膜保护地 应按露地选取设计耗水强度 值 据表 1 2 可得知 设计作物耗水强度 Ea 5 0 mm d 五 设计灌水均匀系数 五 设计灌水均匀系数 CuCu 确定确定 设计灌水均匀度应根据作物对水分的敏感程度 经济价值 水源条 件 地形气候等因素综合考虑 建议采用的设计均匀度 当只考虑水力 因素时 取 Cu 0 95 0 98 当考虑水力和灌水器制造偏差系数两个 因素时 取 Cu 0 9 0 95 根据规范可得知 设计灌水均匀系数 Cu 不低于 90 q q cu 1 n q n i i qq 1 式中 灌水均匀系数 cu 灌水器平均流量 L h q 灌水器流量的平均偏差 L h q 田间实测的各灌水器的流量 L h qi N 实测的灌水器个数 六 设计湿润层深度的确定 六 设计湿润层深度的确定 根据各地经验各种作物的适宜土壤湿润层深度 蔬菜为 0 2 0 3m 大田作物 0 3 0 6 m 果树 1 1 5 m 根据规范可知 7 设计湿润层深为 1 0 m 表 1 3 初设滴灌系统参数表 序 号参 数 名 称参 数 值 灌溉设计保证率不低于 85 灌溉水利用系数 0 95 设计土壤润湿比 P 不小于 30 设计作物耗水强度 Ea mm d 5 0 设计灌水均匀系数 Cu 不低于 90 设计湿润层深 m 1 0 五 选择灌水器 确定毛管布置方式五 选择灌水器 确定毛管布置方式 一 选择灌水器 一 选择灌水器 滴灌灌水器的流量一般为 2 12L h 下表列出了各类灌水器的结构与水力性能指标 可供参考 其中值 cv 是我国行业标准 SL T67 1 3 94 微灌灌水器 规定的 微灌灌水器技术参数 结构参数水力性能参数灌水 器的 种类 流道 或孔 口直 径 流道 长度 m 滴头 或孔 口间 距 带管 直径 cm 工作 压力 KPa 出流 量 L h 流态 指数 x 制造 偏差 系数 cv 射程 m 8 mmcm 滴头 0 5 1 2 30 50 50 100 1 5 12 0 5 1 0 0 07 滴管 带 0 5 0 9 30 50 30 100 10 16 50 100 1 5 3 0 0 5 1 0 0 07 微喷 头 0 6 2 0 70 200 20 250 0 5 0 07 0 5 4 0 涌水 器 2 0 4 0 40 100 80 250 0 5 0 7 0 07 渗灌 管 40 100 2 40 5 0 07 压力 补偿 器 0 0 0 5 0 15 灌水器设计允许流量偏差应不大于 20 灌水小区流量和工作水头 偏差率应按下列公式计算 100 minmax q qq q d v 式中 灌水器流量偏差率 qv 灌水器最大流量 L h qmax 灌水器最小流量 L h qmin 9 11 20 100 minmax q qq q d v 所以灌水器设计允许流量偏差率不大于 20 根据工程使用材料情况比较 本工程可采用下面几种产品 性能如 下作出比较 1 华盛产品压力补偿式滴头 外径 16mm 流量 3 L h 壁厚 0 6 1 2mm 工作压力 0 08 0 3kpa 2 北京统源压力不尝式滴头 外径 16mm 流量 3 10L h 壁厚 0 2 0 6mm 工作压力为 10 40kpa 3 河北润田节水设备有限公司 补偿式滴头外径 16mm 壁厚 0 6 3 0mm 工作压力 10 40kpa 滴头流量 1 5 12L h 综上所述比较 根据果园的种植情况 可选择河北润田节水设备有 限公司补偿式滴头 性能性能参数为 外径 16mm 进口压力 0 1kpa 滴头间距为 1 5m 滴头流量 Q 10L h 铺设长度为 99m 二 二 确定毛管的布置方式 确定毛管的布置方式 该果园采取东西方向的种植方式 因此毛管布置采用每行果树布置 一条毛管 根据实际地长和产品的最大铺设长度确定 每条毛管长 99m 毛管布置详见管网布置图 三 三 计算湿润比 计算湿润比 根据公式 rp ep SS WSN P 式中 Np 3 1 5 2 Se 1 5 W 1 3 Sr 3 则 P 2 1 5 1 3 3 3 43 10 由此可见 满足土壤设计湿润比不小于 30 的要求 五 管网系统五 管网系统 一 一 布置原则 布置原则 管理设施 井 路 管道统一规划 合理布置 全面配套 统一管理 尽快发挥工程效益 依据地形地块道路等情况布置管道系统要求线路最短 控制面积 近最大 便于机耕 管理方便 管道尽可能双向分水 节省管材沿路边地块等高线布置 为方便浇地节水长畦要改短 按照村队地片分区管理并能独立使用的原则 二 二 管网布置 管网布置 支管与作物种植方向相垂直 支管尽量布置在生产路 排水沟渠旁成平行布置 保证畦管长度不小于 120 米 满足灌溉水利用系数要求 出水口间距满足 GB T203 2006 农田低压管道输水灌溉工程技术规范 要求 六 灌溉制度与工作制度及灌水均匀度确定六 灌溉制度与工作制度及灌水均匀度确定 一 一 灌溉制度 灌溉制度 设计净灌水定额设计净灌水定额 minmaxmax 001 0 rzpm 式中 r 1 4g Z 100cm p 30 取 2 cm 25 0 9 22 5 25 0 26 16 25 max Q Qmin 11 则 1 30 22 5 16 25 14 mmax 26 25mm 取最大净灌水定额为设计净灌水定额 设计毛灌水定额设计毛灌水定额 26 25 0 95 27 63mm max m m 设计灌水周期设计灌水周期 T Ea 26 25 5 5 25 mmax 取 5 天 一次灌水延续时间一次灌水延续时间 t t T h q ssm d le 4 12 10 35 163 27 二 二 灌溉工作制度灌溉工作制度 灌溉工作制度是指管网输配水及田间灌水的运行方式和时间 是 根据系统的引水流量灌溉制度 畦田形状及地状平整程度等因素制定的 有续灌 轮灌和随即灌溉三种方式 续灌方式续灌方式 灌水期间 整个管网系统的出水口同时出流的灌水方式 在地形平 坦且引水流量和系统流量足够大时 可采用续灌方式 轮灌方式轮灌方式 在灌水周期期间 灌溉系统内不是所有管道同时灌水而是将输配水 管分组 以轮灌组委单元 轮流灌溉 系统同时只有一个出水口出流时 集中轮灌 有两个或两个以上的出水口同时出流称为分组轮灌 井灌区 管网系统通常采用这种灌水方式 12 随即灌溉方式 随即灌溉方式 用水是指管网各个出水口在启动时间和顺序上不受其他出水口状态 的制约 管网系统随时都可以供水 综上分析可知 本工程采用轮灌方式进行灌溉 工作时间 t 22h 则 最大允许轮灌组数目为 N CT t 式中 C 15h T 5d t 12 4h 故 N 15 5 12 4 6 05 6 个 根据工程实际资料 本工程设计分为 6 个轮灌区 每个论灌区毛管 条数为 72 即 72 条 423 30 4 6 没条毛管长 99 米 则 N1 滴头 L Se 66 个 N2 故每个轮灌组的流量为 Q hq mNN 02 5095 0 1000 1066721000 3 21 三 三 轮灌制度轮灌制度 一次灌水需两个轮灌组与水源供水量 50相近 满足要求 故h m 3 在灌水时每次开干管上相对的两个分干管控制阀 每次灌水 21 5 小时 便可以换入下一个轮灌区 灌溉制度个参数的参考表 设计净灌水定额 26 25mm 设计毛管灌水定额 27 63mm 设计灌水周期 5d 轮灌组数6 个 轮灌组流量25h m 3 13 灌水均匀度灌水均匀度 为了保证微灌的灌水质量 灌水均匀度应达到一定的要求 影响灌 水均匀度的因素很多 如 灌水器工作压力的变化 灌水器的制造偏差 系数 赌赛情况 水温变化 微地形变化等 设计微灌工程时只考虑 压 力变化 和制造偏差两个因素 q q cu 1 n q n i i qq 1 式中 灌水均匀系数 cu 灌水器平均流量 L h q 灌水器流量的平均偏差 L h q 田间实测的各灌水器的流量 L h qi N 实测的灌水器个数 只考虑水力因素影响时的设计均匀度 微灌的均匀系数与灌水 cu 器的流量偏差率存在一定的关系 如下表 qv 与的关系 cu qv cu 98 95 92 qv 10 20 30 取 0 95 0 98 或 10 20 cu qv 设计灌水均匀度的确定 考虑水力和灌水器制造偏差两个因素时 设计灌水均匀度应根据作物对水分的敏感程度 经济价值 水源条 件 地形气候等因素综合考虑确定 14 取 0 9 0 95 cu 由于采用了补偿式滴头 允许水头变化范围 10 40m 仍可满足管随均 匀度不小于 80 的要求 六 流量设计及管径确定 六 流量设计及管径确定 1 1 各级管道设计流量 各级管道设计流量 1 1 每条毛管流量 每条毛管流量 hLqqN 7 69495 0 1066 2 2 2 每条支管流量 每条支管流量 hhlQ m Qi 25 2 25009 7 694182182 3 3 3 分干管流量分干管流量 Q 2h m Qi 50225 3 2 2 管径的确定 管径的确定 微灌系统支管是指连接干管与毛管的管道 它从干管取水分配到毛 管中 支管同毛管一样也是多孔出流管道 与毛管不同的是其流量要大 得多 因而支管一般较大 灌溉地块较大时 还可以分为总干管和各级 分干管 干管设计的主要任务是根据轮灌组确定的系统流量选择和管道 直径 3 干管材料的选择 干管材料的选择 微灌系统干管一般都选用塑料管材 可选用的管材有聚氯乙烯 PVC 聚乙烯 PE 管和聚丙烯 PP 管 干管设计的选择应考虑 一下因素 15 1 根据系统压力 选用不同压力等级的塑料管 塑料管的压力等级 分为 0 25Mpa 0 40Mpa 0 6Mpa 1 00Mpa 1 25Mpa 不同 管材的塑料管的抗拉强度不同 因此 同压力等级不同材料塑料管的薄 厚也不相同 对于较大的灌溉工程或地形变化较大的山区灌溉工程 由 于系统压力变化较大 应根据不同的压力分区选用不同压力等级的管材 对于压力不大于 0 63Mpa 的管道 以上四种塑料管均可使用 压力 大于 0 63Mpa 的管道 推荐使用聚氯乙烯 PVC 管材 2 考虑系统的安装以及管件的配套情况 选用不同的塑料管材 3 考虑市场价格和运输距离选择适当的管材 4 干管管径的选择 干管管径的选择 干管的管径的选择与工程造价以及运行费用 压力分区等密切相关 管径选择较大时 其水头损失较小 所需水泵扬程降低 运行费用减小 但管网投资相应提高了 管径选择较小时 其水头损失较大 所需水泵 扬程较大 运行费用增加 但管网的投资相应可以减小 由于微灌系统 年运行时数较小 运行费用相对较低 一般情况下 应根据系统的压力 分区以及可选水泵的综合情况进行考虑 通过技术比较来选择干管管径 根据经验公式计算 Q8 mm0 5051 7504 750 2320 e R 0 5951 6904 690 微灌 管 D 8 mm 2320 e R 1 7501 0004 000 注 1 为管道内径 为雷诺数 D e R 2 微灌用聚乙烯管的摩阻系数值相应与水温 10 其他温度时应修改 各参数为 f 0 505 m 1 75 局部水头损失取沿程水头损失的 10 即 h 1 1 hf L f D Q hb m f f 管材摩阻系数选取聚氯乙烯 PVC 管材 则 f 0 464 10 5 Q 设计流量 Q 50h m 3 m 流量指数 m 1 77 d 管道内径 选取塑料管材为 110 2 2PVC 管材 d 110 2 2 2 105 6mm b 管径指数 取 b 4 77 支管 f 选取聚乙烯管 PE 管材 则 f 0 464 10 5 Q 设计流量 Q 25h m 3 m 流量指数 m 1 77 d 管道内径 选取塑料管材为 90 4PE 管材 d 90 4 2 82mm 18 1 1 0 464 1 16m h干10 5 99 6 105 50 77 4 77 1 1 1 0 464 3 5m h支10 5 99 82 25 77 4 77 1 3 水泵扬程确定 水泵扬程确定 1 1 总扬程 总扬程 水泵装置的总扬程应保证达到一定值 它包括进 出水口水面的高 差 或压力差 以及水流通过管路 阀等产生的水力损失和管道出水口 的流速水头 泵的额定扬程应与水泵装置总扬程相等 并保证在各种运行条件下 水泵工作在高效区内 水泵装置的总扬程可用下式表示 h总h净h损 g V 2 式中 总扬程 m h总 水泵装置的净扬程 即进 出口水面的高度差 m h净 管道的水头损失 m h损 V 出水管出口的流速 m s 对于淹没出流 v 可忽略不计 即 h总h净h损 2 2 净扬程 净扬程 水泵装置的净扬程表示水泵实际扬水的几何高度 通常为进 出水 口水面的高差 若出水管为自由出流 则为进水池水面与出水口管道中 心线的高差 19 3 3 损失扬程 损失扬程 管道的损失扬程由沿程损失和局部损失两部分构成 局部损失水头 包括弯管 渐变管 分支汇流以及各种阀门的损失水头 拟采用下表计算管道损失 各种局部损失可换算成当量直管长度 当量支管长度 Lf 管路附件名称当量支管长度 Lf 管路附件名称当量支管长度 Lf 45 弯头 15 20 90 标准弯头 32 流量计圆盘形 叶片形 135 400 200 300 90 弯头 R D 3 R D 0 24 10 180 弯头 75 闸阀全开 4 开 1 2 开 1 4 开 0 7 10 40 100 200 8000 四通接头 三通接头 50 40 80 活塞流量计600D 球阀 2 5in 3 6in 7 10in 45 60 75 水泵装置的管线布置后 可将有关附件折合成等效管道长度 然后 由上式计算出损失扬程 然后将净扬程加损失扬程求得水泵的总扬程 在水泵未选型 管路未布置时 管路损失是不能确定的 根据经验 可采用净扬程的 15 20 估算损失扬程 首部枢纽由过滤器 阀门等构件组成 首部枢纽构件的水头损失 20 有产品说明书查得 m h虑 泵管选用 Dg80 镀锌铁管 99m 则泵管水头损失为 1 1 99 6 25 5 8m h管01 50 77 1 80 77 4 动水位埋深为 20m 则 20m 则系统扬程为 h井 h主干h虑h管h井 22 26 3 5 8 20 51 06m 八 确定管系总体布置八 确定管系总体布置 灌溉水源位于南面 由水源处向北布置一条主管 埋深 150 厘米 地面支管垂直于干管 平行于支管两边布置 便于双向控制 支 毛管 铺设于地面 每条地面支管有一阀门控制 便于对轮灌组的管理和分化 毛管垂直于支管布置 毛管间距均为 1 5 米 铺设长度为 99 米 首部 枢纽装置在水泵的旁边 为了便于冲洗管道和冬季到来之前 排干管中 的积水 在干管的末端 最地处 布置了排水井 一一 滴灌设备的选型滴灌设备的选型 滴灌设备包括水泵与动力机的配套 首部枢纽等 水泵选型与配套 是否合理 直接影响到泵站能否满足排灌的要求 工程投资 运行费用 及管理维护是否方便等 因此在规划设计中必须十分重视 二 二 水泵的选型水泵的选型 1 1 选型原则 选型原则 1 所选水泵应满足泵站的设计流量和设计扬程的要求 2 水泵在长期运行中效率最高 21 3 在最大装置扬程和最小装置扬程时 水泵仍工作在高效区范围内 4 按照选定的机组建站 基建投资较少 5 水泵的气蚀性能好 水泵运行中不发生气蚀 6 同一个泵站所选水泵型号要尽可能一致 以便于维修 管理和零 件的配换 7 便于操作运行 而且管理和运行费用最小 8 从多泥沙水源取水时 要考虑其对水泵性能的影响 9 有利于综合利用 充分发挥机组效益 10 泵站主机组台数一般以 4 8 台为宜 2 泵型的确定 泵型的确定 泵的形式 可根据流量 总扬程 并考虑其使用条件 运行的范围 等因素确定 1 从性能要求选泵 一般情况下 设计扬程小于 10 米时 宜选 用轴流泵 5 20 米时 宜选用混流米泵 20 100 米时 宜选用离 心泵 大于 100 米时 可选用多级离心泵或其他类型的水泵 2 从泵站工程投资方面选泵 立式泵的占地面积比卧式泵小 潜水泵 比长轴井可节约连接轴和上部泵房结构 并且运行方便 对于相同的设 计总流量 大泵装机台数少 效率也高 可降低工程造价和管理费 3 从运行维护管理方面选泵 立式泵由于结构上的原因 轴承 的供油 供水方法复杂 轴较长时 还必须安装特殊的传动装置 安 装技术要求较高 拆卸时要先吊开电动机 泵房的高度要求较高 拆 22 装比较麻烦 且水泵主要部件长期埋在水中 容易腐蚀 卧式泵较立 式泵从上述条件来看要容易和方便 从运行操作方面看 立时轴流泵不需要抽真空 启动操作方便 卧 式 立式 斜式泵的一般有缺点见下表 各种形式泵的优缺点比较 特点卧式立式斜式 优点 1 主要零件在 水面以上 不易腐 蚀 2 主要零部件 的保养检查方便 3 拆卸 转配 容易 特别是中开 式双吸泵 无挪动 动力机即可拆装 4 动力机配套方 便可选用标准系列 动力机 5 一般价格较 便宜 1 安装面积小 2 水泵叶轮淹没在水 下工作 气蚀性能 好 3 启动方便 适宜于自动控制运 行 一般不要充水 启动 可减少充水 设备 4 动力机的安装高 度可以提高 中小 型泵站一般不需增 加防洪墙 1 主要零部件 的拆装保养与卧式 泵相同 2 气蚀性能 启动 的难易程度 电动机 的防洪保护方面与 立式泵相同 3 可减少水泵 和链接管道的弯管 数目及弯曲角度 减少损失扬程 因 此可提高装置效率 适用于混流泵或轴 流泵 23 6 吊车容量小 安装高度较低 5 可以用于 深井提水 6 大型水泵 可 以将进水管道和一 部分泵壳结构做成 混凝土结构 因此 可节约设备费 缺点 1 安装面积大 2 吸上扬程受 到限制 不宜于由 深处抽水 3 安装高程过 高时 容易产生气 蚀 4 启动时要充 水 启动操作麻烦 需要真空泵底阀等 充水设施 自动化 运行操作复杂 5 在进水池水 温较高时要考虑动 力机的防洪安全 1 主要部件在 水中 2 主要部件的 检查不便 3 拆装修理困 难 往往需要吊装 动力机或动力机的 传动装置后才能进 行 4 动力机一般 配套设计 5 采用卧式动 力机时 必须采 用皮带传动或伞 型齿轮传动装置 1 限于地扬程 的轴流泵和混流泵 2 安装面积介 于卧式或立式之间 3 安装较难求 同心 因此必须熟 悉其安装的特殊方 式 4 电动机为特 殊配套型式 5 采用卧式动 力机时 应有特殊 的传动装置 24 6 大口径的水 泵不宜用卧式结构 因此传递功率有 限制 6 价格一般较 高 7 吊车容量大 泵房高度高 为了确保果园能够得到充分及时的灌溉 应选择一台即经济合理的 水泵提水灌溉 泵的取水水源是水井 故经过综合分析选用型号为 3BP 50 离心泵 产品参数为 转速为 2900r min 流量为 55 扬h m 3 程为 50 米 效率为 65 配套电机功率为 24KW 每个电动机均配套启动 成套设备 水泵性能表 水泵型号流量h m 3 扬程 m 功率 KW 3BP 50 555030 水泵进水管选用钢管 出水口设置压力灌 内压标准水头 50 米 压 力罐的出水口管道用 PVC 管 连接各分水管 泵站提水钢管的起始端 末 端及转弯处 均设 C15 混凝土镇墩 两镇墩间设伸缩节 九九 首部枢纽的设计首部枢纽的设计 首部枢纽的设计就是正确选择和合理配置有关设备和设施 以保 证微灌系统实现设计目标 首部枢纽对微灌系统运行的可靠性和经济性 起着重要作用 因此 在设计时应给予高度重视 25 在选择设备时其设备容量必须满足系统过水能力 使水流经过各设 备使得水头损失比较小 在布置上必须把易锈金属件和肥料 农药 注 入器放在过滤器装置上游 以确保进入管网的水质满足微灌要求 水泵水泵 离心泵和潜水泵是微灌系统应用最普遍的泵型 选型时要注意水泵 工作点位于高效区 过滤器过滤器 选择过滤器设备主要考虑水质和经济两个因素 筛网过滤器是最普 遍使用的过滤器 但含有机污物较多的水源使用砂过滤器能得到更好的 过滤效果 含沙量大的水源可采用旋流式水砂分离器 且必须与筛网过 滤配合使用 筛网的网孔尺寸或砂过滤器的滤砂应灌水器对水质过滤的 要求 过滤器设计水头损失一般为 3 5m 水表水表 水表的选择考虑水头损失值在可接受的范围内 并配置于肥料入口 的上游 防止肥料对水表的腐蚀 压力表压力表 选择测量范围比系统实际水头略大的压力表 以提高测量精度 最 好在过滤器的前后均设置压力表 以便根据压力差大小确定清洗时机 进排气阀与排水阀进排气阀与排水阀 进气阀一般设置在微管系统管网的高处和局部高处 首部枢纽应在 过滤器顶部或下游管上各设一个 其作用为在系统开启充水时排除空气 系统关闭时向管网补气 以防止负压产生 系统运行时排除水中夹带的 26 空气 以免形成气阻 进排气阀的选用 目前可按 4 比 1 法进行 及进排气阀全开直 径不小于管道内径的 1 4 另外 在干 支管末端或管道最低位置宜安 装排水阀 以便冲洗管道和排净管内积水 十十 蓄水池设计蓄水池设计 1 1 蓄水池设计蓄水池设计 蓄水池除调蓄水量外 也可起到沉沙 去铁的作用 蓄水池的出水 口 或水泵的进水口 应设在高出池底 0 3 0 4m 处 既避免带走沉 淀物 又充分利用水池容积 在有条件的地方 尽可能安设冲洗孔 温暖地区的蓄水池很容易滋生水草和藻类 对微灌系统工作影响较大 目前最佳的办法是加盖避光 当微灌系统既需沉淀池又需蓄水池时 设计时首先考虑二者合一 的方案 根据工作条件尽可能减小容积 降低投资 镇墩的设计镇墩的设计 镇墩是指用混凝土 浆砌石等砌体定位管道 借以承受管中由于水 流方向改变等原因引起的推力 以及直管中由于自重和温度变形产生的 推 拉力 三通 弯头 变径接头 堵头 阀门等管件处也需要设置镇墩 镇墩设置需要考虑所受力的大小和方向 并使之安全的传递给地基 镇 墩的推力和传压面面积可由下表查处有关数据 经计算确定 各种情况下不同管件处的推力 PVC 管 每 10 米水头 管件 管径 90 弯头 弯头 45 三通堵 头闸阀 管件 管径 90 弯 头 45 弯 头 三通堵 头闸阀 27 25 32 40 50 70 120 180 280 40 60 100 150 50 80 130 200 63 75 90 110 500 700 1150 1650 270 400 600 880 350 500 800 1150 微灌系统的干 支管道一般埋入地下 此时传压面面积应正交与推 力方向 对于设置于地表的管道 其推力还要叠加最不利的工作条件下 的温度变形力 陡坡管段还要考虑管道自重 管内水重的分力 由稳定 计算确定镇墩大小 十一十一 绘制设计图样绘制设计图样 见附表 西北某果园滴灌 十二十二 主要设备和投资预算主要设备和投资预算 见附图 果园滴灌工程概算书 合价 元 工程和费用 名称 单位数量单价 元 金额 元 建安设备 总价 元 第一部分 建筑工程 376010272 7414032 74 一输水管道32506092 749342 74 1 土方开挖 m3 958 23 253114 151200 003114 15 2 土方回填 m3 958 21 231178 59850 001178 59 3 排水阀个 12150 001800 001200 001800 00 二 泵房座 14000 004000 00450 004000 004450 00 三 混泥土 镇墩 m3 1 2150 00180 0060 00180 00 240 00 第二部分 机电设备及 18704 3999840 43118544 8 28 安装工程 一 水源工 程 1012 6811675 12687 68 1 离心泵个 13200 003200 00350 003200 00 2 逆止阀个 1250 00250 006 50250 00 3 水表个 1120 00120 006 50120 00 4 网式过滤 器 套 13200 003200 00350 003200 00 5 施肥罐个 1900 00900 00110 00900 00 7 钢管米 50452250 0087 682250 00 8 配电柜个 11200 001200 0065 001200 00 9 铁弯头 110 110 个 2120 00240 0014 50240 00 10 铁法兰 110 个 563 00315 0012 50315 00 二 输配水 管网17691 7188165 43105857 1 2 PVC U 110 米 100033 033300 031250 003300 03 3 PVC U 90 米 6482516200 001000 0016200 00 4 PVC U 16 米 427681 5566290 4015240 0066290 40 7 PVC 正三 通 110 个 615 0090 002 5090 00 8 PVC 正三 通 90 个 223 0046 0062 5046 00 9 PVC 异三 通 90 11 0 90 个 670 00420 006 50420 00 29 10 PVC 变 径 110 9 0 个 1215 00180 002 50180 00 14 PVC 直 接 110 个 237 0074 003 5074 00 15 PVC 直 接 90 个 428 00112 004 50112 00 16 PVC 胶 Kg2526 00650 0011 50650 00 19 蝶阀 110 个 195 0095 003 8095 00 20 PVC 球 阀 个 1818 00324 005 76324 00 21 螺栓 110 90 个 1203 20384 0098 65384 00 第三部分 其他费用 132577 58617 54 1 建设单位 管理费 2 元 2651 55 2 勘测设计 费 2 5 元 3314 44 3 其他费用 2 元 2651 55 第四部分 预备费 6628 88 1 基本预备 费 5 元 6628 88 总投资元147823 9 十三十三 计划工期及进度安排计划工期及进度安排 30 一 工期安排原则 一 工期安排原则 1 依据招标文件中给出的工程数量和我单位计划在本工程中投入的 资源设备 以招标文件中规定的工期为前提 运用网络技术 筹备兼顾 合理进行工期安排 2 在保证施工安全 工期质量的基础上 优化资源配置 挖掘机械设 备潜力 充分发挥企业综合优势 确保在计划工期内完成施工任务 3 以组织流水施工 均衡生产为基本方法 4 优化施工方案 采用先进设备 施工技术和施工工艺 攻克重 难点工 程 二 工期及施工进度安排 二 工期及施工进度安排 1 1 工期安排工期安排 开工日期 2011 年 3 月 日前 竣工日期 2011 年 月 27 日 总工期约 2 个月 即 58 天 2 2 主要单位工程工期主要单位工程工期 开开 竣工时间竣工时间 工程施工时间安排从 2011 年 3 月 日前 2011 年 月 2 日 各 分项工程工期安排如下 施工准备 2011 年 3 月 日前 2011 年 月 5 日 泵房的修建 2011 年 3 月 20 日前 2011 年 4 月 8 日 水泵安装 2011 年 3 月 10 日 2011 年 3 月 15 日 施工放样 2011 年 4 月 6 日 2011 年 4 月 16 日 管槽开挖 2011 年 4 月 9 日 2011 年 4 月 20 日 31 打桩 2011 年 4 月 13 日 2011 年 4 月 20 日 施工测量 2011 年 4 月 15 日 2011 年 4 月 22 日 管道安装 2011 年 4 月 8 日 2011 年 4 月 22 日 施工验收 2011 年 4 月 15 日 2011 年 4 月 19 日 试水回填 2011 年 4 月 15 日 2011 年 4 月 30 日 竣工验收 2011 年 6 月 19 日 2011 年 6 月 20 日 三 工期及施工进度安排详见 三 工期及施工进度安排详见 果园滴灌工程进度计划网络图 果园滴灌工程进度计划横道图 图略 十一十一 泵安装工程泵安装工程 一 一 水泵安装水泵安装 1 1 水泵设备安装程序 水泵设备安装程序 地脚螺丝预埋工作 水泵吊装就位 水泵定位找平 电机吊装就位 电机定位找平找正 水泵附属设备及管路的安装 水泵工艺管路安装 其它辅助设备同期安装 电机空载试验 机组带负荷试运转 工程整 体启动 试运行 2 2 水泵安装方案水泵安装方案 水泵安装工艺流程 3 3 安装前准备工作安装前准备工作 熟悉图纸要求 编制技术文件 机具 工具 材料准备 桥机安装并 已试车 清理安装现场 复核预留预埋件尺寸 复核砼基础 设备开箱 清点检查 4 4 基础设置基础设置 砼基础面修整打毛 放安装基准线 确定安装标高线 埋设机组基 础垫板 埋设机组地脚螺栓 设置斜垫铁 设置基础板 5 5 水泵安装水泵安装 水泵吊装就位 水泵中心线调整 水泵轴线调整 水泵调平 水泵 高程调整 水泵安装精度复核 钻铰定位销孔 打入定位销钉 连接基 础垫板 拧紧地脚螺栓 6 6 电机安装电机安装 32 电机吊装就位 电机位置调整 电机水平调整 电机中心标高调整 与水泵轴同轴度调整 电机安装精度复核 机座钻铰定位销孔 打入 定位销钉 连接基础垫板 拧紧地脚螺栓 空载运转 7 7 试运转试运转 连接联轴器 二期砼浇筑 机组全面检查 冷却 润滑水油路接通 油脂按量加足 电气调试完毕 二 安装前准备工作 二 安装前准备工作 1 安装前取得设计单位的施工图纸和制造厂家的设备装配图 安装 使用说明书 出厂合格证书 出厂检验记录 设备发货明细等有关技术 资料 并进行核对 编制施工工艺 进行详细的技术交底工作 2 根据所制定的机组安装方案 制作准备所需的工具 量具 设备和 加工件如水准仪 水平仪 千分表 塞尺 钢板尺等 3 做好设备开箱检查清点和接收工作 主要检查零件质量及数量等 并进行妥善的保管 三 基础准备工作及对基础的要求 三 基础准备工作及对基础的要求 1 1 基础验收检查基础验收检查 水泵安装前 先对水泵砼基础进行检查 对超差的基础进行修复或 采取其它措施予以处理 主要工作是检查砼基础的几何尺寸位置高程 地脚螺栓孔位置 尺寸 深度 倾斜度 基础本身质量 表面质量等 基础 检查允许偏差如下表 10 1 表 10 1 基础检查允许偏差 序号检查项目允许偏差 mm 1 基础坐标位置 20 2 基础平面标高 20 30 3 基础中心位置 10 4 预留地脚螺栓孔深度0 50 5 地脚螺栓孔 壁倾斜度 10 2 2 在基础上放线 确定安装位置在基础上放线 确定安装位置 水泵的基础放线 按泵房工艺平面设计图纸 依据建筑物基准轴线 来确定泵组的纵横向基准线 安装标高以建筑物和结构标高线或标高点 为标高基准点 在基础上确定安装基准线 核对与机组安装有关的基础 几何尺寸 预留孔洞的相互位置及与基准轴线的位置偏差 机组本身相 关尺寸是否与设计图纸相符等 水泵的中心线按出水管壁板上的套管实 33 际中心线确定 机组轴线要放通线 中心线和轴线两端埋设标志桩并用 冲孔标记 然后将安装基准线用墨线弹放于基础表面上作为修整砼和安 装机组的依据 在附近醒目的地方 设置标高点 用红油漆圈上 标明 标高值 并加以保护 作为设备安装标高检测的依据 安装基准线和基准高程点的允许偏差见下表 安装基准线和基准高程点的允许偏差 序号项目允许偏差 mm 说明 1 基准高程点偏差 0 2 2 机组中心线偏差 1 0 3 机组轴线偏差 1 5 4 相邻螺孔距 1 3 3 基础的处理基础的处理 在基础验收 放线后 对基础表面应进行处理 以保证安装的精度 要求 基础表面视安装精度要求 砼表面修整至 20mm m 以内 地脚螺 栓孔洞内的垂直度 应修整至地脚螺栓在设计位置放入孔洞内垂直放置 无阻碍为止 基础表面要清洗地角螺孔内的碎砼及其他杂物 清理干净 后 保护洞口 4 4 基础垫板设置基础垫板设置 水泵基础除承受机组重量外 在运行中还承受水泵的水推力 砼表 面的平整度很难保证机座在调平过程中的要求 且机座与之接触不良也 不能保证有足够的承压面积 在基础施工时应在机组基础面设计标高线 以下 40mm 处 地脚螺栓左右位置设置基础垫板 这样就能保证每块垫 板与一期砼完全接触 每块垫板面积理论上应按下式计算 S G b0n 式 中 S 是每块垫板面积 G 是基础最大荷载 kg b0是基础砼设计标号 kg cm2 n 是垫板总数 基础垫板平面平整度应符合要求 在预埋过程中用水平仪找平 其 平面高程误差控制在 1mm 以内 水平误差控制在 0 1mm m 以内 用角 钢或其他型钢支撑稳定 预埋前 按照设计位置把预埋孔口切割下来 在砼浇筑时 要注意垫板不要被碰撞移位 5 5 埋设地脚螺栓埋设地脚螺栓 水泵机座由地脚螺栓紧固 地脚螺栓埋设的质量直接影响到水泵的 运行安全 在埋设过程中 应使地脚螺栓位置偏差符合设计要求 放入 地脚螺栓孔内保持垂直状态 螺栓顶部高程和埋深与设计标高与埋深符 合 偏差不大于 0 2mm 确保螺栓不致倾斜和位置与高程的准确 待 地脚螺栓埋设 精度符合达到要求 二期砼强度达到要求后 就可以开 34 始机组安装 6 6 基础板的设置基础板的设置 如机组到货没有底座 则应设置基础板 在基础板下 每个地脚螺 栓孔两侧各放置一对反向搭叠的斜垫铁 斜垫铁的斜度 1 50 用两块 垫铁搭接的长度变化来调整基础板的水平和标高 在实际调整中 斜垫 铁的搭接面积应不小于总面积的 70 斜垫铁的总面积按下式计算 A c Q1 Q2 0 7R 式中 c 为安全系数 取 c 2 0 Q1为设备荷载 kg R 为基础砼标号 kg cm2 Q2为地脚螺栓紧固力 kg 四 水泵安装 四 水泵安装 水泵与基础板装配后 利用起重机将水泵整体吊装就位 水泵机座 地脚螺栓孔对准地脚螺栓缓慢落下 直至放在基础垫板上面已事先放好 的斜垫铁上 螺栓初拧后 卸取吊装索具 水泵就位后 首先找正水泵的水平位置 按照安装基准轴线和中心 线对正 然后利用斜垫铁将水泵高程调整至设计高程并校核其水平度 中心线方向将进出水口法兰垂直度调整好 轴线方向使水泵轴水平 水泵的水平位置度及高程调整好以后 将地脚螺栓依次对称全部紧 固 再复测所有控制数据 并作记录 如超过允许误差范围 则应对所 测数据研究后 松开地脚螺栓再重新调整 直至所有控制数据在地脚螺 栓紧固状态下均符合质量标准 再把地脚螺栓按要求拧紧 将最终检测 记录填写表格 调整完全合格后 在水泵机座与基础板上钻铰定位销孔 打入定位 销 把基础垫板 斜垫铁 基础板相互之间焊接牢固 五 电机安装 五 电机安装 将电机与基础板装配好 吊起后底座螺孔对准地脚螺栓落下 放在 已配置好的斜垫铁上 电机位置和高程的调整 应服从于电机轴与水泵 轴同轴度的调整要求 因水泵机组的安装 最关键的是水泵轴与电机轴 的同轴度精度 即在找正位置后 将水平和高程调整好 还要反复地从 两轴头或两半轴联轴器 四处测量调整同轴度 根据图纸要求 精确控制两轴端或两半轴联轴器的距离 使其控制 在允许偏差范围内 用专门制作的千分表卡具把千分表固定在电机轴头或联轴器上 依 次紧固电机地脚螺栓后 转动电机轴 测量两轴头的不同轴度 根据上 述分析结果 松开地脚螺栓 调整斜垫铁高度和电机平面位置 再重新 拧紧螺栓 测量同轴度 如此反复操作使电机与水泵同轴度控制在允差 35 范围内 电机调整合格后 按要求将电机座地脚螺栓和其它装配螺栓依次对 称拧紧 重新复核其精度无误后 钻铰定位销孔 打入定位销钉 最后 把基础垫板 斜垫铁和基础板之间点焊牢固 电机单机空载试运转合格后 连接联轴器 水机安装完成后 清理 清洗砼基础表面油污等 浇筑二期砼至设 计标高 六 水泵试运转 六 水泵试运转 水泵试运转前 首先将冷却润滑等系统安装完毕 工艺管路油路和 检测装置按设计图纸和水泵装配图纸安装 再把水泵安装部位重新检查 一遍 所有准备工作完成后 先按照验收规范标准进行水泵无负荷试运 转 并做好监测数据记录 进行试水泵运转工作 首先应建立试运转工作组织系统 确定组织 系统各岗位的职责范围 制定试运转的纪律及规章制度 做好试运转前 的准备工作 试运转的程序为 电气设备启动 辅机启动 单机空载试运 联动 空载试运 单机负载试运 联动负载试运 停机 1 电气设备送电启动 2 辅机启动 检查辅机运行情况及各部位是否正常运行 3 机组启动 开机前再次检查各部位油脂填充情况 然后空载启动 检查电机 水泵各部位是否正常 空运转时间 20min 负荷试运转机组 启动后 要随时定时检查