龙河基地柑桔园滴灌设计说明书.doc

重庆长寿区龙河镇尚蔬坊柑橘重庆长寿区龙河镇尚蔬坊柑橘 示范基地一期滴灌工程示范基地一期滴灌工程 设计说明书设计说明书 重庆市农业科学院重庆市农业科学院 20092009 年年 0101 月月 目 录 1 1 工程概况 工程概况 1 2 2 系统规划布置及设计参数 系统规划布置及设计参数 1 2 1 系统规划布置 1 2 1 12 1 1 水源工程水源工程 1 2 1 22 1 2 首部枢纽首部枢纽 1 2 1 32 1 3 输配水管网输配水管网 2 2 2 设计参数 2 2 2 12 2 1 系统设计流量系统设计流量 2 3 3 管网布置与系统工作制度设计 管网布置与系统工作制度设计 4 3 1 管网布置 4 3 2 系统工作制度设计 4 4 4 管网水力计算 管网水力计算 4 4 1 毛管和支管水力计算 4 4 2 干管管径确定和水头损失计算 5 4 3 水锤压力验算及防护 5 5 5 首部枢纽设计 首部枢纽设计 5 5 1 灌溉系统首部设计 5 5 2 控制方式规划设计 6 5 3 过滤器 6 5 4 施肥器 6 5 5 控制量测设施与保护装置 6 6 6 变配电配套工程 变配电配套工程 6 7 7 工程投资预算 工程投资预算 6 8 8 工程技施设计图 工程技施设计图 9 1 1 1 工程概况 工程概况 本项目位于长寿区龙河镇保合村 地势较平 坡度在 5 30 度之间 平均 海拔高度 400 422 米 项目区内土壤系粉质页岩风化而成的黄壤 沙溪庙组灰 棕紫泥土 遂宁组红棕紫泥土 大土泥田 土 老冲积黄泥田 土 组成 大 部分土层深度大于 0 4m 局部土层深度超过 1m 土壤 pH 值在 5 5 8 0 之间 多年平均气温 17 5 度 极端最高温 42 3 度 极端最低温 2 3 度 项目区多年 平均日照时数 1209h 无霜期长达 331 天 多年平均相对湿度 80 多年平均降 水量为 1153 4 毫米 气候比较温和 柑桔花期和幼果期的空气相对湿度 78 左 右 是我国柑桔种植的最适宜生态区 柑橘顺坡度方向南北种植 行距 4 5m 株距 3 5m 日平均作物耗水强度峰值为 4mm d 项目区现有水库提供水源 可 满足干旱年份的柑桔灌溉用水 项目区内电力供应有保证 可满足灌溉要求 本工程项目计划建设面积 2000 亩 即 66 67 2ha 划分为一个系统 地 形起伏落差达 22m 为了在合理的投资下达到均匀灌溉的效果 选择采用压力 补偿式滴灌管 该产品的特点是具有压力补偿功能 工作压力范围宽 在 0 05MPa 0 4MPa 下 流量稳定 灌溉精度较高 滴头位置根据灌溉点现场确 定 所以它特别适应复杂地形下的果树和经济林灌溉 全系统由首部加压过滤 系统 地下供水管网系统 地面滴灌管网系统三大部分组成 根据果树种植株 行距为 3 5 4 5m 的情况 滴头绕树环状布置 圆环半径为 0 6m 每棵树安装 2 只滴头 工程设计方案说明详述如下 2 2 系统规划布置及设计参数 系统规划布置及设计参数 2 12 1 系统规划布置系统规划布置 2 1 12 1 1 水源工程水源工程 利用园区内水库作为灌溉水源 水量可满足灌溉要求 水量平衡计算见设计 参数 位置见工程平面布置图 2 1 22 1 2 首部枢纽首部枢纽 首部位置经综合分析 确定在距电源较近的祝家洞水库的东北边中部 采 用潜水电泵加压 配置两级全自动过滤器和施肥器分别进行水质处理与施肥 首部装有压力表 空气阀 闸阀 水表等设备和仪表 根据该首部枢纽设备配 2 置 水头损失为 6 10m 2 1 32 1 3 输配水管网输配水管网 管网包括主干管 分干管 支管 毛管 主干管和分干管沿山脊布置 支 管与柑橘种植方向垂直 或成一定角度 布置 毛管沿柑橘种植行布置 毛管 经方案优选选用 de16 滴灌管 材质为 PE 铺设于地面 主干管 分干管及支 管采用 PVC U 管埋设在地下 2 1 42 1 4 灌水器灌水器 地形起伏较大 灌水器采用管上 压力补偿式滴头 设单株双毛细管的 配置 由 1m 长和 0 6m 长管组成 滴 头流量qd 4L h 一棵树 2 只滴头镶 于 de16PE 滴灌管上绕树布置 绕树 圆半径为 0 6m 根据土壤及所选滴头 流量湿润宽度Dw 3 2m 深度 z 0 6m 布置见图 1 相关参数见表 1 表表 1 1 滴头与毛管布设参数表滴头与毛管布设参数表 滴头型号 DKB 4 50 400 一棵树布置的滴头数 2 最佳工作水头范围h m 5 40 毛管布设间距SL m 4 5 额定流量q L h 4 毛管外 内径 mm 16 13 8 2 1 52 1 5 灌溉水质要求灌溉水质要求 本工程的取水源自该区内的水库或山坪塘 水中存在大量的有机及无机杂 质 以及沙砾等 影响滴头正常工作 因此必须采取恰当的水过滤系统 过滤 精度须达到 200 目 2 32 3 水质处理方案水质处理方案 为保护灌溉系统 有效过滤杂质 应当采用多级过滤系统 并实现自动发 冲洗功能 2 22 2 设计参数设计参数 2 2 12 2 1 系统设计流量系统设计流量 柑橘树毛管压力补偿式滴头 4 54 54 5 4 5 3 5 3 5 图图 1 1 毛管及滴头布置示意图毛管及滴头布置示意图 3 依据 微灌工程技术规范 GB T 2008 并结合当地情况 取系统每 天运行时间 C 22h 一个系统控制面积 A 66 67 2ha 设计耗水强度 Ia 4mm d 0 9 代入式 1 计算满足该区柑橘需水的流量至少应为 m3 h 1 270 229 0 267 6641010 a C AI Q 系统设计流量取 280m3 h 即可满足柑橘树灌溉要求 2 2 22 2 2 土壤湿润比土壤湿润比p p 毛管单行直线布置 如图 1 Dw 2 84m 株距St 3 5m 行距Sr 4 5m 代 入式 2 得 2 40 100 5 45 3 84 2 785 0 100 785 0 22 rt W SS D p 2 2 32 2 3 设计灌水定额设计灌水定额m m 土壤容重 1 45g cm3 计划湿润深度z 0 6m p 40 根据柑橘树生长 最适宜的土壤含水量 灌溉土壤水分上下限范围取田间持水量的 80 和 70 田 间持水量为 25 因此 max 80 25 20 min 70 25 17 5 依据式 3 计算得灌水定额为 3 mmzpm67 9 5 1720 406 045 11 0 1 0 minmax 2 2 42 2 4 设计灌水周期设计灌水周期T T m 9 67mm Ia 4mm d 0 9 依据式 4 计算得最大灌水周期为 4 dImT a 2 29 0 4 67 9 取灌水周期为 2d 依据式 5 将设计灌水定额调整为 5 mmTIa89 8 9 0 24 m 2 2 52 2 5 一次灌水延续时间一次灌水延续时间t t m 8 89mm St 4m Sr 5m n 2 qd 4L h 代入式 6 计算得一次灌水延续时 间 6 组 5 17 42 5 45 389 8 h nq SmS t d rt 表表 2 2 系统设计参数表系统设计参数表 序号项目参数值序号项目参数值 1 灌溉补充强度Ia mm d 45 设计灌水定额m mm 8 89 4 2 系统总供水流量 Q m3 h 1406 设计灌水周期T d 2 3 灌溉水有效利用率 0 9 4 土壤湿润比P 40 7 一次灌水延续时间t h 组 17 5 3 3 管网布置与系统工作制度设计 管网布置与系统工作制度设计 3 1 管网布置 毛管沿柑橘种植行即顺坡方向布置 根据地形条件在支管两侧双向或一侧 单项铺设 其长度受地形 灌水器工作压力范围 毛管进口压力及轮灌组划分 等因素制约 支管沿等高线方向铺设 毛管不同铺设长度时进口需要的工作水 头不同 干管沿山脊布置 一条主干管 两条分干管 呈 鱼骨式 总体管网 布置见工程平面布置图 3 23 2 系统工作制度设计系统工作制度设计 3 2 13 2 1 轮灌组划分轮灌组划分 单个滴头设计流量为qd 4L h 系统设计流量为Q 280m3 h 280000L h 系 统总滴头数为 1000 666 7 3 5 4 5 2 2 84660 2 个 系统实际轮灌 组数可由式 7 确定 7 4 2 280000 4284660 Q q N d 对轮灌组数进行调整 按轮灌方式运行 5 6 条支管为一个轮灌组 共划 分 3 个轮灌组 3 2 23 2 2 各级管道设计流量的确定各级管道设计流量的确定 根据运行方案逐级推算出各级管道的设计流量 毛管 140m 长度时流量为 320L h 支管流量为所控制的毛管的流量的总和 分干管流量为所控制支管中 同时开启的支管的流量总和 依此类推 可求得其它管段流量 主干管流量为 同时开启的所有支管流量总和 即系统设计流量 5 4 4 管网水力计算 管网水力计算 4 14 1 毛管和支管水力计算毛管和支管水力计算 毛管和支管均为多空出流管 依据式 8 计算 8 e m m b m de S S N m N d qkfS h 0 1 1 1 48 0 毛 详细步骤及数据略 4 24 2 干管管径确定和水头损失计算干管管径确定和水头损失计算 经济管径的内径 D 的计算依据式 9 9 43 0 15 0 10 干 QxtD nn 由于管材价格的变化 需用式 10 将管径修正 10 3900 15 0 DYD 经计算及选用管径见图纸 管径确定后依据式 11 计算水头损失 11 L d kfQ h b m 干 综上所述 系统设计工况下产生水泵出口压力最大时各级管道水头损失总 和为 23m 计入地形高差 22m 和灌水器工作压力 10m 等主干管进口需要工作水 头为 55m 4 34 3 水锤压力验算及防护水锤压力验算及防护 主干管承受压力较大 因此主要对主干管进行验算 主干管外径为 D 225 0mm 壁厚e 12 4mm 压力等级为 1 MPa 的 PVC U 管 其弹性模量为 Es 2500MPa V初 2 47m s V末取 0m s V 2 47m s 依据 微灌工程技术 规范 SL95 103 4 5 2 1 和 4 5 2 2 计算得 C 365 6m s H 92m 则计入 水锤后的管道工作压力 主干管进口处压力为 55m 水头 为 55 92 147m 小于管 道额定压力的 1 5 倍 100 1 5 150m 故不采取水锤防护措施 5 5 首部枢纽设计 首部枢纽设计 5 15 1 灌溉系统首部设计灌溉系统首部设计 灌溉水源为地表水 取自园区新建水塘 水中含有较多的有机 无机杂质 6 和一些固体悬浮物 未了去除这些杂质 须在灌溉系统设置多级过滤 在前池 进口处安装栏污栅作为初级过滤 水泵出口设置自动反冲洗砂石过滤器和网式 过滤器 配置相应的流量计 压力表和其他相应设备 为保护管路安全运行 须设置安全泄压阀 安全泄压阀需外接管路 将泄压水引回蓄水利用设施 5 25 2 控制方式规划设计控制方式规划设计 控制方式有手动控制 半自动控制和计算机全自动控制等 本项目选择的 控制方式应为手 自动结合的模式 力求达到满足果树需水前提下用水较少 劳动强度较低和节省劳务费等要求 5 35 3 过滤器过滤器 因水源为库水 含杂质主要是有机物 根据选用灌水器对水质的要求选用 全自动 200 目 过滤器 过滤即可满足该滴灌系统要求 其设计流量为 280m3 h 5 45 4 施肥器施肥器 为完善灌溉体系的水肥一体 须配备施肥罐 要求水肥合理配比和施灌 本系统规划面积为 2000 亩 为了便于管理操作 选用全自动施肥器 5 55 5 控制量测设施与保护装置控制量测设施与保护装置 灌溉控制阀压力选择在 15kg cm2 阀上可配装压力调节器 设置阀后管道压 力 确保滴灌管在正常工作压力进行灌溉以提高灌溉均匀度 同时 要求务必安装自动进排气阀和安全阀等阀体 以保障系统的安全运 行 阀门箱与电磁阀配套使用 以达到有效保护箱内设备的目的 控制量测和保护装置主要有压力表 控制阀 进排气阀 逆止阀等 压力 表 闸阀 空气阀为过滤器配带 逆止阀与水泵配套 6 6 变配电配套工程 变配电配套工程 采用一个首部一变设计 主要包括变压器 水泵 电机 启动柜等 根据 系统设计流量和压力要求 可选用两台 250QJ140 80 潜水电泵并联 一台额定 功率为 55kw 额定电流为 115A 要求电机配套功率为 70kw 则变压器容量等级 7 需用 200kVA 即可满足要求 7 7 工程投资预算 工程投资预算 本工程总投资 施工及设备安装费用见下表 单位单位 元元 序号序号项目名称及费用项目名称及费用尚蔬坊基地基地尚蔬坊基地基地 1 第一部分 设备及安装第一部分 设备及安装建安建安材料材料 总计总计备注备注 2 一地埋 PVC 管材部分 3 二地埋管件 4 三地面滴灌管 5 四地面管件及控制设备 7 五排水阀及管件 8 六首部设备及连接件 9 七配电设备用户自购 小计 9 第二部分 建筑工程及其它第二部分 建筑工程及其它 10 一土建工程 11 二一般项目 12 小计 13 第三部分 工程投资第三部分 工程投资 14 一总投资 15 二亩造价 材料及用量表 编号编号名称名称规格规格单位单位用量用量 第一部分 设备及安装第一部分 设备及安装 一一地埋地埋 PVCPVC 管材部分管材部分 1 PVC 管 50 0 6MPa 米 36624 2 PVC 管 63 0 6MPa 米 5184 8 3 PVC 管 110 0 6MPa 米 3336 4 PVC 管 160 1 0MPa 米 300 5 PVC 管 200 1 0MPa 米 300 6 PVC 管 225 1 0MPa 米 660 7 PVC 双扩 L 1 2 米 50 0 6MPa 根 80 8 PVC 双扩 L 1 2 米 63 0 6MPa 根 20 9 PVC 双扩 L 1 2 米 110 0 6MPa 根 12 10 PVC 双扩 L 1 2 米 160 1 0MPa 根 6 11 PVC 双扩 L 1 2 米 200 1 0MPa 根 1 12 PVC 双扩 L 1 2 米 250 1 0MPa 根 1 二二地埋管件地埋管件 1 PVC 异径三通 110 50 个 180 2 PVC 异径三通 110 63 个 25 3 PVC 异径三通 160 110 个 12 4 PVC 异径接头 110 63 个 25 5 PVC 异径接头 160 110 个 12 6 PVC 异径接头 63 50 个 16 7 PVC 等径三通 50 50 个 640 10 PVC 等径弯头 50 900 个 640 11 PVC 等径弯头 110 900 个 10 12 PVC 等径弯头 160 900 个 8 13 PVC 内丝直接 32 个 32 14 进排气阀 1 套 32 15 PVC 或铁蝶阀 110 个 12 16 PVC 平承法兰 110 套 24 17 螺丝接蝶阀用