白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计.doc

本科毕业设计本科毕业设计 设计题目设计题目 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 学学 院院 工 学 院 专专 业业 农业水利工程 毕业届别毕业届别 2 0 1 1 届 姓姓 名名 刘 耀 民 指导教师指导教师 安 进 强 职职 称称 副 教 授 甘肃农业大学教务处制 二 一 一 年 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 1 目目 录录 摘要 1 1 基本资料 1 2 设计任务 1 3 设计说明书 2 3 1 设计原则及系统选型 2 3 1 1 设计原则 2 3 1 2 系统选型 2 3 2 灌溉制度的拟定及系统工作制度设计 2 3 2 1 灌溉制度的拟定 2 3 2 2 系统工作制度设计 5 3 3 喷头选型及组合间距 7 3 3 1 计算允许的喷头最大喷灌强度 7 3 3 2 选择喷头 7 3 4 田间管网及系统流量计算 8 3 4 1 管材选型 8 3 4 2 系统流量计算 8 3 5 管道系统水力计算 11 3 5 1 管径的选择 11 3 5 2 干 分干管水力计算 13 3 6 管网布置 18 3 7 水源工程 18 3 8 排水及道路系统 18 3 9 材料设备用量及工程概预算 19 3 9 1 首部枢纽工程 19 3 9 2 田间工程 20 3 9 3 工程投资概算 21 4 工程效益分析 23 4 1 工程概况 23 4 2 经济效益分析 23 4 3 成本水价分析 24 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 2 4 3 1 成本构成 24 4 3 2 水价预测 24 4 4 社会效益 24 4 5 环境效益 24 4 6 节水效益 24 5 参考文献 26 致谢 28 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 3 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 甘肃农业大学工学院 07 农业水利工程 摘要 喷灌是利用喷头等专用设备把有压水喷洒到空中 形成水滴落到地面和作物表面的灌水方法 喷灌具有省水 省工 省地 保土 保肥等优点 便于实现灌溉机械化和自动化 还可以喷洒化肥 农药等 喷灌对土地平整要求不严格 特别适用于地形复杂 推行沟畦灌比较困难的地区 本灌区根据 景观要求 以及绿地乔 冠 草的种植结构 采用灌区加压的水流进入输水总干管 常埋设在地下 干管 分干管 支管 铺设在地表下方的喷灌管 带 再由支管上的喷头喷于植株花卉叶片 供植株 花卉根系吸收 喷灌技术不但能够实现节水高产 而且由于其能够很好的抑制土壤盐分的上移 有效 消除土壤盐渍化的危害 再加上施工和管理方便等优点 目前已成为经济实用的灌溉技术之一 在我 国干旱和半干旱地区得到了广泛应用 具体设计步骤为 第一步 根据提供的基本资料 规划系统布 置 初定首部枢纽配置及输配水管网的布置方案 选取管材和基本设计参数 确定喷头规格 第二步 根据选定参数计算系统的其它相关设计参数 第三步 根据各级管道的水力计算 确定各级管道管径 并确定管网布置与系统工作制度 第四步 计算主要设备材料用量 关键词 喷灌 管网 水头损失 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 1 1 1 基本资料基本资料 1 地形 本项目区地形条件较好 地势较为平坦 2 土壤 当地土壤为沙土 土层厚度不小于 1 0 米 土壤透水性强 3 气候 白银市属中部干旱地区 年降雨量较少 且年内分配不均 年平均降雨量为 185 498mm 年平均蒸发量为 1488 2295mm 干旱指数在 8 14 之间 干燥度在 1 6 3 53 之间 该地区常年风速较大 风向多变 4 作物 项目区作物以苗木花卉为主 5 水源 白银市西区生态苗圃的灌溉用水 生活用水来自园区入口处的市政给水管网 压力 供给 0 16MPa 经一泵站沿入场道路敷设至山顶蓄水池 从蓄水池给水 6 设计范围 规划设计总面积约为 418 亩 设计灌溉面积 408 亩 白银市西区生态苗圃实际种 植面积 道路及其它占地面积为 10 亩 根据白银市西区生态苗圃位置 地形 地块 及水源条件 结合项目种植作物的生长特性 整个白银市西区生态苗圃 408 亩的灌溉 面积采用沟窝灌溉和喷灌灌溉相结合的方式 本设计主要设计喷灌灌溉面积上的管网 设计 2 2 设计任务设计任务 1 灌溉制度和工作制度 2 喷头选择 3 设计参数选定 4 水力计算 5 管网设计 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 2 6 主要材料统计 7 工程量 3 3 设计说明书设计说明书 3 13 1 设计原则设计原则及系统选型及系统选型 3 1 13 1 1 设计原则设计原则 1 体现先进技术的集成 实现水资源的高效利用 通过在试验段采取多种灌水技术 研究不同灌溉形式的节水 研究不同乔 冠 草品种的需水特征 制定合理的灌溉制度 采取科学管理 科学灌溉 充分体现 节 水 与 增效 的特点 2 突出生态环保的思想 体现雨水资源的综合利用 通过试验区雨水的收集 储藏 处理 回用等技术细节的研究 实现雨水资源的 利用 实现 开源 与 节水 并重和水资源的高效利用 3 1 23 1 2 系统选型系统选型 根据景观要求 以及绿地乔 冠 草的种植结构 综合比较各种灌溉形式的优缺 点 计划采取固定式喷灌的灌溉形式 该灌溉方式具有以下主要优点 a 地形适应性较强 可以满足道路两侧起伏地景造型的灌溉要求 b 喷灌高度可以调节 可以基本覆盖不同高度的的乔 冠作物 c 灌水均匀度较高 景观效果好 d 系统操作简便 省时省工 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 3 3 23 2 灌溉制度的拟定及系统工作制度设计灌溉制度的拟定及系统工作制度设计 3 2 13 2 1 灌溉制度的拟定灌溉制度的拟定 项目白银市西区生态苗圃遵照高起点 科技含量高的总体要求规划设计 但白银 市西区生态苗圃苗木种类较多 给水条件复杂 通过比较一定规模的花卉在整个生育 期蓄水量较大 灌溉次数较多 因此本规划以花卉为种植苗木进行灌溉制度的制定依 据进行水力计算 1 设计灌水定额 由于白银市西区生态苗圃无花卉需水量的实测资料 为充分结合花卉生长特性 地块设计灌溉定额采用田间持水量资料进行计算 对于绿地 适宜土壤含水率的上限 为田间持水量的 90 100 取 95 下限为田间持水率的 65 70 取 70 设计灌水定额用下式计算 3 1 田 667 21 s rhm 式中 灌水定额 单位 m3 亩 m h 计划湿润层深度 取 1 0m 以草坪的计划湿润层为计算深度 r 湿润层土壤干容重 t m 取 1 60g cm 田间持水量 取 20 s 适宜土壤含水率上限 95 1 适宜土壤含水率下限 70 2 灌溉水利用系数 取为 0 8 田 对于绿地 灌水定额为 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 4 3 667 1 0 1 60 20 95 70 0 8 79 60 m m mm 亩 设计灌水次数 6 次 所以本次设计灌溉定额设定为 3 m 1 5 60mm 6 1 5 240 m 设 灌水定额灌水次数 次 亩 2 设计灌水周期 作物在其整个生长过程中 其日耗水量是随着作物的生长而不断发生变化的 为 了确定植物的灌水周期 首先要确定其日耗水量峰值 对于绿地 取日平均峰值耗水 强度为 5 5mm d 结合花卉生长特性及项目自然条件 考虑到花卉 苗木的遮荫率 设计灌溉周期为 T m e 田设设 3 2 60 5 5 0 8 8 7 天 取整 9 天 式中 T设 灌水周期 d m设 灌水定额 mm e 日平均耗水量 mm d 3 单个喷头工作时间 由公式 t S设 m 1000 q 3 3 100 60 1000 1 5 4h 4 设计喷头 一个喷头按控制 100m2面积设计 喷头流量设计为 1 5m3 h 根据灌区苗木花卉的 实际情况 设计湿润层厚度为 1 0m 一次须灌溉的水量为 5 60 t mmm s q14 100 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 5 5 灌溉制度 白银市西区生态苗圃花卉的灌水时间因地制宜 从定植开始分 6 次灌溉 每次灌 水间隔时间根据实际情况具体确定 全年白银市西区生态苗圃每亩每次净灌水量 0 06 667 40m3 每年灌水次数为 6 次 则白银市西区生态苗圃年灌溉用水量为 3 40 408 6 0 8 10000 12 2m 万 式中 0 8 为喷灌系统水利用系数 3 2 23 2 2 系统工作制度设计系统工作制度设计 1 喷灌系统选型 经技术经济论证 为有效利用系统设备 减少工程投资 拟采用分组轮灌方 式进行灌溉 2 灌区的总体布置 灌区地势较平坦 但形状不规则 根据灌区形状总干管道分为两条布置 将 支管每15亩分为1个轮灌组 共计15 2个轮灌组 每天灌溉12小时 9天全部 灌完 系统日工作12h 具体分组及轮灌顺序见表1 1 表表 1 11 1 管道系统结构及轮灌顺序表管道系统结构及轮灌顺序表 灌 溉 方 式 总 干 管 编 号 长度 m 干管 编号 干管 长度 m 分干管编号 分干管 长度 m 田块编号 面积 亩 轮灌编 号 分干 1 1 1 75116 7 分干 1 1 2 17779 2 1 分干 1 1 3 230 51216 12 分干 1 1 4 1081310 33 分干 1 1 5 1461513 54 喷 灌 总 干 管 1 370 干管 1 1 797 分干 1 1 6 1951710 95 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 6 分干 1 1 7 19219116 169 2 分干 1 1 8 235 185 7 87 6 分干 1 2 1 165 5 95 7 8 分干 1 2 2 153 81015 69 275 284 9 分干 1 2 3 351 304 5 10 分干 1 2 4 71 5246 811 分干 1 2 5 13814 11212 分干 1 2 6 108 52510 813 分干 1 2 7 254 514 29 314 分干 1 2 8 1962014 115 分干 1 2 9 114 3219 516 干管 1 2 352 分干 1 2 10 187 1225 917 23 112 31 分干 2 1 1 276 23 212 32 干 2 1 87 分干 2 1 2 119294 43 34 111 24 分干 2 2 1 188 34 211 15 337 7 分干 2 2 2 216 5 328 8 6 干 2 2 264 分干 2 2 3 154 52616 67 分干 2 3 1 2173518 28 分干 2 3 2 1503610 4 分干 2 3 3 128377 3 9 388 4 喷 灌 总 干 管 2 645 干 2 3 585 分干 2 3 4 227 397 8 10 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 7 3 33 3 喷头选型及组合间距喷头选型及组合间距 3 3 13 3 1 计算允许的喷头最大喷灌强度计算允许的喷头最大喷灌强度 根据 喷灌技术 的规定 查得沙土的允许喷灌强度为 允 20mm h 喷头采用多 行喷头同时喷洒运行方式 且灌区风速较大 风向多变 因此 喷头组合形式用正方 形 查表得Ka Kb 1 0 由多喷头组合喷灌强度公式 1000Q A 即 1000 1 5 0 8 100 12mm h 图1 苗圃田间支管及喷头布置 3 3 23 3 2 选择喷头选择喷头 喷头的选择主要考虑四方面的因素 1 喷灌强度不超过允许土壤喷灌强度 2 喷灌均匀度不低于规范要求 3 雾化指标不低于植物的要求 4 有利于减少管理运行费用 该地区土壤允许喷灌强度为 12mm 灌区作物为花卉 因此 查喷灌设计 要 求雾化指标应在4000 5000范围内 喷灌均匀度不低于8 故选择喷头时 其雾化指 标应符合上述要求 流量满足设计要求 查喷头性能表 选用PYQ 1型的喷头 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 8 3 3 4 4 田间管网及系统流量计算田间管网及系统流量计算 3 4 13 4 1 管材选型管材选型 根据我省节水项目的实施经验及现状节水产品的特性 干管选用 UPVC 立管选 用镀锌钢管 3 4 23 4 2 系统流量计算系统流量计算 本次系统管道按四级设计 即总干管 干管 分干管和支管 各级管道的设计流 量及各田块所需喷头数按面积确定 具体计算如下 1 支管进口流量 每根支管的进口流量为其上喷头流量之和 由于白银市西区生态苗圃部分地块不 规整 加之整个系统水力计算不需要计算出每根支管的流量 因此本次不再计算出每 根支管流量 只计算出每个田块中铺设最长的支管流量 表表 1 21 2 田块中铺设最长支管流量表田块中铺设最长支管流量表 分干管编号 铺设最长的支管 长度 铺设最长的支 管喷头数 喷头流量铺设最长的支管流量 1 1 180 161 524 1 1 275 151 522 5 1 1 364 131 519 5 1 1 470 141 521 1 1 545 91 513 5 1 1 640 81 512 1 1 760 121 518 1 1 870 141 521 1 2 170 141 521 1 2 270 141 521 1 2 350 131 519 5 1 2 470 141 521 1 2 570 141 521 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 9 1 2 670 141 521 1 2 745 91 513 5 1 2 860 121 518 1 2 960 121 518 1 2 1040 81 512 2 1 180 161 524 2 1 280 161 524 2 2 140 81 512 2 2 2120 241 536 2 2 365 131 519 5 2 3 190 181 527 2 3 285 171 525 5 2 3 360 121 518 2 3 460 121 518 2 分干管进口流量 如果田块规整 各分干管的进口流量则为其上支管进口流量之和 考虑到不计算 出每根支管流量 本次分干管流量采用下式计算 L分干管 A S q 3 5 式中 L分干管 为分干管流量 L h A 为分干管控制灌溉面积 亩 S 为每亩灌溉面积上布置的喷头数量 个 q 为单个喷头流量 L h 各分干管进口流量计算结果见表 1 2 3 干管进口流量 干管进口流量为各支管进口流量之和加上分干管部分段直接控制地块所需流量 各干管进口流量计算结果见表1 2 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 10 4 总干管流量 白银市西区生态苗圃整个灌溉系统需2根总干管 系统采取的工作制度为轮灌制度 因此 总干管的流量等于各分干管中进口流量最大的支管进口流量 喷灌时总 干管流量为190 1m3 h 表表 1 21 2 管道流量推算表管道流量推算表 轮灌天 数 总 干 管 编 号 干管 编号 分干管 编号 支 管 编 号 田 块 数 量 田块 面积 亩 支管总长度 m 分干管 进口流 量 m3 h 干管进 口流量 m3 h 总干管 流量 m3 h 1 1 116 77 80 560 8 67 3 1 1 219 275 10 75092 5 1 1 3116 164 20 1280161 8 1 1 1 4110 370 10 700103 5 1 1 5113 580 14 1120135 7 1 1 6110 945 18 810109 5 2 1 1 711140 17 680110 6 9 2 1 1 1 1 82 5 60 18 1080142 7 161 8 1 2 127 616 1120 1792076 4 3 1 2 215 715 1050 15750156 8 1 2 3115 623 1150 26450144 7 1 2 4157 490 343049 1 2 514 914 980 17320120 6 4 1 2 614 59 630 5670108 5 1 2 716 814 630 882093 5 1 2 811218 1080 19440141 75 1 1 1 2 1 2 9110 811 660 726095 5 156 8 161 8 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 11 1 2 1019 312 480 576059 3 12 360 15 900123 6 2 1 12 12 380 10 800123 662 1 2 1 214 440 7 28044 2 123 6 11 2100 8 800 2 2 12 11 1120 8 960 190 1 7 7 7 2 2 22 8 8 65 20 1300 165 8 2 2 2 2 3116 690 12 1080166 8 190 1 2 3 1118 285 17 1445182 98 2 3 2110 460 14 840104 5 2 3 317 350 10 50073 5 8 460 9 54084 49 2 2 3 2 3 42 7 860 15 90078 4 182 9 190 1 总 计 33 3 53 5 管道系统水力计算管道系统水力计算 3 5 13 5 1 管径的选择管径的选择 各级管道的试算管径为 40 250mm 根据各级管道的试算管径 计算出各级管道在 必须通过最大流量时所产生的水头损失 根据水头损失大小的合理性 确定各级管道 的管径 在确定分干管管径时需考虑下级管道的所需水头 管径按下式确定 3 6 4 1 13 QQ d vv 式中 d 管道内径 m v 管道内水的流速 m s Q 设计流量 m3 s 按塑料管适宜流速取管道流速 v 1 20m s 和设计流量来计算确定各级管道管径 同时 尽可 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 12 能使管道沿程水头损失最小 表表 1 31 3 分干管管道直径设计计算分干管管道直径设计计算 分干管编号 分干管进 口流量 m3 h 初选管道 适宜流速 m3 s 初选分干管 管径 mm 根据初选选择 干管管径外径 mm 内径 mm 根据内径 计算流速 m3 h 1 1 167 3 1 2141 160 4 9150 21 06 1 1 292 5 1 2165 200 6 2187 60 93 1 1 3161 8 1 2219 250 7 7234 61 05 1 1 4103 5 1 2175 200 6 2187 61 05 1 1 5135 7 1 2200 200 6 2187 61 37 1 1 6109 5 1 2180 200 6 2187 61 11 1 1 7110 6 1 2181 200 6 2187 61 12 1 1 8142 71 2205 250 7 7234 60 92 1 2 1133 7 1 2199 250 4 9234 60 86 1 2 2156 8 1 2215 250 7 7234 61 01 1 2 3144 7 1 2207 250 7 7234 60 93 1 2 468 3 1 2142 160 4 9150 21 08 1 2 5120 6 1 2189 200 6 2187 61 22 1 2 6108 5 1 2179 200 6 2187 61 10 1 2 793 5 1 2166 200 6 2187 60 94 1 2 8141 7 1 2205 250 7 7234 60 92 1 2 995 5 1 2168 200 6 2187 60 96 1 2 1059 3 1 2132 140 4 3131 41 22 2 1 1247 2 1 2240 250 7 7234 61 11 2 1 244 2 1 2114 140 4 3131 40 91 2 2 1190 11 2237 250 7 7234 61 01 2 2 2165 81 2221 250 7 7234 61 07 2 2 3166 8 1 2222 250 7 7234 61 08 2 3 1182 9 1 2233 250 7 7234 61 18 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 13 2 3 2104 5 1 2176 200 6 2187 61 06 2 3 373 4 1 2147 160 4 9150 21 16 2 3 4162 81 2219 250 7 7234 61 05 表表 1 41 4 总干管 干管管道直径设计计算总干管 干管管道直径设计计算 设计管径 d mm 项目 管道经济流速 v m s 管道设计流量 Q m3 h 外径 mm 内径 mm 干管 1 1 干管 1 2 干管 2 1 干管 2 2 干管 2 3 1 05 1 08 1 11 1 02 1 00 161 8 156 8 123 6 190 1 182 9 250 7 7 250 7 7 160 4 9 250 7 7 250 7 7 234 6 234 6 150 2 234 6 234 6 总干管 1 1 总干管 1 2 1 05 1 02 161 8 182 9 250 7 7 250 7 7 234 6 234 6 计算分干管进口设计水头时 由分干管在平坦地形下各长度范围对应的工作水头 加上分干管末端与进口处的高程差值求得 分干管各长度范围对应的工作水头由表1 2 查得 各田块支管所需进口设计水头见表1 6 3 5 23 5 2 干 分干管水力计算干 分干管水力计算 管道水头损失计算 单孔管的沿程水头损失按下式计算 hf f L Qm db 3 7 式中 hf 沿程水头损失 m L 管长 m Q 流量 m3 h d 管内径 mm f 摩擦系数 UPVC 管取 f 94800 m 流量指数 UPVC 管取 m 1 77 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 14 b 管径指数 UPVC 管取 f 4 77 管道局部水头损失按照沿程水头损失的10 计算 则管道总水头损失h 1 1 hf 计算结果见表1 5 表表 1 51 5 分干管水头损失计算表分干管水头损失计算表 出口 数 长度流量 外径内径流速 沿程 损失 局部 损失 总 损失分干管编号 Nmm3 hmmmmm smmm 分干管 1 1 1 77567 3 160 4 9150 21 061 0 51 0 05 0 56 分干管 1 1 2 1017792 5 200 6 2187 60 934 0 73 0 07 0 80 分干管 1 1 3 20230161 8 250 7 7234 61 045 0 87 0 09 0 96 分干管 1 1 4 10108103 5 200 6 2187 61 046 0 54 0 05 0 60 分干管 1 1 5 14146135 7 200 6 2187 61 371 1 18 0 12 1 30 分干管 1 1 6 18195109 5 200 6 2187 61 107 1 08 0 11 1 19 分干管 1 1 7 17192110 6 200 6 2187 61 117 1 08 0 11 1 19 分干管 1 1 8 18235142 7250 6 2234 60 922 0 72 0 07 0 79 分干管 1 2 1 16166133 7 250 7 7234 60 864 0 45 0 04 0 49 分干管 1 2 2 15154156 8 250 7 7234 61 013 0 55 0 06 0 61 分干管 1 2 3 23351144 7 250 7 7234 60 935 1 10 0 11 1 21 分干管 1 2 4 771 568 3 160 4 9150 21 077 0 49 0 05 0 54 分干管 1 2 5 14138120 6 200 6 2187 61 218 0 91 0 09 1 00 分干管 1 2 6 9109108 5 200 6 2187 61 097 0 59 0 06 0 65 分干管 1 2 7 1425593 5 200 6 2187 60 944 1 06 0 11 1 17 分干管 1 2 8 18196141 7 250 7 7234 60 915 0 59 0 06 0 65 分干管 1 2 9 1111495 5 200 6 2187 60 965 0 50 0 05 0 54 分干 1 2 10 1218759 3 140 4 3131 41 221 1 91 0 19 2 10 分干管 2 1 125276 123 6 200 6 2187 61 112 0 94 0 09 1 03 分干管 2 1 27119 44 2 140 4 3131 40 911 0 72 0 07 0 80 分干管 2 2 116188 190 1 250 7 7234 61 008 0 54 0 05 0 59 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 15 分干管 2 2 220217 165 8 250 7 7234 61 071 0 86 0 09 0 94 分干管 2 2 312155 166 8 250 7 7234 61 078 0 62 0 06 0 68 分干管 2 3 117217 182 9 250 7 7234 61 182 1 03 0 10 1 13 分干管 2 3 210150 104 5 200 6 2187 61 056 0 76 0 08 0 84 分干管 2 3 314128 73 4 160 4 9150 21 156 1 01 0 10 1 11 分干管 2 3 424227 162 8 250 7 7234 61 052 0 87 0 09 0 96 表表 1 61 6 各田块支 分干管所需进口水头各田块支 分干管所需进口水头 分干管 编号 单根 支管 长度 喷头型号 设计喷头正常 工作所需水头 m 支管进 出 口高差 m 支管进口 设计水头 m 分干管设 计工作水 头 m 分干管 1 1 1 80 低压喷头 152 01717 56 分干管 1 1 2 75 低压喷头 152 01717 80 分干管 1 1 3 64 低压喷头 152 01717 96 分干管 1 1 4 70 低压喷头 152 01717 60 分干管 1 1 5 80 低压喷头 152 01718 30 分干管 1 1 6 45 低压喷头 152 01718 19 分干管 1 1 7 40 低压喷头 152 01718 19 分干管 1 1 8 60 低压喷头 152 01717 79 分干管 1 2 1 70 低压喷头 152 01717 49 分干管 1 2 2 70 低压喷头 152 01717 61 分干管 1 2 3 50 低压喷头 152 01717 21 分干管 1 2 4 70 低压喷头 152 01717 54 分干管 1 2 5 70 低压喷头 152 01718 00 分干管 1 2 6 70 低压喷头 152 01717 65 分干管 1 2 7 45 低压喷头 152 01718 17 分干管 1 2 8 60 低压喷头 152 01717 65 分干管 1 2 9 60 低压喷头 152 01717 54 分干管 1 2 10 40 低压喷头 152 01719 10 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 16 分干管 2 1 1 80 低压喷头 152 01717 03 分干管 2 1 2 40 低压喷头 152 01717 80 分干管 2 2 1 120 低压喷头 152 01717 59 分干管 2 2 2 65 低压喷头 152 01717 94 分干管 2 2 3 90 低压喷头 152 01717 68 分干管 2 3 1 85 低压喷头 152 01718 13 分干管 2 3 2 60 低压喷头 152 01717 84 分干管 2 3 3 50 低压喷头 152 01718 11 分干管 2 3 4 60 低压喷头 152 01717 96 多孔管道的沿程水头损失按下式计算 3 8 ffz Fhh 3 9 b m fz d LQ fh 3 10 XN X N m Nm N F 1 1 6 1 2 1 1 1 2 h fz 多孔管道沿程水头损失 m hfz 单孔管道沿程水头损失 m F 多口系数 N 孔口数 X 多孔管道首孔位置系数 即管道入口至第一个孔口的距离与孔口间距之 比 管道局部水头损失按照沿程水头损失的10 计算 则管道总水头损失 h 1 1 hfz 干 分干管管径确定及水力计算结果详见表1 7 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 17 表表 1 71 7 干管 总干管水力计算表干管 总干管水力计算表 管径所对应的水头损失 m 管道名称 长度 m 流速 m 流 量 m3 h 最小水 头 m 110140160200250 设计 进口 水头 m 干管 1 1 7971 23161 818 301 2119 51 干管 1 2 3521 11156 819 010 5019 51 干管 2 1 871 41123 617 031 1218 15 干管 2 2 2641 25190 117 940 9518 89 干管 2 3 5851 39182 918 131 3119 44 总干管 1 3701 23161 819 102 1021 20 总干管 2 6451 39190 117 944 5222 46 在总干管设计水头的基础上再预留4 7米的水头 根据地形及供水要求选择输水管线最长且地面高程最高 即损失最大线路 最不利点 列于表 1 8 表表 1 81 8 最不利点管道水力计算结果最不利点管道水力计算结果 最不利点 管道编号 水头损失 1 1 42 3 3 最远端喷头地面高程 m 1719 051724 35 最不利管道长度 m 14321310 管路沿程水头损失 hf m 3 23 7 管路局部水头损失 hj m 0 320 37 总水头损失 h m 3 524 07 根据上表计算结果 总干管1的设计出口水头为 最不利管道水头损失 喷头正常工作所需水头 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 18 3 52 17 20 52 小于 出水口端地面高程 最远端喷头地面高程 1750 50 1719 05 31 45 总干管2的设计出口水头为 最不利管道水头损失 喷头正常工作所需水头 4 07 17 21 07m 小于 出水口端地面高程 最远端喷头地面高程 1750 50 1724 35 26 15m 根据在总干管设计水头的基础上再预留4 7的水头的要求 两干管设计水头都满足灌溉 要求 3 63 6 管网布置管网布置 白银市西区生态苗圃田间供水管网将区内 33 个田块划分为 9 个轮灌组 包括总干 管 2 条 干管 5 条 分干管 27 条 支管 398 条 田间管道具体布置方式详见白银市西 区生态苗圃总体布置图 在管道分级连接处或不同灌片管道间安装电磁阀 数传水表 及闸阀 根据闸阀布设情况集中设置阀门井 阀门井布设情况及其结构型式详见白银 市西区生态苗圃供水管网图和阀门井结构设计图 在布设田间管道的同时选定首部枢纽设备后对系统压力均衡度进行校核 按设计 在 系统正常工作的条件下 采用进口水头减去管道水头损失的方法计算各级管道的尾部 水头和下一级管道的进口水头 经计算复核 系统压力均衡 系统能正常工作 3 73 7 水源工程水源工程 该园区供水水源接自设在兰白高速公路管理站附近的DN200的市政供水管网 因 为该管网压力为0 16MPa 不能满足园区供水压力要求 所以在园区内部道路与兰白 高速公路接入口位置附近 修建一加压泵站 作为园区内水源加压构筑物 经该加压 泵站加压后将水送到标高为1753 78m的山顶高位水池 作为整个园区的灌溉用水 由 于本设计项目区供水工程中用水量的变化幅度较大 高位水池须保证管网所需的水压 稳定 起到平稳水头的作用 当用水量变化较大时 可用高位水池来调节 当输水量 大于用水量时 多余的水量贮存在高位水池内 当输水量小于用水量时 不足的水量 由高位水池供给 使水量达到平衡 加压泵的启动利用自动控制柜控制高位水池的水 位 自动运行 再根据灌溉管网轮灌顺序进行灌溉 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 19 3 83 8 排水及道路系统排水及道路系统 遵循山 水 田 林 路统一规划的原则 本次对白银市西区生态苗圃主要道 路及排水沟进行改造 经实地勘查 整个白银市西区生态苗圃田间排水沟均为土沟 可基本满足白银市西区生态苗圃田间排水要求 白银市西区生态苗圃道路在前期已经 平整完成 但均为土质路面 白银市西区生态苗圃内生产运输及雨季田间作业十分不 便 现设计将其主要道路用砂砾石铺整路面 碎石含量占70 左右 铺设厚度为 15cm 项目实施共改造主要道路6条 道路净宽4 6m 3 93 9 材料设备用量材料设备用量及工程概预算及工程概预算 3 9 13 9 1 首部枢纽工程首部枢纽工程 设备及材料用量见1 9 表表 1 1 9 9 喷灌管网用材表喷灌管网用材表 项目名称规格单位数量备 注 一 喷灌管网分项 1 主材 UPVC 管 250 7 7 米 3150 0 63MPa 总干管 干管 UPVC 管 160 4 9 米 4800 0 63MPa 分干管 UPVC 管 63 2 0 米 26874 0 63MPa 支管 5 损耗 喷头 PYQ 1 个 2790 立管 DN15 镀锌钢 管 米 5859 DN200 DN160 异径三通个 30 DN160 DN63 变径只 2790 管箍 对丝 DN15 套 2790 连接喷头 DN200 直通个 550 DN160 直通个 840 DN63 直通个 200 DN200 阀门个 15 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 20 DN160 阀门个 35 DN50 阀门个 35 泄水阀 UPVC 胶桶 5010kg 2 土建 管沟土方量开挖 回填方 20484 阀门井个 65 3 9 23 9 2 田间工程田间工程 田间工程包括田间管网及阀门井工程 材料及工程量见表1 10 表表 1 1 1010 田间工程材料及工程量统计表田间工程材料及工程量统计表 项目名称规格单位工程量备注 UPVC 管 250m1301 5 支管 0 63Mpa UPVC 管 200m2336 5 支管 0 63Mpa UPVC 管 160m172 4 UPVC 管 140m248 5 镀锌钢管 DN20m5859 支管 0 63MPa 喷头 PYQ 1 个 2783 200 个 550 160 个 840 110 个 200 直通 63 个 DN200 正三通个 3 DN200 DN50 异 径三通 个 3 DN200 DN160 异 径三通 个 30 DN200 DN110 异 径三通 个 5 三通 DN110 DN32 异 径三通 个 35 90 弯头 DN200 个 8 DN200 对 15 法兰 DN125 对 2 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 21 A 型个 4 B 型个 65 阀门井 C 型个 5 DN200 截止阀个 2 自动排气阀个 1 DN50 泄水阀个 41 DN200 阀门个 15 DN160 阀门个 35 DN110 阀门个 5 阀门 DN32 快速取水 阀 个 35 每块地安装 1 个 3 9 33 9 3 工程投资概算工程投资概算 一 编制依据 1 甘肃省计划委员会编制的关于试行 甘肃省水利水电工程设计概 估 算费用 构成及计算标准 的通知 2 水利部 86 水电基字第81 号文颁发的 水利水电建筑工程预算定额 3 甘肃省建设厅颁发的 全国统一安装工程预算定额甘肃价目表 修定本 4 水利部水建 1993 63 号文颁发的 中小型水利水电安装工程概算定额 5 能源水规 1991 1272 号文颁发的 水利水电工程施工机械台班费定额 二 设备价格 以设备生产厂家提供的出厂价为依据 设备运杂费按设备原价的7 计算 采购及 保管费按设备原价与运杂费之和的0 7 计算 建筑工程单价由 直接费 间接费 计划利润和税金构成 直接费包括基本直接费 人工费 材料费 机械费和零星材料费 和其他直接费 其他直接费以基本直接费为计算基础 费率取 4 间接费包括工作人员工资 办公费 差旅费 交通费 固定资产使用费 管理用 具使用费和其他费 以直接费为计算基础 费率工程措施取 7 计划利润按规定以直接工程费和间接费为计算基础 取 4 税金以直接费 间接费 计划利润为基础 取 3 22 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 22 表表 1 111 11 金属结构设备及安装工程概算表金属结构设备及安装工程概算表 单价 元 合计 元 序 号 名称规格单位数量 设备费安装费设备费安装费 一首部枢纽工程 8586217737 出水管 DN200m76096420672 泄水管 DN300m385102255306 逆止阀 DN 200 个 2800717 5516001435 闸阀 DN 200 个 210001258 7220002517 法兰盘 200 付 6300242 2018001453 900 弯头 200 个 265157 81130316 压力表 200 个水表 200 个 1280957 19280957 三通 200 x200 个 4130198 81720795 二田间管网工程 756433 UPVC 管 250m1301 580126 4410412071312 UPVC 管 200m2336 563119 84163487549 92 UPVC 管 160m172 470110 5229937736 4 UPVC 管 140m248 560104 8244516289 2 喷头 PYQ 1 个 27838 00 541856466634 直通 200 个 55018163 4990023587 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 23 160 个 84016157 1131964214531 110 个 12014143 817256218345 63 个 2009122 6245201800 DN200 正三 通 个 3220196 49660589 47 DN200 DN50 异径三通 个 3160177 84480533 52 DN200 DN16 0 异径三通 个 30200612 318600018369 DN200 DN11 0 异径三通 个 5160169 13845 65845 65 三通 DN110 DN32 异径三通 个 35150156 85255488 4 4 工程效益分析工程效益分析 4 14 1 工程概况工程概况 本项目的总面积为418亩 为坡地形 其中作物种植面积为408亩 全部种植鲜食 花卉 道路 房屋及其他面积占10亩 针对白银市西区生态苗圃缺水的实际情况 结 合白银市西区生态苗圃地形 水源 田块及作物生长特性 节水灌溉方式采用喷灌的 灌溉方式 4 24 2 经济效益分析经济效益分析 本项目的效益主要表现为工程实施后改善白银市西区生态苗圃的灌溉条件而带来 的增产增收效益 考虑农技措施的提高而增加的效益 本项目的水利分摊系数取0 4 本项目是在已有水源工程的基础上建设的 项目建设产生的效益按水利工程效益的0 8 进行分摊 根据以上两项 得出本项目的综合分摊系数为0 32 根据白银市西区生态苗圃现状实际生产情况 白银市西区生态苗圃现状亩产量为 400kg 销售价为3 9元 kg 平均为4 5元 kg 1年后进入盛产期 盛产期的亩产为 900kg 预测项目实施后 花卉灌溉有较高的保证率 盛产期亩产可达到1500kg 考虑 到花卉结果初期及衰退期的综合产量 亩均产量按1450kg计算 并考虑到市场因素白 银市西区生态苗圃花卉销售价格按3 5元 kg 计算 项目实施白银市西区生态苗圃每亩 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 24 地可增加经济效益为 1450 900 3 5 1925 元 则工程的建设产生的年灌溉效益为 1925 0 32 710 10000 43 74万元 4 34 3 成本水价分析成本水价分析 4 3 14 3 1 成本构成成本构成 根据 水利工程供水水价理论与核定方法 和 水利建设项目经济评价规范 的 有关规定 年供水成本费用由年基本折旧费 年运行费组成 4 3 24 3 2 水价预测水价预测 该工程按20年折旧 不考虑固定资产的残值 因本项目增加的单位供水成本为 1 67 元 m3 考虑水库供水所收取的水费及渠道供水成本 每1m3水增加0 15 元的水 费 供水的总成本为 1 67 0 15 1 82元 m3 供水成本分析见表3 1 表表 1 1 1212 成本水价分析表成本水价分析表 年供水量 万 m3 年供水成本 万元 基本折旧费 万元 年运行费 万元 水库供水单价 元 m3 单位供水成本 元 m3 10 2617 1010 436 670 151 82 4 44 4 社会效益社会效益 本项目采用先进的喷灌技术 它不但节约大量的水量 有明显的经济效果 还为 后续加入到节水灌溉行业中的企业和农户提供宝贵的经验和样板 为促进甘肃白银水 资源可持续利用和产业结构调整提供基础保障 具有明显的社会效益和生态效益 另 一方面 该项目为农民增收致富提供了一个有利的条件 4 54 5 环境效益环境效益 本项目现状是种植花卉 将来仍然是种植花卉 不存在破坏植被 灌溉系统的干 支管均埋设于地下 没有占用农田 采用喷灌后土地板结的程度减小 农药化肥用量 和流失量减少 具有较好的环境效益 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 25 4 64 6 节水效益节水效益 本项目的建成节约了水量 实现了水资源的充分利用和合理利用 项目实施以后 灌溉水利用系数可以达到0 8 按每亩花卉每次净灌水40m3 全年灌水6次计算 则整 个白银市西区生态苗圃每次净灌水1 63万m3 全年用水量为12 2万m3 如采用沟灌 灌溉水利用系数为0 45 每年灌水量将达到20 51万m3 白银市西区生态苗圃每年可节 约水量8 31万m3 等同于灌溉用水量的70 节水效果明显 白银西区生态苗圃喷灌管网工程设计 刘耀民 26 5 5 参考文献参考文献 1 史海滨 田军仓 刘庆华 灌溉排水工程学 北京 中国水利水电出版社 2006 2 赵振兴 何建京 水力学 北京 清华大学出版社 2005 9 3 水利部 灌溉与排水工程设计规范 GB50288 99 北京 中国计划出版社 1999 4 施坰林 郭忠 贾生海 节水灌溉技术 兰州 甘肃民族出版社 2003 5 刘福臣 成自勇 崔自治主编 土力学 M 北京 中国水利水电出版社 2005 6 喷灌工程设计手册 编写组 喷灌工程设计手册 北京 水利水电出版社 1989 7