节水灌溉规划设计毕业设计

摘要本工程是位于内蒙古鄂尔多斯市杭锦旗锡尼镇麻迷图村，因为工业用水需求的不断增加，要求农业用水为工业用水留出空间，故对项目地进行灌溉节水改造，本文即是对麻迷图村的地块进行滴灌工程的设计，以期达到节水目的。工程面积2228亩，水源为黄河水，主要种植植物为玉米和葵花。通过收集当地基本资料，拟定规划设计参数，进行水量平衡分析和灌溉区域划分，拟定出比较合理的灌水制度。在此基础上进行了详细的管网规划布置及水力计算，在管径的选择时，选择经济管径，尽量保证了管材使用的经济性。最后，做了比较详细的工程概预算，该工程总投资3605万多元。经分析，该项目可行，并且757年可还本，经济效益显著。并且使灌溉水的利用率有很大提高，与地面漫灌相比，可节约灌溉用水50以上。关键词麻迷图滴灌规划设计ABSTRACTTHEPROJECTISAMICROIRRIGATIONPROGRAMWHICHISLOCATEDINTHEHANGJINBANNEROFORDOSININNERMONGOLIATHEMAINCROPSARECORNSANDHELIANTHUSTHEYELLOWRIVERWATERRESOURCESAREMAINLYUSEDINTHISIRRIGATIONTHROUGHTHECOLLECTIONOFLOCALBASICINFORMATION,DEVELOPMENTOFPLANNING,DESIGNPARAMETERSANDANALYSISOFTHEWATERBALANCETHENDIVIDETHEIRRIGATIONREGIONS,ANDDRAWUPAMOREREASONABLEIRRIGATIONSYSTEMONTHEBASISOFIT,DOADETAILEDLAYOUTOFNETWORKPLANNINGANDHYDRAULICCALCULATIONWHENCHOOSINGTHEDIAMETER,ITMUSTCHOOSETHEECONOMICDIAMETERINTHISWAY,ITCANENSURETHEECONOMICUSEOFTHEPIPEFINALLY,WEDOAMOREDETAILEDPROJECTOVERBUDGET,THETOTALINVESTMENTOFTHISPROJECTISALITTLEMORETHAN3,605,000YUANAFTERIMPLEMENTATIONOFTHEPROJECT,THEUTILIZEEFFICIENCYOFIRRIGATIONWATERHAVEGREATLYIMPROVEDCOMPARINGWITHTHESURFACEIRRIGATION,ITSAVEDMORETHAN50PERCENTOFTHEIRRIGATIONWATERKEYWORDSMAMITUMICROIRRIGATIONPROGRAMANDDESIGN目录摘要ABSTRACT目录第一章综合说明111地理位置与地势地貌112气温与降水213项目区作物种植状况与社会经济状况214交通、电力、材料供应情况3第二章灌区水文地质资料521水文资料522地质资料5第三章水土平衡分析631灌水定额632灌溉需水量733水量平衡分析8第四章滴灌工程设计941初定系统参数942工程管网设计1243田间土建工程设计14第五章首部枢纽布置1551泵房与水泵1552过滤系统与施肥罐1553测量仪表、排气阀与逆止阀1554工程量清单16第六章工程效益分析与技术指标1961滴灌工程年费用2262工程年增效益2363工程经济效益费用2364内部回收率24结语25参考文献26致谢27中国农业大学学士学位论文第一章综合说明1第一章综合说明鄂尔多斯是内蒙古自治区资源富集、经济发展迅速地区，也是水资源供需矛盾突出、特别是工业用水短缺地区。2004年按照水利部关于内蒙古宁夏黄河干流水权转换试点工作的指导意见（以下简称指导意见），在水利部、黄河水利委员会的指导和支持下，内蒙古自治区编制了内蒙古自治区黄河水权转换总体规划报告（以下简称总体规划），2005年4月黄河水利委员会对总体规划进行了批复。根据黄河委员会批复的总体规划和水利部的指导意见，2005年开始在32万亩自流灌区中进行了水权转换试点一期工程的建设。截止到2007年底完成了自流灌区的渠道衬砌节水工程建设，完成转换水量13108M3，解决了部分工业项目的黄河取水指标。黄河水权转换试点工作在内蒙古鄂尔多斯市开辟了一条解决工业项目黄河取水指标、促进区域经济社会可持续发展的有效途径。南岸引黄灌区在一期水权转换节水工程实施后，缺水问题仍然是后续工业项目建设的主要制约因素，同时鄂尔多斯市提出了全面推进引黄灌区现代农业建设新的目标、任务及要求。因此，根据鄂尔多斯市后续工业项目建设的需水要求和全面推进引黄灌区现代农业建设新的目标、任务及要求，鄂尔多斯市提出了在南岸引黄灌区内全面建设以节水为中心的高效节水技术装备和改造配套工程“鄂尔多斯市引黄灌区水权转换暨现代农业高效节水工程”。本设计任务为在内蒙古杭锦旗南岸引黄灌区建设滴灌工程，项目灌溉水源采用经沉砂池初沉后的黄河水，本工程包括田间建筑及泵房工程、灌溉设备及安装工程、机电及安装工程。通过工程建设提升灌区的灌溉水平和农业生产水平，缓解新建重点工业项目的供水缺口，使农业用水向工业用水有偿转换的同时解决灌区改造建设的投资问题，实现水资源的优化配置。11地理位置与地势地貌本工程位于杭锦旗黄河流域南岸沿线，距离鄂尔多斯市400KM，地理坐标为东经1091611127，北纬39224051，呈东西长、南北窄带状平原地形。项目区位于冲积平原沿黄河分布，地势平坦，坡降1/80001/10000，总趋势西高东低。地面坡度053，微向黄河倾斜。主要由一、二级阶地组成，其上零星分布有湖沼、洼地。地貌形态，由洪冲积平原（低缓沙地）和黄河冲湖积平原（一、二级阶地）构成。洪冲积平原（低缓沙地）南与库布其沙漠相连，北接黄河冲积平原，地形总的趋势南高北低，坡度13，相对高差3050M，高程10101060M，由第四系全新统洪冲积砾石、中细砂、粉细砂、粉砂质粘土组成，在南部分布有垄岗状、新月形活动沙丘，沙丘一般高330M。冲积平原沿黄河分布，地势平坦，坡降1/80001/10000，总趋势西高东低。地面坡度053，微向黄河倾斜。组要由一、二级阶地组成，其上零星分布有湖沼、洼地。水文地中国农业大学学士学位论文第一章综合说明2质条件比较复杂，含水层较厚，蕴藏有较丰富的地下水资源。12气温与降水项目区地处大陆性季风气候区，气候特征是冬季严寒而漫长，夏季温热而短促，寒署变化剧烈，降水量少而集中，蒸发强烈，光能资源丰富。工程在杭锦旗气象站控制区域范围内，根据气象站统计分析可得以下资料。年平均气温在5963之间，极端最高气温402，极端最低气温345，年平均10的积温为30073371，无霜期为158天左右，每年元月份最冷，七月份最热，年温差和日温差都比较大。多年平均日照时数31423193H，作物生育期49月多年平均日照时数15001700H，占全年日照时数的5060，可满足作物生育期的要求。多年平均降水量28173018MM，由东向西递减，降水的年际变化大，时空分布不均匀，降水多集中在7、8、9三个月，占全年降水的711，年平均蒸发量26002161MM，是降水量的9倍多，相对湿度4955，干燥度在198176之间。多年平均风速41M/S，年最大风速31M/S，年均大风日数最多达48天，风向夏季多偏南风和偏东风，冬、春二季多偏西风和西北大风。多年平均冻土厚度为11M，最大冻土深171M，土壤冻结一般在10月中下旬，解冻在翌年34月初，冻结期150天左右。13项目区作物种植状况与社会经济状况通过黄河南岸灌区管理局调查资料统计，项目区现状以种植业为主，自流灌区粮、经、草比例为642610；扬水灌区粮、经、草比例为652610。本工程以“农牧民增收、农牧业增产增效”为目标，以“为养而种，以种促养，以养增收”原则进行调整灌区的农牧业种植结构。根据2007年社会经济统计资料显示，项目区涉及灌区内总人口58万人，其中城镇人口071万人，农村人口509万人。灌区内牲畜总数11101万头（只），其中大畜085万头（只），小畜11016万头（只）。灌区国民生产总产值298142亿元，乡镇工业产值04986亿元，农业产值65055亿元。项目区内南岸灌区2007年主要社会经济指标见表11。表11项目区内南岸灌区现状2007年社会经济统计资料扬水灌区内容单位合计自流灌区杭锦旗乡镇数个431总人口万人58379201城镇人口万人07105021农村人口万人50932918中国农业大学学士学位论文第一章综合说明3牲畜总数万头1110159825119大畜万头085053032小畜万头1101659295087国民生产总产值万元298142178885119257乡镇工业产值万元498649860农业产值万元65055542131084214交通、电力、材料供应情况项目区内有110国道、109国道、京藏高速公路、沿黄公路等交通干线，吉巴公路横穿整个灌区，乡村之间有乡村公路连接，对外交通、通讯条件较为方便。项目区有10KV输电线路覆盖，可作为施工电源。天然建筑材料调查，按详查进行。选定砂砾石料场、块石料场各1处。料场现场均有开采单位。天然建筑材料料场调查综合成果见表12。表12天然建筑材料料场调查综合成果建材类别产地名称岩性有用层厚度M有用层储量104M3运距及开采条件砂砾石料毛不拉孔兑砂砾石4018距杭锦淖25KM，独贵工程区400KM距中和西25KM块石料点不色沟黑云二长片麻岩4010距杭锦旗独贵特拉灌区500KM，距杭锦淖尔65KM；距中河西83KM1、毛不拉孔兑沟砂砾石料场1）开采条件和勘探方法料场位于杭锦旗境内毛布拉格孔兑。料场岩性为卵砾石夹中粗砂，分布稳定，有用层厚度为400M。料场场地平坦，适宜机械开采。料场距距杭锦淖25KM，独贵工程区400KM距中和西25KM，有乡间公路相通。料场勘察面积为045104M2。2）储量与质量评价料场砂砾石层总储量18104M3。其中砂料储量065104M3。砾料储量115104M3。砂料试验成果，堆积密度150G/CM3，表观密度255G/CM3，云母含量015，孔隙率41，含泥量77，吸水率51，有机质含量比色法浅于标准色，轻物质含量0015，硫酸盐及硫化物含量0007，平均粒径039MM，细度模数233。砾料试验成果，堆积密度156G/CM3，表现密度269G/CM3，孔隙率420，压碎指标88，针片状含量37，含泥量03，吸水率09，有机质含量（比色法）浅于标准色，坚固性重量损失26，粒度模数75。粗、细骨料除砂料中的含泥量及孔隙率稍高之外，其它各项指标符合质量技术要求。中国农业大学学士学位论文第一章综合说明42、点不色沟块石料场料场位于乌拉特前旗西山咀镇北东的点不色黑腊更高勒沟内，距中河西灌域工程区83KM，距杭锦旗独贵特拉灌区500KM，距杭锦淖尔65KM。交通运输条件较为便利。调查储量10104M3，岩性为黑云母二长片麻岩为主，灰色、深灰色，花岗变晶结构，片麻状构造，呈厚层状或块状产出。岩体坚硬致密，主要物理力学性质试验指标比重GS294，干密度265G/CM3，饱和密度266G/CM3，饱和吸水率019，饱和抗压强度6145MPA，干抗压强度8105MPA，冻融抗压强度4435MPA，软化系数076，冻融损失率019。各项试验指标符合块石质量指标要求。中国农业大学学士学位论文第二章灌区水文地质资料5第二章灌区水文地质资料21水文资料项目区属南岸灌区，黄河是南岸灌区的一条过境河流，是灌区唯一的地表水取水水源。黄河自宁夏石嘴山和乌海市巴音陶海进入内蒙古境内，流经乌海市、三盛公、后套平原、包头市、河口镇至准旗马栅乡出境入山西，河道全长778KM。南岸灌区分布在黄河干流内蒙古段，西起三盛公枢纽东至黄河支流呼斯太河汇入口河段的南岸。该段黄河干流长约433KM。引水口位于黄河磴口水文（二）站与三盛公水利枢纽之间。22地质资料项目区位于冲积平原沿黄河分布，地势平坦，坡降1/80001/10000，总趋势西高东低。地面坡度053，微向黄河倾斜。主要由一、二级阶地组成，其上零星分布有湖沼、洼地。水文地质条件比较复杂，含水层较厚，蕴藏有较丰富的地下水资源。杭锦旗地下水储量丰富，年可利用29亿M3，开采潜力大。本区地层组要由新生界地层组成，项目区广泛分布有第四系上更新统全新统潜水含水层和中更新统承压含水层。潜水含水层岩性为砂、砂砾和砾石，含水层厚度为1636M，水位埋深小于5M，东部地区水位埋深515M。一般单井涌水量大于500M3/D。潜水径流条件较好，水量比较丰富。潜水主要接受大气降水补给、黄河及其一级支流渗漏补给和灌溉入渗补给，同时还接受来自南部库布其沙漠的地下侧向径流补给。潜水的排泄方式为蒸发、植物蒸腾、地下径流和人工开采。在黄河冲积平原农田灌溉用水量较大，作物生长期大量开采地下水成为本区潜水的主要排泄方式之一。承压水含水层岩性以细砂、粉砂为主，厚度172821370M，含水层顶板埋深286522602M，为松散岩类孔隙承压水，在区内多为自流水。水头一般高出地面120M不等，含水层富水性较好，南部单井涌水量可达30005000M3/D，北部较小，单井涌水量为1001000M3/D，其余地区单井涌水量可达12503450M3/D。承压水由西南向东北流动。承压水的补给来源主要是南部丘陵区和库布其沙漠地下水的侧向径流补给。承压水由南向北径流，在区内承压水有较高的水头压力，多为自流，区内承压水径流畅通，水质良好。承压水的排泄方式主要为地下径流排泄、人工开采和溢出地表自流排泄。本区潜水含水组与承压水含水组之间分布有中更新统上部湖相地层，岩性为粉砂质粘土、粘土和粉砂质淤泥，构成本区稳定的隔水层，隔水性能良好，使上、下两个含水层无水力联系。中国农业大学学士学位论文第三章水土平衡分析6第三章水土平衡分析根据本项目实地考察及可研报告，大田灌溉用水全引黄河水，通过沉砂池的初沉，保证蓄水池中水质满足滴灌、喷灌的灌溉需要。根据现场调研和可研报告可知，扬水灌区的田间水利用系数074，渠系水利用系数061，则灌溉水利用系数为045；自流灌区的田间水利用系数079，渠系水利用系数058，则灌溉水利用系数为046。项目实施后，灌溉方式为滴灌，采用地下管网输水模式，滴灌管道水利用系数取098，田间水利用系数取097，则灌溉水利用系数为095。31灌水定额1、现状灌溉制度项目实施前，渠道漫灌灌水4次/年，一年净灌水定额283M3/亩，毛灌水定额485M3/亩。2、项目实施后作物灌水定额根据微灌工程技术规范GB/T504852009设计灌水定额宜按下列公式计算MAXIN01ZP式中设计净灌水定额，；M土壤容重，；项目区土质为砂壤土，；3/GM3145/G土壤计划湿润层深度，取；Z05、适宜土壤含水率上、下限，分别取为田间最大持水量的85、65，AXIN田间持水量取为25；8301459862362175/MM亩设计灌水定额S/3/054/M亩3、项目实施后灌溉制度中国农业大学学士学位论文第三章水土平衡分析7表31项目实施后灌溉制度表灌水时间（月、日）作物灌水次数起止灌水天数（天）灌水定额（M3/亩）灌溉定额（M3/亩）春灌142142552323154585232521525523366610523462663052357117155236819823523玉米7969105231611545852325215255233666105234611615523562663052367117155237819823523葵花8969105231841545852525165205253611615525462663052557117155256819823525牧草79691052517532灌溉需水量根据灌溉面积、灌溉制度及灌溉水利用系数，计算项目实施前后，灌溉需水量。滴灌区种植玉米（种植比例67）和油葵（种植比例33）。表32项目实施前后总需水量对比表单位万M3灌溉模式灌溉净面积（亩）作物综合灌溉定额（M3/亩）灌溉毛需水量项目实施前渠水漫灌2228玉米、葵花48510806M3合计10806M3项目实施后滴灌（2228玉米、葵花191594269M3合计4269M3中国农业大学学士学位论文第三章水土平衡分析833水量平衡分析项目区水源采用黄河水，水量丰富，能够保证灌溉所需的足够用水量。通过对项目实施前后灌溉需水量分析可知，实施后，项目区共节省水量6537万M3。中国农业大学学士学位论文第四章滴灌工程设计9第四章滴灌工程设计本工程总面积2228亩，根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000规定，该工程等别为V级，工程规模为小（2）型。项目区主要建筑物为5级，次要建筑物为5级灌溉工程灌溉设计保证率根据项目区水文气象、水土资源、作物组成、灌区规模、灌水方式等因素确定。根据微灌工程技术规范GB/T504852009、喷灌工程技术规范GB/T500852007中有关规定工程设计保证率不应低于85，项目区为引黄灌溉，水量较为丰富，灌溉设计保证率取为90。在工程设计中应遵守以下原则1、工程布局应与项目区现状结合，尽量少破坏耕地、林地；力求管道总长最短，尽量减少穿越建筑物。2、根据项目区土壤、作物、气候等条件，尽量立足当前，兼顾长远，优化系统布置。3、综合考虑项目区内林、路，输电线路、水源等位置的关系，考虑多目标综合利用，充分发挥已有水利工程的作用。降低系统投资和运行费用，使系统运行管理方便，工作稳定可靠。4、输配水管道沿地势较高位置布置，支管垂直于作物种植行布置，毛管平行于作物种植行布置，管道纵坡力求平顺。5、满足各支管用水要求，管理维护方便。6、按照设备厂商提供的设备技术和推荐值结合项目区实际情况进行设计。41初定系统参数参照滴灌工程设计图集国家节水灌溉工程技术研究中心顾烈烽中灌水器选型方法，结合当地灌水习惯，选择内镶式滴灌带，外径为16MM，壁厚06MM。滴灌灌水器额定工作压力为10M，定额流量为20L/H，流态指数05，灌水器间距为03M。采用单行滴灌带直线布置形式，滴灌带顺作物行向布置，两行作物布置一条滴灌带，滴灌带间距为10M。以下为本滴灌项目设计中系统参数的水力计算1灌水小区允许水头偏差率根据微灌工程技术规范知，灌水器设计允许流量偏差率不大于20。故本设计取20。灌水器工作水头偏差率与流量偏差率之间的关系可用下式表示105VVVXHQQX其中允许水头偏差率，；VH灌水器流态指数，本设计中灌水器流量为，设计水头为，滴头X2/LH10M内水流为全紊流，流态指数为05；流量偏差率，；VQ中国农业大学学士学位论文第四章滴灌工程设计10综上计算有1105022415VH1土壤湿润比P湿润比取决于作物、滴头间距及流量、灌水量、毛管间距、土壤理化特性等因素。项目区主要种植作物为玉米和葵花，株行距05M，灌水器间距取为1M。则有10EWTRNSP式中滴头间距，；ESM03ES作物株距，；TT作物行距，；R5R一株作物所占有的灌水器数目，NTENS毛管直线布置时一条毛管灌溉的作物行数，；S2则0352湿润带宽度，大小取决于土壤质地、滴头流量和灌水量大小，该项目砂壤土WM取09M；则05310WWSP为09M时，湿润比P为90。WS3设计灌水周期/ATMI其中T设计灌水周期，D；SM设计灌水定额，MM；AE作物日需水量，MM。有34260954D，取5T4一次灌水延续时间TECMSTQ其中SE滴头平均间距，M；SC毛管平均间距，根据业主种植要求确定，M；T一次灌水延续时间，H；Q滴头流量，L/H。中国农业大学学士学位论文第四章滴灌工程设计1134201/51/THH组组取52/组TH5轮灌组数设计滴灌系统模式为固定式，最大轮灌组数MAX5210组TCNIIT综上所述，初定参数如下滴灌水利用系数09；设计灌水定额23MM；设计月平均高峰期耗水量CI6MM/D；滴灌系统日有效工作时间21H；滴灌高峰期轮灌周期5D；一次灌水延续时间52H；最大轮灌组数20组。6灌水小区允许水头偏差DVH式中H灌水小区允许水头偏差，M；D灌水器设计水头，M。故，H041210412M。系统工作时，一条滴灌带上滴头间的水头偏差应满足上述计算数值。支管与滴灌带之间采用稳流三通（流量调节器）连接，因此将允许水头偏差全部分配到滴灌带。支管的铺设以满足经济流速的管径要求控制铺设长度。则滴灌带允许水头偏差H111H1412412M7毛管极限孔数滴灌管极限孔数NM，项目区地形平坦，按平坡计算。3640751754/65DEQKSDHINT式中D毛管内径，D156MMQD灌水器设计流量，QD20L/H；SE灌水器间距，SE03M；K水头损失扩大系数，K12。计算得滴灌带极限孔数NM334；中国农业大学学士学位论文第四章滴灌工程设计128毛管极限长度LMS（NM1）S0LM033330151000M；根据以上计算数据，结合同类项目的实践经验，本次规划滴灌带铺设长度根据地块实际情况，毛管的长度一般在45M90M之间。42工程管网设计系统管道按四级设计，即干管、分干管、支管和滴灌带。滴灌带平行作物种植方向布置，垂直分布在支管的两侧；支管以滴管带需水量定长度，分布在分干管的两侧；分干管根据地形实际长度按“丰”字形分布在主干管两侧。供水管网选材输水管网系统为低压输水采用063MPA的PVC压力管道，支管选用04MPAPE75软管。为降低工程建设成本，管路布置设计均采用“丰”字形或“工”字形布置，经济管径设计，不同流量经济管速见下表41。具体布置详见各地块工程管网布置图。表41灌溉系统不同流速经济管径计算表QM3/HM/SDMM管材选型相应管材内径MM2001015217265PVC250/PVC2252332/20981501015206252PVC22520981251015171210PVC20018641001015153188PVC160149751015122162PVC1251164501015108133PVC11010242510156694PE7566根据该地区水文资料，该地区最大冻土深171M，应该将干管埋入冻土层下，故拟将干管埋入1M处。为减少工程投资，充分利用该地区水资源，对该地区采用轮灌灌溉。按照设计图，有三个首部，每个首部每天轮灌组个数为4组，设计中有47个轮灌区，根据该地区实际情况，轮灌组划分情况见下表42表42轮灌划分表格天数小区编号第1天F11、F12、F13、F14、F21、F22、F23、F31、F32第2天F15、F16、F17、F18、F24、F25、F26、F33、F34第3天F19、F110、F111、F112、F27、F28、F29、F35、F36第4天F113、F114、F115、F116、F210、F211、F212、F37、F38第5天F117、F118、F119、F120、F213、F214、F215、F216、F39、F310、F311由于设计地块平米较大，且考虑最大轮灌组，如管网布置图中所示，本次设计采用了三首中国农业大学学士学位论文第四章滴灌工程设计13部的形式。根据三个首部分为F1、F2、F3三大组。对每个首部控制的轮灌组里取最不利轮灌组进行水力计算，计算表如下43表43水力计算表节点号轮灌组编号管道名称起点终点流量（M3/H管型MM管内径MM管道长度M水力损失M干管12200PVC25023321250478323112PVC1601491008192分干管3469PVC1101024312151支管4535PE7566594220毛管043PE16156448206管道总损失1551高程损失000F14总计1551干管12200PVC250233216398102723131PVC160149305077分干管3472PVC1101024344179支管4542PE75661004220毛管043PE1615632203管道总损失1705高程损失000F21总计1705干管12200PVC25023321310382023110PVC160149557103分干管3458PVC1101024496176支管4530PE7566652263毛管043PE16156448221管道总损失1583高程损失000F310总计1583本系统只对PVC主管进行水锤验算。该管外径为250MM，壁厚84MM，材质为PVCU，其弹性模量为2500MPA，主管流速最大变化值为063（流量最大一条分管道突然关闭计算求得）中国农业大学学士学位论文第四章滴灌工程设计141435121002861H直接水锤的压力水头增加值，M；C水锤波在管中的传播速度，M/S；V管中流速变化值，为初流速减去末流速，M/S；G重力加速度，M/；2D管道外径，MM；E管壁厚度，MM；管材的弹性模量（MPA），聚氯乙烯管取25003000MPA。经计算H1837，则计入水锤后管道工作压力水头为2018373837M，小于管道允许压力的15倍（40M1560M），故不必采取水锤防护措施。43田间土建工程设计1管沟管沟开挖管沟横断面采用矩型，开挖后的管沟沟底必须平整，回填土采用原土回填，靠近管壁1范围内土层不允许还有粒径大于25的砾石或粒径大于50的土块，回填土要求土质均匀。2管沟底部宽度B管材管径D025M；考虑工作面宽和机械开挖挖掘机铲规格B06M。3管沟开挖深度HHDH冻01式中D管道外径，M；H管沟开挖深度，M；H冻最大冻土深度，11M。依此计算得，管道开挖深度即管顶距地面深度取12M。4阀门井与排水井阀门井主要设置在每个轮灌组的井水口出，排水井设在地势较低的PVC管末端，本设计部分阀门井兼做排水井用。井的尺寸按照井内的设备，和便于人员操作、维修来确定。设备安装在阀门井的位置要求按相关的规范要求确定，各类井均采用预制玻璃钢井及井盖，检修井尺寸为圆形12M、16M和排水井尺寸为圆形12M，主管道和分干管末端的检修井内设排气阀。中国农业大学学士学位论文第四章滴灌工程设计155镇墩在管道变径处、管道转弯、末端排水处均设置镇墩。并根据各处的静（动）水压力，按照构筑物稳定的要求，经计算确定其尺寸。镇墩采用C20砼，结构形式为长方体，尺寸为长宽高。中国农业大学学士学位论文第五章首部枢纽布置16第五章首部枢纽布置滴灌系统的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。其作用是从水源取水增压并将其处理成符合滴灌要求的水流送到系统中去。根据设计，项目包含三个独立灌溉系统，每个灌溉系统的首部枢纽由控制设备、过滤设备、量测设备、安全设备、稳定设备等部分组成详见（图集）。控制设备控制阀门。过滤设备组合自动反冲洗过滤器（砂石自动反冲洗叠片）。施肥设备首部配套压差施肥设备一套。量测设备包括水表，压力计各一套。安全设备包括逆止阀、自动进排气阀各一个。稳定设备包括设备的砼支墩和镇墩。51泵房与水泵每个地块的蓄水池旁建泵房1座，每个泵房长8M，宽度由地块灌溉系统数确定，高度3M。修建泵房应考虑地表土腐蚀情况，内部布置灌溉工程首部枢纽中的配套降压启动机电设备，是灌溉系统的重要土建工程之一。灌溉工程首部安装过滤设备、控制闸阀、止回阀、水表、压力表、排气阀、施肥设备等。过滤设备选用砂石叠片自动反冲洗组合过滤系统。查表可知，过滤设备通过、水泵井管、止回阀和其它管件产生的水头损失10M，蓄水池的动水位5M；调压三通水头损失2M；滴头工作压力10M。故选用200VTC22040的立式长轴泵。52过滤系统与施肥罐过滤系统应根据水源水质情况进行选择。本项目所用黄河水含沙量大，根据GB5084对滴灌水质规定的要求，本系统采用两级过滤，根据系统实际运行的流量，选用过滤器的工作技术参数。第一级过滤器采用砂石过滤器，可以通过砂石过滤大部分泥沙及其它污物。第二级采用120目的叠片式过滤器，对水质进一步进行净化，确保滴灌带的长期安全运行。为了方便管理，叠片过滤器选用全自动反冲洗叠片过滤系统，以实现自动反冲洗功能。本滴管系统面积为2228亩，每个首部控制面积约为7429亩，根据滴灌工程图集中施肥罐的选型标准，选用200L的施肥罐。53测量仪表、排气阀与逆止阀中国农业大学学士学位论文第五章首部枢纽布置17在管道中安装量测仪器，便于观察其压力，为防止砂砾对对水表的破坏，将水表装在筛网过滤器的下游，水表选择流量应大于200L/H，本次设计选择10的水表。在过滤器和密封式施肥装置的前后各安装一个压力表，可观测其压力差，通过压力差大小能够判断施肥量的大小和过滤器是否需要清洗，本设计根据要求选择压力表规格为06MPA即可。在出水口的上游应设置排气阀，以调节管网进气和排气，防止停水时产生负压和开始供水时，管道中排气不顺而使管道破坏，影响正常供水。本次设计选择2的排气阀。设计中机井抽水采用潜水电泵，在上部安装逆止阀，以防止水倒流对水泵造成破坏。逆止阀在选择时与水泵配套。54工程量清单表51麻迷图工程量清单编号工程或费用名称规格单位数量1第一部分建筑工程11田间管网工程111管网土方工程112管沟开挖M314840113管沟回填M312782114阀门井直径16M座1115阀门井1200MM玻璃钢座24116泄水井1200MM玻璃钢座12117C20混凝土镇墩M31572118模版M2177512交叉工程121交叉过路M42122交叉过渠道M4213泵房工程131首部管理房M212014输变线路工程14104KVA电线路（含电杆）M5014210KVA电线路（含配套设备）M11202第二部分机电设备及安装工程21水泵设备及安装工程212立式长轴泵200VTC22040台3216低压防水电缆线M90217配电盘个3218电表个3219软启动箱45KW套32111分线盒个322配电设备224变压器S11125KVA台1228高压计量器个13第三部分金属结构设备及安装工程31首部设备及安装工程中国农业大学学士学位论文第五章首部枢纽布置18编号工程或费用名称规格单位数量311自动反冲洗砂石过滤系统SS150A,62套3312自动反冲洗叠片过滤系统AZUD404套3313自动反冲洗叠片过滤系统AZUD32套314钢管及管件10套3315压力表06MPA个24316水表10个3317碟阀10个3318逆止阀10个3319排气阀（进口）2个33110施肥罐200L套33111叠片过滤器15套183112文丘里施肥器15套183113PVC正三通50个543114PVC异径三通5020个183115PVC90弯头50个903116PVC球阀50个723117PVC内丝5015个723118PVC内丝2005个183119PVC活接50个723120PVC法兰10个332田间管网设备及安装工程（一）PVC管材250M8181160M6660110M29121PVC管06MPA75M103110M3102PVC立管10MPA50M15（二）PE管材1PE软带04MPA75M210802滴灌带02MM1603M20LM1560380（三）PE管件1PE调压三通16个179302PE旁通16个31503PE堵头75个4464PE直通75个1055PE直通16个7806PE法兰接头75个420（四）PVC管件160个981PVC法兰75个382250个36160个742PVC正三通110个1673PVC异径三通250160个76中国农业大学学士学位论文第五章首部枢纽布置19编号工程或费用名称规格单位数量250110个0160110个35250160个96250110个0160110个19611075个3824PVC变径11050个18250个13160个135PVC90弯头110个1916PVC120弯头250个98个447蝶阀6个48PVC球阀50个139PVC排气阀15个710PVC内丝5015个7中国农业大学学士学位论文第六章工程效益分析与技术指标20第六章工程效益分析与技术指标根据前面计算得出各种管材的用量，对于PVCU管及PE管的用量，考虑到在工程中可能存在一定浪费和管件在运输过程中存在一定破损，故在管材经济预算中取值比实际设计大5。本工程选用具有一定专业技术的施工队伍。根据中华人民共和国水总2002116号文水利工程设计概（估）算编制规定，再结合具体情况，项目所在地区采用六类工资区工资系数，其值为1068。本工程主要工程内容包括田间建筑及首部管理房工程、首部系统安装工程、田间输配水管网工程、滴灌灌溉设备安装等，材料及安装费用见下表。表61麻迷图滴管工程工程预算表编号工程或费用名称规格单位数量单价（元）合计（元）1第一部分建筑工程11田间管网工程111管网土方工程112管沟开挖M3148403535238520113管沟回填M3127822813591742114阀门井直径16M座1140000140000115阀门井1200MM玻璃钢座241200002880000116泄水井1200MM玻璃钢座121200001440000117C20混凝土镇墩M31572347635464744118模版M21775112519968812交叉工程121交叉过路M42110000462000122交叉过渠道M4285000357000013泵房工程131首部管理房M21201100001320000014输变线路工程14104KVA电线路（含电杆）M50400020000014210KVA电线路（含配套设备）M1120800089600002第二部分机电设备及安装工程第一部分合计4534669321水泵设备及安装工程设备费安装费设备费安装费212立式长轴泵200VTC22040台33626000543900108780001631700216低压防水电缆线M90350052531500047250217配电盘个31800002700054000081000218电表个31000001500030000045000219软启动箱45KW套368000010200020400003060002111分线盒个340000600012000018000中国农业大学学士学位论文第六章工程效益分析与技术指标21编号工程或费用名称规格单位数量单价（元）合计（元）22配电设备224变压器S11125KVA台149000007350004900000735000228高压计量器个112000018000120000180003第三部分金属结构设备及安装工程第二部分合计19213000288195031首部设备及安装工程311自动反冲洗砂石过滤系统SS150A62套38500000850000255000002550000312自动反冲洗叠片过滤系统AZUD404套3178000001780000534000005340000313自动反冲洗叠片过滤系统AZUD32套000000314钢管及管件10套3450000450001350000135000315压力表06MPA个24750075018000018000316水表10个31350001350040500040500317碟阀10个31050001050031500031500318逆止阀10个386000860025800025800319排气阀（进口）2个31800018005400054003110施肥罐200L套328000028000840000840003111叠片过滤器15套18130001300234000234003112文丘里施肥器15套18165001650297000297003113PVC正三通50个547500754050040503114PVC异径三通5020个1848004886408643115PVC90弯头50个905800585220052203116PVC球阀50个722500250180000180003117PVC内丝5015个724200423024030243118PVC内丝2005个1810001018001803119PVC活接50个721820182131040131043120PVC法兰110个315100151045300453032田间管网设备及安装工程（一）PVC管材250M81819330933763287307632873160M666038803882584080025840801PVC管06MPA110M291218401845358080535808中国农业大学学士学位论文第六章工程效益分析与技术指标22编号工程或费用名称规格单位数量单价（元）合计（元）75M10398009810094010094110M3102690269833900833902PVC立管10MPA50M155800588700870（二）PE管材1PE软带04MPA75M210808200821728560017285602滴灌带02MM1603M20LM1560380025003390095003900950（三）PE管件0000001PE调压三通16个1793025002544825004482502PE旁通16个3150040004126000126003PE堵头75个4461450145646700646704PE直通75个1058500858925089255PE直通16个7800500053900039006PE法兰接头75个420148014862160062160（四）PVC管件160个986800680666400666401PVC法兰75个382160016061120061120250个362970029701069200106920160个747400740547600547602PVC正三通110个167248024841416041416250160个762300023001748000174800250110个03PVC异径三通160110个35685068523975023975250160个961170011701123200112320250110个0160110个19625002504900004900011075个382950095362900362904PVC变径11050个18810081145801458250个1321000210027300027300160个1354005407020070205PVC90弯头110个1911920192366720366726PVC120弯头250个9254002540228600228608个4485000850037400003740007蝶阀6个4480004800192000192008PVC球阀50个1325002503250032509PVC排气阀15个71800018001260001260010PVC内丝5015个74200422940294第三部分合计2664129266412中国农业大学学士学位论文第六章工程效益分析与技术指标23编号工程或费用名称规格单位数量单价（元）合计（元）7097总计360495910161滴灌工程年费用（1）能耗费（C1）实际运行情况和当地的农用电价格，结合水泵功率及年运行小时数进行估算。也可直接按电表读书计算年用电量，项目所在地区电价为036元/KWH，年运行小时数为2940H，由下式计算能耗费。C13NTF3402940036127008（元）式中C1年运行电费，元；N配套电机功率，KW；T年运行小时数，H；F农用电价，元/KWH。（2）维修费地埋各级塑料管道的年平均修理费取为投资的1，水泵及其枢纽控制部分的年平均修理费为投资的5，费率见下表62。表62滴灌设备大修费率类别项目每年平均大修费率库、塘、引水渠道、控制室15土建工程机井1水泵47电动机、输变电设备1520机电设备过滤设备、施肥设备5地面管道46管道地埋管道1则工程的年维修费用C2为C220139937116321955283009（元）（3）工程年折旧费（C3）地埋管材管件折旧年限为40年，地面管材管件折旧年限为25年，首部装置折旧年限为30中国农业大学学士学位论文第六章工程效益分析与技术指标24年。根据工程投资概算，工程折旧费按直接结算法，经计算得地埋管材管件（40年折旧）D1K1/N11920723/40298018（元）地面管材管件（25年折旧）D2K2/N6192461/25247698（元）首部装置（30年折旧）D3K3/N9165499/30305516（元）C3D1D2D3298018247698305516851232（元）（4）工程年管理费（C4）该地区灌溉面积不大，部分采用自动化灌溉，所以需要2名专职人员和3名普通管理人员进行管理，根据项目地区工资水平，专职人员月工资按1200元/人计，普通管理人员按1000元/人计，则系统年管理费（C4）为C412（1200210003）64800（元）据上述分析计算，该微喷灌工程的年费用（C）为CC1C2C3C4127008283009851232648003052321（元）62工程年增效益由于该地区种植葵花和玉米，葵花亩产为250300公斤，保守估计250公斤，增产百分率为30，进行滴灌改造工程后的葵花平均亩产为325公斤，葵花国家收购价格为93元/KG。玉米亩产为600公斤以上，此处保守计算，取600公斤，增产百分率为30，改造后玉米亩产为780公斤。，玉米国家收购价格为10元/KG全年增产效益值按下式计算B葵花AYTYE735232525093512802B玉米AYTYE1492878060010268704式中A种植面积；YT作物微喷灌多年的平均单产；Y作物未灌多年平均单产；E作物产品单价；B微喷灌单位面