管灌、微观设计

1、4.3 节水工程典型设计4.3.1管道灌溉典型工程设计柳树行村南山， 主要种植果树。根据单井控制面积不同，分别选 择具有代表性的三眼井控制三个地块进行典型设计。 选择的三眼井分 别控制为 120亩，150亩，180亩。三眼井号分别为： 1 号井控制面 积180亩；2号井控制面积 150亩；3 号井控制面积 120亩。现有大 口井3眼（需要维修），大口井深6m井径5m单井出水量20nVh , 大口井布置见典型设计图。（ 1）规划设计参数 灌溉设计保证率应根据青龙县地自然条件和经济条件确定灌溉 设计保证率不低于 75%；管系水利用系数取 0.95；田间水利用系数取 0.85 ；灌溉水利用系数取 0

2、.80。（2） 工程系统布置1）管道布置上水管道采用半地下固定式管道系统， 上水管道布置是从山下大 口井处直架到山上蓄水池，为蓄水池供水，中间不设出水口，没有分 支。上水管道由浆砌石支墩支撑，支墩间距约15m,支墩尺寸0.6 X0.6m,地面以上高1m,基础深0.8m,基础尺寸0.8 X 0.8m。上水管道典 型设计详见图 4-1 。下水管（即蓄水池自流引水到项目区这部分管道） 采用地下固定式管道系统。下水管根据地形和地势落差，全部选择PE塑料管材，管径采用63mm公称压力达到I.OMPa管网布置成梳齿型或鱼骨型， 支管走向与作物种植方向及地形坡度相适应， 地下输水管道埋深一般 应在冻土层以下

3、，出水口应尽量设在较高部位，间距为约40m出水口为钢管焊接结构， 并安装保护装置， 出水口保护装置为柱体混凝土 预制件，直径0.4m，高为0.6m，条管道上的保护装置排列整齐， 且安装方向一致。典型地块三眼井地下管道工程量： 1 号井地下输 水管道 1530m, 安装出水口 28个,2 号井地下输水管道 1275m, 安装 出水口 23 个, 3 号井地下输水管道 1020m, 安装出水口 19个，管道 沟槽深0.8m宽0.5m。下水管道典型设计详见图 4-2。2）蓄水池根据单井控制面积和上水管来水量、 下水管的出水量， 设计蓄水 池3座，每座容积为 100 m3。 容积确定：根据项目区井控灌

4、溉面积， 作物的种植种类、 种植比例及当地的 灌溉制度，综合考虑确定作物需水情况进而情定水池的容积。根据 V=qx n x mx kV- 为为水池容积， m3；q- 为日需水量， mm；n-为灌溉周期，d （一般5-8d）;m- 为灌溉面积，亩；k- 为灌溉水利用系数；经计算，V=91.8m3，考虑预留一部分备用容积，可确定，水池容 积约为 100m3。 设计结构 蓄水池的结构依据工程建设要求标准进行设计（典型设计） 。蓄水池为无顶盖半地下开场式， 采用钢筋砼结构， 蓄水池设在单元治理 面积内最高处，地基全部为坚硬土。每个蓄水池设 1 根排水管， 1 根 以上放水管，每根管上安装闸阀。结构：底

5、板厚40cm,下部10cm采用C10混凝土垫层，上部30cm 为钢筋混凝土底板；池壁为 30cm 厚钢筋混凝土结构。池内径为650cm深300cm蓄水池出地面100cm以上。共设计 100m3 蓄水池 3 座。 蓄水池施工采用材料：混凝土：垫层为C10,池体为C25,抗渗标号为W4钢筋：直径W 10时为I级钢筋，直径10时用H级钢筋；钢 梯：预埋件为普通钢板（A3）;抹面：池内壁、底用1： 2防水水泥 沙浆抹面，厚为 15mm。施工： 池壁施工缝位置设于底板与池壁连接的斜托上部， 施工 缝作成键槽状。钢筋接头按相关规范执行，采用搭接。钢筋遇孔 洞时应绕开，不得截断，遇大孔洞必须截断时，应采用加

6、固措施，措 施应符合有关规范要求。 混凝土浇筑前应检查水池附件的预埋和预 留情况。水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，混凝土浇筑后的收缩问 题，应视拌合浇筑混凝土的质量而决定采取何种相应措施。 池壁抹面应分层、紧密连续，各层接缝应错开。钢筋保护层：底板、池壁为25cm施工期间注意基坑排水，防止水池过早受浮托力而破坏。 水池建成后，抹面前作充水试验。每次充水 1/3，共3次，每次结 束后稳定两天进行下次充水，观察漏水情况，24h渗漏率应v 1/1000 85%灌溉水利系数n =0.85(2) 灌水器选择本系统灌水器选用小管出流灌水器，该灌水器由稳流器和一段4小管组成，其优点：抗堵塞性能强，水质净化处

7、理简单，解决了微 灌系统灌水器易于堵塞的难题； 施肥方便， 将肥液注入灌水道系统 内随灌溉水一起进入作物根区土壤中；省水；适应性强，对不同 的地形、土壤均可适用，其工作压力0.05MPa-0.4MPa且在国内平同 压力均能保持流量稳定，该灌水器中的稳流器流量有 15L/h、 30 L/h、 40 L/h 、 50 L/h 、 60 L/h 等不同型号，因本单位内树距较密，故本系 统采用流量较少的型号，即流量为30L/h，其允许最大工作压力可达 0.4MPa。(3) 系统的规划布置 系统的规划根据总体规划， 板栗园区采用小管出流灌溉形式， 水源是位于园 区下部的一口大口井，其可供水量为 20mi

8、 / h,小管出流灌溉系统的 首部枢纽建在大口井附近。 管网的布置毛管与灌水器的布置：果树沿南北向种植，行距为 5m,故毛管采 用单行布置，即沿南北方向一行树布置一条毛管， 毛管长度为 56.25m 。每株板栗下一个小管出流灌水器，其单个流量为q=30L/h，毛管为16PEf。干、支管布置：干管采用 110PV（硬管，支管垂直于干管布置， 且双向控制毛管，支管采用中 90PV（硬管，毛管沿种植的方向布置， 支管间距为毛管长度的2倍，即112.5m。主、支管道开挖深0.8m宽0.5m, 毛管开挖深0.3m宽0.30m。小管出流管道布置示意图见图4-3。微灌主、 支、毛管布置应根据现场实际情况调整

9、布置方案。图4-3小管出流管道布置示意图控制调节和量测设备的布置：在系统的首部安装闸阀、止回阀、 水表、压力表、进排气阀等，在各干、支管上安装控制阀门（4）灌溉制度的确定 一次灌溉用水量（灌水定额）的确定式中：m设计灌水定额r 土壤容重 1.45g/cm 3p 设计土壤湿润比，据工程技术规范为 50z 计划湿润层深度 50cm0 max 适宜土壤含水量上限，取田间持水量的 90%，田间 持水量取 230 min适宜土壤含水量下限，取田间持水量 70%n灌溉水利用系数85%将各数据代入计算得： m=26.2mm 设计灌水周期的计算：mn T=Ea式中：T灌水周期，天m 灌水定额 mmn灌溉水有效

10、利用系数85%Ea 一日耗水强度 2.6mm d计算得：T=8.56天，取T=9天 灌水延续时间的确定：由于小管出流果树株行距很大，计算灌水延续时间：mS eSrt= n n q式中： t 一灌水延续时间m 灌水定额 mmS e行距mS r 株距 mn 灌水器流量 L/h将各数值代入计算得：t=4.6 小时，取 t=5.0h（5）系统工作制度的确定为节约工程投资， 本系统采用轮灌的工作制度， 每次灌溉位于不 同分干管上的两条支管， 全部灌区共有支管 24条，则全部灌完需灌溉 12次，若每次灌水时间为 5小时，全部灌完需 60小时，按每天灌水工 作时间为 12小时计算，全部灌完一遍需 60/12

11、=5天9天，满足设计要 求。（6）系统流量推算及水力计算流量推算毛管流量计算：L 毛Q 毛=x P2式中：c毛毛管流量m/hL 毛毛管长度 56.25mP 单个灌水器流量 30L/h代入计算得：c毛=0.42m3/h支管流量计算：C支二nC毛式中：n条支管控制的毛管条数24条3C支 =24x 0.42=10.08m /h分干管流量计算：Q分干 = 2Q支=20.16m3/h即水泵系统提供的最小流量应为 20.16m3/h水力计算：毛管水头损失：h f 毛=9.48Q 104x1.754.75 LF式中hf毛一毛管的水头损失mQ 毛管流量D 毛管内径 13mmL 毛管长度 56.25mF 查表得

12、 0.38代入hf毛=2.2m支管水头损失：支管采用 50PVC内径为46mr管材，L支为37.5m, Q=10.08用/hQ 1.77h f支=9.48 x 104xx LFD 4.77F 为 0.4F多孔系数，查表得代入计算得hf支=1.1m分干管水头损失：分干管采用 90PVC,内径为84mh管材，管长为187.5m ,Q=20.16m3/hQ1.77h f分干=9.48 x 104 xxD 4.77代入公式得hf分干=2.4m干管水头损失：干管流量为20.16m3/h ,总干管采用 110PVC其内径为104.6mm长度为450m代入公式 hf总干 =2.6m系统总水头损失：沿程水头损

13、失 hfg = h f毛+hf支+hf分干+hf总干=2.2+1.1+2.4+2.6=8.3m局部水头损失按hfg的10%+：hj= hfg x 10%=8.3x0.仁0.83m则总水头损失：hf总二 h fg+ h j=8.3+0.83=9.13mm轮灌组最不利点压差:H=H0-h fg-P式中P 灌水器工作压力，取0.4Mpa;H 0 灌水器至最不利点的高差，取65m则H=65-9.13-40=15.87m，由此得出要满足灌水器的工作压力要求需设置减压阀，压差保证在40n范围内。(7)水泵选择管道沿程水头损失按下式计算：采用公式hf=fLQ其中：hf沿程水头损失f管材摩阻系数；l 管长，m

14、Q 管道设计流量，m3/hd 管道内径，mmm 流量指数; b 管径指数;f =625000410 201.9505.14.35 m上山管道采用钢制管道，经计算沿程水头损失4.69m。管道系统的局部水头损失按沿程损失的10%+为0.47m。管道沿程水头损失和局部水头损失之和为 4.16m。设计流量 Q设=20nVh。水源井动水位至蓄水池高差65m总损失5.16，预留富余水头23 m则系统总扬程:Hp= 65 + 5.16+3 = 73.16m。根据流量和扬程选取用井用潜水泵200QJ20-75。设计流量20nVh，扬程75m电机功率11kW(8) 蓄水池调蓄方案根据上述计算可知田间供水系统流量

15、与水泵出水量相近，但考虑到山区离主要河流较远的项目区，水源井出水量不能满足持续供水要 求，因此确定为项目区水源井建设配套蓄水池，容积为100n3，以保证灌溉系统正常运行。(9) 微灌工程典型地块材料总用量及投资预算该三眼井控制地块面积为 450亩，地埋 110PVC塑料管道用 量为950m地埋 90PVC塑料管道用量为2385m地埋 50PVC塑料管道用量为6832m地埋 16PE塑料管道用量为51894m稳流器23171套。微灌工程典型地总投资 684150元，单位面积投资1520元/亩， 详见表4-3。高丽铺村2号井微灌工程典型设计投资估算表表4-3序号项目名称规格型号单位数量单价（元）复

16、价（元）一、安装工程115046(一)直接材料费1065241井房及首部工程11759潜水泵200QJ20-75 型套143004300网式过滤器4个120002000闸阀DN50个2195390截止阀DN50个1120120进排气阀2套1175175其它管件套145894589铁双法兰短节3个260120铁法兰标盘3套22856胶垫3个61.592蓄水池工程11250上山钢管Dg50m45025112503管道工程77695PVC0m380207600PVC0 90(0.6Mpa)m95416.816027PVC0 50(0.6Mpa)m27337.620771PE管0 16m207581.

17、3628231稳流器30L/h套92680.43707110X 90三通110X 90个104040090 X 50三通90 X 50个161828890 X 50直接90 X 50个11101100 50堵头0 50个278216PE接头16套440.522PE小堵头16套3350.45151PE旁通16套3350.38127PE直接16套730.61454闸阀井工程5480球阀110个1370370球阀90个102652650球阀50个26802080水表DN110个13803805排水井工程340泄水阀50个568340(二)安装费项106523.660.088522二、建筑工程1359

18、581井房及首部工程34056大口井维修眼12205622056大口井房3*5m座11200012000 2蓄水池工程52180蓄水池100m3砌石支墩个718412883闸阀井工程个1180788774排水井工程个5117958955管道土方开挖、回填及压实m834951034950三、合计251004亩造价规划180亩1394高丽铺村1号井微灌工程典型设计投资估算表表4-3序号项目名称规格型号单位数量单价（元）复价（元）一、安装工程99498(一)直接材料费921271井房及首部工程11759潜水泵200QJ20-75 型套143004300网式过滤器2个1200

19、02000闸阀DN50个2195390截止阀DN50个1120120进排气阀套1175175其它管件套145894589铁双法兰短节3个260120铁法兰标盘3套22856胶垫3个61.592蓄水池工程11000上山钢管Dg50m44025110003管道工程64731PVC0m317206340PVC0 90(0.6Mpa)m79516.813356PVC0 50(0.6Mpa)m22777.617305PE管0 16m172981.3623525稳流器30L/h套77240.43090110X 90三通110X 90个84032090 X 50三通90 X 50个131823490 X 5

20、0直接90 X 50个910900 50堵头0 50个238184PE接头16套370.519PE小堵头16套2790.45126PE旁通16套2790.38106PE直接16套610.61374闸阀井工程4365球阀110个1370370球阀90个72651855球阀50个22801760水表DN110个13803805排水井工程272泄水阀50个468272（二）安装费项92127.360.087370二、建筑工程1307601井房及首部工程34056大口井维修眼12205622056大口井房3*5m座112000120002蓄水池工程56412蓄水池100m3砌

21、石支墩个3018455203闸阀井工程个880764564排水井工程个4117947165管道土方开挖、回填及压实m829121029120三、合计230258亩造价规划150亩1535高丽铺村4号井微灌工程典型设计投资估算表表4-3序号项目名称规格型号单位数量单价（元）复价（元）一、安装工程84535（一）直接材料费782731井房及首部工程11759潜水泵200QJ20-75 型套143004300网式过滤器2个120002000闸阀DN50个2195390截止阀DN50个1120120进排气阀套1175175其它管件套145894589铁双法兰短节3个260120铁法兰标盘3套22856

22、胶垫3个61.592蓄水池工程10500上山钢管Dg50m42025105003管道工程51765PVC0m253205060PVC0 90(0.6Mpa)m63616.810685PVC0 50(0.6Mpa)m18227.613847PE管0 16m138381.3618820稳流器30L/h套61790.42472110X 90三通110X 90个64024090 X 50三通90 X 50个111819890 X 50直接90 X 50个710700 50堵头0 50个188144PE接头16套290.515PE小堵头16套2230.45100 PE旁通16套2230.3885PE直接

23、16套490.61304闸阀井工程4045球阀110个1370370球阀90个72651855球阀50个18801440水表DN110个13803805排水井工程204泄水阀50个368204(二)安装费项78272.760.086262二、建筑工程1183541井房及首部工程34056大口井维修眼12205622056大口井房3*5m座112000120002蓄水池工程51812蓄水池100m3砌石支墩个51849203闸阀井工程个780756494排水井工程个3117935375管道土方开挖、回填及压实n823301023300三、合计202889亩造价规划120

24、亩1691微灌工程典型设计投资汇总表序号项目名称规格型号单位数量单价（元）复价（元）一、安装工程299078(一)直接材料费2769241井房及首部工程35277潜水泵200QJ20-75/ 型套3430012900网式过滤器4 ”个320006000闸阀DN50个61951170截止阀DN50个3120360进排气阀2 ”套3175525其它管件套3458913767铁双法兰短节3 ”个660360铁法兰标盘3 ”套628168胶垫3 ”个181.5272蓄水池工程32750上山钢管Dg50m131025327503管道工程194191PVC0 110(0.6Mpa)m9502019000P

25、VC0 90(0.6Mpa)m238516.840068PVC0 50(0.6Mpa)m68327.651923PE管0 16m518941.3670576稳流器30L/h套231710.49268110X 90三通110X 90个244096090 X 50三通90 X 50个401872090 X 50直接90 X 50个27102700 50堵头0 50个688544PE接头16套1100.555PE小堵头16套8370.45377PE旁通16套8370.38318PE直接16套1830.611124闸阀井工程13890球阀110个33701110球阀90个242656360球阀50个6

26、6805280水表DN110个338011405排水井工程816泄水阀50个1268816(二)安装费项276923.780.0822154二、建筑工程3850721井房及首部工程102168大口井维修眼32205666168大口井房3*5m座312000360002蓄水池工程160404蓄水池100m3座350892152676浆砌石支墩个4218477283闸阀井工程个26807209824排水井工程个121179141485管道土方开挖、回填及压实m87371087370三、合计684150亩造价规划450亩15204.4井房典型设计井房为砖混结构。 结构：井房为平顶结构，井房尺寸分为3

27、X3m及3X 5m两种类型，井房平面尺寸可根据实际情况调整大小，井房高度均为220cm大口井房基础深50cm采用M7.5砂浆砌筑浆砌砖，基础若为非砂砾 性土质，应以砂砾更换至冻层以下；墙体为浆砌砖结构，墙体厚24cm 采用M7.5砂浆砌筑；顶板为C25现浇钢筋混凝土结构，厚20cm井 房门为预制铁门，门宽0.9m，高1.8m；井房内地面现浇混凝土 20cm 在规定位置一次性抹刻成形“小型农田水利重点县项目”。顶沿宽25cm散水宽40cm 顶板配筋为 10钢筋，间距为15cnrK 15cm井房门过梁采用 12钢筋，箍筋采用 6.5钢筋。 井房墙体内、外面、房顶内、外面、散水上面均采用 M10沙浆 抹面，墙面2m靠尺检查凹凸度为0.5mm,垂直度误差不大于1.0cm。 井房外刷防水涂料，颜色为米黄色，顶沿和腰线为深蓝色，腰线距散水 120cm 大口井配电保护装置采用铁制配电箱，内部放置相应配电设备。表4-10管灌井井房工程材料用量及投资表骨口. 序号名称单位数量单价（