低压管道输水灌溉技术4

1、http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.xunchi- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ / http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ 低压管道输水灌溉技术设计实例低压管道输水灌溉技术设计实例一、

2、收集规划所需的资料一、收集规划所需的资料 地形地貌地形地貌 气象资料气象资料 水源水质水源水质 土壤及其特性土壤及其特性 水利工程现状水利工程现状 作物种植种类及面积作物种植种类及面积 社会经济状况社会经济状况 社会生产条件社会生产条件 低压管道输水灌溉设计实例资料低压管道输水灌溉设计实例资料案例一案例一某新建井灌区长某新建井灌区长3000m，宽，宽2000m，总面积为，总面积为6KM2（8996亩）。土壤为中壤土，土壤密度亩）。土壤为中壤土，土壤密度r=13.5g/cm3，单井出水量，单井出水量80m3/h，灌区内以种植小麦为主，生育期最大耗水强度，灌区内以种植小麦为主，生育期最大耗水强度E

3、=5.0mm/d，灌溉期间机泵运行时间，灌溉期间机泵运行时间18h/d，灌溉水系数为，灌溉水系数为0.8，抽水消减系数取，抽水消减系数取0.2，田间持水率为，田间持水率为25%，土壤含水，土壤含水率上限取田间持水率的率上限取田间持水率的95%，下限取，下限取65%，计划湿润层深，计划湿润层深度度55cm，小麦全生育期需水，小麦全生育期需水357mm（238m3/亩）。生育期亩）。生育期内有效降雨量内有效降雨量120mm（80m3/亩）。为节约用水，增加产亩）。为节约用水，增加产值，该灌区拟采用低压管道输水灌溉。值，该灌区拟采用低压管道输水灌溉。案例一案例一1.1工程规划布置 1.拟定灌溉制度

4、（1）设计灌水定额。灌区内小麦是需水量大的作物，设计时以小麦日需水量最高的灌浆期确定灌水定额（2）灌水周期 T=m/E=56/5.0=11.4(d) 取T=11（d）亩）（/1 .37)(69.55%65%95%2555. 05 .1310001000321mmmhrms2.机井规划布置（1）单井控制灌溉面积（2）机井眼数 （3）机井布置 井群采用方形网格布置，井距案例一案例一亩）(4 .25340/2 . 01188 . 01180)1 (1mQTtF眼）(5 .354 .253/89960FFN)(4082508 .258 .250mFL案例一案例一长边机井布置列数：3000/4088短边

5、机井布置行数：2000/4085实际布置井距为400m，机井40眼，单井实际控制面积224.9亩案例一案例一1.2工程设计 1.设计流量 根据水泵流量取设计流量为80m3/hhmhmTtmAQ/80/69/33设计算结果表明，计算结果表明，设计流量小于单井出流量，出水设计流量小于单井出流量，出水量满足要求。量满足要求。案例一案例一2.管道流量分配 由系统设计流量和给水栓设计流量（当地给水栓流量20m3/h)可知，该系统必须采用轮灌方式，按分配计算各管段流量。 轮灌组数：各轮灌组同时开启的给水栓数： n/N=16/4=4（个）编组：支1、2一轮灌组)(4)80/2016int()/int(个设Q

6、nqN案例一案例一3、管材与管径的选择按表3-15可确定经济流速，干管取1.3m/s，支管取1.5m/s，对于井灌区平均经济流速均在允许的流速范围内，故按平均经济流速确定管道流速后计算管径D干0.1476m=148mm（80m3/h)D支上0.0966m=97mm （40m3/h)D支下0.0696m=69mm（20m3/h)变径节约管材变径节约管材 VQd8 .18案例一案例一管段管段管径管径（mm）壁厚壁厚（mm）许可操许可操作压力作压力（MPa）管长管长（m）OA1604.90.6325AB1604.90.63100BC1604.90.63100CD1604.90.63100AA1103

7、.40.6350AA752.30.63100单井控制面积管径选择表单井控制面积管径选择表案例一案例一1.4管道水力计算按沿程水头损失共识计算，硬塑料管材f=0.948105，m=1.77,b=4.77。局部水头损失取沿程水头损失的10%计入。流量流量（m3/h)管径管径（mm）内径内径（mm）管长管长（m）沿程损沿程损失失（m）局部损局部损失失（m）总损失总损失（m）80160150.2250.230.0230.25380160150.23252.980.2983.27840110103.2500.810.0810.891207570.41002.930.2933.223第一轮灌组进口压力：H

8、1=0.15+0.253+0.891+3.223 =0.15+4.367（0.15为田间灌溉水头）第四轮灌组进口压力：H4=0.15+3.278+0.891+3.223 =0.15+7.392管道系统设计工作压力：H0=1/2(H1+H2)=5.88+0.15案例一案例一5.水泵的选择（1）水泵扬程 式中：Hp为水泵的设计扬程，m；H0为管道系统进口工作压力，m；Zd为机井动水位，根据水文地质资料分析，该灌区机井动水位25m； 水泵吸水管沿程和局部水头损之和。 =5.88+0.15+25+0.2+5=36.23m选250QJ80-40/2潜水泵v 低压管道输水灌溉设计实例资料低压管道输水灌溉设

9、计实例资料 案例二案例二 某地土壤质地为砂壤土，主要种植小麦、玉米等大田某地土壤质地为砂壤土，主要种植小麦、玉米等大田作物，面积为作物，面积为156亩。井径为亩。井径为1.2m，井深井深1020m，机井机井动水位动水位10m，单井出流量为单井出流量为60m3/h。设有设有4m宽的田间作宽的田间作业路，业路，2m宽的生产路。多年平均降雨量为宽的生产路。多年平均降雨量为400mm，蒸蒸发量约为发量约为500mm。 土壤容重为土壤容重为1.4g/cm3，小麦最大日耗水量为小麦最大日耗水量为5mm/d，田间持水率为田间持水率为25%（占干土重百分比），土壤计划湿润（占干土重百分比），土壤计划湿润层深度

10、为层深度为0.5m，灌溉水利用系数为灌溉水利用系数为80%，田间水利用系，田间水利用系数为数为90%。二、二、 拟定灌溉制度拟定灌溉制度1. 设计灌水定额设计灌水定额田/ )(1 . 021Hm 本例中，适宜土壤含水量上限取田间持水率的本例中，适宜土壤含水量上限取田间持水率的90%，下限取，下限取65%，经计算得，经计算得m=48.6mm=32.4m3/亩。亩。 2. 灌水周期灌水周期ddemT87 . 89 . 056 .48三、三、 水量平衡计算水量平衡计算 1. 单井控制面积计算单井控制面积计算 井灌区设计通常以单井控制面积为单元。则井灌区设计通常以单井控制面积为单元。则 亩2104 .

11、329 . 014860 说明水量满足灌溉要求。说明水量满足灌溉要求。mQTtA三、 水量平衡计算 2. 单井控制面积内设计流量的确定单井控制面积内设计流量的确定 根据设计灌水定额，灌溉面积，灌水周期和每根据设计灌水定额，灌溉面积，灌水周期和每天开机的时间，可计算出灌溉设计流量，井灌区的天开机的时间，可计算出灌溉设计流量，井灌区的灌溉设计流量应该小于单井的稳定出水量。灌溉设计流量应该小于单井的稳定出水量。 fTtmAQhmQ36 .449 . 01491564 .32经计算得：经计算得：计算结果表明，计算结果表明，设计流量小于单井出流量，出水设计流量小于单井出流量，出水量满足要求。量满足要求。

12、四、四、 管网布局管网布局 原则要求原则要求（1 1）井灌区的管网宜以单井控制面积作为一个完）井灌区的管网宜以单井控制面积作为一个完整系统。整系统。（2 2）根据地形、地块、道路等情况布置管道系统）根据地形、地块、道路等情况布置管道系统，要求线路最短，控制面积最大，便于机耕，管理，要求线路最短，控制面积最大，便于机耕，管理方便。方便。（3 3）管路尽可能双向分水，节省管材，沿路边及）管路尽可能双向分水，节省管材，沿路边及地块等高线布置。地块等高线布置。（4 4）最末一级固定管道的走向应与作物种植方向）最末一级固定管道的走向应与作物种植方向一致，移动软管或田间垄沟垂直于作物种植行。一致，移动软管

13、或田间垄沟垂直于作物种植行。四、四、 管网布局管网布局 布置形式布置形式五、五、 管道水力计算管道水力计算 管材的选择管材的选择 由于是固定管道，埋于地下，所以要求耐腐蚀，由于是固定管道，埋于地下，所以要求耐腐蚀，使用寿命长，能适应一定的地面沉陷，有一定的耐使用寿命长，能适应一定的地面沉陷，有一定的耐压性及综合经济等因素，干、支管及连接给水栓的压性及综合经济等因素，干、支管及连接给水栓的竖管均选用硬聚氯乙烯管（竖管均选用硬聚氯乙烯管（UPVCUPVC管）。管）。 管径的计算管径的计算 利用经济流速方法确定：利用经济流速方法确定：VQd8 .18经计算干、支管的管径分别选用经计算干、支管的管径分

14、别选用125、 90的的PVC管。管。五、五、 管道水力计算管道水力计算 管道水力计算管道水力计算 以最不利工作点为典型设计，选择满足最远处出以最不利工作点为典型设计，选择满足最远处出水栓能够正常工作的压力为设计依据。水栓能够正常工作的压力为设计依据。 干、支管沿程水头损失的计算干、支管沿程水头损失的计算 干、支管局部水头损失的计算干、支管局部水头损失的计算 出水栓的水头损失出水栓的水头损失 总水头损失的计算总水头损失的计算六、 系统扬程和系统流量的计算1.1.系统扬程的计算系统扬程的计算ZhhZHjfd总经计算得：经计算得：H = 18.57m2.系统流量的计算系统流量的计算按按5%的损失流量计算，的损失流量计算，Q=46.83m3/h。七、七、 水泵及动力机的选择水泵及动力机的选择 根据设计流量，设计扬程，查水泵样本，选取根据设计流量，设计扬程，查水泵样本，选取型号为型号为200QJ（R）50-30/2的潜水泵，流量为