灌溉工程实例

1、典型灌溉工程举例5、灌溉制度5.1 设计参数的确定5.1.1 特色灌溉工程（ 1）大田喷灌1）设计参数确定根据苗圃需水要求，喷灌采用以下设计参数：a. 设计日耗水强度苗圃：Ea=3mm/d；b. 设计计划湿润层深度计划湿润层深度取：z= 0.4 ;c. 土壤特性壤土田间持水量B田=24% （占体积的百分比），适宜土壤含水量的上、下限，分别为90%3B 田、65%3 田，r=1.37g/cm。d. 灌溉水利用系数灌溉水利用系数为4=0.9e.灌水器选型喷灌选用美国雨鸟公司生产的摇臂式换向喷头（产品编号35A-TNT（12#嘴），该型号 喷头器的最大工作压力为0.41MPa最小工作压力为0.20M

2、pa喷头流量1.221.75n3/h ,射程 13.315.4s喷头组合喷灌强度的计算公式为：p组合（mm/h） =1000q /A式中： q 为单喷头的流量（m3/h） ； A 为单喷头的有效控制面积（m2） 。I=1000X1.5X 0.9/ （12X12） =4.69 （mm/h）满足壤土氏68 mm/h2）设计灌水定额设计灌水定额计算公式采用：m 0.1rH （ max min ）/式中： m 为灌水定额，（mm）；r 为土壤容重，（g/cm3）；H 为计算湿润层深度，（cm）；m axmin为适宜土壤含水量上、下限(占干土重的百分比)，分别取90%、65%；为灌溉水利用系数，取0.9

3、；利用上式计算喷灌区的灌水定额为：m = 0.1 X 1.37 X40X24X (0.90-0.65)/0.9=36.5(mm)3)喷灌灌溉制度a.设计灌水周期T式中：T为设计灌水周期，(d)； 计算结果如下：T m 36.5 0.9Ea 3b. 一次灌水延续时间t一次灌水延续时间采用下式计算：T EaEa为设计耗水强度，(mm/d)。10.96(d),取 T=10 天;t mab1000c式中：a为支管间距(m)； b为喷头间距(m)； q为喷头喷水量(m3/h)。t mab 36.5 15 156.56(h),取t=7 (h),创新园喷灌各区布置相同。1000 q 1000 1.39 0.

4、9(2)微喷带灌溉1)设计灌水定额设计灌水定额计算公式采用：m 0.1rzp ( max min ) /式中：m为灌水定额，(mm)；r为土壤容重，(g/cm3)；z为计算湿润层深度，(cm)；max、 min为适宜土壤含水量上、下限(占干土重的百分比)，分别取90%、65%；为灌溉水利用系数，取0.92;p为微灌设计土壤湿润比,(%)。利用上式计算微喷带灌溉区的灌水定额为：m = 0.1 X 1.37 X 0.6 X 28X24X(0.90-0.65)/0.92=15(mm)2）灌水器选型微喷带灌溉采用R型微喷带进行灌溉，微喷带间距为5m最大工作压力200kpa 100m奇3一 一，重为 4

5、.8 12前卜，q=42256 （L/h - m。3）微喷带灌溉制度a.设计灌水周期TT Ea式中：T为设计灌水周期，（d）; Ea为设计耗水强度，（mm/d）。计算结果如下:蔬菜： T m 3.45 （大），取 T=3 （大） Ea 4b. 一次灌水延续时间t一次灌水延续时间采用下式计算：t m sr stq式中：sr为毛管间距；st为灌水器间距；q为灌水器流量（L/h）t m sr st q15 5 10.92 421.94(h),取 t=2(h)0（3）滴灌和小管出流灌溉1）设计灌水定额设计灌水定额计算公式采用:m 0.1rzp （ max min ） /式中：m为灌水定额，（mm）；r

6、为土壤容重，（g/cm3）；z为计算湿润层深度，（cm）；max、 min为适宜土壤含水量上、下限（占干土重的百分比），分别取90%、65%； 为灌溉水利用系数，取0.92;p为微灌设计土壤湿润比,（%）。利用上式计算微喷带灌溉区的灌水定额为：m = 0.1 X 1.37 X 0.6 X 28X24X（0.90-0.65）/0.92=15（mm）2）灌水器选型滴灌灌溉根据果树种植情况，毛管间距为23m滴头和小管间距与毛管间距相同，最大 工作压力100kpa滴头流量为2040L/h。3）滴灌和小管出流灌溉制度a.设计灌水周期Tt Ea式中：T为设计灌水周期，（d）; Ea为设计耗水强度，（mm/

7、d）。 计算结果如下：m 15 0.92T 3.45 （天），取 T=3 （天）Ea 4b. 一次灌水延续时间t一次灌水延续时间采用下式计算： t m sr stqst为灌水器间距;q为灌水器流量（L/h）式中：sr为毛管间距；15 2 2一mu 3.26(匹取 im sr stt1 q15 3 3 3.67(h),取 t2=3(h)。0.92 40t2 msr st q5.1.2大棚滴灌工程1）设计参数确定根据灌溉区种植作物的灌溉经验，大棚滴灌采用以下设计参数:a.设计日耗水强度Ea=4mm/db.设计土壤湿润比及计划湿润层深度设计土壤湿润比（P）不得小于25%;计划湿润层深度取：z= 0.

8、3m；c. 土壤特性壤土田间持水量B田=24% （占体积的百分比），适宜土壤含水量的上、下限，分别为90%3B 田、65%3 田，r=1.37g/cm 。d.灌溉水利用系数灌溉水利用系数为 4=0.92 ;e.灌水器选型滴灌的灌水器有外置滴头和滴灌管两种，单滴头在工作水头范围内流量2.5L/h,允许流 量偏差率qv=± 5%灌水器间距为0.3mi2）设计灌水定额设计灌水定额计算公式采用：m 0.1rzp（ max min ）/式中：m为灌水定额，（mm）；r为土壤容重，（g/cm3）；z为计算湿润层深度，（cm）；max、 min为适宜土壤含水量上、下限（占干土重的百分比），分别取9

9、0%、65%； 为灌溉水利用系数，取0.92;p为微灌设计土壤湿润比,（%）。利用上式计算滴灌区的灌水定额为：m = 0.1 X 1.37 X 0.6 X 28X24X(0.90-0.65)/0.92=15(mm3)滴灌灌溉制度a.设计灌水周期TEa式中：T为设计灌水周期，（d）; Ea为设计耗水强度，（mm/d）计算结果如下：m 15 0 92T 3.45 （天），取 T=3 （天）Ea 4b. 一次灌水延续时间t大棚内滴灌，一次灌水延续时间采用下式计算：t m sr stq式中：sr为毛管间距；st为灌水器间距；q为灌水器流量（L/h）t m sr st q15 0.6 0.30.92 2

10、.51.17(h),取 t=1(h)05.1.3管灌工程1)设计参数确定根据苗圃需水要求，管灌采用以下设计参数：a.设计日耗水强度苗圃： E=3mm/db.设计计划湿润层深度计划湿润层深度取：z= 0.4 ;c. 土壤特性壤土田间持水量B田=24% (占体积的百分比)，适宜土壤含水量的上、下限，分别为90%3B 田、65%3 田,r=1.37g/cm 。d.灌溉水利用系数灌溉水利用系数为 4=0.9e.灌水器选型管灌选用D10O合水栓，流量为2040m/h,出水口间距为30m支管间距为100m2)设计灌水定额设计灌水定额计算公式采用：m 0.1rH ( max min ) /式中：m为灌水定额

11、，(mm);r为土壤容重，(g/cm3);H为计算湿润层深度，(cm);max、 min为适宜土壤含水量上、下限(占干土重的百分比)，分别取90%、65%；为灌溉水利用系数，取0.9；利用上式计算管灌区的灌水定额为：m = 0.1 X 1.37 X40X24X (0.90-0.65)/0.9=36.5(mm)3)管灌灌溉制度a.设计灌水周期TEa式中：T为设计灌水周期，(d); Ea为设计耗水强度，(mm/d)计算结果如下:Ea36.5 0.910.96(d),取 T=10 天；1.1 一次灌水延续时间t一次灌水延续时间采用下式计算:t mab1000qn式中：a为支管间距（m）; b为给水栓

12、间距（m）; q为给水栓出水量（m3/h）。t m ab36.5 30 1001000 q 1000 40 0.952.88(h),取 t=3 (h)01.2 系统工作制度根据灌溉系统管网布置、实验要求和作物种植等的需求，同时结合便于安排灌溉制度和减小主干管管径的原则，将创新园灌溉系统分为3个可独立工作的小区。以蓄水池的顺序来分区，即1#蓄水池为1区（特色灌溉除闸管出流），2#蓄水池为2区（大棚滴灌），其余管道灌溉为3区。1、2区都有独立的加压系统，这样既方便系统 管理，又方便于同其它科研试验相结合。系统依据设计轮灌组的划分，除3区外，其余各区都由恒压变频控制设备实现管 道压力和流量的调节完成

13、灌溉。1区特色灌溉的原则以地块为单元，每次灌溉一地块，共 28块，每地块由电磁阀 来控制，电磁阀具体型号见表3。一个灌水周期需要灌溉的时间为 144h02区大棚灌溉的原则为：采用随机灌溉方式，至少开启1座大棚，最多同时开启4 座大棚。2区控制42座大棚，一个灌水周期需要灌溉的时间为 1142h。3区的管道灌溉根据泵的流量至少开启 2个出水口 （1 口井工作，单口出水流量为 80m3/h）或同时开启8个出水口（ 3 口井和后稷湖同时工作），一个灌水周期需要灌水 时间48190h。1.3 管网设计1.3.1 管网设计布置原则12区灌溉水源从蓄水池里抽水，合理布局，便于变频自动控制，统一管理；管网布

14、置应与道路规划结合，主干、支管沿道路布置；依据地形、地块、道路等情况布 置管道系统，要求管道系统线路最短，控制面积最大，便于机耕，管道尽可能双向分 水；总体布置要使系统运行可靠、经济、合理，使投资尽可能小。5.3.2 管网布置1、管道布设采用树状管网。（1）大棚内的滴灌，滴头间距为0.3m,滴灌管间距为0.6m；特色灌溉区大田喷 灌喷头间距和支管间距均为15m；微喷带间距为5m滴灌和小管出流毛管间距为23m 管灌区，出水栓间距30m 左右；实际施工时，可根据地块大小适当调整。（ 2）管道级数采用干管、分干（输水），支管、毛管（配水）三级固定管道，支管走向基本平行于作物种植行。2、管路附件管道中

15、的三通、弯头等附件应选用与管材相配套的管件，喷头选用美国雨鸟生产的35A-TNT（12#嘴），出水栓为标准铸钢定型件。3、出水栓、喷头保护设施出水栓保护采用现浇砼镇墩，配套消力池为预制混凝土构件，混凝土基础根据设计图要求施工；喷头也采用镇墩保护，具体要求详见典型设计图。4、管沟开挖以不影响地面耕作，根据冻土层厚度为依据，管沟深100cm,宽80cm。5.4 管道系统设计5.4.1 管材及管件选择管材是管道输水灌溉系统的重要组成部分，直接影响到灌溉工程的质量和造价，因此，根据质量保证、经济耐用、便于运输和施工安装等条件，特色灌溉区、管灌区的干、 支管均采用硬质UPVC 塑料管， 设计工作压力0.

16、63Mpa， 滴灌区的干管采用UPVC管，支管、毛管采用PE管，其它各种管件则采用塑料厂家相应的定型配套产品。5.4.2 干管、支管管径设计干、支管管径采用经济流速法计算：D=18.8（Q/v） 0.5式中，D:干、支管管径，mm；Q:设计干管最大流量，m3/h;v: UPVC塑料管经济流速，一般为11.5m/s利用上式将水井至蓄水池引水流量，各轮灌区干、支管流量分别代入上式计算：计算后根据管径规格选取，引水干管取160的UPVC塑料管；低压管道灌溉干管取管径140的UPVC塑料管，支管取管径110的UPVC塑料管；特色灌溉区利用原有的分干 管管径140,在每地块分别布设，喷灌干管取管径90的

17、UPVC塑料管，支管取管径 50的UPVC塑料管；微喷带灌溉干管取管径90的UPVC塑料管，支管取管径50的 PE塑料管；滴灌和小管出流支管取管径50的PE塑料管，毛管取取管径16的PE塑 料管（滴灌管）。大棚滴灌干管取90的UPVC塑料管，支管取50的PE塑料管，田间毛管取16 的PE塑料管。详见管网水力计算表2。表1 硬UPVC管的f、m、b数值管材fmb备注UPVC 管0.948 1051.774.77PE管0.840 1051.754.75表2管网水力计算表泵站编号1 #2#3#轮灌组2811-423.3最不利点高程（m）535.7533.3530.22池顶水位高程（m）533.753

18、2.65523.95长度（成333151600最大流量（nf/h）3426.8880管径（mrm分干管UPVGD 140、90UPVO 90UPVO 140支管UPVCD 50PE 50UPVO 110总水头损失（m）7.17.256.5静水压力（m）25157工作压力（m）34.122.919.775.4.3管网水力计算管网水力计算是以各轮灌组分别灌水划分的。（1）干、支管水力计算干、支管沿程水头损失hf按下式计算：hf=f LQm/db式中，hf：沿程水头损失，m；L：管道长度，m；Q:管道流量，m3/h；d:管道内径，mm；m：流量指数；b:管径指数；f:沿程摩阻系数。一般硬UPVC管的

19、f、m、b值详见下表1。干、支管局部水头损失按管道沿程水头损失 hf的10%计。计算结果如表3所示。5.4.4水泵选型水泵的设计流量应为同时需水的最大流量；水泵的设计扬程H为总干管入口压力水头与水泵吸水管路的沿程水头损失、水源至干管入口(首部系统)局部水头损失 及水泵安装高程与水位之高差的和。根据以上管网水力计算结果，以最不利点网室末 端所需工作水头作为水泵供水净扬程，经中国灌排设备手册，最终选择QS型潜水电泵，水泵参数详见表3。表3各区计算参数范围及其水泵的选型参数表各区计算参数水泵参数泵站 编R流里氾围(m/h )工作压力 (m)水泵型号流里(m/h )扬程 (m)配套电机功率(kw)1

20、#10.08 34.0015.4 34.1QS40-40/2-7.540407.52#6.72 26.8815.0 22.9QS30-30/2-4.030304.03#80.019.77100QW87-28-15872815.05.4.5恒压变频选型在12#泵房内分别装配变频柜，变频器及电磁阀的选取根据各区的流量和工作 压力来选取，选取结果为表4。表4各区恒压变频工作表泵站 编p计算参数变频器型号电磁阀 规格流里氾围3(m/h )工作压力(成配套电机 功率(kw)1 #10.08 34.0015.4 34.17.5ABB (THB-11.0kw)滴灌和小管出流区选用CP系列1.5” ；大田喷灌

21、和微喷带灌溉 区选用CP系列3”2#6.72 26.8815.0 22.94.0ABB (THB-5.5kw)CP系列1.5 ”5.5蓄水池设计根据灌溉需要，需在园区新建 60m3蓄水池2座，10m3蓄水池1座。修建具体坐 标见表6,结构圆形地埋式蓄水池，60m3蓄水池直径2.5m,深度3.0m, 10m3蓄水池 直径1.5m,深度2.0m,分别设置进水管和出水管与灌溉干管相连，并在旁侧设置溢 水管。详见蓄水池设计图。5.6 附属工程设计5.6.1 闸阀井、排水井设计在各控制阀处设计阀门井。闸阀井、排水井采用圆形收口式砖砌结构，24墙，闸阀井深1.2m,排水井深2m, 底部直径1.5m或1.0

22、m,井底干铺一层砖，井盖为铸铁井盖。阀井数量及规格如下表5（详细结构见闸阀井设计图），该工程地形简单，只需设 计3座独立排水井，见管网平面布置图，排水阀为小 75UPVC求阀。表5阀井数量表编P规格数量（座）深度（m）结构备注1D150021.2醇混闸阀井2D100032.0醇混排水井3D10001101.2醇混闸阀井5.6.2管道镇墩、给水栓镇墩设计为了防止水流方向和温度变形等原因产生的推拉力，在管道转弯、三通、闸阀处 设50X 50X 50cm3镇墩，碎标号为C20o在支管竖管处设置给水栓、喷头镇墩，镇墩 采用C20现浇混凝土，在管道管件、给水栓、喷头安装完毕后，经打压试验无漏水现 象，再

23、安装模板、浇注。5.6.3 管道埋深设计管道埋深1.0m,管槽宽0.8m。5.6.4 加压泵房根据灌溉需要需新建3座加压泵房，1#、2#、3#泵房尺寸均为3.5mX2.5m,具 体修建坐标见表6,泵房结构设计图详见泵房设计图。5.7 田间配套工程设计为了达到满足绿化带的灌溉目的，在各灌溉区域设计相应的田间配套工程措施。根据土壤特性、管网布置特点，采用以下措施：1、在给水栓配备小100小白龙，灌溉时与给水栓连接，采用袖套式灌溉；2、或在给水栓配备闸管，实现闸管出流灌溉。5.8 灌溉工程工程量及材料量主要工程量见表7所示。表6 井、蓄水池、泵房修建坐标名称x坐标y坐标2刑井503353.13797

24、500.11#池503324.73797633.11#泵房（四角）503323.53797637.3503323.53797640.8503326.03797637.3503326.03797640.82#池503338.73797503.52#泵房（四角）503337.53797507.7503337.53797511.2503340.03797507.7503340.03797511.23#泵房（四角）503698.93797190.2503701.43797190.0503701.63797193.5503699.13797193.7表7主要工程量表序号项目规格/型号单位数量备注一、引水

25、管道1法兰闸阀Z41H-150台2Z41H-125台12进、排气阀P41X-100台33水表LXLG-125台34压力表Y-100ZTQ 0-1Mpa台35逆止阀DN-125台36弯头DN125X DN125个6DN100X DN125个37钢法兰DN125个218钢三通DN125X DN150X DN125个1DN125X DN150X DN150个1DN125X DN125X DN100个19开挖土方机械开挖、人工修坡3 m96010回填土方人工夯实3m96011闸阀井D1000个6机井外12输水管道镇墩60*60*60（020 硅）3m5.4133: 7 灰土30*80*803 m4.8

26、14UPVC14 160m120015UPVCE通4 160个34 160 X 140 X 160个64 160 X 110 X 160个216UPVC弯头3 160个5序号项目规格/型号单位数量备注17井房2 m12.25核混结构二、泵房及首部工程（1#）2.1 1#泵房首部工程1恒压变频控制系统ABB (TH- 11KW)套12铠装控制电缆KVV22 3*1.5m2303铠装控制电缆KVV22 4*1.0m7104铠装控制电缆KVV22 7*0.75m7605穿线套管?50 UPVCm2306穿线套管?100 UPVCm14707潜水泵QS40-40/2-7.5台1扬程40m,流星40m3

27、8双极过滤器L100-W100 离心套19对夹式蝶阀DN100个110止回阀DN100个111进、排气阀DN65个112施肥罐SFG-100L套113水表DN100个114压力表Y-100ZTQ 0-1Mpa个215蓄水池钢筋硅座1CC 360m16管理房2 m8.75核混结构2.2 2#泵房首部工程1恒压变频控制系统ABB (TH- 5.5Kw)套12铠装控制电缆KVV22 8*1.5m3903铠装控制电缆KVV22 8*2.5m22304穿线套管?100 UPVCm26205潜水泵QS30-30/2-4个1扬程30m,流星 30m36双极过滤器L100-W100 离心套17对夹式蝶阀DN8

28、0个18止回阀DN80个19进、排气阀DN65个110施肥罐SFG-100L套111水表DN80个112压力表Y-100ZTQ 0-1Mpa个213畜水池钢筋硅座1CC 360m钢筋硅座110m314管理房2 m8.75核混结构三、干管工程1开挖土方机械开挖、人工修坡3 m6408序号项目规格/型号单位数量备注2回填土方人工夯实3 m64083输水管道镇墩硅（C20）60*60*603 m15.1243: 7 灰土30*80*803 m13.445给水栓镇墩60*60*60 （C20 碎）3m2763: 7 灰土30*80*803 m247防冲槽预制C20硅个1258防冲槽基础30*80*80 （3: 7 灰土）m3249闸阀井D1500个2井1.2m10闸阀井D1000个110井1.2m11排水井D1000个3井2.0m12小砖池60cm x 30cmx 18cm个4213镀锌钢管DN150m2014镀锌钢管DN125m1615镀锌钢管DN100m6016镀锌钢管DN80m2417UPVCt4 160m61018UPVCt4 140m300019UPVCt4 110m390020UPVCt4 90m50021UPVJ通4 140 X 160 X 140个722UPVC三通4 160个323UPVJ通4 140个324UPVJ通4 110个8025UP