节水灌溉毕业设计

节水灌溉毕业设计TOC\o"1-3"\h\z第一章引言 1第二章农业节水灌溉工程发展概况 1第三章发展节水灌溉的必要性 23.1存在的问题 23.1.2灌溉工程应用节水工程技术较少 33.1.3水质污染严重 33.1.4灌溉管理水平不高 43.2发展节水灌溉的必要性 43.2.1沈阳市水资源总量及用水现状分析 43.2.2沈阳市的土壤质地、地形地貌分析 63.2.3从农业调整结构分析 63.2.4从灌溉工程现状分析 73.2.5从经济财务分析 7第四章节水灌溉工程典型设计 84.1喷灌系统的设计 84.1.1半固定式喷灌系统的设计 84.1.2移动式喷灌系统的设计 294.1.3固定式喷灌系统的设计 344.2低压管灌系统的设计 394.2.1典型地块设计（夏家村） 404.3冷棚滴灌系统的设计 474.3.1、温室滴灌的研究现状、目的及意义 474.3.2、滴灌工程的特点 484.3.3、冷棚滴灌系统设计 49第五章系统安装与施工的注意事项 535.1一般规定 535.2施工准备 535.3管槽开挖 545.4管道系统安装 545.5试水回填 565.6操作管理办法 56第六章总结 59第一章引言中国是一个拥有12亿人口的发展中国家，人口占世界人口总数的22%，据预测到2030年我国人口将增至16亿。因此，面对21世纪，解决中国人吃饭问题确是一个十分艰巨的任务。要解决吃饭问题，首先必须要有资源，最重要的就是水资源和土地资源。中国幅员辽阔，地大物博，自然资源丰富，绝对量居世界前列。然而这些资源由12亿人来分摊，人均资源量就非常少，远远低于世界平均水平。所以说土地资源和水资源的短缺是制约21世纪中国农业可持续发展的一个极为重要的因素。中国的河川径流总量居世界第六位，水资源总量为2.8万亿m3。按1997年人口统计，我国人均水资源量只有2220m3，仅为世界平均数的1/4。中国国土的大部分地区都存在着不同程度的水资源短缺问题，这已成为制约21世纪中国社会经济、工农业发展的“瓶颈”性因素，尤其是对用水量占总用水量70%的农业起着决定性的制约作用。随着社会经济的稳定发展，人民生活水平的不断提高，城市化进程的不断加快，社会对水的需求量急剧增加，随之而来，工业用水和生活用水比例势必上升。但是，对于农业水资源来说，问题还不仅仅是短缺，更为严峻的是在21世纪，由于我国水资源供需矛盾仍将继续存在，在总供水量难以满足总需求量的条件下，由于用水竞争性的存在，农业用水特别是灌溉用水部分将被挤占、压缩，这是不可避免的事。由此看，农业用水量只能是零增长，甚至是负增长。从这个意义上讲，农业水资源也将出现负增长。因此，如何以农业水资源的可持续利用，保障农业粮食生产和社会经济的可持续发展是必须研究的现实问题。众所周知，水是中国可持续发展的基础，决定着农业发展的前景，具有特殊的战略地位，因此对于一个水资源相对短缺的国家中国，提高水的利用效益，节约灌溉用水就成了解决我国水资源危机的一项不可替代的重大措施。中国共产党十五届三中全会通过《中共中央关于农业和农村工作若干问题的决定》，这对于开创我国农业和农村工作的新局面，实现我国跨世纪发展的宏伟目标具有重大意义。《决定》明确了“加快以水利为重点的农业基本建设，改善农业生态环境”，指出“把推广节水灌溉作为一项革命性措施来抓，大幅度提高水的利用率。由于水资源严重不足，实行节水灌溉不仅关系到我国农业，而且关系到我国经济社会总体发展的迫切需要解决的重大战略问题因此节水灌溉是我国发展现代农业的根本出路第二章农业节水灌溉工程发展概况沈阳市喷灌发展是由70年代开始，主要喷灌蔬菜、春小麦，当时新引进的机组有小型喷灌机器，半固定式喷灌和固定式喷灌。固定式喷灌，每亩造价在1300元～1600元之间，半固定式喷灌，即水泵、动力、干管固定，支管喷头移动，每亩造价500元～700元之间，移动式喷灌，又分为移动管道式和移动喷灌机组形式，具有投资低机动灵活等特点，每亩需200～400元。在70年代中期，在东陵区，还研制成功了13.3余hm2的自控喷灌系统，在当时居国内领先水平。由于种种原因，在80年代末，我市喷灌面积只有466.7余hm2，进入90年代，在省政府“3655”节水灌溉工程会议精神指引下和市政府“1.3.5”目标的鼓舞下，喷灌工程有了长足的进展，引进了奥地利生产的卷盘式大型移动机组，发展了小型移动机组，根据不同的作物种类，发展了固定式、移动式、半固定式等多种形式的喷灌，据1999年的统计数字，全市喷灌面积达20余hm2。低压管道灌溉工程技术，沈阳市简称“管灌”，是利用管道输水到田间进行灌溉的一种地面灌溉技术。沈阳市首先在菜田及试验田应用，以后陆续推广到水田、麦田以及春小麦为前茬的旱田。至1996年为止，全市推广应用面积已达52370余亩。同时在水田区还搞了去掉田间明渠排水沟的灌排一体化的低压管灌系统。在坝下引水两千亩成片滴灌时，还对首部电机调频变速，保证大面积管灌的恒压供水。在菜田区还搞了水肥混合系统的管灌研究。通过六年来的实践，证明低压管道滴灌具有六大优点：节水。管道输水可以减少渗漏蒸发损失，输水的利用率可达95～97%。节能。低压管灌通过提高水的利用率，节约了灌溉用水量，提高了水泵动力机的装置效率，比喷灌降低了能源消耗。省地。以管代渠在井灌区可比井渠少占地2%，若在水田区实行灌排一体化，还可提高土地利用率1～2%。输水快、省工、省时。管道输水速度快，渗漏小，供水及时，浇地快，从而缩短灌水周期，节省了灌水用工，灌水效率可提高一倍。适应性强便于管理。用管道输水不受地形限制，适用于井灌区，提水站灌区，也适应当前农业生产责任制形式。也便于田间机耕作业与运输。灌水及时，促进增产增收，投资少见效快，便于推广。由于低压管灌具有上述优点，沈阳市经过多少年来的应用推广，已被广大农民所接受。移动式的管灌多用于河滩地，及零散经济价值较高的地块。半固定式多用于零散的水田区。固定式喷灌，在菜田区水田区应用的较多。而且随着经济的发展，管材质量接头质量的提高，在沈阳市将大面积应用。第三章发展节水灌溉的必要性3.1存在的问题灌溉工程确实在沈阳市农业发展史上，发挥了巨大的作用，取得了显赫的成就。但是由于过去各方面的种种原因，使沈阳市灌溉工程在近期不断维修改造中，仍然存在着一些问题，有的是社会进步发展中带来的问题，概括为以下四个方面：3.1.1工程老化、设备陈旧灌渠工程老化，这是全沈阳市灌渠存在的普遍问题，大中型灌区，特别是灌区的主要建筑物，建成年代大都在30～50年前修起来的，基本上完成了历史使命，有的原来设计标准、规模本来就低，有的是当时施工条件所限施工质量不高，多年的应用造成冻裂、冲刷、基础漏水、倒塌等自然破坏现象。据初步调查统计，全市大中型17座灌区，除市管浑蒲灌区90年分二期改造，工程完好率较高外，其余灌区，工程完好率低下，有些灌区工程尚未配套完毕，渠系工程淤积除草问题严重，直接影响工程效益的发挥。现有工程不适应现在的灌溉需要，全市大中型原来的规划设计，大部分在70年代由于当时人们还没有对辽宁省沈阳市水资源紧缺引起重视，为减少工程量大部分按用水时间长，轮灌时间长设计的，已不适应当前农业生产的发展；家庭联产承包，用水高度集中和灌溉管理的“三集中二缩短”的管理办法要求；渠系建筑物都需加大断面，增加输水能力。才能符合当前农业的生产发展的需要，才能适应现代灌溉管理的需要。小型灌区，设备陈旧，主要包括提水站灌区、小井灌区。提水站灌区大部分由于机电产品多产于70年代，属于高消耗低效率的产品，早已经到更新换代的年限，只是缺乏足够的资金。灌区有的井年久失修，有的井由于历史原因，成井工艺本来就不好，严重影响了出水量，有的井位不够合理，也急需调整，以发挥机电井应有的作用。3.1.2灌溉工程应用节水工程技术较少由于沈阳市灌溉工程，因历史原因，有的阶段发展较快，相应的配套措施一时跟不上，造成了灌区不能充分发挥效益。近年来加大投资力度对远灌区改造、维修，对田间灌溉网重新规划调整。这样对节水灌溉工程的投资与应用，自然被削弱很多，突出表现为灌溉防渗工程控制面积，仅占全市灌溉面积的10%多一点，其次是灌溉的新技术，低压输水管道灌溉、喷灌、滴灌、微灌、渗灌等，我市灌溉工程中，应用面积虽然超过了数万亩地，但与灌溉总面积相比，更是比例甚微。灌溉工程大部分仍是采用传统的灌水技术，必然造成对水资源的相当大的浪费。还表现在渠系水有效利用率上，虽然比以往有较大提高，有些灌区仍在0.6左右徘徊。按照辽宁省1998～2000年灌溉发展规划要求，从1998年开始至2010年沈阳市灌溉工程渠系水有效利用率要达到0.7以上，确实存在着大的差距。其任务是艰巨的。3.1.3水质污染严重沈阳市灌溉水源，主要是辽河、浑河水系。灌溉工程大部分面积分布在沈阳市的下游地区。水从大伙房水库流出，历经抚顺、沈阳二大工业城市，对城市工业、生活用水的污水排放标准，由于种种原因，尚无权威部门严令制止。至此受其危害颇大，灌溉水污染十分严重，例如沈抚污水灌区；抚顺市的污水大量排放到灌区的水源中，据测定，该灌溉水中污水量占26.1%，其中主要的是石油工业生产中的油岩干馏，焦化裂解产物，及铜厂、铅厂、电厂、化工厂的生产废水，有害物质为酚剂、油、铅及粉煤灰。又为沈阳市灌溉面积有19.6万亩的浑北灌区，近年来有123家工厂排放废水污染。（每天排放量7万立方米）造成总干水质逐年变坏，含酚量高达0.123mg/L，超标12倍，含油及一些金属也不同程度地超过国家排放标准。还有浑薄、浑南、八一灌区等，其有害物质不仅对土壤、粮食、人畜危害，而且污染地下水资源、污染空气，对生态环境产生严惩的破坏，是沈阳市应尽早晨解决的问题。3.1.4灌溉管理水平不高八十年代以来，农村普遍实行了联产承包责任制改变了原有的农业生产体制，水利管理体制并没有立即跟上，水利管理部门按政府规定水价很低，这样就很难维修工程。虽然我市实行了累进水费制，“按方收费，超引加价”但水费的基数很低，尽管水费每方水由96年前的2分钱提高到3分钱，也难以维持灌区的正常开支，很难抽出钱来，以水养工程。长期以来，由于种种缘故，重建轻管的思想相当普遍根深蒂固，“以政代管”“以政代技”甚至科研部门也认为管理无高深理论，水管意识淡薄，也导致了农田灌溉用水效率和水分生产效率低的现状。先进管理理论手段，包括灌溉信息现代化基础管理手段尚一灌区问津，沈阳市灌溉管理水平与沈阳市农业发展规划的要求，尚有相当大的距离，而其中如何加快速度，提高灌溉工程的管理水平，也是急待解决的问题。3.2发展节水灌溉的必要性沈阳市灌溉事业虽然起步不算早，但建国以来取得了较大的发展，达到了国内较先进的水平。沈阳市建国前只有1.13千hm2的水田，建国后与兄弟省市一样经历了几个阶段。到80年代，全市水田灌溉面积已达133.3多千hm2，灌溉面积上所产的谷物和蔬菜分别占全市总产量的一半和80%以上。但沈阳市水资源短缺，直接影响农田灌溉的发展，早在70年代就开始了节水灌溉的研究，如“水田的浅湿灌溉技术”“两旱整地”“水稻旱重”，1974年开始新近推广喷滴渗技术，1985年发展喷灌面积660hm2。喷灌蔬菜平均亩产20～40%之间，比沟省水每亩97～128m3，年省电15～39度，滴灌黄瓜比地面灌增产14.4%的效果，直至1997年全市发展节水灌溉面积19.9千hm2，其中低压输水管灌溉613.3hm2，渠道防渗控制面积15千hm2。市政府对节水灌溉给予了高度重视。在年末的政府工作报告中，市长就提出“四大农业开发，其中第一项就是灌溉农业开发。”充分利用现有的水资源条件，仅仅围绕基地建设和高效作物发展灌溉农业和节水灌溉，提高土地产出水平，争取三年内新发展农田灌溉面积86.67千hm2，节水灌溉面积发展到53.33千hm2，表示了沈阳市政府对发展节水灌溉的决心和计划。从以下六个方面，沈阳市农业的发展也必须走高效节水之路。3.2.1沈阳市水资源总量及用水现状分析沈阳地区多年平均径流量为11.84亿m3，地下水综合补给量23.68亿m3，可开采量19.34亿m3，扣除地表水重复利用量，水资源总量为32.27亿m3。当P=50%时，水资源总量为309920万m3，当P=75%时，水资源总量为258026万m3，P=95%时，水资源总量为206532万m3（不同频率的水资源总量详见下表）。不同频率年水资源量单位：108m3不同频率水资源量多年平均P=50%P=75%P=95%地表水11.8410.677.194.12地下水23.6822.1319.8317.23重复利用3.251.811.220.7总量合计32.2730.9925.820.65沈阳是个用水量较大的城市，近二十年来，城市不断扩大，居民生活和公共用水逐年递增。随着国民经济发展，新、改、扩建水源工程日新月异，工业生产需用水量供不应求，人民生产用水日益增加，除市政供水之外，还有一些厂建自备井水源，但仍然满足不了全市的工农业生产的需要。从前沈阳12980平方公里的土地上统计，97年统计局数据有耕地68.29万hm2，与94年56.78万公顷相比发展了11.5万hm2。水田已由94年的10.43万hm2，发展到97年16.31万hm2，四年发展了5.88万hm2，灌溉需水量也同时大幅度增长。根据94—97年统计调查，现状用水量有如下几个方面：（一）生活用水生活用水包括城乡居民生活用水和城市公共用水。生活用水量随着城乡人口增长，城市规模不断扩大和人民生活水平提高，逐步增加。1994年全市总人口662.4万人到1997年总人口达673.8万人，四年增加11.4万人，年递增率达4.3‰,根据1997年市政资料分析城市居民生活用水每年达1.63亿m3；城乡生活用水0.41亿m3，生活用水1.51亿m3，，全市生活用水达3.55亿m3。（二）工业用水目前，全市工业需要用水总量为4.01亿m3，据1997年统计资料分析，市政供水在1.67亿m3，自备井水源工程，日供水量能力达45万m3，但目前只能达到28万m3/日，年供水量1.02亿m3，乡镇工业用水1.03亿m3，工业用水共计达3.72亿m3。（三）农业用水农业用水，包括灌溉用水和养殖用水，灌溉用水包括水田、菜田和麦田等用水。在16万hm2水田面积中，有5.3万hm2水田是纯井灌,有10.7万hm2，是井渠联合灌溉，由辽、浑河地表水供水，年平均引用客水达5.42亿m3，地下水动态达到采补平衡，目前水田需用地下水13.67亿m3，加之菜田、麦田、养殖等需水量1.22亿m3，农业用地下水共计14.89亿m3。（四）供需平衡分析将上述三项用水合计为22.16亿m3，而地下水可利用水量为19.34亿m3，超采2.82亿m3。特别是市政水源由于多年开采，使中心城市及其邻近的石佛寺水源区、尹家水源区等的地下水源下降，形成区域降落漏斗，超采封闭圈面积达540km2。若按保证率70%及95%计算，地下水可供水量将有更大的缺口。依此对2003年沈阳市需水量估算与可供水量差高达10亿m3之多，开源（前面已经论述）很难一时奏效。惟有节约用水，包括加强水资源管理力度，合理科学的防止水的污染和加速水污染处理，提高工业用水的重复利用，农业需采取多种先进技术集成组装，提高水的利用率，降低水资源提取量，提高水的产出率，以保持水资源供需平衡和持续发展。项目城镇生活工业农村人畜渗漏水量（万m3）需水合计（万m3）村以下工业需水（万m3）人口（万人）定额（升/人日）需水量（万m3）产值（亿元）定额（m3/万元）需水量（万m3）农村人口（万人）需水量（万m3）沈阳516.8216.040742808.847568251173.87063325575651937643.2.2沈阳市的土壤质地、地形地貌分析沈阳市虽处辽河水系的中下游，辽河、浑河水系贯穿全境，但其本地区的水资源并不丰富，从地形地貌来看，全境由东向西为剥蚀构造地山丘陵，阶状台地。逐渐过度为山前冲积扇及扇间平原，冲洪积平原。从地质剖面来看，表层冲洪积平原大部为沙质壤土，或砂壤土，山前冲积扇有少量壤土，低山丘陵区有少量残积粘土。以沈阳市为中心的平原区已开发了133.3千hm2多水田，以大伙房水库供水及采用地下水补给进行运行。因城市供水影响及土质溶液的变化及周边地区已不适再开发水田了，将发展一定规模的菜田区、果树区。最适合的灌溉方式，只能采用喷微灌及低压管灌。在康法地区以及柳绕地区，从土质分布状况来看，粉砂壤土、粉砂土居多，单井出水量都在200～1000m3/日，若采用低压管道输水灌溉形式，田间有效利用系数采用0.95，最大的单井日出水量也只能灌1.33hm2地左右，单井只能控制9.33hm2地左右，若以单井出水量200m3只能灌0.267hm2，每眼井只能控制1.87hm2。这些地区都是渗漏性极强的砂壤土或粉砂壤土，只能因地制宜的采用水的利用率较高的喷、微灌或改进的沟、畦灌溉形式，否则其渗透损失是很大的。也很难满足灌溉的需要。3.2.3从农业调整结构分析3.2.3.1农业结构调整分析据1997年统计资料表明，在全市当年总播种面积587.8千hm2，其中水稻113.1hm2，占播种面积20%，玉米播种面积290.7hm2，占全市播种面积的47.7%，豆类27.hm2，占播种面积的4.4%，经济作物16.47hm2，占总播种面积的6.2%，果树花卉占总耕地面积仅为2%。从上述各类作物中水稻、蔬菜、果树、花卉仅占总面积52.1%。全市水田136.7hm2，菜田11.3hm2，旱田202hm2，其他作物3.33hm2的作物结构，年灌溉总水量19.9亿m3，就需要外境水2亿m3。若按市政府1997年工作报告作物结构调整为6：4，而粮食作物削减为60%，经济和其他作物为40%，在保证水田面积不变的情况下，只有调整旱田，若按此比例只将有灌溉条件的上述面积作类似的调整。从多年的经验资料表明，露地菜全年需水量，在沈阳地区在500～800mm之间，而一年一熟的旱田作物需水量仅占320～400mm之间，二者相差在40%～100%。如果将玉米的面积按目前47.7%降至30%，经济作物面积增长12.5%，综合需水量将增长7%左右，沈阳市总的水资源将亏欠3亿m3水。若将现有的复种指数由1.07提高到1.15时，沈阳市工业发展、人民生活水平的提高，都需要增加需水量，使原本水资源紧缺的局面更加严峻。3.2.3.2从农业第二次跨世纪创业分析政府提出第二次跨世纪创业，其总的目标是加速推进我市农业现代化基础设施建设，保持农村经济持续增长，农民收入稳定增加，在2005年全面实现小康。是沈阳市跨世纪要实现的宏伟目标。为实现这一目标，对全市小城镇发展农田基本建设等做了全面的规划。需要建设项目达51个重点项，总投资6.8亿元。这些项目的建设，固然有很多的强有力的支撑点，但其中水资源的支撑是必不可少的条件。节约水资源发展项目也引起了政府各界有识之士的公识。在农田基本设施建设中仅节水灌溉项目65项，建设面积达31.3千余hm2，市政府明确的提出改善水利生产条件，大力发展节水灌溉设施农业为重点，以建设高标准、高科技、高效益为主体的农田开发为主攻方向，对全市山、水、林、田、路、村进行统筹规划，综合治理。市政府明确指出了沈阳市农业发展须走高效节水之路。3.2.4从灌溉工程现状分析沈阳市灌溉工程虽然在农业发展中做了巨大的贡献，但现有的灌溉工程经过几十年运行，灌溉能力和经济效益大大下降，大部分是带病运行。渠系有效利用系数仅在0.4～0.5之间，粗略地估算，将有6亿m3损失，相当于修建1个大型水库的容积。在灌溉水资源的利用上，浪费也相当严重。因此加强渠道衬砌，输配水枢纽的改建维修，进一步完善田间网的建设，提高水的利用率，可以节约大量水资源的用量，提高或转移水资源的利用率及效益转移。从上述简略分析来看，对目前大中型工程的改造，加强防渗和节水技术的应用，是沈阳市发展节水灌溉工程的重中之重。是缓解我市水资源紧缺的有效手段，而从全市来看，改造提高灌溉用水率已成为当务之急。3.2.5从经济财务分析节水灌溉不单纯具有节水效益，而且具有较高的回报率。从沈阳市典型地区的节水工程建成后将取得节水、节能、增产、节地、省工等综合效益。从1988年～1989年度资料分析，管灌比传统地面相比，输水利用系数由0.65可提高到0.93，每亩年节水量约为100m3；由于用水量减少，提水耗电量亦虽之降低；在浅井灌区，节电率为12.2%，中、深井灌区为23.3%。实行管灌后，减少农、毛两级渠道占地，可节约渠道占地1.3～1.5%。实施管灌后，由于扩大了保灌面积，提高复种指数，缩种灌水周期，使农作物产量有较大提高，粮食产量可由亩产290kg提高到346kg。此外，灌水管理工效还可提高50%以上。若乘以灌溉面积，其经济和财务回报是十分明显的。再以沈阳市利用世行贷款发展节水灌溉39.2千hm2分析，其中喷灌麦菜14.9千hm2，菜菜复种2.67千hm2，低压管灌水田4千hm2，菜田2.67千hm2，滴灌棚菜5.33千hm2，果树0.933千hm2，微灌苗圃0.867千hm2，花卉1.13千hm2，渠道防渗水田6.67千hm2。再根据不同作物的投入产出模型，典型农户的财务分析及投资概算，计算出财务内部收益率FIRR，为22%，财务净现值410361千元，投资4年回本。经济内部收益率为26%，经济净现值为376543.54千元。其经济效益是非常巨大的。综上所述，按照沈阳市各方面条件，搞节水灌溉是必要的，从经济和财务收入来看，也是十分可观的。第四章节水灌溉工程典型设计4.1喷灌系统的设计 沈阳市喷灌发展是由70年代开始，主要喷灌蔬菜、春小麦，当时新引进的机组有小型喷灌机器，半固定式喷灌和固定式喷灌。固定式喷灌，每亩造价在1300元～1600元之间，半固定式喷灌，即水泵、动力、干管固定，支管喷头移动，每亩造价500元～700元之间，移动式喷灌，又分为移动管道式和移动喷灌机组形式，具有投资低机动灵活等特点，每亩需200～400元。在70年代中期，在东陵区，还研制成功了13.3余hm2的自控喷灌系统，在当时居国内领先水平。由于种种原因，在80年代末，我市喷灌面积只有466.7余hm2，进入90年代，在省政府“3655”节水灌溉工程会议精神指引下和市政府“1.3.5”目标的鼓舞下，喷灌工程有了长足的进展，引进了奥地利生产的卷盘式大型移动机组，发展了小型移动机组，根据不同的作物种类，发展了固定式、移动式、半固定式等多种形式的喷灌，据1999年的统计数字，全市喷灌面积达20余hm2。4.1.1半固定式喷灌系统的设计典型地块设计4.1.1.1法库县十间房乡喷灌工程本工程属法库县农业综合开发项目。地块位于法库县十间房乡樱桃沟村西北部，基地田块大致规格为1270m×420m（东西×南北方向），总面积约790亩。根据规划，该地块将开发为林木繁育基地，计划采用半固定式管道喷灌灌溉方式。一、基本资料（一）地形实测1：2000地形图。（二）土壤土质为砂壤土,土壤容重约为1.45g/cm3。当地最大冻土深度约为150cm。（三）作物林木。查《中国主要作物需水量与灌溉》，根据法库地区作物需水规律，综合考虑区内待植林木需水临界期耗水强度，取灌水临界期林木平均日耗水量为e=4.5mm/d。（四）水源水源为机电井，共4眼，沿东西方向布设（见平面布置图），单井平均控制灌溉面积约为170～230亩。根据法库县开发办及十间房乡水利站提供的资料：各机井成井平均深度为20米左右，由于区内地质条件差异，物探单井稳定涌水量各井有较大差异，各井涌水量均为50m3/h范围内。当地地下静水位埋深6～8米，动水位埋深15米左右。（五）气象具当地气象站资料，多年平均降雨量为610mm，春季灌溉季节风向多变，设计风速取为3.0m/s。喷灌在整个白天作业，夜间不作业。二、设计内容根据基本资料，确定设计内容范围如下：（一）管道系统各级管道布置，管材选择，管径、管长及连接方式的设计，控制设备的选择，喷洒器的选型及工作参数的确定等。（二）加压泵站水泵选型，水泵工作范围的确定，水泵安装高程的计算，配套动力的选择等。（三）运行方案轮灌编组、工作制度的确定等。（四）设备投资预算包括喷灌系统设备明细和投资预算，土建工程投资估算，运行费用计算等。三、灌水定额和灌水周期的拟定设计灌水定额查《农田水利学》，灌水定额按公式m=0.1γh(β1-β2)计算式中m—设计灌水定额（mm）γ—土壤容重（g/cm3）h—计划湿润层深度（cm）β1—适宜土壤含水量上限（重量百分比）β2—适宜土壤含水量下限（重量百分比）且各种土壤的田间持水率，见表1：表4—1各种土壤的田间持水率土壤类别孔隙率（体积%）田间持水率占土体%占孔隙率%砂土砂壤土壤土粘土重粘土30～4040～4545～5050～5555～6512～2017～3024～3535～4545～5535～5040～6550～7065～8075～85并依当地资料确定土壤田间持水量取20%，土壤适宜含水量上下限根据《低压管道输水灌溉工程技术规范（井灌区部分）》（SL/T153-95）规定：β1—田间持水量的0.85～0.95，取0.87β2—田间持水量的0.60～0.65，取0.65土壤容重γ=1.45g/cm3，计划湿润层深度h=50cm则设计灌水定额为m设=0.1×1.45×50×20×（87%-65%）=31.9mm设计灌水周期林木的灌水临界期平均日耗水量为e=4.5mm/d。则根据公式T设=m设/e得T设=31.9/4.5=7.1d结合当地经验及水源供水情况，轮灌周期取为8天。四、确定管系总体布置本设计根据法库县农业开发办提供的单井出水量大小将整个灌溉地块自东向西分为4个分区，各分区面积及相应控制区内井的出水量见表2。表4—2单井出水量及各区控制面积分区一区二区三区四区单井涌水量（m3/h）50505050分区面积（亩）200190170230五、选择喷头、确定组合间距（一）喷头选型考虑灌溉季节多风，根据国内喷头样品系列和本地区特点，要求低仰角抗风加重喷头。故采用ZY-2型喷头，采用6.0×3.1型喷头，一区～三区的设计喷头工作压力确定为hp=0.20MPa，单喷头设计工作流量q=2.43m3/h；而四区面积较大且考虑到地形条件，选用喷头的设计工作压力hp=0.31MPa，单喷头设计工作流量q=3.01m3/h。上述喷头主要性能指标如表3所示。表4—36.0×3.1型喷头性能、型号及技术指标喷嘴直径d（d主×d副）（mm）额定工作压力hp(MPa)喷头流量q(m3/h)接管口径(in)喷头射程R(m)喷射仰角=20-30℃6.0×3.10.202.43ZG1″16.30.313.0118.50.403.4319.6（二）支管及喷头布置方式考虑本项目是半固定式喷灌方式，为方便支管拆移，同时考虑灌溉季节风的影响因素，为确保不漏喷，因此喷头组合采用正方形布置方式，即喷头与支管组合间距为18m×18m规格，每条控制支管上布置8个喷头，最多不得超过10个喷头。设计参数校核雾化度查《喷灌工程技术规范》有表4—4各种作物适宜雾化指标作物种类hp/d值蔬菜及花卉粮食作物、经济作物及果树牧草、饲料作物、草坪及绿化林木4000～50003000～40002000～3000则雾化度=1000hp/d=1000×20/6=3333>3000，四区雾化度=1000hp/d=1000×31/6=5167>3000，均满足要求。组合喷灌强度查《喷灌工程技术规范》有表4—5各类土壤的允许喷灌强度值、坡地允许喷灌强度降低值土壤质地允许喷灌强度（mm/h）地面坡度（%）允许喷灌强度降低值（%）砂土砂壤土壤土壤粘土粘土201512108〈55～89～1213～20〉20020406075则组合喷灌强度根据公式ρ=KwCpρs计算式中：Kw——风系数；Cp——布置系数，按单支管多喷头同时喷洒计算。ρs——为按无风时单喷头全圆喷洒设计喷灌强度（mm/h）。查《喷灌工程设计手册》，ρs=1000q/(R2)表4—6不同运行情况下的Cp值运行情况Cp单喷全圆喷洒1单喷扇形喷洒（中心角α）360/α单支管多喷头同时全圆喷洒多支管多喷头同时全圆喷洒πR2/ab表4—7不同运行情况下的风系数Kw值运行情况Kw单喷头全圆喷洒1.15v0.314单支管多喷头同时全圆喷洒支管垂直风向1.08v0.194支管平行风向1.12v0.302多支管多喷头同时全圆喷洒1本设计中在设计风速v=3.0m/s条件下,按单支管多喷头同时全圆喷洒，以最不利工况,即支管平行风向计算：Kw=1.12v0.302=1.12×30.302=1.56；将a=18,R=16.3代入上式得，CP=1.503；ρs=1000q/(R2)=1000×2.43/（3.14×16.3²）=2.91因此有：ρ=KwCP1000q/(R2)=1.56×1.503×2.91=6.83mm/h〈15mm/h。满足《喷灌工程技术规范》要求。均匀度（Cu）本设计中，喷头与支管组合间距为a×b=18m×18m，设计风速为v=3.0m/s，根据《喷灌工程设计手册》提供的间距～射程比，本设计条件下，均匀度能满足要求，即Cu>75%，符合规定。六、拟定喷灌工作制度（以一区为例）（一）确定喷头工作点及支管位置根据法库县农业综合开发办要求，各均沿南北向布置，地面移动支管沿东西向布置。沿干管每隔18m设一给水栓，支管平行作物垄向，间距为18m。各区给水栓及支管布设见平面布置图。一区共45条支管，411个喷点。计算喷头在工作点上喷洒时间（t，即一次灌水延续时间）式中η—喷洒水利用系数，取0.85；Sm—喷头间距，m；Sl—支管间距，m。则；取t=5h计算支管每天可喷洒工作位置数（n）n=td/(t+ty)式中td——每日喷灌作业时间；ty——移动、拆装、启闭喷头时间。本设计中为充分利用每天可能的喷灌时间，也避免在刚喷灌过的湿地上拆装支管，确定配置两套备用移动支管，因此支管的拆装不占用喷洒作业时间，即ty=0h。根据基本资料提供的情况，喷灌不在夜间作业，白天则有15h可以工作，即td=15h。所以n=td/(t+ty)=15/(5+0)=3，取n=3（四）每次可同时喷洒的喷头数（np）np=N/(n×T)（N——控制区内喷头工作点总数）=411/(3×8)=17～18个（五）每次可同时喷洒的支管数（n支）np=N/(n×T)（N——控制区内支管工作总数）=45/（3×8）=2条七、编制轮灌顺序、确定各级管道的设计流量（一）各区轮灌编组根据上述计算公式确定各分区灌溉制度有关参数如下表9：表4—8各分区灌溉制度若干参数统计项目一区二区三区（1）四区t5.05.05.04.0td15151516n3334T8847np18182016N411390227409按照灌水周期和一次灌水时间确定轮灌编组顺序，各区轮灌编组详见表4—9～表4—12。

表4—9一区喷灌工程轮灌顺序表轮灌编号支管号同时工作喷头数干管流量（m3/h）第一天1支1、支241843.742支2、支251843.743支3、支261843.74第二天1支4、支271843.742支5、支281843.743支6、支291843.74第三天1支7、支301843.742支8、支311843.743支9、支321843.74第四天1支10、支331843.742支11、支341843.743支12、支351843.74第五天1支13、支361843.742支14、支371843.743支15、支381946.17第六天1支16、支392048.62支17、支402048.63支18、支412048.6第七天1支19、支422048.62支20、支432048.6第八天1支21、支442048.62支22、支23、支452048.6

表11二区喷灌工程轮灌顺序表轮灌编号支管号同时工作喷头数干管流量（m3/h）第一天1支1、支231741.312支2、支241741.313支3、支251741.31第二天1支4、支261843.742支5、支271843.743支6、支281843.74第三天1支7、支291843.742支8、支301843.743支9、支311843.74第四天1支10、支321843.742支11、支331843.743支12、支341843.74第五天1支13、支351843.742支14、支361843.743支15、支371843.74第六天1支16、支381843.742支17、支391843.743支18、支401843.74第七天1支19、支411843.742支20、支421741.31第八天1支21、支431741.312支22、支441741.31表4—11三区（1）喷灌工程轮灌顺序表轮灌编号支管号同时工作喷头数干管流量（m3/h）第一天1支1、支22、支322048.62支2、支21、支311946.173支3、支20、支25、支282048.6第二天1支4、支19、支26、支272048.62支5、支18、支291843.743支6、支17、支301946.17第三天1支7、支16、支33、支232048.62支8、支15、支34、支242048.63支9、支14、支351843.74第四天1支10、支13、支42、支431843.742支11、支12、支37、支412048.63支36、支39、支401536.45注：三区分为两部分，由于三区（2）约有30亩地，可由3#井补充供给水量完成灌溉任务。这里不再编写其轮灌编组方案。表4—12四区喷灌工程轮灌顺序表轮灌编号支管号同时工作喷头数干管流量（m3/h）第一天1支1、支2、支571339.132支3、支4、支581339.133支5、支561648.164支6、支33、支321648.16第二天1支7、支311648.162支8、支301648.163支9、支291648.164支10、支281648.16第三天1支11、支501648.162支12、支491648.163支13、支481648.164支14、支471648.16第四天1支15、支461648.162支16、支221648.163支17、支211648.164支18、支201648.16第五天1支19、支34、支351442.142支36、支551339.133支37、支541442.144支38、支531442.14第六天1支39、支521545.152支40、支511442.143支41、支271545.154支42、支261545.15第七天1支43、支251545.152支44、支241545.153支45、支231545.15八、管道设计及水力计算（以一区为例）管材选择一般情况下，对于地埋的固定管道，应优先选用不会锈蚀的钢筋混凝土管、塑料管和石棉水泥管等，也可用铸铁管和镀锌钢管；对于地面的移动管道，则应采用带有快速接头的薄壁铝或铝合金管、薄壁钢管、涂塑软管等。查《喷灌与微灌设备》见各种管材的优缺点并列入下表：表4—13各种固定管道优缺点表管材名称优点缺点铸铁管1、承载能力大2、工作可靠3、寿命长4、管件齐全，加工安装方便1、重量大，搬运不方便2、价格高3、使用10～20年后内壁产生铁瘤，内径变小，阻力加大，降低输水能力钢管承压能力大具有较强的韧性不易断裂管件品种齐全铺设安装方便价格高易腐蚀寿命较短钢筋混凝土管使用寿命长节省钢材安装施工方便输水能力稳定使用安全可靠自重大，运输不便质脆，耐撞击性差价格较高石棉水泥管价格比较便宜重量较轻输水能力稳定可加工性能好耐腐蚀，使用寿命长性脆，怕摔、砸、撞击，在运输中易损坏质量不均匀，横向拉伸强度低成套性差，安装施工麻烦硬塑料管耐腐蚀，使用寿命长重量小，搬运容易内壁光滑、水力性能好，过水能力稳定有一定的韧性材质受温度影响大，高温发生变形，低温变脆受光、热老化后，强度逐渐降低，工作压力不稳定膨胀系数大表4—14各种移动管道优缺点表管材名称优点缺点薄壁铝管重量轻能承受较大的工作压力韧性强，不易断裂不锈蚀，耐酸性腐蚀内壁光滑，水力性能好寿命长价格较高抗冲击力差，怕砸，怕摔耐磨性不及钢管不耐强碱性腐蚀薄壁钢管重量轻，搬运方便强度高，可承受较大的工作压力韧性好，不易断裂抗冲击力强，不怕一般的碰撞寿命长耐腐蚀性不如铝管和塑料管镀锌质量不过关使用寿命短价格较高重量大，移动不便涂塑软管重量轻，移动方便价格较低适应地形变化能力强接头少耐酸碱腐蚀1、易老化，寿命短2、工作压力低，易爆管3、不耐磨，怕扎，怕压折4、移动时排除管内水困难根据各种管材的优缺点，并考虑当地情况，本设计中地埋干管采用硬塑料管（UPVC管），地面移动支管采用薄壁铝合金管。（二）支管管径选择依《喷灌工程技术规范》，同一支管任意两喷头间的压力差应在设计喷头工作压力的20%以内，用公式表示为，hw+ΔZ≤0.2hp式中hw——典型支管首末端两喷头间支管水头损失加上两竖管水头损失之差（m）,一般情况下，可用支管段的沿程水头损失计算，即hwhf；hp——喷头设计工作压力（m）；ΔZ——首末两喷头进水口高程差（m），ΔZ=0.2m。根据《喷灌工程设计手册》：hf=fLQm/Db并有各种材料的管道沿程损失公式的f、m、b值，归纳如下：表4—15沿程水头损失公式中的f、m、b值管道种类hf=fLQm/Dbf（Q以m3/s计，d以m计）f（Q以m3/h计，d以mm计）mb塑料硬管铝管或铝合金管石棉水泥管旧钢管旧铸铁管钢筋混凝土管n=0.013n=0.014n=0.015n=0.0170.0009150.0008000.0001180.001790.001740.002010.002320.002970.948×1050.861×1051.455×1056.25×1051.312×1051.516×1051.749×1052.240×1051.771.741.851.922224.774.744.895.15.335.335.335.33支管选用薄壁铝合金管，则f=0.861×105、m=1.74、b=4.74自第一个喷头到末端的支管管长L=9×18=162m，Q=10×2.43=24.3m3/h。并在《喷灌工程设计手册》中查出流量指数m=1.74，出水口数目N=10及X=0.5的多口系数F=0.386，分别代入上面公式得D4.74≥0.386×0.861×105×162×24.31.74/（0.2×20-0.2），得D≥64.03mm。查《喷灌与微灌设备》参照铝质移动支管规格，支管选用取外径为70mm内径为67mm的铝管。（三）干管管径选择干管设计流量为Q=20×2.43=48.6m3/h，根据经验公式，Q<120m3/h时，有d=13Q0.5=13×48.60.5=90.63mm，d为管道内径。参照固定管道规格，地埋干管采用外径为110mm，内径为103mm（0.6MPa级）的UPVC管。（四）管道水力计算1、支管入口压力水头竖管采用Ф33铝管，内径25mm，高度1m，计算长取0.8m，支管长10×18m=180m，取支管入口与末端地面高差为0.2m，查表16，流量指数m=1.74，管径指数b=4.74，摩阻系数f=0.861×105，又有第一个喷头距支管入口处距离为9m，因此，X=0.5，当N=10时，查得多口系数F=0.386，则支管水头损失：h支f=FfLQm/db=0.386×0.861×105×180×24.31.74/674.74=3.406m；h支j=10%h支f=0.34竖管水头损失：h竖f=FfLQm/db=1×0.861×105×0.8×2.431.74/254.74=0.076m；按《喷灌工程设计手册》，支管末端喷头的压力按喷头设计压力的90%计，支管入口压力水头，H支=20×90%+0.8+3.406+0.34+0.076=22.62m2、管道水头损失计算（1）干管沿程水头损失（m=1.77,b=4.77,f=0.948×105，L=12×18=216m）h干f=fLQm/db=0.948×105×216×48.61.77/1034.77=4.96m（2）干管局部水头损失(以干管沿程水头损失的10%计)h干j=4.53×10%=0.496m3、水泵吸水管至干管入口总水头损失查《水泵及水泵站》得，对长轴井泵，除地面上的一般管路的沿程和局部损失水头外，还包括内装传动轴的泵输水管路损失水头h输损和机座出水弯管局部损失水头h座损，即h损=h输损+h座损。其值可根据下列经验公式计算：当D>100m时，每100m管长损失为当D〈100m时，每100m管长损失为初定选泵200QJ(R)50,则D=80mm；取l=20m。则=109×80-5.8×48.62=21.64m =20/100=0.2×21.64=4.33m=7×103×80-4.1×48.62=0.26mh损=h输损+h座损=4.33+0.26=4.59m九、水泵及动力机选型（一）设计扬程和设计流量H=H支+h干f+h干j+h损+Δ=22.62+4.96+0.496+4.59+25=57.67mΔ——水源动水位与典型喷点处地面高程差，取为25m。Q=48.6m3/h（二）水泵及动力机选配根据上述流量、扬程值等因素，综合确定1#井水泵型号为200QJ（R）50-60/4。其技术参数如表17。表4—16水泵性能参数表型号流量Q(m3/h)扬程H(m)电机型号功率N（Kw）200QJ（R）50-60/45061YQS(U)200-1515经计算，其他各井配套水泵型号也均采用200QJ（R）50-60/4。喷灌工程布置见附图1/8，工程费用见附表1.4.1.1.2法库县包家屯一、基本资料：本工程属法库县农业综合开发项目。地块位于法库县包家屯，根据规划，该地块将开发为林木繁育基地，计划采用半固定式管道喷灌灌溉方式，基地田块大致规格为173m×300m（东西×南北方向），总面积约790亩。水源为机电井，单井平均控制灌溉面积约为150～160亩。根据法库县开发办及包家屯水利站提供的资料：机井涌水量为40m3/h。当地地下静水位埋深10米，动水位埋深20米左右。土质为砂壤土,土壤容重约为1.45g/cm3。当地最大冻土深度约为150cm，多年平均降雨量为610mm，春季灌溉季节风向多变，设计风速取为3.0m/s。二、有关设计参数的确定日耗水量查《中国主要作物需水量与灌溉》，根据法库地区作物需水规律，综合考虑区内待植林木需水临界期耗水强度，取灌水临界期林木平均日耗水量为w=4.5mm/d。设计灌水定额（m）依《喷灌工程技术规范》，有m=0.1γh(β1-β2)/η式中m—设计灌水定额（mm）γ—土壤容重（g/cm3）h—计划湿润层深度（cm）β1—适宜土壤含水量上限（重量百分比）β2—适宜土壤含水量下限（重量百分比）η—喷洒水利用系数，取0.85。土壤田间持水量取20%，土壤适宜含水量上下限分别取田间持水量的87%和65%,γ=1.45g/cm3，h=50cm,将上述有关数据分别代入公式，则有m=0.1γh(β1-β2)/η=0.1×1.45×50×20×(87%-65%)/0.85=37.53mm或m0=37.53×2÷3=25m3/亩灌水周期（T）T=m÷w×η=37.53÷4.5×0.85=7.1d结合当地经验及水源供水情况，轮灌周期取为7天。三、喷头的选型及其组合间距的确定喷头选型考虑灌溉季节多风，根据国内喷头样品系列和本地区特点，要求低仰角抗风加重喷头。故采用ZY-2型喷头，由于供水量较丰富，故采用7.0×3.1型喷头，其设计喷头工作压力确定为hp=0.25MPa，单喷头设计工作流量q=3.50m3/h。上述喷头主要性能指标如表1所示。表4—177.0×3.1型喷头性能、型号及技术指标喷嘴直径d（d主×d副）（mm）额定工作压力hp(MPa)喷头流量q(m3/h)接管口径(in)喷头射程R(m)喷射仰角=20-30℃7.0×3.10.203.12ZG1″170.253.50180.303.83190.354.18200.404.41212．支管及喷头布置方式考虑本项目是半固定式喷灌方式，为方便支管拆移，同时考虑灌溉季节风的影响因素，为确保不漏喷，因此喷头组合采用正方形布置方式，即喷头与支管组合间距为18m×18m规格，每条控制支管上布置10个喷头，最多不得超过11个喷头。设计参数校核雾化度雾化度=1000hp/d=1000×25/7=3570>3000，满足《喷灌工程技术规范》要求的绿化林木雾化指标要求。组合喷灌强度（ρ）ρ=KwCpρs式中：Kw——风系数；Cp——布置系数，按单支管多喷头同时喷洒计算。ρs——为按无风时单喷头全圆喷洒设计喷灌强度（mm/h）,其中，ρs=1000q/(R2)。在设计风速v=3.0m/s条件下,按单支管多喷头同时全圆喷洒，以最不利工况,即支管平行风向计算，Kw=1.12v0.302=1.12×30.302=1.56；CP=/{-/90×arccos(a÷2÷R)+a/R×[1-(a÷2÷R)2]0.5}将a=18,R=18代入上式得，CP=1.642；ρs=1000q/(R2)=1000×3.5/（3.14×18²）=3.4385因此有：ρ=KwCP1000q/(R2)=1.56×1.642×3.4385=8.81mm/h〈15mm/h，满足《喷灌工程技术规范》要求。均匀度（Cu）本设计中，喷头与支管组合间距为a×b=18m×18m，设计风速为v=3.0m/s，根据《喷灌工程设计手册》提供的间距~射程比，本设计条件下，均匀度能满足要求，即Cu>75%，符合规定。管道系统布置及喷头工作点确定根据法库县农业综合开发办要求，输水干管均沿东西向布置，地面移动支管沿南北向布置。沿干管每隔18m设一给水栓，支管平行作物垄向，间距为18m。给水栓及支管布设见平面布置图。四、拟定喷灌工作制度喷头在工作点上喷洒时间（t，即一次灌水延续时间）t=abm/(1000q)（a——喷头间距，m;）=18×18×37.53/(1000×3.50)（b——支管间距，m;）=3.47h，取t=4h。喷头每日可喷洒工作点数（n）n=td/(t+ty)式中td——每日喷灌作业时间，td=12h;ty——移动、拆装、启闭喷头时间，本设计考虑备用支管，故ty=0h。因此n=td/(t+ty)=12/(4+0)n=3(3)每次可同时喷洒的喷头数（np）np=N/(n×T)（N——控制区内喷头工作点总数）=210/(3×7)=10，取np=10(4)编制轮灌顺序按照灌水周期和一次灌水时间确定轮灌编组顺序，轮灌编组详见表4—18。表4—18喷灌工程轮灌顺序表轮灌编号支管号同时工作喷头数干管流量（m3/h）第一天1支110352支210353支31035第二天1支410352支510353支61035第三天1支710352支810353支91035第四天1支1010352支1110353支121035第五天1支1310352支1410353支151035第六天1支1610352支17931.53支18828第七天1支19、支241138.52支20、支231138.53支21、支221138.5五、管道系统设计管材选择地埋干管采用UPVC管材，地面移动支管采用涂塑软管。支管管径选择依《喷灌工程技术规范》，同一支管任意两喷头间的压力差应在设计喷头工作压力的20%以内，用公式表示为，hw+ΔZ≤0.2hp式中hw——典型支管首末端两喷头间支管水头损失加上两竖管水头损失之差（m）,一般情况下，可用支管段的沿程水头损失计算，即hwhf；hp——喷头设计工作压力（m）；ΔZ——首末两喷头进水口高程差（m），ΔZ=0.3m。根据《喷灌工程技术规范》：hf=86100LQ1.74/D4.74自第一个喷头到末端的支管管长L=9×18=162m，支管设计流量Q=10×3.50=35.0m3/h。由孔口数N=10及X=0.15得多口系数F=0.358，分别代入上面公式得D4.74≥0.358×0.948×105×170×351.74/（0.2×25-0.3），得D≥70.71m，参照铝质移动支管规格，支管选用取Ф75型式，内径72mm。干管管径选择干管设计流量为Q=11×3.50=38.5m3/h，根据经验公式，Q<120m3/h时，有d=13Q0.5=13×38.50.5=80.66mm，d为管道内径。加上管道壁厚要求，地埋干管采用UPVCФ110规格（1.0MPa级），内径99mm。六、管道水力计算和水泵选型1、管道水力计算（1）支管入口压力水头竖管采用Ф33铝管，内径25mm，高度1m，计算长取0.8m，查《喷灌工程设计手册》，流量指数m=1.74，管径指数b=4.74，摩阻系数f=0.861×105支管长170m，取支管入口与末端地面高差为0.2m，查《喷灌工程设计手册》，流量指数m=1.77，管径指数b=4.77，摩阻系数f=0.948×105，又有N=10、X=0.15时，查得多口系数F=0.358，则支管水头损失：h支f=FfLQm/db=0.358×0.948×105×170×351.77/724.77=4.31m；h支j=10%h支f=0.43竖管水头损失：h竖f=FfLQm/db=1×0.861×105×0.8×3.501.74/254.74=0.144m；按《喷灌工程设计手册》，支管末端喷头的压力按喷头设计压力的90%计，支管入口压力水头，H支=25×90%+0.8＋4.31+0.43＋0.144=28.18m(2)地埋干管沿程水头损失（m=1.77,b=4.77,f=94800）h干f=fLQm/db=0.948×105×489×38.51.77/994.77=8.978m(3)干管局部水头损失(以干管沿程水头损失的15%计)h干j=8.978×15%=1.347m(4)水泵吸水管至地埋UPVC干管入口总水头损失取D=80mm；l=20m。则=109×80-5.8×38.52=13.583m =20/100=0.2×13.583=2.717m=7×103×80-4.1×38.52=0.163mh损=h输损+h座损=2.717+0.163=2.88m(5)设计扬程H=H支+h干f+h干j+h损+Δ=28.18＋8.978＋1.347＋2.88+30=71.39mΔ——水源动水位与典型喷点处地面高程差，取为30m。(6)单井设计供水流量Q=38.5m3/h(7)水泵选型根据上述流量、扬程值，一并考虑现实条件的影响等因素，综合确定水泵型号为200QJ（R）32-98/7。其技术参数如表4—19。表4—19水泵性能参数表型号流量Q(m3/h)扬程H(m)电机型号功率N（Kw）200QJ（R）32-84/63284YQS（U）20011平面布置图见图2/8，工程费用表见附表2。4.1.2移动式喷灌系统的设计典型地块设计（苏家屯）基本资料1、地形资料：灌区总面积227亩，呈近似矩形，南北长为310m，东西宽490m,地面平坦，坡降约1：2000。2、土壤资料：土壤为中壤土，容重1.42g/cm3,田间持水量25%土层较厚。3、气象资料：最大冻土深度1.5m，灌溉季节多风，常见风速2.0～3.6m/s,取平均为3.0m/s.4、水源情况：田块旁边有一眼机井，单井出水量为70m3/h,最大动水位埋深15m.考虑实际情况及当地要求，决定采用移动式喷灌系统设计参数的确定作物灌水临界期日需水量：Ea=6mm/d喷洒水利用系数：η=0.8土壤干容重：γ=1.42g/cm3田间持水量：βm=25%计划湿润层深度：H=0.8m灌溉系统布置（见布置图3/8）（一）喷头的选择及组合间距的确定1、选择喷头选择ZY-2型摇臂喷头，工作压力为0.3Mpa，喷头流量为3.83m3/h，射程19m。喷头的各项性能指标见下表：7.0×3.1型喷头性能、型号及技术指标喷嘴直径d（d主×d副）（mm）额定工作压力hp(MPa)喷头流量q(m3/h)接管口径(in)喷头射程R(m)喷射仰角=20-30℃7.0×3.10.203.12ZG1″170.253.50180.303.83190.354.18200.404.41212、定组合间距根据地形要求采用全圆喷洒，组合方式为正方形。根据条件限制及施工方便等综合考虑确定喷头的组合间距、喷头间距和有效控制面积如下：b=18mL=18mS=2R2=722m23、设计参数校核（1）雾化度雾化度=1000hp/d=1000×30/7=4285>4000，满足《喷灌工程技术规范》要求的雾化指标要求。（2）组合喷灌强度（ρ）ρ=KwCpρs式中：Kw——风系数；Cp——布置系数，按单支管多喷头同时喷洒计算。ρs——为按无风时单喷头全圆喷洒设计喷灌强度（mm/h）,其中，ρs=1000q/(R2)。在设计风速v=3.0m/s条件下,按单支管多喷头同时全圆喷洒，以最不利工况,即支管平行风向计算，Kw=1.12v0.302=1.12×30.302=1.56；CP=/{-/90×arccos(a÷2÷R)+a/R×[1-(a÷2÷R)2]0.5}将a=18,R=19代入上式得，CP=1.725；因此有：ρ=KwCP1000q/(R2)=1.56×1.725×1000×3.83/(3.14×192)=9.05mm/h〈15mm/h，满足《喷灌工程技术规范》要求。（3）均匀度（Cu）本设计中，喷头与支管组合间距为a×b=18m×18m，设计风速为v=3.0m/s，根据《喷灌工程设计手册》提供的间距~射程比，本设计条件下，均匀度能满足要求，即Cu>75%，符合规定。管道布置根据灌区的地形和水源情况，干管和支管采用φ102和φ76的薄壁铝管，一条支管上带8个喷头，2条支管为一个轮灌组。见系统布置图。支管进口流量为Q支=30.64m3/h，干管的流量Q干=61.28m3/h灌溉制度的确定设计灌水定额m=0.1γh(β1-β2)/η=0.1×1.42×80×25×（85%-65%）/0.8=71.0mm=47.3m3/亩设计灌水周期TT=m÷w×η=71.0×0.8/6.0=9.5天，取9天。喷头在工作点上的喷洒时间t=abm/1000q=18×18×71.0/（1000×3.83）=6.01取6小时轮灌顺序喷灌工程轮灌顺序表轮灌编号支管数同时工作喷头数干管流量（m3/h）第一天1支121661.282支341661.283支561661.284支781661.285支9101661.28第二天1支11121661.282支13141661.283支15161661.284支17181661.285支19201661.28第三天1支21221661.282支23241661.283支25261661.284支27281661.285支29301661.28第四天1支31321661.282支33341661.283支35361661.284支37381661.285支39401661.28第五天1支41421661.282支43441661.283支45461661.284支47481661.285支49501661.28第六天1支51521661.282支53541661.28

五、管道水力计算和水泵选型1、管道水力计算（1）支管入口压力水头竖管采用Ф33铝管，内径25mm，高度1m，计算长取0.8m，支管长155m，取支管入口与末端地面高差为0.2m，查《喷灌工程设计手册》，流量指数m=1.74，管径指数b=4.74，摩阻系数f=86100，又有第一个喷头距支管入口处距离为18m，因此，当N=8、X=1.0时，查得多口系数F=0.4297，则支管水头损失：h支f=FfLQm/db=86100×0.4297×155×30.641.74/734.74=3.25m；h支j=10%h支f=0.33竖管水头损失：h竖f=FfLQm/db=86100×0.8×3.831.74/254.74=0.17m；按《喷灌工程设计手册》，支管末端喷头的压力按喷头设计压力的90%计，支管入口压力水头，H支=30×0.9+0.8+3.25++0.33+0.17=31.55m(2)地埋干管沿程水头损失h干f=fLQm/db=86100×510×61.281.74/1024.74=17.05m(3)干管局部水头损失(以干管沿程水头损失的10%计)h干j=17.05×10%=1.71m(4)水泵吸水管至干管入口总水头损失水泵吸水管至地埋UPVC干管入口总水头损失取D=90mm；l=20m。则=109×90-5.8×61.282=17.38m =20/100=0.2×17.38=3.48m=7×103×90-4.1×61.282=0.26mh损=h输损+h座损=3.48+0.26=3.74m (5)设计扬程H=H支+h干f+h干j+h吸w+Δ=31.55+17.05+1