计算书节水灌溉.docx

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计算书节水灌溉

北京市平谷区

工程名称：

平谷区2015年清洁小流域综合治理工程阶段：

初设

专业：

水工

计算书名：

付家台村管灌工程计算书

审校编计

查:

核:

写:

算:

湖北省水利水电规划勘测设计院北京分院

二O—三年三月

计算说明

一、计算目的与要求

目的：

根据不同作物的特点，选择不同的灌溉方式，通过计算，得到灌溉制度通过水力计算，优化管网的设计，使管网经济合理。

要求：

管网布置合理，分区合理、管道压力选择合理、并计算系统扬程。

二、基本数据基本数据均采用现场调查结果，图纸为北京市测绘设计研究院实测1：

10000地形图。

三、计算依据

《节水灌溉技术规范》（SL207）《低压管道输水灌溉工程技术规范（井灌区部分）》（SL/T153）《农田低压管道输水灌溉工程技术规范》（GBT20203）

四、计算方法及过程

（1）基本资料

（2）水量平衡计算

（3）灌溉制度设计

（4）轮灌制度设计

（5）管网水力计算

（6）水泵及动力复核

（7）计算成果分析

（8）地块管网主要工程量表

（1）基本资料

a、地形地貌

该地块位于付家台村，地块形状为长方形，灌溉面积20亩。

地块高差较大。

b、土壤资料

该地区土壤为壤土，土壤容重为1.44g/cm\田间持水量为23.5%（重量百分比）

c、作物种植情况

地块内种樱桃树。

d、气象资料

该地区多年平均降雨量为677mm，—般集中在6〜9月份。

冻土层深度为80cm

e、水文、水资源

地块现有泵站一座，设计出水量70m3/h。

f、运行管理

该地块配套管灌措施后，村委会协同村用水者协会将委派专人对系统进行管理。

（2）水量平衡计算

根据灌溉面积和灌溉设计供水强度，计算管灌灌溉系统所需的最小供水流量

160.91210667

0.810.2181000

式中:

Q0—灌溉系统设计流量，m3/h;

a—控制性的作物种植比例，取1；

m—设计净灌水定额，60.91mm；

A—灌溉面积，210亩；

—灌溉水利用系数，取0.8;

T—设计灌水周期，10.2d;

t—日平均工作时间，18h。

现有机井出水量为70mVh，根据水量平衡计算，因为Q小于70mVh,所以该机井可满足灌溉系统的要求。

（3）灌溉制度设计

该地块土壤容重为1.44g/cm3，田间持水率为23.5%，拟采用管灌灌溉方式，灌溉水利用系数为0.8。

作物耗水高峰期的设计耗水强度取6mm/d，计划湿润层深度为0.6m，设计净灌水定额按式（3-1）计算，设计灌水周期按式（3-2）计算，实际灌水周期按式（3-3）计算。

经计算，设计净灌水定额为60.91mm（40.61m3/Mu）。

设计

灌水周期为10.2天，取实际灌水周期为10天。

各设计参数及计算结果详见表3-1。

m1000sh（12）（3-1）

式中：

m—设计净灌水定额，mm；

Ys—土壤干容重，1.44g/cm3;

h—土壤计划湿润层深度，0.3m；

B1—土壤适宜含水量（重量百分比）上限，取田间持水量的0.95;

B2—土壤适宜含水量（重量百分比）下限，取田间持水量的0.65。

Tm/打（3-2）

T1T（3-3）

式中：

T—设计灌水周期，d;

「一实际灌水周期，d;

Ia—设计耗水强度，6mm/d。

其余符号意义同式（3-1），式中相关数据详见表3-1。

表3-1灌溉制度设计参数表

内容

单位

参数

内容

单位

参数或结果

设计耗水强度

mm/d

6

适宜含水量上限

%

22.33

计划湿润层深度

m

0.6

适宜含水量下限

%

15.28

土壤容重

g/cm3

1.44

设计净灌水定额m

mm

60.91

田间持水率

%

23.5

设计净灌水定额

m3/Mu

40.61

内容

单位

参数

内容

单位

参数或结果

灌溉水利用系数

0.8

设计灌水周期T

d

10.2

灌溉面积

Mu

210

实际灌水周期T1

d

10

（4）轮灌制度设计

为方便灌溉运行管理，单个给水栓的灌溉面积按平均2500m2控制，并考虑地块形状适当调整。

灌溉系统设计流量为58.09m3/h,因此水泵流量为63m3/h即能满足要求。

210亩共布设50个给水栓，每次开启2个给水栓，共组成25个轮灌组。

每个轮灌组一次灌水延续时间为6h，系统日平均工作18h，每天灌溉3个轮灌组，10天共灌25个轮灌组。

实际毛灌水定额按式（4-1）计算，一次灌水延续时间按式（4-2）计算。

各设计参数及轮灌制度计算结果详见表4-1。

m毛T1一（4-1）

式中：

山毛一实际毛灌水定额，mm；

T1-实际灌水周期，10d；

m毛A

t——（4-2）

1000qa

式中：

t—一次灌水延续时间，h；

A—一个给水栓的灌溉面积，2500m2;

qa—一个给水栓的出口流量，31.5m3/h。

其余符号意义同前，式中相关数据详见表4-1。

表4-1轮灌制度设计表

内容

单位

参数

内容

单位

参数

实际毛灌水定额

mm

75

一次灌水延续时间

h

6

给水栓间距

m

50

轮灌组数目

组

25

系统日平均工作小时

h

18

（5）管网水力计算

a首部枢纽及控制系统

该地块内现有机井1眼，位于地块的北部，现有井房一座，现有水泵及首部设备能满足灌溉要求。

b、管网布置

地块灌溉面积210亩，根据地块形状及机井与地块相对位置布置管网。

主干管从机井先沿南北后东西方向布置，各条支管垂直干管南北向铺设，支管平均间距为50m，支管上给水栓平均间距为50m，主管及支管均采用PVC-U管道，地埋铺设，埋深0.8m。

该地块内共设泄水井1个。

管网布置图见图5-1。

水力计算根据轮灌制度和轮灌编组计算管道系统的工作水头，选取管线最长的灌组和管线最短的组分别进行计算。

管道沿程水头损失按式（5-1）计算，系统的水力计算详见表5-1。

Qm

hff^L（5-1）

db

式中：

hf—沿程水头损失，m；Q—管道设计流量，m3/h;

f—摩阻系数，94800;

m—流量指数，1.77;

b—管径指数，4.77;

L—管道计算长度，m；

d—管道内径，mm。

—

£

函5二

0

1

ML

IE

呈

w=

愛

表5-1输水管网的水力计算表

项目

内容

单位

计算结果

轮灌组

1

24

给水栓编号

高#

低#

系统岀口水头

m

0.5

0.5

给水栓水头损失

m

0.5

0.5

支管水力计算

管道材质

PVC-U

PVC-U

长度

m

135

114

管道内径

mm

103.6

103.6

计算流量

m3/h

31.5

31.5

摩阻系数f

94800

94800

流量指数m

1.77

1.77

管径指数b

4.77

4.77

支管沿程水头损失

m

1.4

1.18

支管局部水头损失

m

0.07

0.06

支管进口流量

m3/h

31.5

31.5

支管进口压力

m

2.47

2.24

干管水力

计算

管道材质

PVC-U

PVC-U

长度

m

219

449

管道内径

mm

148.8

148.8

计算流量

m3/h

63

63

摩阻系数f

94800

94800

流量指数m

1.77

1.77

管径指数b

4.77

4.77

干管沿程水头损失

m

1.38

2.82

干管局部水头损失

m

0.07

0.14

出水口中心与地面高差

m

0.15

0.15

干管进口流量

m3/h

63

63

干管进口压力

m

4.27

3.35

经计算，井距离最高的为最不利轮灌组，管道系统工作水头为4.27m；距离最低的轮灌组，管道系统工作水头为3.35m。

贝U管道系统设计工作水头为4.27m,其流量为31.5m3/h。

（6）水泵及动力复核

灌溉系统设计扬程，按式（6-1）计算，灌溉系统设计扬程详见表5-1。

式中：

Hp—灌溉系统设计扬程，m；

Ho—管道系统设计工作水头，m;

Zd—机井动水位70m

hfo-水泵吸水管进口至管道系统进口之间的管道沿程水头损失，m；

hjo-水泵吸水管进口至管道系统进口之间的管道局部水头损失，m；

ho—系统首部水头损失，取3m。

经计算，灌溉系统设计扬程为108.44m，流量为63m3/h。

现有水泵满足灌溉系

统要求。

（7）计算成果分析

该地块位于熊耳营，地块面积210亩，地块坡度较大，现有机井1眼，出水量为70m3/h，采用管灌的灌溉方式。

现有井房破旧，新建井房1座、配套水泵及首部设备一套。

根据计算，确定控制系统日平均工作18h，每个轮灌组一次灌水延续时间为6h。

每天灌溉3个轮灌组，每个轮灌组开2个给水栓，灌水周期为10天，共灌溉25个轮灌组。

确定干管管道管径为dn160,支管管道管径dn110。

经分析，该地块灌溉制度选取合理，管网布置合理，管径选择合理。

（8）地块管网主要工程量表

表8-1熊耳营地块主要工程量表

序号

项目

规格

单位

数量

1

PVC-U管

dn160,0.6MPa

m

561

2

PVC-U管

dn110,0.6MPa

m

2153

3

PVC-U异径三通

DN160XDN110

个

14

4

PVC-U正三通

DN160

个

3

5

PVC-U异径接头

dn160X110

个

4

6

PVC-U异径接头

dn110X40

个

1

7

PVC-U异径接头

dn40X25

个

1

8

钢管

DN100

m

40

9

钢制正三通

DN100

个

32

10

钢制90°弯头

DN100

个

18

11

给水栓

4"

套

50

12

钢法兰

DN100

片

132

13

法兰

DN110

片

82

14

水龙带

4"

m

120

15

阀门

DN150

个

2

16

阀门井

$1400

座

1

17

管道土方开挖

3m

1863

18

管道土方回填

3m

1585

19

镇墩砼

C15

3m

4

20

泄水阀

dn25

个

1

21

泄水井

$800

座

1

22

土壤调理剂

kg

63

23

保水剂

kg

1176

24

抗蒸腾剂

瓶

1176