高兴镇茶园喷灌设计.docx
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高兴镇茶园喷灌设计.docx
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高兴镇茶园喷灌设计
《高兴镇茶园喷灌设计》
说
明
书
班级:
水工A14*
姓名:
***
学号:
2011111***
指导老师:
***
日期:
2016年5月
前言
本设计是教学过程中具有总结的一次实训,能够帮助我系统地巩固和深化所学的理论知识,培养独立分析问题和解决问题的能力,提高和锻炼计算、绘图、编写设计报告书的基本技能。
在设计过程中,广泛阅读有关资料和上网查找相关信息,深入思考,使所做设计课题,更加全面完善。
以端正的学习态度和高度的责任心,认真谨慎地对待设计中的每一个问题,从而提高设计制质量,达到预期的目的。
在本设计书的编写过程中,得到了老师的支持,经过老师的指导和同学的帮助使我顺利的完成设计,从而缩短了设计时间,也使我学习了一些书本上没有的知识。
也提高了学习效率,增加了友谊,体现了团结的重要性。
本设计使我把课本上的理论知识更好的掌握,为以后实践打好坚实的基础。
培养了我对灌溉区的规划设计能力,也提高了我对灌溉排水工程技术的兴趣。
。
第一章灌区基本情况
第一节基本资料………………………(3)
第二节示范区兴建的必要性和可行性………(4)
第二章喷灌系统的选型和管道系统布置
第一节喷灌系统选型…………………………(5)
第二节选择喷头确定组合形式及组合间距……………………………………………………(5)
第三章管道水力计算
第一节喷灌制度拟定………………………(7)
第二节喷灌系统工作制度拟定……………(8)
第三节管道水力计算……………………(9)
第四节选择水泵和动力……………………(10)
第四章管网系统结构设计……………………………(11)
第五章喷灌工程材料…………………………………(12)
第一章灌区基本情况
第一节基本资料
1、地形资料:
灌区位于日照市岚山区高兴镇。
灌区东西宽360m,南北长500m,具体地形见地形图。
2、气象资料:
项目区内多年平均降雨量858.3mm,降雨多集中于6-9月份,占全年总降水量的73%以上,年内降水分布不均匀及年际变化大,是区内发生洪涝灾害的主要原因,常见的有干旱、洪涝、霜冻等,其中干旱对农业、木叶生产危害最大,以春旱、秋旱最为严重,素有“十年九旱”之说。
项目区多年平均气温12.6℃,无霜期213天,多年平均风速3.4米/秒,最大冻土深47厘米,多年平均水面蒸发量1164.5毫米。
3、土壤资料:
灌区土壤为壤土;土壤渗透系数为12mm/h;土壤田间持水率为25%(占干土重百分数);土壤干容重1.4t/m3.
4、作物种植资料:
灌区农作物为经济园林以茶叶为主,E-W种植,耕作层深度0.3~0.4m,生长期最大日平均耗水量为5mm/d。
5、水源资料:
灌区内现有机井一眼,稳定动水位为38.0m时,水井出水量为80m3/h。
6、其他资料:
本地区供电有保证,喷灌设备充足。
灌区所属村镇经济较为发达,多数村民外出打工,人均收入16860元。
第二节示范区兴建的必要性和可行性
项目区内多年平均降雨量858.3mm,降雨多集中于6-9月份,占全年总降水量的73%以上,年内降水分布不均匀及年际变化大,是区内发生洪涝灾害的主要原因。
常见的有干旱、洪涝、霜冻等,其中干旱对农业、木叶生产危害最大,以春旱、秋旱最为严重,素有“十年九旱”之说。
灌区农作物为经济园林以茶叶为主,生长期最大日平均耗水量为5mm/d。
可见灌溉的重要性和必要性。
而且需要经常灌溉。
灌区内现有机井一眼,方便灌溉,节约成本。
本地区供电有保证,喷灌设备充足。
灌区所属村镇经济较为发达,多数村民外出打工,人均收入16860元。
经济作物茶园也促进了该地区的旅游业的发展。
推动了该地区经济的发展。
在家人数少,劳动力不足,收入又较多,有较好的前景条件。
采用喷灌方式既可以节约劳动力也可以节约水资源。
同时也可以提高产量。
把节省的劳动力用于外出打工,这样有助于该地区的经济发展。
经济作物茶园如果作为该地区旅游的一部分,不仅能促进该地区经济的发展,也能把该地区的文化发扬光大。
从而无形中促进了该地区的经济。
综上所述,可见示范区兴建的必要性和可行性。
第二章喷灌系统的选型和管道系统布置
第一节喷灌系统选型
该地区种植作物为经济作物茶叶,经济价值较高,喷洒次数较多,该地区地势比较平坦,灌溉对象为大田经济作物.半固定管道式喷灌系统设备利用率较高,运行管理比较方便.动力、水泵固定,输、配水干管、分干管埋入地下,通过连接在干管、分干管伸出地面的给水栓向支管供水,支管、竖管和喷头可以拆移,在不同的作业位置上轮流喷灌,可以人工移动,也可以机械移动.确定采用半固定式喷灌系统。
固定式喷灌系统,除喷头外,均固定不动,其干、支管道常埋设在茶园土层内,由水源、动力机和水泵构成泵站,或利用有足够高度的自然水头,与干、支管道组成一套全部固定的喷灌系统。
喷头装在与支管连接的竖管上,可作圆形或扇形旋转喷水。
如果面积较大,需要配备几组喷头,循环分组轮灌。
它操作简便,节省劳动,生产效率高,便于配套自动控制灌溉。
即干管采用地埋式固定pvc管道,支管采用固定的铝合金管道。
第二节选择喷头、确定喷头组合形式及组合间距
1选择喷头
根据《喷灌工程技术规范》(GB/T50085-2007),粮食作物的雾化指标在3000~4000。
经过上网查询,初选ZY-2型喷头,喷嘴直径7.5/3.1mm,工作压力0.25MPa,流量3.92m3/h,射程18.6m.该类型喷头的雾化指标为(可按公式7-6计算,课本P191)
式中Wh-喷灌的雾化指标;
H-喷头的工作压力水头,m;
D-喷头的主喷嘴直径,m。
2确定喷头组合形式及组合间距
本喷灌范围喷灌集结风向多变,喷头宜做等间距布置。
风速为3.4m/s,取Ka=Kb=1,(公式(7-7),在课本P198)
a=b=KaR=1×20=20(m)
取a=b=20m.
式中:
a—同一支管上相邻两喷头的间距
b—相邻两支管的间距;
—间距射程比
R-喷头射程
3设计喷灌强度
资料中土壤允许喷灌强度
=12mm/h,按照单支管多喷头同时全圆喷洒情况计算设计喷灌强度。
=1.538
=1.08×
=1.369
=
=3.61(mm/h)
=Kw
=1.369×1.538×3.61=7.6(mm/h)<[
]=12mm/h
式中
—布置系数,在表7-5,课本P190;
Kw—风系数,在表7-6,课本P191;
—无风条件下单喷头喷洒的平均喷灌强度,公式在7-3,课本P190;
—组合喷灌强度,公式在7-4,课本P190。
设计喷灌强度满足土壤允许喷灌强度的要求。
第三章管道水力计算
第一节喷灌制度拟定
1设计灌水定额
设计灌水定额利用公式(7-11)计算。
式中各项参数值为:
=1.4g/cm3,h=40cm,
=95%,
=65%,
=0.8,(P201,公式7—11)
=10
h(
-
)/
=10×1.4×(95%-65%)/0.8=52.5(mm)
式中
—最大灌水定额,mm;
—土壤干密度,g/cm3
h—计划湿润层深度,cm,一般大田作物取40~60cm
—喷洒水利用系数
—适宜土壤含水量上限(质量百分比),可取田间持水量的85%~95%
—适宜土壤含水量下限(质量百分比),可取田间持水量的60%~65%
2设计喷灌周期
主要指植物耗水最旺盛时期的允许最大的间隔时间(两次灌水的时间间隔),即设计灌水周期(以天计)
(d),取9天
式中
—最大灌水定额,mm
e——最大日耗水量,mm/d
—喷洒水利用系数
第二节喷灌系统工作制度拟定
1喷头在一个喷点上的工作时间,即
t=
(h)
2喷头每日工作的喷点数,即
(次)取3次,这样每天的实际工作时间为
(h),即16小时35分。
3每次需要同时工作的喷头数,即
(个)取18个
4每次需要同时工作的支管数,即
5确定支管的轮灌方式。
根据同时工作的支管数以及布置情况,决定在干管两侧同时分别运行一支支管,每一支管控制喷灌区域一半面积,分别自干管两端起始向另一端同时运行。
第三节管道水力计算
1管径的确定
(1)支管管径的确定
即:
喷管区域地势较平坦,应为支管上第一个喷头与最末一个喷头之间的水头损失。
式中
m=1.74
b=4.71,
则
解得:
d=47.98
式中
两喷头进水口高程差,m;
同一支管上任意两喷头间支管段水头损失,m;
摩阻系数;
管长,m;
流量,m3/h;
管道内径,mm
选择规格为
的薄壁金属铝合金管材
(2)干管管径的确定
根据系统的运行方式,干管通过的流量为
主管通过的流量为
,则
据此,选择干管时为了减少水头损失,确定采用规格
的PVC管材承压能力为0.63MPa,主干管选择
PVC管材。
2管道水头损失计算
(1)沿程水头损失计算
1)支管沿程水头损失
支管长度L=170m,则
2)干管沿程水头损失
干管长度,
则
3)主干管沿程水头损失
PVC管材,长度L=80m
沿程水头总损失为
(2)局部水头损失
第四节选择水泵及动力
1.设计流量,即
2.设计扬程,即
式中典型喷头高程与水源水位差,喷头距地面高取1m,稳定动水位为38m。
3.选择水泵及动力。
根据当地设备供应情况及水源条件,选择IS100-65-250A深井潜水泵,性能见下表
型号
设计扬程(m)
额定流量
水泵效率(%)
出水口直径(mm)
IS100-65-250A
66
75
71
110
最大外径(mm)
额定功率(KW)
额定电流(A)
电机效率(%)
145
30
45.1
80
第四章管网系统结构设计
根据本喷灌工程的具体情况,90×2.7mm的PVC管道之间连接
采用R扩口胶圈连接,与给水栓三通之间采用热承插胶连接。
主干管
125×5.4mmPVC管,一端与井泵出水口法兰连接,另一端通过变径三通与干管90×2.7mmPVC管材连接。
主干管和干管三通分水连接处需浇筑镇墩,以防管线充水时发生
位移。
镇墩规格为0.5m×0.5m×0.5m。
首部管道高点安装空气阀,
便于气体排出,也可以在停机时补充气体,截断管道水流,防止水倒
流入井引起的电机高速反转。
考虑冻土层深度和机耕作业影响,要求地埋管道埋深0.5m。
出
地管道上部安装给水栓下体,并通过给水栓开关与移动铝合金管道连
接。
喷头、支架、竖管成套系统通过插座与铝合金三通连接。
喷灌工程材料、设备用量
第五章喷灌工程材料
设备用量详见表1-2。
表1-2喷灌工程材料、设备材料设备名称型号、单位、数量。
表1-2喷灌工程材料、设备用量
序号
材料、设备名称
规格型号
单位
数量
1
潜水电泵
IS100-62-250A
套
1
2
控制器
套
1
3
首部连接系统
UPVC
125×5.4
套
1
4
水压力表
1.0MPa
套
1
5
闸阀
125×5.4
只
1
6
塑料变径三通
125×90×
125
只
1
7
PVC管材
90×2.7
m
480
8
PVC管材
125×5.4
m
80
9
给水栓三通
90×75
只
50
10
给水栓弯头
90×75
只
2
11
法兰截阀体
75
只
25
12
截阀开关
75
只
4
13
铝合金直管
75×6000
根
240
14
铝合金三通管
75×38×6000
根
400
15
铝合金堵头
75
只
50
16
插座
38
只
450
17
竖管
38×1000
根
450
18
支架
38×1000
副
450
19
喷头ZY-2
7.5/3.1
只
450
- 配套讲稿:
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