果园规划设计图 毕业设计果园工程规划设计.docx
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果园规划设计图毕业设计果园工程规划设计
果园规划设计图毕业设计——果园工程规划设计
酒泉职业技术学院
毕业论文(设计)
题目:
果园滴灌工程规划设计
毕业时间:
2013年7月
学生姓名:
指导教师:
班级:
2012年12月18日
1
一、项目区节水灌溉综合说明·······················1
(一)绪论·······································1
(二)项目区农业的制约因素·······················1
(三)项目区节水灌溉的必要性·····················2
1、是发展节水农业提高水利用率的需要··············2
2、是缓解季节性缺水矛盾的需要····················2
3、是提高作物单产、提高地区经济实力的需要········2
4、是农业结构调整的必然选择······················3
二、果园滴灌规划设计基本资料·····················3
(一)果园滴灌工程项目概况·······················3
(二)基本资料···································3
三、滴灌技术参数确定·····························4
(一)灌溉设计保证率的确定·······················4
(二)灌溉水利用系数的确定·······················4
(三)设计土壤润湿比P的确定·····················4
(四)设计作物耗水强度的确定·····················4
(五)设计灌水均匀系数Cu的确定··················5
(六)设计湿润层深的确定·························5
四、选择灌水器、确定毛管布置方式·················6
(一)选择灌水器·································6
(二)确定毛管布置·······························62
(三)计算润湿比·································6
五、管网系统布置·································7
六、滴灌工程设计·································7
(一)确定灌溉制度·······························7
1、设计净灌水定额································7
2、设计毛灌水定额································8
3、设计灌水周期··································8
4、一次延续灌水时间······························8
(二)系统工作制度确定···························9
1、轮灌组确定····································9
2、轮灌组流量确定································9
3、灌水均匀度····································10
4、轮灌制度······································10
七、系统水利计算·································10
(一)流量计算及管径确定·························10
1、各级管道流量计算······························10
(1)每条毛管流量································11
(2)每条支管流量································11
(3)分干管流量··································11
2、管径确定······································11
(二)管道沿程水头损失···························11
1、毛管水头损失计算······························113
2、支管水头损失计算······························12
3、干管、主干管水头损失计算······················13
4、滤器水头损失··································14
(三)系统扬程确定·······························14
八、首部枢纽设计·································14
(一)水泵选型···································14
(二)过滤器选择·································15
(三)施肥系统选择·······························15
(四)其他附件选择·······························15
九、滴灌工程材料预算·····························15
十、滴灌工程施工程序及施工流程图·················19
(一)施工前的准备工作···························19
(二)施工程序···································20
(三)施工流程图·································20十一、滴灌工程施工组织计划·······················20
(一)办公用房及仓库确定·························20
(二)材料堆放···································21
(三)施工道路···································21
(四)施工供电、供水·····························21
(五)施工通讯···································21
(六)土建工程施工程序和方法·····················21
1、概述··········································214
2、土方开挖、运输、回填及压实施工程序和方法······21
(七)安装工程···································23
1、管道安装的一般要求····························23
2、微灌管网系统的安装····························24
3、首部枢纽设备安装······························28
4、PVC管道安装·································29
5、干管安装······································30
6、支管安装······································30
7、毛管的铺设安装································30
8、管材及附属构件安装····························31
(八)管道冲洗、测压及试运行·····················32
(九)回填土料选用与质量控制·····················33
1、回填土料选用··································33
2、回填质量控制··································33
(十)滴灌工程验收·······························34
1、滴灌工程验收的一般规定························34
2、竣工验收······································34(十一)施工工期·································34
1、主要控制工期··································34
2、总工期········································35(十二)施工进度及控制···························35
1、施工进度计划··································355
2、质量控制······································36十二、滴灌工程的运行管理·························36
(一)确定管理组织、制度和人员···················36
(二)用水管理···································36
(三)滴灌工程管理·······························36
1、水源工程的使用和维护··························36
2、机泵运行和维修································37
3、管道的运行和维修······························37
4、管路附件与附属设备的运行管理与维护············38
5、滴头的管理与维护······························38十三、结束语·····································38参考文献·········································39致谢·············································40附图
附图一、管网系统布置图
附图二、首部枢纽布置图
附图三、细部构件连接示意图
附图四、工程施工总平面布置图
附图五、工程施工进度计划图
附图六、工程施工进度计划网络图
6
摘要
水是果树健壮生长、高产稳产的重要基础。
在目前水资源严重短缺的情况下,节水灌溉技术显得尤为重要。
苹果是我国西北地区的主要经济作物,具有大面积种植的历史,但由于常年干旱少雨,导致苹果产量不高。
研究苹果的节水高产的灌水方法,实现稳产、高产就变得十分必要。
本设计以实现苹果的节水高产为目的,设计果树的滴灌系统,具体设计步骤为:
第一步,根据提供的基本资料,规划系统布置,初定首部枢纽配置及输配水管网的布置方案,选取管材和基本设计参数,确定滴头规格。
第二步,根据选定参数计算系统的其它相关设计参数。
第三步,根据各级管道的水力计算,确定各级管道管径,并确定管网布置与系统工作制度。
第四步,首部枢纽设计。
包括水泵,施肥罐,过滤器及各种控制量测设施和保护装置的选型。
第五步,计算主要设备材料用量,确定单价,计算设备材料费及其他费用,求出项目总投资,做出经济可行性分析并最终确定方案。
关键词:
果树滴灌西北地区
7
(一)绪论
水资源短缺是我国农业发展的长期制约因素之一,特别在西北地区一方面缺水,一方面又大水漫灌,水的浪费十分惊人。
因此,在保证作物增产,充分满足社会需求的前提下,缓解农业灌溉用水危机问题,推广节水灌溉是必由之路。
滴灌技术是目前世界上先进的节水灌溉技术之一,它能将作物生长所需的水分和各种养分适时适量地输送到作物根部附近的土壤中,因此,具有显著的节水、增产效果。
据测试,在推广使用中平均每亩节水在50—70%、节肥50%、增产20%—30%、提高品质10—20%、减少病虫害10—30%,节约劳动力为80%。
使用该项技术灌溉管理成本低、安装、操作和维修方便、生态环保、高效节能,特别适用于一家一户山地果园种植户使用,深受广大农户的欢迎。
(二)项目区农业的制约因素
项目区位于西北地区,系统面积194亩。
灌溉水源主要为地表水,耕地为壤土,土壤保水、保肥性差,使得毛灌溉定额搞高。
目前每年灌溉用水量大,水量不稳定。
呈季节性缺水状况,导致农业受到干旱,越是枯水期或枯水年河流水引用水量大,甚至全引,导致断流的威胁。
按照原有灌溉技术和灌溉管理水平,用水紧张的矛盾日益突出,同时由于季节性缺水已地区农业生产造成严重的经济损失,已成为农业生产发展的重要障碍。
(三)项目区节水灌溉的必要性
1、是发展节水农业提高水利用率的需要
8
1998年5月在关于我国水资源问题的重要批示中指出:
“当今社会水资源为世界各国所关注,我国水资源大为短缺。
我们过去的认识很不够,必须引起全党高度重视。
“要大力发展节水农业,把节水灌溉作为一项革命性的措施来抓”。
大力发展节水灌溉,有效解决农业发展中的干旱缺水问题,是保证地区经济持续、稳定、快速发展的关键和地区水利事业发展的方向
2、是缓解季节性缺水矛盾的需要
灌区每年的灌水量大,地表水和地下水越来越少,枯水期流量更小,甚至断流,存在严重的季节水土不平衡,季节性缺水严重。
采用滴灌后,减低毛灌溉定额,节水达30%,能显著缓解因季节性缺水对农业造成的干旱威胁。
走节水农业道路,已成为该地区经济快速增长、农业稳步发展主要措施之一。
3、是提高作物单产、提高地区经济实力的需要
由于土壤多为壤土,土壤保水、保肥性差,而导致大量的中低产田。
滴灌技术的引进使作物的产量有了显著的提高。
经过这几年的种植,在技术上与管理上积累了经验。
项目实施可提高作物单产,增强地区的经济实力、增加当地农民的收入,改善群众生活水平,对耕区的经济发展有着直接意义。
4、是农业结构调整的必然选择
为改变农业总产值偏低的现状,提高经济效益,就必须按照市场需求,调整农业生产结构。
滴灌能更好的适应经济作物灌溉,节约水量,且省工,同时提高作物的产量和质量。
因此在项目区新建滴灌是9
农业结构调整的必然选。
综上所述,利用高效节水灌溉等精准农业灌溉技术是灌区农业发展的根本出路,本项目实施不仅可节水增效,而且能调整项目区的农业生产结构,产生更好的经济效益,符合西北地区调整农业产业结构的思路,并能发挥滴灌技术辐射带动作用,投资建设该项目是十分迫切和必要的。
下面我就西北地区某果园滴灌设计做一个详细的方案说明。
一、果树滴灌规划设计基本资料
(一)果园滴灌工程项目概况
项目区位于西北地区,系统面积194亩,种植作物苹果,井水全额灌溉
本项目工程组成为:
井—首部(包括潜水泵、离心+网式过滤器、施肥罐及有关控制、量测、保护设施)—主干管—分干管—支管—滴管带,土壤为壤土,株行距为3×3
(二)基本资料
二、滴灌技术参数确定
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(一)灌溉设计保证率确定
根据SL103—95《微灌工程技术规范》:
微灌工程设计保证率应根据自然条件和经济条件确定,不应低于85%
(二)
灌溉水利用系数确定
规范GB/T50485—2009《微灌工程技术规范》规定:
对于滴灌水利用系数不应低于0.9.微喷灌、涌泉灌不应低于0.85
从而可知;灌溉水利用系数为0.95(三)
设计土壤润湿比P的确定
根据表1-1可查的P的取值
表1—1微灌设计土壤润湿比%
根据表1-1可知:
设计土壤润湿比P不小于33%
(四)
设计作物耗水强度Ea的确定
规范GB/T50485—2009《微灌工程技术规范》规定:
设计作物耗水强度应由当地试验资料确定,无资料时可通过计算或按表1-2选取。
表1-2设计作物耗水强度单位:
mm/d
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注:
①干旱地区宜取上限值
②对于在灌溉季节敞开棚膜保护地,应按露地选取设计耗水强度值
据表1-2可得知:
设计作物耗水强度Ea=5.0mm/d
(五)设计灌水均匀系数Cu确定
设计灌水均匀度应根据作物对水分的敏感程度,经济价值、水源条件、地形气候等因素综合考虑,建议采用的设计均匀度。
当只考虑水力因素时,取Cu=0.95—0.98;当考虑水力和灌水器制造偏差系数两个因素时,取Cu=0.9—0.95,根据规范可得知:
设计灌水均匀系数Cu不低于90%
(六)设计湿润层深的确定
根据各地经验各种作物的适宜土壤湿润层深度:
蔬菜为0.2—0.3m大田作物:
0.3—0.6m果树:
1—1.5m根据规范可知:
设计湿润层深为1.0m
表1-3初设滴灌系统参数表
四、选择灌水器、确定毛管布置方式
12
(一)选择灌水器
根据工程使用材料情况比较,本工程拟采用河北润田节水设备有限公司的产品。
产品名称为内镶贴壁式滴灌带,产品性能如下,滴灌毛管外径16mm。
滴灌毛管进口压力0.1Mpa,滴头间距1.5m,滴头流量为q=12L/h,最大铺设长度为100m。
(二)确定毛管布置方式
由于灌区采用果树东西种植,因此,毛管布置采用每行果树间布置一条毛管。
两条毛管间距3m,并且使毛管垂直于主干管。
根据实际地长和产品的最大铺设长度,确定每条毛管长98m,毛管布置详见管网布置图1-2。
(三)计算湿润比
根据公式:
PNpSeW
SpSr
式中;Np—每棵作物的滴头数
Se—滴水器间距
W—湿润带宽度,等于单个滴头的湿润直径mSp—作物株距m
Sr—作物行距m
则:
Np=3/1.5=2Se=1.5W=1.5Sp=3.0Sr=3.0则P=21.51.5=50%3.03.0
由此可见:
满足设计土壤湿润比不小于33%的要求。
五、管网系统布置
13
根据工程范围内的地形图,主干管沿区内生产路布置,自水井向北直至末端,分干管沿果树种植方向于主干管垂直布置,支管沿垂直分干管(果树种植方向)布置,管部枢纽装置布置在水泵旁边,为了便于洗管道和冬季到来之前排干管中的积水,在干管末端布置排水井,管网系统布置详见图1-1。
六、工程设计
(一)确定滴管制度
1、设计净灌水定额mmax
mmax0.001rzpmaxmin
式中:
mmax—最大净灌水定额,mm
r—土壤容重g/cm3
z—土壤计划湿润层深度cm
max—适宜土壤含水率上限(重量百分比)%
min—适宜土壤含水率下限(重量百分比)%
P—设计土壤湿润比%
由此可知:
r=1.4g/cm3z=100cmp=33%max=25%×0.9=22.5%
min=25%×0.65=16.25%
则:
mmax=0.001×14×1000×33×(22.5-16.25)=28.88mm
取最大净水定额为设计净灌水定额
2、设计灌水定额mmmmax
式中:
m—设计毛灌水定额mm
14
max—最大净灌水定额mm
—灌溉水的有效利用系数,取ŋ=0.95
则;m=28.88=30.4mm0.95
3、设计灌水周期T
TmmaxEa
式中;T—设计灌水周期d
mmax—最大净灌水定额mm
Ea—设计作物耗水强度,取Ea=5.0mm
则;T30.46.08d取T=6d5
4、一次灌水延续时间ttmseslqd
式中:
t一一次灌水持续时间h
m—设计毛灌水定额mm
se—灌水器间距m
sl—作物行距m
qd—设计流量L/h
则:
t30.431.511.4h12
(二)系统工作制度确定
1、轮灌组确定
本系统采用轮灌方式进行灌溉,日工作时间t=22h.则最大轮灌组数目为
15
NCTt
式中:
N一轮灌组个
c一日工作时间h
T一设计灌水周期d
t一次灌水持续时间h
则:
c=22hT=6dt=11.4h故N22612个11.4
根据实际资料,本工程设计分为12个灌区。
轮灌组最大校核
TC226NmaxINT1211t
可知所布置轮灌组满足要求
2、轮灌组流量确定
根据实际资料,本工程设计分为12个轮灌区,每个轮灌区毛管条数为36条(即N1=36)每条毛管长98m,则滴头数
N2L9865个Se1.5
故轮灌组流量为
QN1N2q366512329.56m/h100010000.95
比水井供水流量50m3/h小,满足要求
3、灌水均匀度
由于采用了内镶贴片式滴头,允许水头范围为10~40m,仍可满足灌水均匀度不小于80%的要求
4.轮灌制度
在灌水时,每次开主干管上的一个阀门,并开分干管上相对的两16
个支管控制阀。
每次浇水11h,便换入下个轮灌区。
七.系统水力计算
(一)、流量计算及管径确定
1.各级管道流量计算
(1)每条毛管流量
qN2q
式中:
q—每条毛管流量L/h
N—滴头数个
q-滴头流量L/h
-灌溉水流量系数=0.85—0.95取=0.95由此可知=0.95N=65q=12L/h
则
(2)每条支管流量
Qi=2×9×q=18×821=14.78m3/h
(3)分干管流量
Q=2Qi=2×14.78=29.56m3/h
2.管径确定
根据输送流量,经济流速,选取各级管道直径如下:
(1)主干管:
输送29.56选取Φ110×2.2PVC管材
(2)干管:
输送流量29.56选取Φ90×2.7PVC管材
(3)支管:
输送流量14.78选取Φ63×5PE管材
(二)管道沿程水头损失。
17q6512821L/h0.95
1.毛管水头损失计算
由于采用内鑲贴片式滴头,允许水头变化在10—40范围内,仍可满足均匀度80%的要求。
故根据厂家提供的铺设长度要求。
不再进行毛管损失计算,毛管进口处要求水头为10m水柱高。
2.支管水头损失计算
每条支管由Φ63PE黑管组成,负担18条毛管的供水任务,每两条毛管为一出水口,共有9个出水口。
计算简图,如图2—1所示:
fQm按式hfbL计算D
hf-管道沿程水头损失m
f-摩阻系数
Q-管道流量L/h
D-管道内径mm
m-流量指数
b-管径指数
L-管道长度m
得式中沿程水头损失hf,查表1-4
表1-4各种管材的摩阻系数,流量指数和管径指数
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注:
1.D为管道内径,Re为雷诺数。
2.微灌用聚乙烯管的摩阻系数值相应与水温10℃,其他温度时应修改。
各参数为:
f=0.505m=1.75b=4.75微灌中支毛管均为塑料管,为了便于计算,通常取m=1.77对于等距,等量的的多口出流管的烟头水头损失可按要求;
HtHfF
11m11XN2m12N6NFN1X
式中:
Ht—多口管沿程损失m
F—多口系数
Hf—无多口出流时的沿程损失m
N—出口数目
m—流量指数
X—进口端至第一个出水口的距离与孔口间距之比XLa
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