【文章內(nèi)容簡介】 機井選擇 項目區(qū) 現(xiàn)狀機井 井深約為 多在 350m 之間 ，單井 出水量 4060m3/h，主要含水層埋深在上部 120m、 150m及 340m，含水砂層單層厚度在 5～ 20m。此外，測區(qū)內(nèi)局部地段在 350m 以下 深部亦具有含水層，富水性相對較好， 21 因此在水井設(shè)計及水井施工過程中，應(yīng)考慮到地層、含水層及富水性的變化特征，個別水井應(yīng)適當加深。 建議在富水地段鑿井，由于主要含水層位于 340m 以內(nèi)，故建議井深以 350m 為宜。 水井工程設(shè)計 (1)單井控制 灌溉面積 按下式計算 21230 )1(mTQtF ?? ?? 式中： F0— 單井控制灌溉面積，畝； Q— 單井出水量，經(jīng)實測， 55m3/h； t3— 灌溉期間開機時間， 22h/d； T2— 每次輪灌期的天數(shù)， 15d； η — 灌溉水利用系數(shù)，取 ； η 1— 干擾抽水的水量削減系數(shù)，取 ； m2— 每畝每次綜合平均灌水定額， 40m3。 經(jīng)計算， F0= 畝 （ 2）井距與井數(shù)的確定： 井距初選按下列公式計算： 方形或梅花形布井時 00 FL ? L0— 井距（ m）， F0= 畝。 經(jīng)計算， L0=，井距按規(guī)劃區(qū)具體條件選用干擾抽水法或類比法進行校核，實際采 用 350～ 400m。 井數(shù)按下列方法計算： 22 采用單井控制灌溉面積法時，按下式計算： 04FFN? 式中： N—— 規(guī)劃區(qū)需要打井數(shù)，眼； F4—— 規(guī)劃區(qū)內(nèi)澆灌面積， 萬畝； F0—— 每眼井控制澆灌面積， 畝。 經(jīng)計算， N=22 眼 由上計算可知在項目區(qū)需要打井 22 眼。 項目區(qū)現(xiàn)有水井 22 眼（包括 能正常使用井 15 眼、更新水井 7 眼，合計 22 眼）。 （ 3）更新井工程設(shè)計 計劃 更新機井 7 眼， 根據(jù)電測資料，平均 井深為 350m，設(shè)計出水量為 50m3/h。成 井工藝：采用鉆機鉆孔，孔徑 650mm，井壁管 為鋼筋砼 管，其中纏鉛絲 濾水 管 35m，填料為水洗豆粒料，水井布置為梅花狀，井距為 350～ 400m。 （ 4）水泵及電機選型 機井設(shè)計揚程計算公式如下： △ =(h1+h2) (1+β ) 式中：△ — 機井設(shè)計揚程， m； h1— 機井動水位，取 。 h2— 地面以上機井垂直高度，取 ； β — 沿程損失，取 。 代入數(shù)據(jù)，機井設(shè)計揚程 H=。 再考慮到配套管灌管路損 失等因素，選取管灌工程各地塊最不利點進行管道沿程計算，結(jié)果在 58m 之間。水泵設(shè)計揚程應(yīng)為：機井設(shè)計揚程 +管 道沿 程 水頭 損 失， 代入 以 上計 算 數(shù)據(jù) ，設(shè) 計 揚程 應(yīng)為 23 — 。據(jù)此及單井設(shè)計出水量， 選配 200QJ50182/14 潛水泵 7 臺（ 套 ） 。 （ 5）井房 設(shè)計 新建井房 7 座 ， 井房采用磚砼結(jié)構(gòu)，建筑面積 12m2， 墻體采用 M5 混合砂漿砌磚，屋頂采用 C25 鋼筋砼現(xiàn)澆，墻面用 M10 水泥砂漿抹面。鐵門規(guī)格為 90250cm 。井院用磚砌成，采用 M5 混合沙漿，井臺用 C20 砼現(xiàn)澆。 機井結(jié)構(gòu)設(shè)計 機井的結(jié)構(gòu)包括井口、井身、進水部分和沉淀管。 1） 井口部分 井口部分為了水泵安裝需要，設(shè)置現(xiàn)澆混凝土泵座。泵座下段為井管外封閉層，用 5cm 水泥砂漿封閉。具體尺寸詳見設(shè)計圖。 2） 井身 根據(jù)機井的單井出水量、設(shè)計深度等，井管采用鋼筋混凝土管。 3） 進水部分 管井的進水部分是使含水層中的水通暢地進入管井的結(jié)構(gòu)部分，它是管井的關(guān)鍵部位，包括濾水管和濾料。本次設(shè)計過濾器均采用填料過濾器，濾料主要是填礫石，厚度為 50mm。具體尺寸詳見設(shè)計圖。 4） 沉淀管部分 管井底部設(shè)置封閉的沉淀管，沉淀隨水進入井內(nèi)的泥沙， 以備定期清除，長度取 5m。具體尺寸詳見設(shè)計圖集。 井管和井孔直徑與深度的確定 1） 井管直徑的確定 井管直徑的確定，受含水層厚度、滲透性能、單井出水量，安裝井泵規(guī)格類型尺寸等因素的影響，在具體確定的過程中，應(yīng)首先確定管井 24 過濾器的外徑。根據(jù)《機井技術(shù)規(guī)范》，過濾器外徑應(yīng)滿足下式要求： pvLD 1 tQ?? 式中： D —— 過濾器外徑（填礫過濾器算至濾料外表面）， m； tQ —— 管 井的設(shè)計出水量， m3/s； 1L —— 過濾器長度， m； p —— 過濾器表面進水有效孔隙率， %； v —— 允許入管流速， m/s。 各參數(shù)取值：根據(jù)《機井技術(shù)規(guī)范》不同巖性滲透系數(shù)（ k）表， k=80～300m/d，參照允許入管流速表， v 取 m/s；過濾器長度 1L 取 150m；根據(jù)《 機井技術(shù)手冊》表 873 不同管材條孔過濾器的參考開孔率表， p取過濾器表面孔隙率 18%的 50%，為 9%。 經(jīng)計算， ?D m。 考慮到長期運行時，配套潛水泵，因此井管內(nèi)徑設(shè)計為 350mm，外徑則為 450mm。 2） 井孔直徑的確定： 井孔直徑除應(yīng)能下入井壁管和濾水管外，還應(yīng)能滿足圍填濾料的要求，設(shè)計濾料厚度為 100mm，則井孔直徑為 650mm，井孔直徑的確定是否合理，可用允許流速公式來校核： 111 vLQD t?? 式中： 1D —— 井孔直徑， m； 1v —— 允許滲透流速， m/s，根據(jù)吉哈爾特公 式 求出 1v = m/s。 經(jīng)計算， ?D （ m） 25 井孔直徑設(shè)計為 650mm，既能滿足安裝井管的要求，又符合圍填濾料的要求，且大于允許流速要求的井孔直徑。 3） 井孔深度的確定： 根據(jù)當?shù)靥峁┑捻椖繀^(qū)地下水含水層埋深、厚度、水質(zhì)、富水性及其出水能力， 并參照當?shù)匾延谐删木唧w情況，確定井孔深度為 350m。 輸水管道工程 管材選用工作壓力 的硬塑 PE 管，全部埋于地下，埋深 。 給水栓：安裝于豎管上，兩側(cè)輸水。項目區(qū)共計安裝三通給水栓 840個。 管道設(shè)計原則 （ 1） 輸水管道的線路應(yīng)能保證供水安全，并盡量做到線路最短，土方量小，造價經(jīng)濟，施工維護方便，少占農(nóng)田； （ 2） 輸水管的平面布置圖，應(yīng)充分利用地形，符合鄉(xiāng)鎮(zhèn)對管道規(guī)劃的要求。 （ 3） 在滿足供水水量、水壓的要求下，應(yīng)盡量縮短管線總長度，力求降低管網(wǎng)造價和管 理費用。 管道系統(tǒng)組成 管道系統(tǒng)主要包括：干管、支管、給水栓等。 干管：從機井引水，管材選用工作壓力 的硬塑 PE 管，全部埋于地下，埋深 ，大于當?shù)貎鐾辽疃取? 支管：管材選用工作壓力 的 PE 管，支管垂直于干管布置，均埋設(shè)于地下，埋深同干管。 給水栓：安裝于支管上，通過豎管與支管連接。出地面后給水栓接軟管進行田間灌溉。為了減小水流對耕地的沖刷，在每個出水口處設(shè)置一個混凝土消力池。 26 灌溉工作制度 項目區(qū)內(nèi)各井獨立為一個灌溉系統(tǒng)，可選取一個機 井灌溉面積作為典型地塊進行計算。利用給水栓的關(guān)啟進行分組輪灌，輪灌工作制度的內(nèi)容主要包括輪灌組數(shù)、同時工作出水口個數(shù)以及每個輪灌組工作時間，分別用下式計算： N=nq/Q ns=n/N ts=T/N 式中： N— 輪灌組數(shù)； ns— 同時工作出水口個數(shù)； ts— 每個輪灌組工作時間， h； n— 給水栓總數(shù) ； q— 給水栓出水口流量 ； Q— 灌溉流量 ； T— 設(shè)計灌水周期 。 經(jīng)計算，輪灌組數(shù) 36 組，同時工作出水口 1 個，每個輪灌組工作時間 。 管徑的確定 按經(jīng)濟流速法計算管徑 Q? 式中： d— 管道直徑， mm； Q— 管道設(shè)計流量，取 50m3/h； v— 管道內(nèi)水的經(jīng)濟流速，取 。 代入數(shù)據(jù)，計算得 d=，本項目取 d=110mm，管材選用公稱壓 27 力 的 PE 管。 管網(wǎng)水頭損失計算 參考《低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)規(guī)劃（井灌區(qū)部分）》 SL/T15395，沿程水頭損失計算公式如下： hf=fLQm/db 式中： hf— 干、支管沿程水頭損失， m f— 摩阻系數(shù)，鋼管 62500， PE 管 94800 L— 管長， m Q— 流量， m3/h d— 管內(nèi)徑， mm m— 流量系數(shù)，鋼管取 ， PE 管取 b— 管徑指數(shù)，鋼管取 ， PE 管取 局部水頭損失計算 局部水頭損失按總沿程水頭損失的 10%計算。 總揚程 H 總 =∑h f+⊿Z+h 出口 式中 H 總 — 為系統(tǒng)要求的總揚程， m hf— 管道沿程水頭損失， m ⊿Z — 為水井動水位到田面控制點的高差， m h 出口 — 為地面移動軟管出水口工作水頭，取 根據(jù)管道設(shè)計及機井設(shè)計，進行揚程計算，據(jù)此確定水泵所需的總揚程。 渠系 建筑物 設(shè)計 根據(jù)渠 系管道布置形式，項目區(qū)內(nèi)遇路設(shè)橋，過路橋及消力池的設(shè)置，一定要遵循能少勿多的原則安排渠系建筑物，區(qū)域內(nèi)據(jù)統(tǒng)計共需過 28 路橋 200 座，修建消力池 840 個。 過路橋設(shè)計 為了便于施工，便于管理，節(jié)省投資，項目區(qū)過路橋統(tǒng)一選定一個標準。橋面寬 4m，過路管根據(jù)計算采用 200mm 預(yù)應(yīng)力鋼筋砼管，橋兩頭橋欄采用Ｃ 20 砼現(xiàn)澆，橋面敷土厚 ～ （其結(jié)構(gòu)形式見《項目工程圖集》渠道 08）。 給水栓及消力池 給水栓選用鑄鐵給水栓，消能建筑物，選用同口徑的砼原形構(gòu)件和給水栓澆筑在一起（其結(jié)構(gòu)形式 見《項目工程圖集》節(jié)水灌溉 08）。 電力工程 農(nóng)電工程主要包括變壓器及輸電線路設(shè)計。按照項目區(qū)可利用的現(xiàn)有變電站和高壓線路位置、走向，確定項目區(qū)用電。項目區(qū)內(nèi)用電設(shè)備主要是潛水泵及機井控制室照明。 經(jīng)統(tǒng)計更新井共需 架設(shè) 高、低壓 輸電線路 5km， 新增 50KVA 變壓器18 臺 ， 導線型號 LGJ50，按《農(nóng)網(wǎng)改造動力標準》執(zhí)行。 （ 1）、 變壓器容量計算 根據(jù)水泵及配套電機的有關(guān)參數(shù)，計算變壓器有效容量，計算公式見下： ??? )c os( 11 ?? PKS 式中： S— 變壓器容量； P1— 電動機額 定功率； ? — 電動機效率 ，取 ； ?cos －電動機的功率因數(shù) ，取 ； 29 ? )cos( 11 ?? PK — 表示同時投入運行的電動機功率之和； 3131 KPPK ? 式中： K1— 電動機負荷系數(shù) ，取 ； P3— 水泵軸功率； K3— 換算系數(shù)，取 。 根據(jù)區(qū)域內(nèi)機井電機功率等參數(shù)計算，單井配套變壓器 50KVA 可滿足要求。根據(jù)項目區(qū)實際，更新井共需新增 50KVA 變壓器 7 臺。 （ 2）、變臺設(shè)計 根據(jù)農(nóng)電安裝要求，變壓器安裝在牢固、穩(wěn)定、安全的座臺上，采用定型設(shè)計。 （ 3）、輸電線設(shè)計 ① 高壓線路導線截面積計算 高壓線導線的截面面積按如下公式計算： 式中： S — 導線截面面積 (mm2)； P — 輸送功率（ kw）； L — 輸電距離（ m）； r — 所選材料的導電率（ m/Ω mm2），鋁的導電率為 Ω mm2； U 線 — 輸送電壓（伏）； %u? — 電壓損失（電壓降），取 3%。 經(jīng)計算并 考慮安全因素 ，各井高壓輸電線路導線截面積均為S=35mm2，與現(xiàn)狀各井高壓輸電線路導線截面面積相符。 %)( 10 02 uUr PLS ?? 線 30 ②低 壓 線 路導線截面積計算 為地埋線 ， 導線采用黑皮線（ BLX）系列 ， 截面積計算公式如下： %uCPLS ?? 式中： S — 導線截面面積， mm2； P — 輸送功率，取 55kw； L — 輸電距離（ m），綜合距離取 100m； %u? — 電壓損失（電壓降），取 5%； C—— 常數(shù)值，查表得 380v 鋁導線的 C 值為 50。 經(jīng)計算 ，考慮安全因素， 選用導線型號為 BLX50。 農(nóng)業(yè)工程 項目區(qū)規(guī)劃機耕路路面寬 6m，（結(jié)構(gòu)形式詳見下圖）。 機耕路素土層，碾壓密實度9 5 %骨料層厚度12 cm耐磨層厚2 cm喬木6060406040601:100 單 位 cm機耕路、防護林剖面圖 400600樹坑排水溝6060（兩排樹為梅花形布置）120200 120200 路面寬度 參照本地實際 ,結(jié)合群眾要求，機耕路寬度取為 6m。路基高度則以車道作為基礎(chǔ)即由基本的行車路寬度加安全的路緣帶寬度、硬化路肩寬度組成。 31 機耕路的縱坡和橫坡、最小轉(zhuǎn)彎半徑 確定機耕路的縱坡，一般機耕路要求車速不太高，尤其是農(nóng)業(yè)機械行駛一般更低，所考慮車輛行駛的爬坡能力、下坡制動安全、工程投資等因素，該機耕路最大設(shè)計車速 40km/h，縱坡不超過 9%，否則會發(fā)生制動失靈、雨天滑翻、水箱開鍋等現(xiàn)象。 機耕路一般為短距離直線，橫向坡過大，容易側(cè)滑，過小排水不利，取 2～ 3%較適宜。 最小轉(zhuǎn)彎半徑：當車速 20km/h