【文章內(nèi)容簡介】 灌水次數(shù) 毛灌水定額 （ m3/畝） 灌溉定額 （ m3/畝） 灌 水時期 玉米種子 4 發(fā) 芽 、撥節(jié)、孕穗、灌漿 板栗 4 43 172 發(fā)芽、生長期、果實膨大、凍水 水量平衡計算 項目區(qū)用水 主要 為農(nóng)業(yè)灌溉用水，水源為地下水，水源工程為機井，水量平衡計算以機井可供水量與農(nóng)業(yè)灌溉需水量進行對比分析。 （ 1）機井可供水量計算 可供水量， 項目區(qū)為井灌區(qū)， 項目 區(qū)可用機井 63 眼，出水量 以 40m3/h，灌水天數(shù)按 38（ 果樹 灌水周期為 天，灌溉次數(shù)為 4 次）天計， 因工程建設(shè)有調(diào)節(jié)池，故 每天取水時間按 22 小時計，灌溉水利用系數(shù)取 ，則可供水量 為 63 40 22 38 ＝ 萬 m3。 （ 2）農(nóng)業(yè)灌溉需水量計算 灌溉需水量計算公式如下： V＝ mA/η 式中： V－用水量， m3； m－灌溉 凈 定額， m3/畝； A－灌溉面積，畝 η－灌溉水利用系數(shù) 寬城縣 2020 年追加小型農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)補助專項資金項目（高效節(jié)水灌溉） 19 表 43 項目區(qū) 農(nóng)業(yè) 灌溉需 水量計算表 項目區(qū) 主要作物 畝均毛 灌水 量 （ m3/畝） 灌水次數(shù) （次） 畝均用水量 （ m3/畝） 灌溉面積 （畝） 用 水量 （萬 m3） 大田作物 玉米種子 4 3410 設(shè)施農(nóng)業(yè) 食用菌 20 128 4250 果園 板栗 43 4 172 3840 66 合計 11500 （ 3）水量平衡計算結(jié)果 經(jīng)計算，項目區(qū)的機井供水量為 萬 m3 大 于農(nóng)業(yè)灌溉需水 量 萬 m3，故滿足灌溉要求。 典型工程設(shè)計 低壓管道輸水灌溉工程典型設(shè)計 （ 1）典型地塊的選擇 選取東李杖子村 4 號井 為低壓管道輸水灌溉工程典型設(shè)計單元 ，地塊長400m，寬 330m， 面積為 200 畝，種植作物為玉米種子。 （ 2）設(shè)計參數(shù) 設(shè)計保證率應(yīng)根據(jù) 寬城 縣 當?shù)刈匀粭l件和經(jīng)濟條件確定 灌溉設(shè)計保證率不低于 75%； B .灌溉水利用系數(shù) 取 ； C. 設(shè)計日耗水量 ：大田 種植作物最大耗水量 Ea=； D .灌水周期 ： 大田作物為 6d； （ 3）灌溉制度的擬定 ① 設(shè)計灌水定額， 大田作物 采用 玉米 灌水定額作為設(shè)計灌水 凈 定 額寬城縣 2020 年追加小型農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)補助專項資金項目（高效節(jié)水灌溉） 20 。 ② 設(shè)計灌溉周期 ， 大田作物為 9d。 （ 4） 設(shè)計流量 計算公式 ： Q =10mA/Ttη 式中 ： Q 管道設(shè)計流量 (m3/h)； m 設(shè)計灌水 凈 定額 (mm)； A 控制灌面積 (hm2)； T 灌水周期 (d)； ｔ 每天灌水小時數(shù) (小時 )， 取 ； η灌溉水利用系數(shù) ， 取 經(jīng)計算為 m3/h 考慮一些不利因素 ， 管道 設(shè)計流量 均 確定為 40m3/h。典型地塊每次集中供 1 個出水口，出水 口的流量就是管道的設(shè)計流量。 （ 5）管網(wǎng)的布置形式及運行方式 根據(jù) 機井位置、地塊形狀、種植方向 及項目區(qū) 種植習(xí)慣、管網(wǎng) 設(shè)計為干支兩級管道，按樹狀管網(wǎng)設(shè)計， 管道分為干、支兩級，均為固定 聚乙烯塑料 管，埋入土層深度為 以下，干管沿種植方向布設(shè)，支管垂直于種植方向布設(shè)，雙向澆地。 管網(wǎng)系統(tǒng)在低處設(shè)置排水井，冬季放空管道內(nèi)積水，防止凍壞管道， 灌溉過程中，為適應(yīng)當?shù)氐姆N植模式和灌溉習(xí)慣，計劃每次集中供給 2個出水口，待該出水口工作完畢后，先開啟另 2 個出水口，然后再關(guān)閉該出水口，以灌水計劃進行灌溉。出水口的流量就是管道的設(shè)計流量。 （ 6）出水口工作時間 寬城縣 2020 年追加小型農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)補助專項資金項目（高效節(jié)水灌溉） 21 t’=（ a b m） /（ 1000 Qη） 式中： t’出水口工作時間（ h）； a出水口間距（ m）； b支管間距（ m）； m設(shè)計灌水定額（ mm）； Q出水口設(shè)計流量（ m3/h） η 田 田間水利用系數(shù) 。 經(jīng)計算為 小時。 （ 7）確定管徑 采用經(jīng)濟流速來確定管徑，計算公式為： d= (Q/V)1/2。 根據(jù)《低壓管道輸水技術(shù)規(guī)范》 采用經(jīng)濟流速來確定管徑。 選用經(jīng)濟流速 V 取 ，經(jīng)計算 d=.(40/)1/2==85mm， 結(jié)合管材的供應(yīng)情況、節(jié)水灌溉的需要及當?shù)乩习傩諏嶋H使用情況，確定管道直徑為 ∮ 90mm，管材選擇的 PE 塑料 管 ，工作壓力標準 。 （ 8）管道水力計算 ①塑料管水力計算： Hf= 104 L 式中： Hf 沿程水頭損失（ m）； Q設(shè)計流量（ m3/h）； D管道內(nèi)徑 (mm)； L管道長度（ m）。 ②泵管水力計算： 寬城縣 2020 年追加小型農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)補助專項資金項目（高效節(jié)水灌溉） 22 Hf= 105 L 式中： Hf 沿程水頭損失（ m）； Q設(shè)計流量（ m3/h）； D管徑 (mm)； L計算管道長度（ m）。 考慮到塑料管埋入地下，地形局部起伏，所以管節(jié)間連接難以平直， 再加上一些出水口、三通、四通、閘閥、彎頭、進排氣閥、單法蘭短管等管件，由此增大了局部水頭損失 ，本設(shè)計局部水頭損失值按沿程水頭損失值的 系數(shù)計算。 （ 9）機泵選型 ①地下輸水灌溉系統(tǒng)設(shè)計揚程的確定 計算公式 H=h 干 +h 支 +h 泵 +△ h+△ H+△ z+△ H：設(shè)計總揚程（ m） ； h 干 ：干管沿程水頭損失（ m） ； h 支 ：支管沿程水頭損失（ m） ； h 泵 ：泵管沿程水頭損失（ m） ； △ h：出水口工作壓力一般為 ； △ H：備用揚程一般為 2m； △ z：動水位埋深（ m） ； △：地形變化 。 項目區(qū) 配套 水泵型號為 200QJ4078， 配套功率 ， 可以滿足低壓寬城縣 2020 年追加小型農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)補助專項資金項目（高效節(jié)水灌溉） 23 管道節(jié)水灌溉工程的配泵要求 。 （ 10）典型地塊 材料用量及投資概算 該典型地塊管道總用量為 3470m，畝均用量 ,給水栓 80 個，畝均 個?？偼顿Y概算 元 ，畝均投資 元。 地塊的材料用量及投資見表 44。 表 44 低壓管灌工程典型設(shè)計概算表 序號 項目名稱 規(guī) 格 單 位 數(shù) 量 單價（元） 金額（元） 一 田間工程 1 塑料管 ∮ 90 m 910 2 塑料管 ∮ 63 m 2560 3 閘閥 ∮ 90 個 3 4 三 通 ∮ 63 個 113 5 給水栓 ∮ 63 套 80 6 軟管 ∮ 63 m 1600 二 土建部分 1 閘閥井 個 8 500 2 土方開挖 m 3 土方回填 m 三 管道安裝 直接材料費 8% 合計 典型地塊 200 畝，畝均投資 元 果樹微灌工程典型設(shè)計 本設(shè)計選取塌山鄉(xiāng)北場村微灌示范區(qū)的一個小區(qū)，灌溉面積 260 畝，地塊長 610m，寬 290m，土壤為沙壤土。種植作物為 板栗 。水源為 北場村 2 號機井，機井出水量 50m3/h，水質(zhì)良好，宜于灌溉。 寬城縣 2020 年追加小型農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)補助專項資金項目（高效節(jié)水灌溉） 24 （ 1） 、水量平衡計算 η Qt A＝ ————— 10Ia Ia＝ Ea – P0 式中： A—— 可灌面積， hm2 Q—— 可 供流量 50 m3/h Ia—— 設(shè)計供水強度 Ea—— 設(shè)計耗水強度，查規(guī)范取 6mm/d P0—— 有效降雨量 1mm/d t—— 水源每日供水時數(shù)、取 12h/d η —— 灌溉水得用系數(shù)，查規(guī)范取 求得 A＝ 20hm2(300 畝 )＞ hm2(260 畝 ) （ 2） 、設(shè)計灌水定額 設(shè)計灌水定額為 。 （ 3） 、設(shè)計灌水周期 為 天。 （ 4） 、噴頭選型 根據(jù)作物，土壤等條件，選取 L224 型噴頭，指標 見表 4－ 5. 表 4－ 5 噴頭 技術(shù)參數(shù)指標 噴頭型 號 噴嘴直徑（ mm） 工作壓（ KPa） 流量 噴灑直徑（ m） L224 ～ 50－ 78 ～ 寬城縣 2020 年追加小型農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)補助專項資金項目（高效節(jié)水灌溉） 25 （ 5） 、管道布置 采用干管、支管、毛管三級管道布置，干、支管為固定管道、毛管為移動管道。干管沿地塊南北方向布置總長 300m，設(shè)支管 4 條，每條支管長 168m，支管間距 60m，每條支管設(shè)毛管 56 條，每條長 57m，毛管間距 3m，每條毛管帶 20 個噴頭。支管與干管垂直，毛管與支管垂直。 （ 6） 、噴頭在一個位置上工作時間 bLm t＝ ———— q 式中： t—— 噴頭在一個位置上的 工作時間（ h） ｂ —— 毛管間距（ m） L—— 噴頭間距（ m） ｑ —— 噴頭流量（ 65L/h） m—— 灌水定額 求得 t=2(h) （ 7） 、同時工作的噴頭數(shù) N＝ A/TC t/bl 式中： A—— 灌溉總面積 260 畝（ T—— 灌溉周期 2d 求得： N＝ 370（個） （ 8） 、同時工作的毛管數(shù) 每條毛管帶 10 個噴頭，則每次運行 37 條毛管。 寬城縣 2020 年追加小型農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)補助專項資金項目（高效節(jié)水灌溉） 26 （ 9） 、運行方案 每次運行兩條支管，每條支管分別運行 18～ 19 條毛管，共運行 370 個噴頭。 （ 10） 、管徑選擇及水頭損失計算 干管管徑按 D＝ √ Q/v 計算 式中： D—— 管徑 370 65 Q—— 干管流量 Q＝ ————— 1000 V—— 經(jīng)濟流速 取 求得 D＝ 75mm 選用 ∮ 90（內(nèi)徑 82mm） PE 塑料管 支管及毛管管徑選擇 支管及毛管管徑按水頭偏差率小于等于允許水頭偏差率計算，即 hv≤[hv]，根據(jù)規(guī)范規(guī)定 [hv]＝ 20% 噴頭工作水頭按 2KPa 設(shè)計，則灌水小區(qū)允許水頭偏差為 [Δ h]＝ [hv]hd＝ 20% 20＝ 4（ m） 初選支管為 ∮ 90（內(nèi)徑 82mm） PE 塑料管，摩阻系數(shù) f＝ ，流量指數(shù) m=，管徑指數(shù) b＝ 初選毛管為 ∮ 32（內(nèi)徑 27mm）微灌用 PE 管。摩阻系數(shù) f＝ ，流量指數(shù) m=，管徑指數(shù) b＝ 寬城縣 2020 年追加小型農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)補助專項資金項目（高效節(jié)水灌溉） 27 fsqdm （ N＋ ） m+1 S0 根據(jù)公式 hf=————— ［ —————— － Nm(1—— )］ ｄ b m+1 S 計算沿程水頭損失 式中： hf—— 等距多孔管沿程水頭損失 m。 s—— 分流孔間距。支管、毛管均為 3m S0—— 多孔管進口至首孔的間距，支管按最不利情況時取 117m，毛管 3m。 N—— 分流孔總數(shù)，支管 N＝ 18 毛管 N＝ 20。 qd—— 單孔設(shè)計流量，支管 1300L/h，毛管 65L/h. 求得：支管沿程水頭損失為 。 毛管沿程水頭損失為 局部水頭損失取程水頭損失的 10% ，則支管總水頭損失為+=,毛管總水頭損失為 +=。 本地塊地形平整，最不利支管上的噴頭地勢差為 1m。則噴頭水頭偏差為Δ K＝ ＋ ＋ 1＝ 所以Δ h＜ [Δ h]滿足微噴灌要求。 主管路水頭損失計算 Qm 按公式 hf＝ f———— 計算主管路沿程水頭損失。 Db 式中： f— 摩阻系數(shù) 寬城縣 2020 年追加小型農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)補助專項資金項目（高效節(jié)水灌溉） 28 Q— 流量 24000L/h d— 管道內(nèi)徑 82mm m— 流量指數(shù) b— 管徑指數(shù) L— 管路長度 30