【文章內(nèi)容簡介】 工作效率低，移動(dòng)支管容易被盜或損壞，管理復(fù)雜 。一般不適合高稈作物，但可以是幾種不同灌水要求的作物， 灌溉面積 為方形，土地利用率較高。由此看出，時(shí)針式噴灌比半固定式噴灌優(yōu)點(diǎn)多，所以選擇時(shí)針式噴灌是合理的。 節(jié)水 灌溉制度的制定 16 設(shè)計(jì)資料： 項(xiàng)目區(qū)屬于半干旱地區(qū)，多年平均降水量 在 ，土壤容重 ， 當(dāng)?shù)?土 壤 田間持水量為 20%。根據(jù)《節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范》（ SL20798），灌溉設(shè)計(jì)保證率取 85%，按生育期 5— 9 月份的降雨量資料組成的系列，進(jìn)行頻率計(jì)算，推求出符合設(shè)計(jì)保證率的生育期降 雨量，并按照與生育期降雨量相近而其降水分布又對(duì)灌溉不利的原則選擇 典型年。經(jīng)計(jì)算，設(shè)計(jì)典型年生育期 P=85%頻率的降雨量為 240 毫米 。 ① 、 主要作物種植結(jié)構(gòu) 綜合考慮當(dāng)?shù)?氣候、 土壤性質(zhì)、水資源條件及經(jīng)濟(jì)效益等因素，節(jié)水灌溉實(shí)施后，主要作物為青貯玉米， 即可滿足畜牧業(yè)需要有可起到節(jié)約用水、提高效益的作用。 ② 、 設(shè)計(jì)灌水定額 灌水定額采用適宜水量法確定，采用公式： m=（ 1? 2? ） /? 式中： m— 設(shè)計(jì)灌水定額， mm； r— 土壤干容重（ g/cm3） ，取 ； h— 計(jì) 劃濕潤層深度（ cm）；玉米 取 40cm。 β β 2— 土壤適宜含水量上、下限，分別取田間持水量的 95%和 65%； 砂壤土 田間持水量為 20%（體積百分比） 。 則 β 1= =， β 2= =。 故 m= 40 （ 1912） /=。 η — 噴灑水利用系數(shù)，取 。 17 計(jì)算結(jié)果 : 玉米 m= m=33m3/畝。 ③ 設(shè)計(jì)灌水周期 灌水周期計(jì)算采用公式： EamT? 式中： T— 設(shè)計(jì)灌水周期（天）； Ea— 作物日需水強(qiáng)度；參照臨近地區(qū)試驗(yàn)資料：玉米 為； m— 設(shè)計(jì)灌水定額（ mm） ， m=33m3/畝 ； 計(jì)算結(jié)果：玉米 T=， 根據(jù)錫盟其它地區(qū)經(jīng)驗(yàn) 設(shè)計(jì)灌水周期取 10 天。 ④ 灌溉制度 本次設(shè)計(jì)的灌溉制度是根據(jù)作物各生育期的需水要求，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐墓喔冉?jīng)驗(yàn)擬定。作物灌溉制度見表 4— 1。 表 4— 2 作物灌溉制度表 作物名稱 灌溉時(shí)間 灌水定額 （ m3/畝） 灌水次數(shù) 灌溉定額 （ m3/畝） 玉米 苗期、拔節(jié)、抽雄、灌 漿 33 6 198 玉米灌溉 定額 、灌水定額、灌水周期及灌水次數(shù)見表 4— 3。 表 4— 3 玉米灌溉 定額、灌水定額、灌水周期及灌水次數(shù) 表 作物 項(xiàng)目 灌 水方式 灌水定額 （ m3/畝） 灌水次數(shù) 灌溉定額 （ m3/畝） 灌水 周期（天） 玉米 時(shí)針式噴灌 33 6 198 10 18 實(shí)際灌溉時(shí)，還要根據(jù)當(dāng)時(shí)降雨、土壤墑情和苗情來決定 。 水源 工程 設(shè)計(jì) 混凝土管深機(jī)井典型設(shè)計(jì) 根據(jù)《東烏旗水資源評(píng)價(jià)與水資源可持續(xù)開發(fā)利用》所提供的水文地質(zhì)條件及影響半徑，本項(xiàng) 目每眼井井距大于 500m。設(shè)計(jì)井深為120m； 靜水位 15 m， 動(dòng)水位 60m，下泵深度 70m。 采用 400mm鋼筋 砼管，開孔口徑 600mm，單井出水量 50— 80m3/h。根據(jù)鉆孔柱狀圖，按含水層地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況布設(shè)濾水管，濾水管長 50m，實(shí)管長 70m，濾水管周圍回填 10cm厚的濾料。 依據(jù)國家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)建設(shè)部 20xx年修訂本《工程勘察設(shè)計(jì)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)》水文地質(zhì)勘察部分，結(jié)合項(xiàng)目情況，單井預(yù)算詳見表 44。 19 表 4— 4 鋼筋 砼管 井 單井 工程概算表 編號(hào) 工程或費(fèi)用名稱 單位 數(shù)量 單價(jià)（元） 合計(jì)（萬元） 一 鉆井費(fèi) 1 進(jìn)尺費(fèi) m 120 2 洗井費(fèi) 臺(tái)班 8 3 抽水 臺(tái)班 8 4 技術(shù)勘測費(fèi) 眼 1 5 機(jī)臺(tái)人員補(bǔ)助 二 材料費(fèi) 6 鋼筋混凝土管 m 70 7 鋼筋混凝土濾管 m 50 7 包網(wǎng)材料 m 80 8 粘土 m3 25 9 濾料 m3 25 三 調(diào)遷費(fèi) 10 機(jī)臺(tái)搬遷 處 1 11 拉水 車 40 12 運(yùn)雜費(fèi) 眼 1 合計(jì) 指針式噴灌工程典型設(shè)計(jì) 典型工程設(shè)計(jì)選擇 哈拉蓋圖農(nóng)場一號(hào)地的一臺(tái)噴灌機(jī)所控制面積為設(shè)計(jì)對(duì)象。 20 （ 1） 基礎(chǔ) 情況 設(shè) 計(jì)地塊 畝，種植青貯玉米。該地塊平坦，高差 。新打機(jī)電井 3 眼，井深 120m，出水量 65m3/h 的 3 眼 ，動(dòng)水位按 60m計(jì)， 靜水位 15m。灌溉設(shè)備采用先進(jìn)的指針式噴灌機(jī) 1臺(tái)。 （ 2） 噴灌機(jī)選型與布置 所選噴灌機(jī)必須滿足作物灌溉要求，水源井 分別通過地埋管道向中心 集水管 供水 ，然后 向噴灌機(jī)供水。 噴灌機(jī)以地中心為圓心布置，一端和管道連接，另一端做全圓旋轉(zhuǎn)行走，完成扇形面灌溉作業(yè)。其有關(guān)參數(shù)見表 33。 表 45 時(shí)針式 噴灌機(jī)技術(shù)參數(shù)表 型號(hào) 流量（ m3/h） 入口壓力（ Mpa） 系統(tǒng)長度（ m） 一圈灌溉面積（畝） 爬坡能力 （ %） 功率（ kw） DYP型 時(shí)針 噴灌機(jī) 188 365 ≥ 25 6 噴頭的選擇是根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦?、土壤入滲率、工作壓力等綜合考慮的，所選的噴頭適用條件及末端噴頭的參數(shù)見表 4— 6 表 46 噴頭 技術(shù)參數(shù)表 噴頭規(guī)格 適用地塊坡度 工作壓力 （ Mpa） 流量（ m3/h） 灌水均勻度（ %） 射程（ m） 噴頭間距 （ m） 安裝位置離地高度（ m） 置放 位置 美國尼爾森D3000低壓防風(fēng)噴頭 ,帶調(diào)壓器 ≤ 20 ≥ 91 10（ m） 上方 (3)系統(tǒng)工作參數(shù)計(jì)算 及校核 ①水量校核 21 有噴灌機(jī)基本參數(shù)可知 ,系統(tǒng)需要的總流量為 188 m3/h,根據(jù)水源情況 ,用 3 眼井同時(shí)向噴灌機(jī)供水 ,出水量 65m3/h 的 3 眼 ，總 出水量 為195m3/h,可以滿足噴灌機(jī) 188m3/h的用水 量 。 ②一次灌水持續(xù)時(shí)間 典型區(qū)灌溉面積為 畝，灌水定額 33 m3/畝，噴灌機(jī)流量為188m3/h,則一次灌水時(shí)間 t=1000 33/188=,按照《噴灌工程技術(shù)規(guī)范》 GB/T5008520xx, 噴灌機(jī)一天最小工作時(shí)間為 1421h,本設(shè)計(jì)取一天工作時(shí)間為 19h,則一次灌水需持續(xù) t=,灌水周期為 10天 ,故系統(tǒng)可以滿足灌水要求。 ③噴灌 強(qiáng)度校核 噴灌強(qiáng)度的計(jì)算公式參考《噴灌工程技術(shù)》。 末端噴頭噴灌強(qiáng)度計(jì)算 :由于時(shí)針式 噴灌機(jī)的特點(diǎn)是離中心支軸愈遠(yuǎn)的噴頭所擔(dān)負(fù)的灌溉面積愈大 ,要求出流量愈大 ,噴灌強(qiáng)度愈大。因此，在設(shè)計(jì)中常以離 中心支軸最遠(yuǎn)的末端噴頭噴灌強(qiáng)度為控制數(shù)值，允許土壤表面局部積水，但以不產(chǎn)生徑流為限。無風(fēng)情況下（當(dāng)設(shè)計(jì)風(fēng)速不大于 1m/s，可近似為無風(fēng)）末端噴頭噴灌強(qiáng)度為：? s=1000q/s q— 末端噴頭的流量，為 ； s— 單噴頭控制面積， s=π R2=,R為末端 噴頭 射程 ,為 10m； 計(jì)算得 ? s=。 ④霧化指標(biāo) 霧化指標(biāo)是用噴頭工作壓力與主噴嘴直徑的比值來評(píng)價(jià)噴頭水舌粉碎程度的指標(biāo) ,計(jì)算公式為 :? d=1000H/d 其中： ? d— 霧化指標(biāo)； 22 H— 噴頭工作壓力， H=15m； d— 噴頭主噴嘴直徑， d=。 計(jì)算得 ? d=3000。經(jīng)查有關(guān)資料，青貯玉 米的事宜霧化指標(biāo)為 20xx3000，故所選噴頭滿足工作要求。 (4)輸水管道管材、管徑確定 本系統(tǒng) 輸 水 管 道 采用 固定 地埋 式 ,主要是水源井到噴灌機(jī)的輸水每眼井到匯流總管段的管材選用 UPVC 管 材 ， 匯流總管段的管材選用鋼管，管長 5 m。 輸水管 的經(jīng)濟(jì)流速的取值范圍為 V=～ ，本次設(shè)計(jì)取 ， 3 號(hào)井的輸水管流量為 63 m3/h，匯流后總管道的流量為 189 m3/h。 輸水管 管徑按下式計(jì)算確定： VQd ?4? 式中： d—— 輸 水管管徑（ mm）； Q—— 輸 水管設(shè)計(jì)流量（ m3/s）； V—— 輸 水管流速（ m/s），取 V=。 經(jīng)計(jì)算，確定 UPVC管徑為Ф 150、 鋼管為 Ф 225。 其壓力為 。 （ 5） 管道水力計(jì)算 UPVC輸水 管沿程損失公式： hf= 105 () 式中： Q— 管 道 設(shè)計(jì)流量（ m3/h）； L— 管長（ m）； d— 管內(nèi)徑 （ mm） ； 局部水頭損失取 沿程損失 的 10%。 計(jì)算 結(jié)果見表 47。 23 表 47 1 號(hào)噴灌機(jī) 輸水管線水頭損失 計(jì)算表 名稱 流量（ m3/h） 管長 （ m） 管徑 （ m） 沿程 水頭 損失 （ m） 局部水頭損失 （ m） 總水頭 損失 （ m） 匯總管 189 5 225 1 號(hào)井管道 63 500 150 2 號(hào)井管道 63 390 150 3 號(hào)井管道 63 110 150 （ 6） 水 泵選型配套 ① 泵管水頭損失 ： 泵管為鋼管，該段長度為 70m（動(dòng)水位 60m），內(nèi)徑按 95mm 考慮，經(jīng)計(jì)算 當(dāng)流量為 63m3/h 時(shí)， 管內(nèi)流速為ｖ =＞ ，泵管 沿程 水頭損失采用 如下 公式 : H 泵沿 =( V2/) L 式中： H 泵 沿 — 泵管 沿程 水頭損失（ m）； ｖ — 管內(nèi)流速 , m/s； L— 管段長度（ m）； d— 泵管內(nèi)徑 （ m） 。 局部水頭損失按沿程水頭損失 的 10%計(jì)算 ,計(jì)算結(jié)果見表 47。 表 48 1 號(hào)噴灌機(jī)各水源井泵管水頭損失計(jì)算表 名稱 流量（ m3/h） 管長 （ m） 管徑 （ m） 沿程 水頭 損失 （ m） 局部水頭損失 （ m） 總水頭 損失 （ m） 3 號(hào)井水 泵管 63 70 100 ②水泵 總揚(yáng)程 24 噴灌的水源為深 機(jī) 井，故選 QJ 型潛水電泵，水泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程為： H=h 泵 +h 輸 + hp+ h 動(dòng) +△ Z 式中： h 泵 — 水泵出水管 水頭 損失 （ m）； hp— 噴灌機(jī) 入口壓力水頭 （ m） ； h 輸 — 輸水管水頭損失 （ m）； h 動(dòng) —— 動(dòng)水位（ m） △ Z— 水源井到地面的高差 （ m）。 1 號(hào)噴灌機(jī)各水源井所需揚(yáng)程計(jì)算結(jié)果見下表 49。 表 49 1 號(hào)噴灌機(jī)各水源井所需水泵揚(yáng)程計(jì)算表 名稱 h 泵 h 動(dòng) h 輸 hp △ Z H 1 號(hào)井 60 25 2 號(hào)井 60 25 3 號(hào)井 60 25 各水源井 的設(shè)計(jì)流量及設(shè)計(jì)揚(yáng)程匯總?cè)缦拢? 表 410 各水源 井 設(shè)計(jì)流量及設(shè)計(jì)揚(yáng)程匯總表 水源井編號(hào) 設(shè)計(jì) 流量（ m3/h） 設(shè)計(jì)揚(yáng)程 （ m） 1 號(hào)井 63 2 號(hào)井 63 3 號(hào)井 63 ③水泵的選型配套 根 據(jù)表 49的數(shù)據(jù) 選擇 水 泵型 號(hào) 如下 ，其主要性能參 數(shù)見表 410。 表 411 水泵型號(hào)及性能參數(shù) 表 井編號(hào) 型號(hào) 流量（ m3/h） 揚(yáng)程 （ m） 轉(zhuǎn) 速（ r/min） 水泵效率﹪ 配用功率(KW) 揚(yáng)水管 直徑 (mm) 3號(hào)井 20070 10030 70 100 30 100 （ 7） 配套工程設(shè)計(jì) 25 ① 機(jī)井房 為保護(hù)水源井及機(jī)泵正常運(yùn)行，每眼機(jī)井上建一機(jī)井管理泵房，共需建工作管理泵房 4間，每間尺寸為；長寬高 = ，磚混結(jié)構(gòu)，房頂采用 C20 鋼筋砼預(yù)制蓋板。 ② 配電室 為方便噴灌機(jī)的操作運(yùn)行，每套噴 灌機(jī)系統(tǒng)建一間配電室。 典型 區(qū) 建配電室 1 間。每間配電室尺寸為：長寬高 =3 。漿砌石基礎(chǔ)深 40cm，磚混結(jié)構(gòu)，外墻勾縫，內(nèi)墻抹面。門窗為鐵門窗。 ③ 中心支座 為了使噴灌機(jī)放置穩(wěn)定，保證系統(tǒng)運(yùn)行安全，需在噴灌機(jī)中心支軸處設(shè)鋼筋 砼 支座 ，將噴灌機(jī)固定在 支座 上。 尺寸為長寬高= 。 C20 鋼筋 砼結(jié)構(gòu)。 ④ 管道埋深 管道挖 深 ： H=+D+，