【導(dǎo)讀】題目皋蘭縣明星村井溝片。專業(yè)農(nóng)業(yè)水利工程。甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)處制

　　

【正文】 2950 260 4） 水泵安裝高度： H 安 =P 大氣 /r— P 汽 /r— （ NPSH） sr— h 吸損 — Δh （ 4— 11） 式中： H 安 —— 泵軸安裝高度， m； P 大氣 /r—— 水泵安裝點大氣壓力水頭， m； P 汽 /r —— 工作水溫下汽化壓力水頭， m； （ NPSH） sr —— 水泵必需汽蝕余量， m； h 吸損 —— 吸水管水頭損失， m； 2v進 /2g—— 水泵進口處流速水頭， m； Δ h—— 安全超高，取 。 水泵安裝高程按下式確定 ： ▽ 安 =▽ 低水 +H 安 （ 4— 12） 式中 ： ▽ 安 —— 水泵安裝高程， m； ▽ 低水 —— 前池最低水位， m，本設(shè)計 為 、 ； H 安 —— 泵軸安裝高度， m。 水泵泵吸水管長初定為 3m,部阻力系數(shù)見下表。 表 4— 4 吸水管路局部阻力系數(shù)表 名稱 喇叭口 90。 彎頭 閥 門 閘漸縮管 水泵進口 數(shù)量 1 1 1 1 1 陳迪娜：皋蘭縣明星村井溝片灌溉工程設(shè)計（方案一） 20 局部阻力系數(shù) 則各個水泵吸水管水頭損失計算見下表 表 4— 5 水泵安裝高程計算表 工程名稱 水泵型號 H 允許 (m) 安裝高程（ m） 計算值 采用值 1 D9554 2 D100102 農(nóng)田水利工程 進、 出水管設(shè)計 與灌溉渠道工程設(shè)計 1) 水泵設(shè)計流量 179。／ h，通過綜合比較分析，水泵進水管采用 Φ200 鋼管，設(shè)置 Z41T DN200 閘閥一個。出水管采用管徑為 150mm 的無縫鋼管，設(shè)置Z941H1 DN150 閘閥一個， HH44X1 DN150 緩閉式止回閥一個，設(shè)計流速 。在管路的轉(zhuǎn)彎處和斜坡上的長管段，為了消除管路在正常運行和事故停機時，左右、上下振動和位移，都必須設(shè)置鎮(zhèn)墩，以維持管路的穩(wěn)定。出水管 路兩鎮(zhèn)墩之間也必須設(shè)置支承結(jié)構(gòu)即支墩。 輸水干管管采用 UPVC 管，管線布置已定，且已知管道輸送流量、管道長度水與頭， 在這種情況下，管道的直徑完全由水力學(xué)要求而定。 2)灌溉渠道工程設(shè)計 ⑴ 農(nóng)渠橫斷面的設(shè)計 農(nóng)渠采用 C20 預(yù)制混凝土 ?U?型斷面，厚度采用 6cm。為了減少渠道的開挖和填方量，農(nóng)渠渠底比降與地面平均坡降相等，取 ～ ，糙率取 。 本設(shè)計采用試算法，計算控制面積最大的典型農(nóng)渠 二區(qū) Q=（見井溝片 工程總體布置圖 ）的斷面尺寸，選用公式如下 ： U型斷面水力最佳斷面公式 計算 農(nóng)渠設(shè)計流量： 過水面積 ： 2A HKA? （ 4— 13） 系數(shù) ： mKmmKmmKrrA ?????? )(2)222( 39。239。? （ 4— 14） 系數(shù) ： 1?? HrKr （ 4— 15） 陳迪娜：皋蘭縣明星村井溝片灌溉工程設(shè)計（方案一） 21 流速 ： AQv? （ 4—16） ： 水力半徑 R：?????????c o s2c o s2)901()2c o sc o s2(2c o s]2s i n)901([22rrtgrrrrR????????? （ 4— 17） 謝才系數(shù) ： nRC 61? (4— 18) 流速 ： RiCv ?39。 (4— 19) 表 46 U 型斷面有關(guān)參數(shù)計算表 圓弧半徑r 1 2 h2 h1 糙率 n 比降 i 角度 弧度 角度 弧度 14 28 14 28 14 28 5 10 12 24 1 sinａ sin2ａ cosａ tanａ 2rcoａ h2 tgａ 過水?dāng)嗝?A 濕周 X 水力半徑 R C 流量 Q 流速 v 水深 h 安全超高⊿ 渠高 H 上口寬 B 假設(shè)水深 H,分別計算 v 和 39。v ，若 39。 vv ? 或者它們的誤差小于 5%，則說明選用的水深 合 適，則該水深就是設(shè)計水深。 該 斷面設(shè)計步驟如下： a、 取 m=， 150 ? ? ? ? ， 15,a??Kr=， 設(shè) H=， 則 陳迪娜：皋蘭縣明星村井溝片灌溉工程設(shè)計（方案一） 22 39。 2 39。22( 2 2 ) 2 ( )22 .6 5( 2 0 .2 2 1 0 .2 ) 2 ( 1 0 .2 0 .2 ) 1 0 .2 1 .1 82A r rK m m K m m K m?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 4— 20） 2A HKA? = ? = 0 . 0 2 0 . 5 /0 . 0 4Qv m sA? ? ?； b、 r= H=，則 ?????????c o s2c o s2)901()2c o sc o s2(2c o s]2s i n)901([22rrtgrrrrR????????? = （ 4— 21） 11660 .0 7 3 7 .7 60 .0 1 7RC n? ? ? 39。 3 7 . 7 6 0 . 0 7 0 . 0 0 2 5 0 . 4 9 /v C R i m s? ? ? ? 式中： R —— 圓弧半徑， m； H —— 水深， m； rK —— U形渠半徑與水深之比。 39。 0 . 5 0 0 . 4 9 0 . 0 2 0 . 0 50 . 5 0vvv??? ? ?， 故選取的設(shè)計水深合適 。 取 H=，經(jīng)計算上口寬 B=。 又因為我國渠道不淤流速一般為 ,不沖流速一般為，經(jīng)比較設(shè)計流速都在允許范圍內(nèi)，故選取的設(shè)計水深都滿足要求。從經(jīng)濟角度考慮經(jīng)取上口寬B=。具體 U型渠道橫斷面設(shè)計成果見表 47。 表 47 U 型渠道斷面設(shè)計表 渠道 設(shè)計流量 Q（ m179。/s) 設(shè)計流速 V(m/s) 傾角a(176。) 圓弧半徑 r(m) 設(shè)計水深 h(m) 渠槽高度 H(m) 上 口寬 B(m) 農(nóng)渠 12 則農(nóng)渠橫斷面示意圖如下： 陳迪娜：皋蘭縣明星村井溝片灌溉工程設(shè)計（方案一） 23 圖 41 農(nóng)渠橫斷面示意圖 ⑵ 農(nóng)渠 樅斷面的繪制 渠道縱斷面圖按以下步驟繪制 : ① 繪制地面高程線。在方格紙上建立直角坐標(biāo)系，橫坐標(biāo)表示樁號，縱坐標(biāo)表示高程。根據(jù)渠道中心線的水準(zhǔn)測量成果（樁號和地面高程）按一定的比例點繪出地面高程線。 ② 標(biāo)繪分水口和建筑物的位置。在地面高程線的上方，用不同符號標(biāo)出各分水口和建筑物的位置。 ③ 繪渠道設(shè)計水位線。參照水源或上一級渠道設(shè)計水位，沿渠地面坡降，各分水點的水位要求和渠道建筑物的水頭損失，確定渠道的設(shè)計比降，繪出渠道的設(shè)計水位線。該設(shè)計比降應(yīng)作為橫斷面水力計算的依據(jù)。如橫斷面設(shè)計在先，繪制縱斷面圖時所確定的渠道設(shè)計比降應(yīng)和橫斷面水力計算時所用的渠道比降一致，如二者相差較大，難以采用橫斷面水力計算所用比降時，應(yīng)以縱斷面圖上的設(shè)計比降為準(zhǔn)，重新設(shè)計橫斷面尺寸。所 以，渠道的縱斷面設(shè)計和橫斷面設(shè)計交錯進行，互為依據(jù)。 ④ 繪渠底高程線。在渠道設(shè)計水位線以下，以渠道水深 h 為間距，畫設(shè)計水位線的平行線，該線就是渠底高程線。 ⑤ 繪制渠道最小水位線。從渠底線向上，以渠道最小水深（渠道設(shè)計斷面通過最小流量時的水深）為間距，畫渠底線的平行線，此即渠道最小水位線。 ⑥ 繪渠頂高程線。從渠底線向上，以加大水深（渠道設(shè)計斷面通過加大流量時的水深）與安全超高之和為間距，作渠底線的平行線，此即渠道的堤 頂線。 ⑦ 標(biāo)注樁號和高程。在渠道縱斷面的下方畫表格，把分水口和建筑物所在位置的 陳迪娜：皋蘭縣明星村井溝片灌溉工程設(shè)計（方案一） 24 樁號、地面高程線突變處的樁號和高程、設(shè)計水位線和渠底高程線突變處的樁號和高程以及相應(yīng)的最低水位和堤頂高程，標(biāo)注在表格內(nèi)相應(yīng)的位置上。 ⑧ 標(biāo)注渠道比降。在標(biāo)注樁號和高程的表格底部，標(biāo)出各渠段的比降。到此，渠道縱斷面圖繪制完畢。 繪制好的渠道縱斷面圖 如下： 圖 42 農(nóng)渠縱 斷面示意圖 排水工程 防洪 標(biāo)準(zhǔn) 與排澇標(biāo)準(zhǔn) 1） 按 “ 防洪標(biāo)準(zhǔn) ” 規(guī)定，以鄉(xiāng)村為主的防護區(qū)，根據(jù)防護區(qū)人口，防護區(qū)耕地面積，該項目區(qū)防洪等級應(yīng)為 Ⅳ 等，其承泄河道的防洪標(biāo)準(zhǔn) （ 重現(xiàn)期 ） 為 10 年。 2） 以排水區(qū)發(fā)生一定重現(xiàn)期的暴雨，農(nóng)作物不受澇作為排澇設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。排澇標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計暴雨重現(xiàn)期應(yīng)根據(jù)排水區(qū)的自然條件，澇災(zāi)的嚴(yán)重程度及影響大小等因素， 經(jīng)技術(shù)經(jīng) 濟論證確定。根據(jù)經(jīng)驗成果分析確定：排澇設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)采用 10 年一遇， 3 日暴雨三日末排至作物耐淹深度 。 排漬標(biāo)準(zhǔn) 有漬害的地區(qū)應(yīng)根據(jù)地下水埋深超過某一高度及其持續(xù)時間的累積值與農(nóng)作物產(chǎn)量的關(guān)系作 為確定農(nóng)作物排漬標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。農(nóng)作物關(guān)鍵生長期地下水位應(yīng)以設(shè)計排漬深 陳迪娜：皋蘭縣明星村井溝片灌溉工程設(shè)計（方案一） 25 度作為控制標(biāo)準(zhǔn)。 排水流量計算 根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況，排水方式選擇明溝排水，排水以排除地表徑流及土壤中的多余水分為標(biāo)準(zhǔn)，土壤為黃壤土，共設(shè)排水溝 11 條。以 15排水溝為標(biāo)準(zhǔn)，各級排水溝排水流量采用平均排澇模數(shù)法公式計算： Q 澇 =q 澇 F （ 4— 22） t?澇 （ 4— 23） R=P—h 田蓄 —E （ 4— 24） 式中： q 澇 —— 耕地排澇模數(shù)， m3/s km2； F—— 排澇面積，由溝道控制面積統(tǒng)計得出， km2； R—— 設(shè)計徑流深， mm； t—— 規(guī)定的排澇時間， d； P—— 設(shè)計暴雨量， mm，十年一遇設(shè)計 24 小時暴雨值為 ； h 田蓄 —— 耕地的滯蓄水深， mm，由冬小麥的耐淹水深確定 ； E—— 歷時為 t 的田問騰發(fā)量， mm，取 7mm。 根據(jù)點面關(guān)系折算表，點面折算關(guān)系系數(shù)取 ，耐淹歷時取 1 天 ，則 最大排澇模數(shù)： ?q — （ 4— 25） 設(shè)計面雨量 ： P=aP0= （ 4— 26） 前期影響雨量 Pa=59—F/70 （ 4— 27） 灌區(qū)總控制面積 F=，取 F=300Km2，所以 Pa=，則 P+Pa=+= 查 （ P+Pa）