【正文】 機(jī)電井作為灌溉水源。機(jī)電井深決定于含水層埋深、水位變化幅度、設(shè)計(jì)水位降、吸水管閥下水深和施工條件等因素。本規(guī)劃根據(jù)掌握的水文地質(zhì)資料確定工程區(qū)機(jī)電井為深140m 的完整井。根據(jù)當(dāng)?shù)靥峁┵Y料，機(jī)電井單井出水量為每小時(shí) 30m3，本規(guī)劃取 30m3/h 做為設(shè)計(jì)出水量。采用鋼管，井徑為 300mm。朝陽(yáng)市喀左縣南哨鎮(zhèn)土地整理工程設(shè)計(jì)26圖 52 機(jī)電井巖性柱狀示意圖140m 深機(jī)電井結(jié)構(gòu)為：0~10m 段為井壁管，10~140m 段為濾水管，濾水管外部天混合濾料，規(guī)格為 5~20mm,壁管外圍回填粘土球。 管溉工程設(shè)計(jì)1)單井控制灌溉面積井灌區(qū)控制面積通常較小，規(guī)劃范圍內(nèi)的水文地質(zhì)條件差異也不大。因此，在地下水利用量與補(bǔ)給量基本平衡的前提下，可根據(jù)工程區(qū)水文地質(zhì)條件確定的井型和單井出水量計(jì)算單井控制面積。其計(jì)算公式如下： （5??m1T tQF0??17）式中：F 0—單井控制灌溉面積，ha； Q—單井出水量，取 30m3/h；t—灌溉期開(kāi)機(jī)時(shí)間，取 18h/d；T—每次輪灌期的天數(shù)，10d；η—灌溉水利用系數(shù)，取 ；沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文27η1—干擾抽水的水量消減系數(shù)，取 ；m—每 1 千平方 m 每次綜合平均灌水定額，取 40m3/ha。經(jīng)計(jì)算，工程區(qū)單井控制灌溉面積為 。2)灌溉設(shè)計(jì)流量確定灌溉設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式如下： （5TtaA??0Q18）式中：Q 0—灌溉設(shè)計(jì)流量，m 3/h； a—控制性的作物種植比例； m—設(shè)計(jì)灌水定額，m 3/ha； A—設(shè)計(jì)灌溉面積，ha；η—灌溉水利用系數(shù)； T—一次灌水延續(xù)時(shí)間，d； t—日工作小時(shí)數(shù)，h工程區(qū)各灌溉地塊灌溉設(shè)計(jì)流量計(jì)算詳見(jiàn)下表。表 53 灌溉設(shè)計(jì)流量計(jì)算表分區(qū) 作物名稱 a A(ha) m（m3/ha） T（d） t（ h） η灌溉設(shè)計(jì)流量地塊 A1 玉 m 1 40 10 18 地塊 A2 玉 m 1 40 10 18 3)井距的確定井距計(jì)算方法如下： （?19）其中：L 0—井距，m；F0—單井控制灌溉面積，ha。工程區(qū)單井控制灌溉面積為 ，經(jīng)計(jì)算井距應(yīng)大于 ，本工程區(qū)機(jī)電井位置詳見(jiàn)規(guī)劃圖。4)井?dāng)?shù)的確定采用單井控制灌溉面積法計(jì)算井?dāng)?shù)，按下列公式計(jì)算：朝陽(yáng)市喀左縣南哨鎮(zhèn)土地整理工程設(shè)計(jì)28 （504FN?20）其中：N—規(guī)劃區(qū)需要打井?dāng)?shù)，眼；F4—規(guī)劃區(qū)內(nèi)灌溉面積，ha；F0—單井控制灌溉面積，ha。根據(jù)上式計(jì)算出各地塊需打井?dāng)?shù)如下：表 54 工程區(qū)各地塊需打井?dāng)?shù)分 區(qū) F4（ha） F0（ha） N（眼）地塊 A1 1 地塊 A2 1 根據(jù)單井控制灌溉面積的計(jì)算，考慮到工程區(qū)內(nèi)的地形、井群分布的合理性、運(yùn)行管理的方便，本設(shè)計(jì)中主要采用單井管道系統(tǒng)，部分地塊水量不夠，可適當(dāng)延長(zhǎng)灌水周期，則本工程共需打 2 眼機(jī)電井。 管網(wǎng)布置1)原則要求井灌區(qū)的管網(wǎng)宜以單井控制面積作為一個(gè)完整系統(tǒng)。根據(jù)地形、地塊、道路等情況布置管道系統(tǒng)，要求線路最短，控制面積最大，便于機(jī)耕，管理方便。本工程采用一級(jí)管道進(jìn)行灌溉，保證每個(gè)田面都有一個(gè)給水栓，不布設(shè)支管。采用涂塑軟管輸水注入田塊。主管道布設(shè)應(yīng)盡量垂直等高線（田?。└鞲晒艿慕o水栓間距與梯田寬度一致?？刂圃?20m 左右。2)布置形式根據(jù)地形及邊界條件，采取地埋方式固定干管，地面通過(guò)給水栓連接涂塑軟管輸水灌溉。具體布置方式詳見(jiàn)典型地塊布置圖。3)管道計(jì)算a)管材的選擇管材的選擇根據(jù)當(dāng)?shù)厥褂靡蠹耙?guī)劃，采用固定式管道，根據(jù)地塊的土層厚度決定埋管深度，一般埋于凍層以下。所以，對(duì)管材要求耐腐蝕、有一定的耐壓性，使用壽命長(zhǎng)，能適應(yīng)一定的不均勻沉陷等。綜合上述因素，干管采用沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文29硬聚氯乙烯管（UPVC 管） ，給水栓豎管采用無(wú)縫鍍鋅鋼管。b)管徑的確定管徑按經(jīng)濟(jì)流速法確定。采用一級(jí)管道，計(jì)算公式如下： （5V?21）式中：d——管道內(nèi)徑，mm； Q——支管管道的設(shè)計(jì)流量，m 3/h； V——經(jīng)濟(jì)流速，m/s。查《農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)手冊(cè)》 ，適宜的塑料管材流速為 ～ /s，又由于經(jīng)濟(jì)流速受當(dāng)?shù)毓懿膬r(jià)格，使用年限，施工費(fèi)用及動(dòng)力價(jià)格等因素影響較大，若當(dāng)?shù)毓懿膬r(jià)格較低，而動(dòng)力價(jià)格較高，經(jīng)濟(jì)流速應(yīng)選小值，反之，取大值。取 V＝。依照上述公式分別計(jì)算各分區(qū)設(shè)計(jì)管徑，并根據(jù)采購(gòu)及施工管理方便，最后確定各干管道管徑詳見(jiàn)下表。表 55 管徑計(jì)算表設(shè)計(jì)流量 經(jīng)濟(jì)流速 經(jīng)濟(jì)管徑 公稱管徑 管路長(zhǎng)井號(hào) 管道編號(hào)(m3/h) (m/s) (mm) (mm) (m)井 1 干管 1 110 408井 2 干管 2 110 250經(jīng)計(jì)算，管道內(nèi)徑為 ，參照廠家生產(chǎn)管材的公稱管徑，公稱壓力為 時(shí)，管壁厚度為 。干管均采用 φ110mmUPVC 管，豎管采用φ63mm 鍍鋅鋼管。根據(jù)工程區(qū)最大凍土層和耕地土層厚度確定，無(wú)法滿足最大凍層深度時(shí)，可設(shè)置排水井，排除管道中的水。最大凍層深為 ，本工程管道埋設(shè)深度確定 。每個(gè)豎管需露出地面 ，則每根豎管長(zhǎng)為 。本工程共需豎管31 根，則總長(zhǎng)為 60m。管道及管件工程量詳細(xì)見(jiàn)下表。表 56 管道及及管件工程量表配件名稱 規(guī)格 單位 數(shù)量UPVC 管 Φ110mm m 658鍍鋅鋼管 Φ63mm m 59給水栓 Φ63mm 個(gè) 31135176。三通 Φ63mm 個(gè) 1朝陽(yáng)市喀左縣南哨鎮(zhèn)土地整理工程設(shè)計(jì)30堵頭 Φ110mm 個(gè) 3逆止閥 Φ110mm 個(gè) 2控制閥 Φ110mm 個(gè) 4壓力表 —— 個(gè) 2管道閘閥 Φ110mm 個(gè) 2有底閥濾網(wǎng) Φ110mm 個(gè) 2 管道水利計(jì)算1)管道沿程水頭損失計(jì)算工程區(qū)內(nèi)輸水管道采用聚氯乙烯硬塑管材時(shí)，其內(nèi)壁光滑，按規(guī)范取f=10m= 、b=；豎管及水泵均為鍍鋅鋼管，按規(guī)范取f=10m= 、b=，計(jì)算公式如下： （5LDQfbm?h22）式中：h f—沿程水頭損失，m； —管材摩阻系數(shù)； L—管長(zhǎng)，m； Q—管道設(shè)計(jì)流量，m 3/h； m—流量指數(shù)； D—管道內(nèi)徑，mm； b—管徑指數(shù)2)局部水頭損失計(jì)算局部水頭損失按相應(yīng)管道沿程水頭損失的 10%～15%計(jì)算，在本計(jì)算中取15%，再加上給水栓的局部水頭損失，可按 ～ 取用，本設(shè)計(jì)中取，每個(gè)給水栓的余壓要求 ～，本設(shè)計(jì)中取 。3)設(shè)計(jì)揚(yáng)程根據(jù)種植作物、地形區(qū)域、田塊的分布不同，該區(qū)規(guī)劃布設(shè)機(jī)電井 2 眼，按不同的類型分別計(jì)算管道輸水損失，作為確定機(jī)泵揚(yáng)程的重要依據(jù)。各地塊管道輸水損失由沿程水頭損失和局部水頭損失組成。沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文31設(shè)計(jì)揚(yáng)程公式可按下式計(jì)算： （5????ZhZHjfd總23）式中： ――水源動(dòng)水位與管網(wǎng)首部管道中心線之間的高差（ m） ，本設(shè)d計(jì)中，水源動(dòng)水位為 30m， 分別為 45m 和 33m；dZ ――管網(wǎng)總沿程水頭損失（m） ；總fh ――管網(wǎng)總局部水頭損失（m） ；?j ――管道首末端地面高差（m） 。Z? ——水泵進(jìn)出水管總水頭， （5ph ?????ph24）依據(jù)上述公式分別計(jì)算出各分區(qū)的管道損失及水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程，結(jié)果見(jiàn)下表。表 57 工程區(qū)管道水力計(jì)算成果表(按最不利工作點(diǎn))井號(hào) hf 總 (m) ∑hj (m) ΔZ(m) Zd (m) (m)ph設(shè)計(jì)揚(yáng)程(m)1 45 692 33 434)水泵選型機(jī)泵的選擇必須滿足管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量和相應(yīng)的管網(wǎng)設(shè)計(jì)總揚(yáng)程的要求，并兼顧機(jī)電井運(yùn)行、管理、維修的方便。同時(shí)要考慮遠(yuǎn)景的發(fā)展。本工程區(qū) 2 眼井根據(jù)揚(yáng)程的不同，所選泵型見(jiàn)下表。表 58 所選泵型井號(hào) 設(shè)計(jì)揚(yáng)程設(shè)計(jì)流量所選泵型額定流量額定揚(yáng)程（ m）功率（kw）1 69 30 200QJ(R)3270/5 32 70 2 43 30 200QJ(R)3256/4 32 56 各型號(hào)水泵及電機(jī)數(shù)量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)下表。表 59 機(jī)泵型號(hào)匯總表所 選 泵 型 額定流量 額定揚(yáng)程 電機(jī) 數(shù)量朝陽(yáng)市喀左縣南哨鎮(zhèn)土地整理工程設(shè)計(jì)32（m 3/h） （ m） 型號(hào) 功率（kw） （臺(tái)）200QJ(R)3270/5 32 70 YQS(U) 1200QJ(R)3256/4 32 56 YQS(U) 1合 計(jì) —— —— —— —— 2井深 140m 的機(jī)電井每眼需 3 吋的鋼管 143m，剛絲繩 141m，電纜 141m。兩個(gè)井共需 3 吋鋼管 286m，鋼絲繩 282m，電纜 282m。 管道埋設(shè)設(shè)計(jì)a）埋設(shè)管道的溝槽開(kāi)挖要由中心線向兩邊開(kāi)挖，當(dāng)?shù)刈畲髢錾顬?，本工程設(shè)計(jì)挖深 ，底寬 ，頂寬 1m，開(kāi)挖斷面為 ；b）溝底要平整堅(jiān)實(shí)，無(wú)沉陷，盡量避免人為高差的產(chǎn)生；c）管道鋪設(shè)時(shí)管與配件之間連接時(shí)均采用承插方式；d）UPVC 管接口，先用砂紙把管接頭部位擦好，再用布把碎末擦凈，然后抹膠，抹膠一定要均勻，最后把管連接起來(lái)。e）管路回填土，首先在管上填一些土（管接頭處暫不填土） ，這時(shí)可進(jìn)行管路沖洗試壓，試壓時(shí)管路所有開(kāi)口部位應(yīng)封閉。利用控制閥逐漸開(kāi)啟加壓，當(dāng)壓力達(dá)至 ～ 后停機(jī)，這時(shí)方可回填。本工程埋設(shè)管道土方工程量詳見(jiàn)下表。表 510 管道埋設(shè)土方量計(jì)算表管徑（mm） 長(zhǎng)度（m） 開(kāi)挖寬度 （ m） 開(kāi)挖深度 （ m） 開(kāi)挖量（m 3） 回填量（m 3）Φ110 658 排水井為避免灌溉管道中存水，冬季凍脹管道，所以在灌溉管網(wǎng)的管道最低處設(shè)置放水閥、并修建排水井，灌溉結(jié)束后進(jìn)入排水井打開(kāi)放水閥，管道中的存水通過(guò)放水閥門(mén)排出管道。工程區(qū)每眼井設(shè)置一眼排水井，共需要設(shè)置排水井 2眼。為控制及檢修方便，需在干管上安裝控制閥。排水井具體設(shè)計(jì)為：排水井采用磚砌結(jié)構(gòu)，具體尺寸為：長(zhǎng) ，寬，井深 ，井壁厚 ，井底采用 10cm 粗砂墊層，在井口處采用C20 混凝土蓋板，蓋板厚 10cm，在井深 170cm 處留有管道入口，在管道入口處布置一個(gè) 303070m 的 C15 混凝土墩，當(dāng)?shù)刈畲髢錾顬?150cm，基礎(chǔ)超過(guò)沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文33凍深。具體工程量見(jiàn)表 511表 511 排水井工程量表（單座）工程 內(nèi)容 單位 工程量磚墻 m3 墊層 m3 開(kāi)挖土方 m3 混凝土墩 m3 蓋板 m3 排水井回填土方 m3 井房工程井房是供水控制、保護(hù)機(jī)泵、堆放工具及管理人員臨時(shí)休息的場(chǎng)所，在工程區(qū)內(nèi)每眼井修建一座，其規(guī)模與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)均相同，共計(jì) 2 座。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐的需井房是供水控制、保護(hù)機(jī)泵、堆放工具及管理人員臨時(shí)休息的場(chǎng)所，在工程區(qū)內(nèi)每眼井修建一座，其規(guī)模與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)均相同，共計(jì) 2 座。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐的需要，確定井房建筑面積為 9m2，總建筑面積為 18m2，房屋為磚混結(jié)構(gòu)；鐵板門(mén)，尺寸為 900mm1900mm，鐵板厚 ；內(nèi)、外墻均為 1∶3 水泥砂漿抹面，外墻粉刷粉色外墻涂料；屋頂為平屋頂，現(xiàn)澆混凝土板壓蓋，瀝青防水；房屋設(shè)兩道混凝土圈梁，尺寸為 120mm240mm，四角設(shè)置混凝土構(gòu)造柱，端面尺寸為 240mm240mm。井房設(shè)計(jì)詳見(jiàn)單體圖。 電力工程工程區(qū)配套電氣工程主要為機(jī)電井設(shè)施服務(wù)，內(nèi)容包括變壓器布置及輸電線路的布置。1)變壓器選型工程區(qū)共布置 2 眼機(jī)電井，每眼井配備潛水泵 1 臺(tái)，電機(jī)功率分別為為 和 ，每個(gè)泵房照明電以 1KW 計(jì)。變壓器一般設(shè)置在路邊。經(jīng)過(guò)方案比較擇優(yōu)，并滿足配電變壓器供電半徑不宜超過(guò) 300m 的要求，負(fù)荷中心即為配電變壓器的安裝位置，確定最多為 2 眼井配備 1 臺(tái)變壓器，最少為 1 眼井配備 1 臺(tái)變壓器。其所需容量按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：朝陽(yáng)市喀左縣南哨鎮(zhèn)土地整理工程設(shè)計(jì)34 （5)(??25）式中： ——變壓器計(jì)算容量，kw；n——電機(jī)功率，kw；eP——照明負(fù)荷，按每個(gè)泵房照明電 1kw 計(jì)。MS依據(jù)上述公式計(jì)算，工程區(qū)需配備變壓器如下表所示。表 512 工程區(qū)需配備變壓器變壓器編號(hào) 控制井編號(hào) 控制井?dāng)?shù)（眼） 功率（KW） 變壓器型號(hào)變壓器 1 井 1 1 S920/10變壓器 2 井 2 1 S920/10表 513 變壓器型號(hào)與數(shù)量匯總表變壓器型號(hào) 變壓器臺(tái)數(shù)（臺(tái)）S920/10 1S920/10 1變壓器安裝所需其他電氣設(shè)備如下表所示。表 514