某项目区喷灌系统设计

山东水利职业学院

课程设计说明书

专 业: 水 利 工 程 题 目: 某项目区喷灌系统设计 指导教师: 班 级: 设 计 者: 设计时间：

二零一一年九月

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前 言

节水灌溉，采取先进的技术和管理措施减少用水损失，以较少的灌溉水量满足作物正常生长要求的灌溉。以最低限度的用水量获得最大的产量或收益，也就是最大限度地提高单位灌溉水量的农作物产量和产值的灌溉措施。主要措施有：渠道防渗、低压管灌、喷灌、微灌和灌溉管理制度。

本设计是对灌区进行喷灌系统得设计。喷灌是利用管道将有压水送到灌溉地段，并通过喷头分散成细小水滴，均匀地喷洒到田间，对作物进行灌溉。它作为一种先进的机械化、半机械化灌水方式，在很多发达国家已广泛采用。

喷灌的主要优点如下：(1)节水效果显著，水的利用率可达80％。一般情况下，喷灌与地面灌溉相比，1m3水可以当2m3水用。(2)作物增产幅度大，一般可达20％—40％。其原因是取消了农渠、毛渠、田间灌水沟及畦埂，增加了15％—20％的播种面积；灌水均匀，土壤不板结，有利于抢季节、保全苗；改善了田间小气候和农业生态环境。(3)大大减少了田间渠系建设及管理维护和平整土地等的工作量。(4)减少了农民用于灌水的费用和投劳，增加了农民收入。 (5)有利于加快实现农业机械化、产业化、现代化。(6)避免由于过量灌溉造成的土壤次生盐碱化。常用的喷灌有管道式、平移式、中心支轴式、卷盘式和轻小型机组式。

编者： 2011年9月

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目 录

前言

第一章 灌区基本情况·1

一、基本资料··1

二、示范区兴建的必要性和可行性··1

第二章 喷灌系统的选型和管道系统布置·1

一、喷灌系统选型··1

二、选择喷头、确定喷头组合形式及组合间距··2三、管道系统布置··2

第三章 管道水利计算·4

一、 喷灌制度拟定··4

二、喷灌系统工作制度拟定··4

三、管道水力计算··5

四、水泵和动力选择··5

附表一：喷灌工程材料、设备用量·7

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第一章 灌区基本情况

一、基本资料

1、地形资料：灌区位于日照市岚山区高兴镇。具体地形见地形图，比例尺为1:1000。

2、气象资料：项目区内多年平均降雨量858.3mm，降雨多集中于6-9月份，占全年总降水量的73%以上，年内降水分布不均及年际变化大，是区内发生洪涝灾害的主要原因，常见的有干旱、洪涝、霜冻等，其中干旱对农业、牧业生产危害最大，以春旱、秋旱最为严重。素有“十年九旱”之说。

项目区多年平均气温12.6C,无霜期213天，多年平均风速3.4米/秒，最大冻土层深37厘米，多年平均水面蒸发量1164.5毫米。

3、土壤资料：灌区土壤为壤土；土壤渗透系数为12mm/h；土壤田间持水率为

25%（占干重百分数）；土壤干容重1.4t/m3

4、作物种植资料：灌区农作物以园林经济林以茶叶为主，耕作深度0.3—0.4m，生长期最大日平均耗水量为5mm/d

5、水源资料;灌区内现有机井一眼，水井出水量为65m3/h。 6、其他资料：本地供电有保证，喷灌设备充足

二、示范区兴建的必要性和可行性

项目区年内降水分布不均及年际变化大，区内发生洪涝灾害，常见的有干旱、洪涝、霜冻等。干旱对农业、牧业生产危害最大，以春旱、秋旱最为严重。素有“十年

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九旱”之说。

节水灌溉，采取先进的技术和管理措施减少用水损失，以较少的灌溉水量满足作物正常生长要求的灌溉。以最低限度的用水量获得最大的产量或收益，也就是最大限度地提高单位灌溉水量的农作物产量和产值的灌溉措施。

喷灌是节水灌溉的方式之一，利用管道将有压水送到灌溉地段，并通过喷头分散成细小水滴，均匀地喷洒到田间，对作物进行灌溉。它作为一种先进的机械化、半机械化灌水方式，在很多发达国家已广泛采用。

喷灌的主要优点如下：(1)节水效果显著；(2)作物增产幅度大；(3)大大减少了田间渠系建设及管理维护和平整土地等的工作量；(4)减少了农民用于灌水的费用和投劳，增加了农民收入；(5)有利于加快实现农业机械化、产业化、现代化。(6)避免由于过量灌溉造成的土壤次生盐碱化。

因此在示范区兴建喷灌系统具有必要性。

第二章 喷灌系统的选型和管道系统布置

一、喷灌系统选型

该地区种植作物为经济作物，经济价值高，喷洒次数多，因此选择固定式管道喷灌系统。

二、选择喷头、确定喷头组合形式及组合间距

1）喷头选择：根据《喷灌工程技术规范》(GBJ85-85)经济作物的雾化指标为

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3000—4000

初选ZY-2喷头，工作压力Hp=0.25MPa，喷嘴直径d=7.5/3.1mm 射程R=18.6m，流量Q=3.92m3/h

雾化指标：?d =1000H/d=1000×25/7.5=3333，

因此，ZY-2喷头满足作物对雾化指标的要求。

2）确定喷灌合形式：（最大风速3.4m/s） 选用等间距布置，正方形

3）间距：a=b=0.8R=0.8×18.6m=14.88m取15m

4）设计灌溉强度：

设计喷灌强度【P】=12mm/h， Cρ=

???(?/90)arccos(a/2R)?(a/R)1-(a-2R)2 =2.003

K302W1=1.12V0.. =1.12×3.4^0.302=1.621 KW2=1.08V0.194=1.08×3.4^0.194=1.369 Kw=1.495

?3=

1000q?R2=1000×3.92/(3.14×18.6^2)=3.61m/h ? =Kw×C?×?3=1.495×2.003×3.61=10.81(mm/h) ＜【ρ】

因此，设计喷灌强度满足土壤允许喷灌强度要求。

三、管道系统布置

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1323000021000090000726

第三章 管道水利计算

一、 喷灌制度拟定

1.设计灌水定额 M?min)设=

10?h(?max?? =10×1.4×40×(23％-15％)/0.8=56㎜ r-土壤容重 （t/ m3） h-茶树计划湿润层（m） η-喷洒水利用系数 2.设计喷灌周期 T=

M设ET×η=56/5×0.8=8.96（天）取9天

a ETa-控制区内作物的最大日需水（mm/d） η-喷洒水利用系数

二、喷灌系统工作制度拟定

1.喷头在一个位置上的喷洒时间： t=

M设?a?b1000q=56×15×15/（1000×3.92）=3.2（h）

M设—设计灌水定额（mm） a—喷头间距（m）

b—支管间距（m）

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q—喷头流量（m3／h） 2.喷头每日可工作的喷点数： N=

tr=12/（3.2+0）=3.75(次/d) 取4次/d t?ty 这样每天的实际工作时间为3.2×4=12.8（h）。 3.每次需要同时工作的喷头数： Np=

N=[（270×400﹚／﹙15×15﹚] ／﹙4×9﹚＝12（个） n?T N—喷灌区内总喷灌点数，个，总面积除以（ab） T—设计灌水周期（d） 4.每次需要同时工作的支管数： N支=

N?N喷头=12/12=1

5.运行方案：

根据同时工作得支管数，及管道布置情况，决定在干管一侧运行一根支管，

一条支管控制一半得面积，自左向右运行。

三、管道水力计算

1.支管管径的确定：

Hw+△z≦0.2hp Hw=f·

Q设db·L·F

f=0.861×105 ，Q=3.92×12=47.04m3／h ,m=1.74 ,b=4.71

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L=180m ,F=0.404（查节水灌溉技术表3-13）, △z=1m

解得d支=85.72mm 故选择φ90×1×6000mm薄壁铝合金管材。 2.干管管径确定

Q干=3.92×16=62.72（m3／h） D13干=13Q=62.72=102.95（mm） 故选择?110PVC管材。

3.沿程水头损失 1）支管沿程水头损失 hQm支f=f

支LF=0.861×105×50.961.74db904.71×180×0.404=3.65(m)

2）干管沿程水头损失 hQmL=0.861×105×66.641.77干f=f

干db1104.77×270=7.19（m）

沿程水头损失之和?hf=3.65+7.19=10.84（m） 4.局部水头损失

?hj=0.1

?hf=0.1×10.84=1.08（m）

四、水泵和动力选择

1.设计流量

Q设计=N喷头·q=13×3.92=50.96（m3／h）

2.设计扬程

H=hp+?hf??hj??=25+10.84+1.08+19=55.92（m）

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