1、 1 微灌 设计计算书 1. 水量平衡分析计算 1.1地块 (1)-1 板栗需水量分析计算： 1.地块（ 1） -1 板栗小管出流灌区的技术参数的选择和计算 1.1.1 根据有关规定与调查资料和经验所取用的参数 (1)灌溉方式的选择 根据已有板栗种植栽培技术和农艺技术人员的实践经验，选择板栗灌溉采用小管出流灌溉方式。 (2)灌溉系统设计参数 根据设计规范及结合当地的实际情况，选用如下设计参数 设计保证率。依据规范不低于 85%，此项目取 90%。 灌溉水利用系数。依据规范不低于 0.85，此项目取 0.90。 系统日工作小 时数。资料已给，此项目取 18h/d。 流量偏差率。依据规范规定，此项
2、目取 q=20%。 计划土壤湿润层 ， 依据规范 ，为 80 100cm。取 H =90cm 设计土壤湿润比，依据规范， 板栗 灌区取 30% 50%。 P =40% 通过计算所确定的参数 设计补充灌溉强度的确定 根据提供的气象资料，并查询灌溉手册资料，可知， 板栗 的作物系数取 0.95，与土壤有关的损失系数取 1.05， 板栗 生长盛期的地面覆盖率按 P=75%考虑，则覆盖率影响系数取 0.85，作物耗水量 oE =6mm/d，因此，本项目区得 板栗 灌溉设计耗水强度 2 )/(0 8 7.5685.005.195.0 dmmEKKKI ocsrc 该项目区的作物耗水全部来源于灌溉，此处
3、cI = I ，故设计灌溉补充强度cI =5.1mm/d。 土 壤湿润比 %0.30%10034 0.131%100 rt we ss DnsP P 土壤湿润比 % n 每颗作物的滴头数， n =1 es 滴头间距， es =3 m wD 湿润带宽度， wD =1m rs 作物行距， rs =4m ts 作物株距， ts =3m (3) 灌水器的选择 据灌水器的种类和水力性能拟选用：由 1 个流量调节器和 1 根长 1.0m 的4 灌水小管组 成， 流量调节器工作压力为 5 40m，水压的变化对其出流量几乎没有影响，本工程设计工作水头为 10.0m，小管出水流量 q =30L/h。 小管出流系
4、列环沟灌灌溉技术要素： 确定灌水湿润区的灌水量 I， 取 0= 0.6max ，计划湿润层深 z=0.9m 水 =10（ 21.6-14.4） 1.50.9=97.2 mm 确定入渗沟规格。取灌水土壤湿润比 P= 40 ，沟内最大水深 ： 10cm，沟的边坡系数 =0.75， =2.0.则入渗沟规格 b0 3 =7.312 cm 确定一次灌水延续时间。取 K1=1.3mm min = 0.28 =168 min 计算人沟流量 =1.599L/min 为 95.97L/h110L/h 取 q=120 L/h (4)需水量计算 根据 灌溉 面积和设计耗水强度计算 灌溉 系统所需的最小供水流量。 式
5、中： 式中： Q需供水流量， m3/h； A灌溉面积， hm2； Ia设计供水强度， mm/d； t AIQ a10min 4 Ea设计耗水强度， Ea=6mm/d； t水源每日供水时数， t=16h； 灌溉水利用系数， =0.9； 经计算得所需流量 Qmin=104m3/h，新打机井的设计流量依据附近已有机井的参数，选定水源井流量为 120m3/h，能满足本设计中 小管出流灌溉 系统的流量设计要求 。 (5)灌溉制度的确定 设计灌水定额 mm 3 8 . 8 8)4.14-6.21(90405.10 . 0 0 1)-(pz0 . 0 0 1m m i nm a x 式中： m设计灌水定额，
6、 mm； 土壤容重， 1.5g/cm3； z计 划湿润层深度， 90cm； p设计土壤湿润比， 40%； max、 min适宜土壤含水量上下限（占干土重量的百分比）， max=24%90%=21.6%， min=24%60%=14.4%； 灌溉水利用系数， =0.90； 经计算得到设计 毛 灌水定额： mm409.03 8 . 8 8m 净毛m 设计灌水周期 d48.663 8 . 8 8Em TT dm a x 式中： T设计灌水周期， d； m设计灌水定额， mm； Ea设计耗水强度， Ea=6mm/d； 5 灌溉水利用系数， =0.9； 取灌水周期 T=6d。 一次灌水延续时间 hq S
7、Sm d L 1630 4340t e 毛式中： t一次灌水延续时间， h； m 毛 设计灌水定额， mm； Se、 Sl灌水器间距与毛管间距， 3m4m； q灌水器流量， 30L/h； 轮灌组个数 个616 616m a x t TCNN根据灌溉系统的布置，为保证系统持续稳定的压力，分散水流，降低管道水头损失，运行时，一次灌水开启干管一侧 1 条分干管，每条分干管只打开两条支管，为 55 对毛管供水，同时打开的支管为一个轮灌组。对于 187 亩田块，划分6 个轮灌组。每组灌 16 小时，每天工作 16 小时，连续工作 3 天，使全部地块灌完。详见典型区布置图。 （ 6) 灌溉系统流量推算 毛
8、管设计流量 根据一区布置，毛管长度为 39m，滴头间距为 03m，所以每根毛管上小管数目为 13 个，灌水器设计流量取 30L/h。 毛管的流量等于毛管上各小管流量之和，根据公式： 式中： Q 毛 单侧毛管的总流量； Nd 毛管小管个数； qd 小管设计流量； 经计算 Q 毛 =390L/h 支管设计流量 支管设计流量为支管上一次开启的支管流量之和。 hLqNqQ ddni i /3 9 030131 毛6 4 2 9 0 0 L / h390552QN2Q 毛支式中： N 支管上同时工作的毛管数目。 经计算 Q 支 =42900L/h 分干管设计流量 Q 分干 =Q 支 =42900L/h
9、干管设计流量 Q 干 = Q 分干 =142900=42900L/h 系统水力计算 a) 小管出流灌水均匀度 小管出流均匀系数 水利部行业标准微灌工程技术规范规定，灌水器设计允许流量偏差率qv应不大于 20%，设计灌水均匀度不应低于 0.95。 根据公式 式中： Cu 均匀系数； qa 灌水器的平均流量； q 每个灌水器的流量与平均流量之差的绝对值的平均值； Qi 每个灌水器的流量； N 灌水器个数，毛管长度 39 米，灌水器个 数为 13 个； 经计算 Cu=0.9770.95，满足要求。 灌水小区允许水头偏差 小管出流工作水头偏差率 hV： 式中： qv 灌水器允许流量变差率， qv取 0
10、.2； 流态指数，为 0.7； 经计算 hV=0.315 3 1 5.0)2.07.0 7.0112.01(7.0 2.0)112.01(h v vv qx xxqaqq1CuNqqNi ai 1q7 灌水小区允许水头偏差按下式计算： H= hV hd 式中： H 灌水小区允许水头偏差， m； hd 设计工作水头 4m。 经计算 H=1.26m b)系统水力计算 1) 毛管水力计算 毛管的选型：根据有关设计资料，毛管选用 15。 毛管极限滴头个数的确 定 式中： Nm 毛管的极限分流孔数； Hv 毛管的允许水头差， m， Hv=hvhd =1.26m D 毛管内径 mm；取 15mm k 水头
11、损失扩大系数，一般为 1.1 1.2； qd-毛管单孔出水量，取 30L/h S 出水口间距，取 3m 系数， =1.00610-5D-(0.123LgD+4.885)=1.3810-6 m 指数， m=1.753(D/2.5)0.018=1.746； hd 设计水头，取 4m。 得： Nm=37(个 ) 13 满足要求。 毛管允许的最大长度 则毛管允许的最大长度 Lm=NmS=383=114(m)。由于该地块毛管铺设长度为 40m，满足设计要求，故取 D=15mm 符合设计要求。 个9.3752.03031038.11.13 1 5.04)174.1(52.0)1(174.1175.1611
12、75.1mdvdm qNSkHhm8 毛管水头损失 h 毛 （多孔管） 式中： k、 m、 水头损失扩大系数、流量指数和系数； =1.3810-6 m=1.74 K=1.1； So 毛管进口到第一个出水口距离 ， 1.5m。 毛管选用 15PE管， 经计算毛管水头损失为 0.078m， h2=0.55*3.4=1.87m，h 毛 h2满足毛管水头偏差要求。 毛管进口工作压力计算： 经计算毛管进口工作压力为 11.58m。 毛管工作参数计算表 表 5.4.2 管 径 滴头间距 (mm) 毛管进口工作压力 (Mpa) 滴头流量 (L/h) 16 300 11.58 2.18 2）辅管水力计算 辅管
13、水头损失计算： 辅管选用 32PE 管，经计算辅管水头损失为 0.78m，辅 管与毛管水头损失之和为 1.96m H=3.4m，满足灌水小区均匀度要求。 辅管进口工作压力计算： 经计算辅管进口工作压力为 12.10m。 辅管工作参数计算表 表 5.4.3 管 径 辅管理论长度 (m) 辅管进口工作压力 (Mpa) 辅管流量 (L/h) mSqNh md 0 7 8.05.1)3013(1038.11.1)( 74.160 毛 SSNmNdfS qkh mmbd 0175.1 1148.0辅 b mbmmed d Nqk fsdmNqR k fShh )()1( 52.0 010 毛 b mbm
14、med dNqk fsdmNqR k fShh )()1( 52.0 010 辅辅辅 9 32 16.9 12.10 961.54 3）支管水头损失计算 LdfQh bm支支 k 式中： Q 管道流量， L/h L 管道长度， m d 管道内径， mm 经计算支管水头损失 3.07m。 支管工作参数计算表 表 5.4.4 管 径 支管长度 (m) 支管进口工作压力 (Mpa) 支管流量 (L/h) 63 125 15.17 12564 4）干管水头损失计算 运行方案流量确定后，根据经济流速或经济水力坡度预选管径，然后计算系统各部分水头损失，校核各管段承压力，最后确定干管实选管径，干管直径初步确
15、定为 75。计算 干管沿程水头损失 LdfQh bmk干 经计算干管总水头损失 20.65m。 综上所述， 系统设计工况下产生水泵出口压力最大时各级管道水头损失见表5.4.5。 产生水泵出口压力最大时系统的水头损失计算汇总 表 5.4.5 各级管网 管外径 (mm) 管内径 (mm) 管段长 (m) 流量 (m3/h) 总水头 损失（ m) 毛管 16 16 66.5 0.96 1.18 辅管 辅管 32 28.8 16.9 12.5 0.78 进口压力水头 12.105 支管 63 61.2 125 12.56 3.07 干管 CD 75 73 133 12.56 1.37 BC 75 73
16、 133 25.13 4.60 AB 75 73 133 37.69 9.34 10 OA 75 73 62.5 50.26 5.35 主干管进口压力水头（ m） 12.105+3.07+1.37+4.6+9.34+5.35=35.82 首部枢纽水头损失初估（ m） 24 水泵出口压力水头（ m） 59.82 5.4.4 首部枢纽设计 滴灌系统首部设计包括：水泵、水源过滤设备及施肥罐的选型。 1） 水源过滤设备选型 水源为地下水，首部选用一组独立单体过滤器，其型号选择应根据其过流量（系统的设计 流量）确定，本系统设计流量为 50 m3/h，因此选用过流能力大于等于该值的水泵。 2）施肥罐选择
17、施肥罐的选型一般根据滴灌地的规划面积即系统流量选择，面积大的选用较大容积的，面积小的选用较小容积的。本系统规划面积为 200 亩，应选用施肥罐为 50L。 3）水泵与动力选型 选型的原则： 本系统的水源为地下水，水泵应优先选用国优与部优产品以及获得国家生产许可证的产品与节能产品。 所选水泵，其流量与扬程均与滴灌系统设计流量和设计水头基本一致，使水泵保持在高效率区工作。 所选水泵工作稳定，便于操作、维修。并尽可能型号一 致，便于管理和零件配换。 扬程： H 扬 =h 泵 + Z+f 进 =59.82+0.7=60.52m 流量：水泵流量根据滴灌系统设计流量选定。据以上最不利情况下的水力计算，系统正常工作所需总扬程为 60.52 米，所需总流量为 50m3/h。 因此所选水泵型号为： 250QJ50-60/3。 由于运行为对称运行，所以其它灌水小区所需水泵扬程与上述计算相同。即：所有灌水小区正常运行时，水泵工作均处于高效状态。
