1、14.4 设计保证率根据灌溉与排水设计规范 （GB50288-99）的规定，灌溉设计保证率为 75%85%，考虑到本区的社会经济发展情况，确定本灌区设计保证率为 80%。4.5 灌溉制度及灌溉定额4.5.1 种植结构本 工 程 主 要 解 决 *灌 溉 ， *，由于种植种类不定，主要种植草莓、胡豆、豌豆、次早熟玉米、辣椒、香葱等，拟采用用水量最大的草莓（11 月4 月）作为代表计算需水量。4.5.2 灌溉水利用系数提灌区蔬菜基地采用低压管灌，根据节水灌溉技术规范 （SL20798）规定，管道水利用系数为 0.95，田间水利用系数取 0.95，因此本工程蔬菜地灌溉水利用系数为：0.950.95=
2、0.9。根据灌溉排水工程设计规范 （GB50288-99）规定和项目区渠道实际情况，水田田间水利用系数不小于 0.95，旱地田间水利用系数不小于0.9，结合本工程渠灌区渠系水利用系数，计算得渠灌区灌溉水利用系数如下表。4.5.3 灌溉制度和定额4.5.3.2 蔬菜灌溉制度和定额根据贵州省灌溉用水定额编制分区图，平坝县属 I 区，蔬菜种植春、夏、秋三季，结合项目区蔬菜种植实际，蔬菜主要种植胡豆、豌豆、次早熟玉米、辣椒、香葱、青菜等，每季灌水次数 1820 次，一次灌水延续时间 2 天，每天灌水时间为 8 小时。春季灌溉用水量 30m3/亩，夏季灌溉用水量 40m3/亩，秋冬季灌溉用水量 30m3
3、/亩，春季、夏季、秋冬季三季灌溉用水定额为 100 m3/亩，其中一日最大灌溉用水量发生在夏季，为 1 m3/亩天，详见表 4-8。表 4-14 项目区蔬菜灌溉用水过程表2季节 用水时段(月) 灌溉定额 (m3/亩) 灌水次数 一次灌溉延续 天数(天) 日灌溉用水量 (m3/亩天) 备注1 8 5 2 0.8 2 7 5 2 0.7 3 7 5 2 0.7 4 8 5 2 0.8 春季小计 30 20 5 10 5 2 1.0 6 10 5 2 1.0 7 10 5 2 1.0 8 10 5 2 1.0 夏季小计 40 20 9 8 5 2 0.8 10 7 5 2 0.7 11 7 5 2
4、0.7 12 8 5 2 0.8 秋冬季小计 30 20 合计 100 60 由上表可知，蔬菜最大灌溉引用流量发生在夏季，平均每月灌溉次数5 次，一次灌溉延续天数 2 天，日最大净灌溉用水量 1 m3/亩天，灌溉水利用系数为 0.9，则毛灌溉用水量 1/0.9=1.12m3/亩天，根据农民灌溉习惯一般早上 7 点至中午 12 点，下午 3 点至 8 点共 10 小时，12 点至下午 3点日照太强不宜灌溉，即日工作时间为 10 小时，则蔬菜地最大灌溉引用流量为：1150*1/0.9/10/3600=0.0355m 3/s。水泵按 16h 工作，水泵流量1150*1/0.9/16/3600=0.0
5、222m3/s（折合 80m3/h） ，灌区灌溉时间 10 小时，根据提水量和灌溉用水量差以及工作时间差来综合确定水池的容积。按工作时间差确定：每次灌溉前提前 3 个小时提水蓄到水池内，灌溉时间早上 7 点至中午 12 点，下午 3 点至 8 点共 10 小时，上、下午各工作5 h，中间间隔 3 小时，最 大 灌 溉 引 用 流 量 125m3h，泵站采用 16h 工作制（水泵最佳工作时间为 1216h/d） ， 而 泵 站 提 水 流 量 为 80m3h，由于灌溉工作时间和泵站运行时间相差 6h，设计采用调节水池调蓄 3h 灌溉水量，调度运行方案为灌溉之前提前 3h 将水蓄满，午间暂停灌溉的
6、 3h 内泵站继续工作来解决灌溉工作时间和泵站运行时间相差 6h，则需水池调节总容量3为 80*3=240m3，确定灌区共需调节池容积为 250m3。按提水量和灌溉用水量差以及工作时间差确定水池的容积均需250m3。说明蔬菜基地低压管灌区需修改不小于 250 m3容积的调节水池方能满足灌溉用水要求。5.3.5.5 泵站设计5.3.5.5.1 泵站等级划分根 据 灌 溉 与 排 水 工 程 设 计 规 范 GB 50288-99 对 引 水 工 程 和 提 水 工 程 的等 别 划 分 标 准 ， 本 工 程 最 大 引 水 流 量 为 0.022m3/s(80m3/h) 2 m3/s， 按 灌
7、 溉 引水 和 泵 站 提 水 工 程 分 均 属 V 等 小 （ 2） 型 。 永 久 性 主 要 水 工 建 筑 物 级 别 为 5 级 ，临 时 性 水 工 建 筑 物 级 别 为 5 级 。 根据防洪标准(GB50201-94) 表 3.0.1乡村保护区的等级属等，泵站属主要建筑物，位于花滩河岸边，设计洪水标准按 10 年一遇，校核洪水标准按 20 年一遇。5.3.5.5.2 泵站设计流量转塘泵站主要任务是为花滩干渠尾部 1800 亩蔬菜基地提供灌溉用水，泵站取水口位于花滩水库下游花滩河上，取水口至花滩水库坝址之间集雨面积 56.1km2，本次利用的集雨面积为 56.1km2。取水口灌
8、溉期基流280.5L/s，根据前述蔬菜灌溉定额和灌溉制度设计结果，最大灌溉引用流量发生在夏季，平均每月灌溉次数 5 次，一次灌溉延续天数 2 天，日最大净灌溉用水量 1 m3/亩天，灌溉水利用系数为 0.9，则毛灌溉用水量1/0.9=1.12m3/亩天，水泵日工作时间 16h，水泵设计流量1150*1/0.9/16/3600=0.0222m3/s（折合 80m3/h） 。5.3.5.5.3 取水位的确定由 于 取 水 口 以 上 集 雨 面 积 较 大 ， 泵 站 提 水 量 约 占 河 道 基 流 的 12%， 因 此4考 虑 泵 站 直 接 在 河 道 右 岸 修 建 集 水 池 引 水
9、， 集 水 池 正 常 水 位 792m，因此本工程水泵取水位定为 792m。5.3.5.5.4 泵站静扬程泵 站 的 取 水 位 为 792m， 泵 站 提 水 高 位 水 池 的 出 水 高 程 为 862.2m， 因 此 泵 站至 高 位 水 池 的 静 扬 程 为 70.2m。5.3.5.5.5 泵站型式选择本工程泵站布置于花滩河转塘处右岸，泵房地面高程 796m，泵站处P=5%泵站处 P=5%洪峰流量 432.39m3/s 对应高程 795.3m，根据洪水计算章节成果，泵站处 P=5%洪峰流量 471 m3/s 对应高程 796m，说明泵房高程定在 796m 可满足防洪要求，但 79
10、6m 以下需考虑防洪。本次拟采用地面式砖混泵房，由于泵房所在处土厚较厚（在 34m 左右） ，因此为防止洪水对泵房基础造成冲刷，796m 以下采用浆砌石防洪墙兼作泵房基础，泵房上游侧防洪墙与垂直河流方向成 60 度夹角并伸入岸边土体 2m 保护上游岸坡，泵房下游侧防洪岸平行河流方向延伸 5m 保护下游岸坡。详见泵房设计图。5.3.5.5.6 泵站提水管设计1、压力钢管管径泵站压力上水管采用钢管。压力管道的直径，根据技术经济条件，并考虑实际运用情况来综合选择。管径利用下列公式先试算:式中：Q max压力钢管的最大设计流量（m 3/s） ，0.022；设计流量（最高日工作是水量）=（日供水量）/水
11、泵工作时间Vj所取经济流速jaxV4QD5根据村镇供水工程技术规范(SL310-2004)，钢管的单位管长水头损失：当 1.2m/s 时， i=0.000912 v 2(1+0.867/v)0.3/d 1.3 当 1.2m/s 时，i=0.00107 v 2/d 1.3 式中 v管内流速，m/s，11.5m/s；d管道内径，m；iLhf式中：h f管道沿程水头损失(m)；i单位管长水头损失，L计算管段的长度，220m 计算成果如下表：提水管水力计算要素表管长（m)设计流量（m 3/s)管首高程（m)管末高程(m)主管标准管径 (mm)主管壁厚(mm)计算内径(mm)流速(m/s)i（每m）hf
12、 (m)高差（m)扬程（m)220 0.022 792.000 862.200 152 6 140 1.444 0.0287 6.3 70.2 76.5经计算，根据五金手册拟选用 152Q235C 钢管。壁厚 6mm，钢管内径为 0.140m，管道内流速为 1.444m/s。2、压力钢管管壁厚度 计算（1）构造计算确定钢管壁厚： 480D式中：D钢管直径（mm） ；D=152经计算,=4.19mm，所选管径大于于 4.19m，可以。（2）稳定计算钢管的壁厚： 1306式中：D钢管直径（mm） ；D=152经计算,=1.17mm，所选管径大于于 1.17m，可以。（ 3） 承压力计算钢管管壁厚按
13、锅炉公式确定管壁厚度 。计算公式： C5.1D0H式中：H管道内水压力（含水击水头） ， （m） ；76.8 D钢管内径（m） ；D=0.14C锈蚀厚度（mm） ；C=2 钢材的允许应力（N/mm 2） ；=0.55 s=129纵向焊缝焊接应力减弱系数。单面焊取 =0.9经计算，=2.62mm，根据规范的构造要求，加 2mm 锈蚀厚度，则钢管管壁厚度 =4.62mm。参照实用五金手册 ，由于管壁厚级差为 2mm，故选用管壁厚度为 6mm152Q235C 压力钢管。4、管道敷设管 道 采 用 明 管 敷 设 。 提 水 管 采 用 152Q235C 无 缝 钢 管 ， 管 道 共 设 4 个 镇
14、墩 ， 两 镇 墩 之 间 采 用 砼 支 墩 支 撑 ， 支 墩 间 距 为 5m。5、镇墩的稳定计算镇墩是用来承受因管道因改变方向而产生的不平衡力，不允许管道在镇墩处发生任何方向的位移。镇墩的抗滑稳定安全系数最小值取=1.3，反推出镇墩的重量，镇墩的重量 G 的计算公式为：X)GY(fKc，再拟定镇墩的尺寸，详见镇墩设计图。fc5.3.5.5.7 设计扬程由 以 上 计 算 成 果 可 知 泵 站 至 高 位 水 池 的 静 扬 程 为 70.2m， 泵 站 管 道 总 水 头7损 失 为 h =6.3m， 考 虑 3.5m 出 水 自 由 水 头 ， 则 设 计 扬 程 H 设 =70.
15、2+6.3+3.5=80m， 取 设 计 扬 程 为 80m。5.3.5.5.8 泵站水力机械本工程泵站设计流量 Q=80m3/h，设计扬程为 80m。拟安装 2 台 DA1-1006 型多级离心泵，一用一备。水泵参数如下表：DA1-1006 型多级离心泵性能参数表DA1-100 型水泵性能曲线查水泵性能曲线，当扬程为 80m 时，流量为 80m3/h，满足要求，效率70%（规范不宜低于 65%） ，可见泵在高效区运行。所选水泵的流量和扬程均满足设计要求。5.3.5.5.9 泵站水锤压力计算流量 Q 功率 P(kw)型号m/h L/s转速n(r/min)扬程H(m)效率(%) 轴功率电动机功率
16、必需气蚀余量(NPSH) r(m)36 10 116.4 55 20.7554 15 105.6 69 22.51DA1-100672 20294085.2 70 23.8730 30HPa1020246Q(L/s)mh204680(%)aP (kw)1520Hm88水击波传播速度C=1435/(1+Kd/Ee)1/2=1435/(1+d/e)1/2式中：C 为均质圆形管(e/dTt)Hi= 2Lv0/g(Tt+Tg) 式中：H d 为直接水击水头，m; Hi 为间接水击水头，m;关阀为正，开阀为负；v 0 为闸门前水的流速，m/s；T g 为阀门关闭时间，s；g 为重力加速度，g=9.8m/
17、s 2。设计选用 Q235C 钢管，d=140mm，e=6mm，计算得 C=1294m/s，则Tt=2L/C (L 为计算管长，220m) =0.34s；取阀门关闭历时 Tg=5s，T gT t，故阀门产生间接水击，H i= 2Lv0/g(Tt+Tg)= 6.6m，泵出水管最大静水头70.2m，静水头与水击水头之和为 76.8m，静水头与水击水头之和约为静水9头的 1.09 倍，而输水管道的试验压力也超过其正常工作压力的 1.5 倍以上。为安全考虑在水泵的出水管道上安装微阻缓闭蝶式止回阀，公称直径150mm，公称压力 1.0Mpa；同时安装多功能安全阀，公称直径 150mm，公称压力 1.0M
18、pa。5.3.5.5.10 泵站电气设计(1)泵站主接线方案泵站东面 2km 有 10kv 高压线路到达，可就近接电，泵站主接线方案采用主变压器经过跌落式熔断器及隔离开关与电网相连接，隔离开关除作为检修时隔离电源的设备外，还用来接通、断开空载变压器。变压器二次侧经由自动空气开关与控制柜母线排相连接。(2)变 压 器 容 量 选 择根据泵站设计规范 ，变压器容量可按下式计算：Sb1.050.8(K 1ped/ncos+ K 2ped/ncos)，式中 K1、K 2为同时系数；ped为电机功率(45kw)；n 为电动机效率(0.915)；cos 为电动机功率因数（0.89） ，根据公式 Sb1.050.8(K 1ped/ncos+K 2ped/ncos)进行计算。考虑到照明用电以及控制柜用电，经计算泵站选用 S11-50/10 变压器可满足要求。10
