喷灌实例

喷灌工程规划设计示例•一、基本资料•1．地形•某喷灌示范区东西长445m，南北宽320m，面积13.3hm2（约200亩），区内地势平坦，地面高程在37.2-37.0m之间；有实测1/1000地形图。•://://://://://://://://://://://://://://://://://://://://://://://://://://://://://://://://://://://://://cwb1024.blog.163.com/manage/#m=0&t=0://://2．气象条件本区属北亚热带季风气候区，气候温和。据气象部门多年资料统计，多年平均气温15.5℃，无霜期234天，年日照时数为2081.2h；多年平均降雨量940mm，主要降水集中在6-9月；多年平均水面蒸发量1100mm；最大冻土层深0.25m；灌水季节多北风，平均风速3.4m/s，每日喷灌时间按12h考虑。3．土壤示范区土壤为粘黄棕壤土，计划湿润层内土壤干容重约为1.4g/cm3，田间持水率为20％。4．水旱灾害情况示范区位于江淮分水岭地区，属典型的南北气候过镶带，一自籍灾害颇繁发生。据有关资料统计，新中国成立60年来，发生严重干早有25年。5.水源示范片处于江淮分水岭地区，地下水资源严重匮乏，农业灌溉主要依靠上游的一座小型水库，可供给本灌区流量0.03m3/s，拟在靠近地块的塘坝处取水，该处水位高程为35.0m；水源水质良好，矿化度小于1g/L，无污染，适于灌溉。6．其他本地区供电有保证，交通十分便利，喷灌设备供应比较充足。二、喷灌系统设计1.喷灌系统选型和管道布置方案（1）喷灌系统选型。本灌区地形平坦，地块形状规则，易于布置喷灌系统。示范区内主要种植经济价值较高的蔬菜，故采用固定管道式喷灌系统。（2）管道系统布置方案。灌区地形总的趋势是南高北低，坡度变化不大，地块形状规则。（1）管道系统布置原则1）管道力求平顺，减少折点，避免管线出现起伏，减少水损。2）平原区地块力求方整，尽量使水源位于地块中心。3）支管尽量与耕作方向一致。减少机耕影响4）支管尽量与主风向垂直。5）在山区干管应沿主坡方向布置，支管与之垂直，平行等高线布置（有利控制支管水损）6）支管首尾压力差喷头工作压力20%，工作流量差10%.7)力求支管长度一致，规格统一便于设计、施工、管理。（2）布置形式支管喷头间距？？？支管3.喷头选型和组合间距的确定（1）喷头选型初选ZY-2型双嘴喷头喷头型号喷嘴直径d（mm）工作压力hp（kPa）喷头流量qp(m3/h)射程R（m）喷灌强度ρ(mm/h)ZY-27.03003.8319.13.34确定喷灌技术要素（2）考虑多喷头多支管同时喷洒05.2])2/(1)/()2/arccos()90/(/[2RaRaRaCh/mm848.5KwC允组4000428673010001000dhp（3）确定组合间距这一方法是基于对喷头试验研究，归纳出在满足均匀系数Cu≥75%条件下，各风速等级条件下的最大组合间距比。a=KaRb=KbR式中：a为喷头间距(m)ｂ为支管间距(m)Ka为喷头间距布置系数Kb为支管间距布置系数计算出a、b后，应进行调整，以适应管道规格长度的要求，便于安装施工并应满足组合喷灌强度的要求为喷头间距(m)，喷头组合间距确定后，便可在灌区地形图上绘制喷灌工程布置图，标出支管、喷头位置和主要管件。风速m/s长方形布置垂直风向Ka平行风向Kb0.3～1.61.01.31.6～3.41.0～0.81.3～1.13.4～5.40.8～0.61.1～1.0KaKb风向干管支管风向KbKa干管支管（3）确定组合间距本灌区多年平均风向为北风，支管垂直风向，当风速为3.4m/s时，选Ka=0.8Kb=1.1，则）取m15a(28.151.198.0mRKaa），但由实际情况取应取18mm20b(1.211.191.1bbmRK面积小作物单一，不存在几种作物同时灌水们只需要某一次典型的灌水定额和灌水周期(1)设计灌水定额设计灌水定额按下式计算式中：m设计灌水定额，(mm)h为喷灌土壤计划湿润层深度(cm)对于大田作物可取40～60cmr为土壤干容量，(g/cm3)β1土壤含水量上限（质量百分比）β2为土壤含水量下限(0.6-0.7取田间持水率）211.0hm3、喷灌制度的制定(2)设计灌水周期式中：Ｔ为设计灌水周期(d)m为设计灌水定额(mm)ETd为作物临界耗水期日平均耗水量(mm/d)。dETmT(1)设计灌水定额(2)设计灌水周期mmm8.16%20)6585(304.11.0d38.268.16取dETmTd喷灌工作制度是指喷灌工程运行中,喷头在固定位置的喷灌时间,同时工作的喷头数以及喷头轮灌组的划分等内容。（1）喷头在一个位置(工作点)的喷灌时间按下式确定ppqmabt10004.喷灌工作制度的拟定（2）同时工作的喷头数式中：np为同时工作的喷头数nd一天工作位置数，td设计日灌水时间，h，查表1-11Np灌区喷头总数，A为喷灌工程控制面积(m2)C为一天中喷灌工程有效工作的时间（固定）不宜小于12hTnNndppttnddabANp（3）同时工作的支管数式中：np为同时工作的喷头数n喷头为一根支管安装的喷头数，以上计算结果均应取整数。（4）确定轮灌分组及支管轮管方案喷头支nnpN4.拟定喷灌工作制度（1）喷头在一个位置上的灌水时间取，则取为1.5h（2）喷头一天工作位置数。因本灌区每日工作时数为12h，所以喷头一天工作位置数（3）同时工作喷头数。实际喷洒应取整数。8.0phqabmtpp48.11000次85.1/12dn只6.203811815667200TnabATnNddppn（4）同时工作支管数。因每根支管安装7只喷头，故根喷头37/6.20nnNp（5）运行方案喷灌系统的规划与设计5.管道水力计算（1）管径的确定1）干管的管径确定当Q＜120m3/h时当Q≥120m3/h时2）支管的管径确定喷灌支管设计时，支管的工作压力差的选取应符合设计要求，即同一支管上任意两个喷头之间的水头差应在喷头设计工作压力的20%以内。hw——为同一支管上任意两喷头间支管水头损失；△z——为同一支管上两喷头的进水口高程差（顺坡铺设为负值，逆坡为正值）hw+△z≤0.2hp（2）管道水力计算1）沿程水头损失计算式中：hf为沿程水头损失，m；f为沿程阻力系数；L为管道长度，m；Q为管道设计流量,m3/h；d为管道内径,mm；m为流量指数b为管径指数。各种管材的f、m、b值可查表1-12在喷灌系统中，沿支管安装有许多喷头，支管的流量自上而下逐渐减少。因此，计算沿程水头损失应分段计算。但为简化计算，常以进口最大流量计算沿程水头损失F查表1-132）局部水头损失计算（可按沿程水投损失的10%）Fhhfffh例：5.管道水力计算（1）支管设计ph2.0Z支fhFLdfbm支支Qhf式中，f=0.948×105，m=1.77，b=4.77，L=97.5m，F=0.392，Q支=7×3.83=26.81m3/h，⊿Z=0，hp=300kPa=30m，则得d≥55.2mm选择Ф63mm，内径55mm，能承受0.6MPa内力的PVC管mQhf302.0392.05.97d26.811050.948FLdf4.771.77bm支支（2）干管设计,则分别选Φ110mm，内径103.2mm，和Φ125mm，内径117.2mm，能承受0.6MPa内的PVC管。分干分干Q13Dh/m62.5383.372Q2Q3）（支分干分干主干Q13Dh/m43.8091.263Q3Q3支分干mmD2.9562.5313分干mmD2.9562.5313分干（3）管网水力计算1）支管沿程水头损失。支管长度及流量为L=97.5m，Q支=26.81m3/h2)分干管沿程水头损失。分干管长度为L=153+117.5=270.5m3）主干管沿程水头损失。主干管长度为L=160mm10.655392.08.265.9710948.074.477.15f支hm83.41602.11743.8010948.074.477.15f主干h6.水泵与动力选型1）设计扬程式中：H—水泵设计扬程，m；hp—典型喷头的工作压力，取hp=300kPa=30m；—水泵吸水管到典型喷头之间沿程损失之和，即=6.10+6.98+4.83=17.91m；—水泵吸水管到典型喷头之间局部水头损失之和取沿程水头损失的10%，即1.8m2）设计流量△为典型喷头高程与水源水位高差（m）jfphhhHfhfhjh喷头地面高程与水源水面高程差取2m，竖管高度取1mhmqnQpp/43.8083.3213（3）水泵与动力机选型。查水泵产品目录，选择4BP-50型喷灌泵，流量Q=80m3/h，扬程H=52.7m，配套电机选用Y160L-2型，功率N=18.5kW。型号流量扬程转速轴功率配套功率效率允许习上真空高度2BPZ-35143529003.49452%8.02BPZCZ-45143526003.554517.02BPZCZ-45154526005.06517.02.5BPZ-55245529009.252536.52.5BP-55245529007.910627.03BPZ-404840290014.412626.53BP-40484029009.851