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1、第五章 工程方案本报告工程方案是在对项目实施地进行实地考察并对相关资料进行综合分析的基础上，对 4700 亩地埋滴灌和 10300 亩常压软管灌分别进行设计和方案编制。并根据设计计算工程设备、材料用量，在此基础上，增加 5%的工程配置量，作为项目工程材料的总体用量，以保证工程实际施工中的建设需要。5.1 项目建 设规模本项目规划建设棉花节水灌溉示范田 15000 亩。其中，地埋滴灌 4700 亩，膜下常压软管灌 10300 亩。5.2 方案选择与工程布局5.2.1 节水技术选择目前，适用于我区棉花种植的高效节水灌溉方式主要有地埋滴灌、膜下滴灌、膜下常压软管灌等。地埋滴灌是近两年从国外引进的一项
2、新的灌溉技术，其主要的技术要求与膜下滴灌基本一样，这种灌溉形式的最大特点是虽然一次性投资较大，但将主管、支管、毛管均一次性埋设于地表面以下，运行费用低，整个滴灌系统可连续使用 8-10 年，长期效益明显。膜下常压软管灌节水效率较地埋滴灌和膜下滴灌两种方法低，且受耕地势影响较大，但投资小，易于农民接受。膜下滴灌一次性投资较地埋滴灌低，但每年灌溉结束后需要收支管和毛管，耗费一定的人工，运行费用较地埋滴灌高。本项目根据新疆优质棉基地高标准节水灌溉示范项目的具体要求，结合当地高标准节水技术的示范需要。 选 择 地 埋 滴 灌 和 膜 下 常压 软 管 灌 作 为 该 项 目 节 水 灌 溉 示 范 技
3、 术 。5.2.2 管网布局模式选择地 埋 滴 灌 的 5 个 系 统 中 ， 系 统 1 采 用 “丰 ”字 型 管 网 布 局 模 式 ，其 余 4 个 系 统 均 采 用 “梳 子 ”型 管 网 布 局 模 式 。常 压 软 管 灌 11 个 系 统 全 部 采 用 “丰 ”字 型 管 网 布 局 模 式 。5.2.3 工程布局1、工程布局原则与要求如下：（1）工程布局符合节水灌溉技术规范的原则；（2）工程布局依据项目区的水源、土壤、气候、地形等基本情况，实事求是、因地制宜的原则；（3）充分利用原有的水利及其它工程设施，并与排水、道路、林带、供电及居民点的规划相结合，做到统筹安排布局合理
4、；（4）在保证灌溉质量，运行安全可靠和管理方便的前提下，尽量降低工程造价和运行费用。尽量考虑节水设施的综合利用；（5）滴灌工程及膜下常压软管灌工程的总体规划、设计、依照节水灌溉规划的要求和滴灌工程技术规范进行设计。2、 系统规划与布局（1）地埋滴灌本项目 4700 亩地埋滴灌规划布局在二十里店镇和大丰镇的 5 块棉田。具体为二十里店镇的十四户村 1000 亩、良种场一队 900 亩、良繁场三队 800 亩和大丰镇的红柳塘三队 800 亩、红山村三队 1200亩。根据各棉田面积和井水流量将 4700 亩划分为五个系统。十四户村 1000 亩棉田为系统 1，良种场一队 900 亩棉田为系统 2，良
5、繁场三队 800 亩棉田为系统 3，红柳塘三队 800 亩棉田为系统 4，红山村三队 1200 亩棉田为系统 5。表 4 4700 亩棉花地埋滴灌系统规划及布局表系统编号 面积（亩） 系统所在地名称合计 47001 1000 二十里店镇十四户村2 900 二十里店镇良种场一队3 800 二十里店镇良繁场三队4 800 大丰镇红柳塘三队5 1200 大丰镇红山村三队注：为以例说明（2）膜下常压软管灌本项目 10300 亩膜下常压软管灌规划布局在二十里店镇和大丰镇的 11 块棉田。具体为二十里店镇的东滩村三组 964 亩、东滩村二组（一）（面积 743 亩）、东滩村二组（二）（面积 855 亩）、
6、东滩村二组（三）（面积 728 亩）、东滩村二组（四）（面积 741 亩）、东滩村四组（面积 1298 亩）、十四户二组（面积 999 亩）、十四户五组（面积 995 亩）和大丰镇的红柳塘村一组（面积 931 亩）、大丰镇的树窝子村一组（面积 848 亩）、大丰镇的联丰村一组（面积 1198 亩），根据各棉田面积和井水流量将 10300 亩划分为 11 个系统。东滩村三组 964 亩棉田为系统 1、东滩村二组（一）743 亩棉田为系统 2、东滩村二组（二）855 亩棉田为系统 3、东滩村二组（三）728 亩棉田为系统 4、东滩村二组（四）741 亩棉田为系统5、东滩村四组 1298 亩棉田为系
7、统 6、十四户二组 999 亩棉田为系统 7、十四户五组 995 亩棉田为系统 8 和大丰镇的红柳塘村一组 931亩棉田为系统 9、大丰镇的树窝子村一组 848 亩棉田为系统 10、大丰镇的联丰村一组 1198 亩棉田为系统 11。表 5 10300 亩棉花膜下常压软管灌系统规划及布局表系统编号 面积（亩） 系统所在地名称合计 103001 964 二十里店镇东滩村三组2 743 二十里店镇东滩村二组（一）3 855 二十里店镇东滩村二组（二）4 728 二十里店镇东滩村二组（三）5 741 二十里店镇东滩村二组（四）6 1298 二十里店镇东滩村四组7 999 二十里店镇十四户村二组8 99
8、5 二十里店镇十四户村五组9 931 大丰镇红柳塘村一组10 848 大丰镇树窝子村一组11 1198 大丰镇联丰村一组注：为以例说明5.3 地埋滴灌工程方案5.3.1 工程建设规模地埋滴灌示范总规划面积 4700 亩，分布在呼图壁县的二十里店镇和大丰镇。5.3.2 工程设计根据各系统面积、地块特征、土壤类型和各系统供水机井流量，本方案分别对 5 个系统均进行了设计。由于 5 个系统的设计原则、设计参数、设计方法均相同，因此，本方案只对系统 5（红山村三队 1200 亩）的设计进行详细表述。其余系统的设计过程全部省略，不再赘述，只将各个系统的设计结果包括灌水强度、轮灌组最大流量、设计蒸发量、灌
9、水周期、灌水间隔、轮灌组数、灌水定额、灌水时间、最大流量偏差、日工作时数等与设计图一起作为附件后附。5.3.2.1 设计依据及原则1、依据中华人民共和国行业标准 SL103-95微灌工程技术规范；2、设计参数力求科学，并参照本地区的经验系数；3、按国产和国外进口设备厂商提供的技术参数推荐值，结合项目区实际情况进行设计；4、根据项目区土壤、作物、气候条件，立足当前，兼顾长远，选择地埋式滴灌系统；5、设计中要使管道总长度最短，少穿越障碍物，管道纵剖面力求平顺，满足各灌溉单元用水要求，管理维护方便。5.3.2.2 规划设计内容1、首部过滤系统、控制设备选择布置；2、安全设施的设计与布置；3、管路布置
10、、管材选择、管径、管长及连接方式设计；4、灌水器及毛管选择及布置；5、运行方案、轮灌编组、工作制度的确定；6、不同条件下的工作参数等。5.3.2.3 系统 5 设计1、系统首部设计系统首部是系统的开始部分，由过滤设备、施肥设备、控制设备、安全设备及稳定建筑等五个部份组成。主要功能为水质净化处理、施肥、量测压力和水量，调节和控制灌溉用水等。过滤设备根据水源水质情况和地埋滴灌系统对水质的要求选择过滤系统，项目地所用水源系地下水，水中含有细砂及少量大粒径砂粒，属于水质条件较好的水源种类。采用二级过滤系统，第一级采用离心过滤器，可过滤水中的大部分沙石，第二级采用叠片式过滤器，叠片过滤器精度为 120
11、目，可进一步对水质进行净化，确保水质清洁，以保证滴灌管线长期使用而不会发生堵塞的现象。叠片过滤器的叠片为杂质处理载体，由上下两片紧贴的槽形叠片形成无数道杂质颗粒无法通过的滤网，总厚度相当于 30 层普通滤网，其过流能力高于滤网 10 倍。叠片材质是优质工程塑料，耐磨性极高，使用寿命可超过 15 年。过滤器系统过水能力为 184m3/hr。过滤器组设置在机井旁，通过法兰与出水口直接相连。过滤器由多组单体并联而成，每组单体均包括砂石分离器和叠片式过滤器，单元间装有隔离阀，可保证在运行过程中进行检修。施肥系统施肥装置采用施肥罐，容量为 220 升。本施肥罐是采用定量施用的原则, 可在灌溉过程中连续进
12、行施肥操作, 施肥罐无活动部件，使用简单方便，运行可靠，无须人员值守看护。可使用固体可溶性肥料，可实现不同品种肥料的混和施加。罐体为钢质材料，外涂防腐油漆，极耐化学腐蚀，使用年限超过 15 年，施肥过程应伴随灌溉同时进行, 建议在灌溉过程进行到 1/3 时开始。这样可以保证对灌溉系统的正确冲洗和尽可能地减少化学物质对滴头的堵塞。施肥完毕后, 必须继续灌溉 15 分钟。控制设备首部安装两套闸阀，过滤器进口处安装一个，可调节进水量，过滤器出口处安装一个可调节过滤器前后压力差以控制施肥速度。量测设备量测设备包括一个压力表和一台水表，压力表安装在过滤器上，通过一个三向阀门可量测过滤器进水口和出水口的压
13、力，用于灌溉系统的压力监控和判定过滤器的清洁程度及清理时间。水表安装在过滤器后用来量测用水量。安全设备安全设备包括一个逆止阀、两个自动进排气阀，逆止阀安装在过滤器进口处，用于防止管道水锤，保护首部系统。自动进排气阀安装在过滤器的顶端。2、田间控制阀门设计田间阀门属液压隔膜阀类型，该项目应用 DOROT 3水力调压阀，其阀体上安装有压力调节器。压力调节器用于调节阀门出口压力，使之稳定在滴灌管线所要求的压力数值上。此装置为外置连续可调型，使用十分方便。工作原理为改变阀门隔膜室的体积来控制阀门的过流断面，从而调节阀门出口压力。优点是开关动作可靠，水头损失小，阀门出口压力连续可调，寿命长可保证正常使用
14、2030 年且使用方法简单，是全套滴灌系统成功的可靠保证。3、田间系统设计（1）材料选择 管材选择根据类似工程设计经验，地埋滴灌供水管管材采用 PVC 管材，其优点是价格较便宜，施工安装简单，能适应一定程度的地基不均匀沉降，为防止其老化将主干管埋设于地下，这样 PVC 管材寿命可达 30 年。 滴灌管线选择管线选择选用技术成熟、质量优良的产品，经考察比较，国内目前尚无成熟产品，因此选用以色列耐特菲姆公司生产的SUPERTYPHOON 125 型滴灌管线。其技术参数如下：滴灌管线所用的滴头为内镶式结构，滴头在生产过程中直接“焊”于滴灌管的内侧壁上，最大限度的防止机械损伤。滴头流量：SUPERTY
15、PHOON 125 有1.1L/H、1.65L/H、2.0L/H 三种，本系统采用的滴头流量为 1.1L/H 。滴头结构: 每个滴头进水口处均有单独的过滤器，紊流流道，流道宽短，有效防止滴头堵塞。压力/流量关系: Supertyphoon125 流态指数 b=0.45, 流量系数 a=0.39，Q=a*Pb=0.39*P0.45。 毛管材质由 Hexin 低密度聚乙烯拉制而成。滴管材质的化学配方具有抗环境应力破坏的能力, 例如在极端的气象条件(高温, 冰冻温度等)。 同时内含有抗紫外线的添加剂，可防止暴露在田野中管线的老化，延长其使用寿命。滴灌管线规格Supertyphoon125 壁厚 0.
16、31mm， 管壁厚均匀； 毛管外径16.5 毫米， 内径15.9mm，最高工作压力 14 米。制造偏差系数 Typhoon125=0.03。本项目选用滴头间距为 0.4 米，滴头流量为 1.1L/H（工作压力10 米水头），图中数据参数表中的流量为灌溉小区中的平均流量。（2）田间系统设计 设计标准及微灌系统规划参数 设计标准：节水灌溉技术规范SL207-98微灌工程技术规范SL103-95 系统规划参数：根据水利部颁发的微灌工程技术规范要求，参照膜下滴灌的部分参数，结合多年滴灌工程设计及实施经验，确定本工程设计技术参数值如下：微灌土壤湿润比：P= 80% 微灌水利用系数：=0.95 设计灌水均匀度：Eu90%设计湿润深度：Z=0.4m 设计日耗降水强度：Ea=4.5mm/day 管
