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1、涌泉灌工程设计(一)灌溉制度的确定1、灌水定额 根据华北地区果树微灌资料分析，结合本地实际条件，本规划设 计采用的规划参数如下：涌泉灌设计日耗水强度 E=3mmd； 涌泉灌土壤湿润比不小于 30%， 设计灌水均匀度 Cv=95%；灌溉水利用系数n=0 .9采用微灌工程技术中公式进行计算：1=0.1 X(p p0)XHXpXrmax式中：I次灌水量P 允许土壤含水上限，取最大田间持水率的90%，查 max粘土的最大田间持水率为24.2%；p0一允许土壤含水率下限，取p0=0.7Pmax；H计划湿润层深度，H=1m；P设计涌泉灌土壤湿润比，P=30%；r一土壤密度，粘土容重为1.32g/cm3；1
2、=0.1 X (24.2 X 0.90.7 X 24.2 X 0.9) X1X30X 1.32=25.9mm； 折合亩灌水量为：25.9X66刀1000=17.3m3。2、设计灌水周期日耗水强度E=3mm / d，灌水周期为：T=I/E=25.9/3*0.95=8.2d取 T=9d 。二）基本情况2013 年计划发展涌泉灌工程一处，面积400 亩，位于021 乡道 西侧，地势东高西低、北高南低，地面坡度在1/1001/200之间。种 植层质地为粘壤土，厚度在1.01.5m之间，具有质地均匀，结构疏 松、土层深厚、矿物质组成复杂等特性。 1.0m 土层平均容重为 1.32g/cm3，田间最大持水
3、率占干容重的24.2%。该园区种植作物以桃 树为主，现已处盛果期，果树行距4m,株距3m,平均树冠直径4m， 遮阴率约 72%。园区东北角现有深井一眼，为雎村1#井，成井于2009 年，地面 高程774.1m,井深180m，净水位85m，动水位112m，配套200QJ50 143/11 潜水泵一台，该水源拟作为本次涌泉灌工程的水源。（三）涌泉灌规划布置1 、系统规划根据地形将该地块划分为2个区，其中1区东西长244m，南北 长780m,面积285亩；2区东西长116m，东西宽660m,面积约115亩。 两个区作物种植方向均为东西种植。种植作物全部为桃树。根据雎村 1#井所处的地理位置，规划在水
4、井北（紧靠水井）建管理房一座，以 该机井为水源，通过上水压力管道进入涌泉灌系统，根据田间道路、 种植方向布设管道，对该地块进行灌溉。2、管网布置 涌泉灌灌溉系统分为首部枢纽、管网系统及稳流器。首部枢纽位 于机井附近，主要由水泵、闸阀和进排气装置、施肥装置、过滤装置、 计量装置、压力监测装置组成，首部枢纽水源控制部分均布置在管理 房内。管网布置分总干管、干、支、毛四级管道，总干管道沿路边垂 直于作物方向布设，干管道平行于作物种植方向，支管道垂直于作物 种植方向，干管埋于冻土层以下，支、毛管铺设于地面。此次设计选用的稳流器工作压力为640m,流量40L/h,稳流 器安装在毛管上。毛管与支管垂直呈“
5、树杈”状布置，并平行桃树种 植方向，沿树行每行铺设一条，间距4m,毛管选用20mm的PE管， 毛管上涌水器安装在桃树株旁，一棵树一个稳流器，支管选用90mm 的PE管，每条支管双向控制毛管，总干管和干管选用125mm和 90mmPVC 管，具体典型田块布置图详见附图。（四）涌泉灌工作制度1 、稳流器选择考虑桃树的生长特点及地形情况，采用小管出流灌溉技术，选用 最新一代小管出流稳流器，其补偿膜片采用硅胶原料，具有抗老化性 好、寿命持久、性能稳定等优点，其内部增加了防回吸结构，有效防 止系统关闭时出现真空、杂物倒吸堵塞灌水器的现象发生，保证整个 灌溉系统的有效工作。2、一次灌水延续时间t _血鼠n
6、a式中：t一次灌水延续时间，h ；m一设计灌水定额，mm；S 植物的行距， m；rS 植物的株距，m；tQ稳流器流量，L/h；n 每株植物的灌水器个数。s 计算得一次灌水延续时间为 7.77h。3、控制面积A=式中：A单井控制面积；Q 机井设计出水流量，取50m3/h；n 灌溉水利用系数，取0.9；T灌水周期，根据灌溉制度确定为9d；t 每天灌水时间，取21h；m 灌水定额，根据灌溉制度确定为17.3m3/亩；a 作物种植比例（取100% ）。经计算，单井可控面积为492亩。4、一条毛管的设计流量Q毛分别为：1区每根毛管控制20个涌 水器，输水流量为： 800L/h； 2区每根毛管控制19个涌
7、水器，输水流 量为： 760L/h。5、支管设计流量支管流量Q支分别为：1区每根支管控制30根毛管，输水流量 为： 24 m3/h； 2区每根支管控制33根毛管，输水流量为： 25.08 m3/h。6、干管设计流量干管流量Q干分别为：1区每根干管控制2根支管，输水流量为: 48m3/h； 2区每根干管控制2根支管，输水流量为：50.16m3/h。水源 井设计出水流量为50m3/h。可满足各区内单根干管灌溉要求。7、轮灌区划分N bQmZ/(O.2hp -AZ)式中：d一毛管内径，mm；b管径指数，4.77；Q流量，m3/h； m流量指数，1.77；L一管长，m；F多口系数；丁一摩阻系数，0.9
8、48X105；h 毛管工作压力， KPa； pA Z任意两灌水器高程差，m。干管管径计算公式：式中：D一计算管径，mm；Q设计流量，ms/s；V一管径流速，取1.3m/s。经计算知:毛管管径选用20mm的PE管,支管管径选用90mm 的PE管，总干管、干管管径选用125mm的PVC-U塑料管。根据以下水力计算成果，确定干、支、毛管道设计压力均为0.4MPa。2、水头损失根据微灌工程技术规范（SL103-95）的规定，微灌系统的毛、 支管为等距多孔时，其沿程水头损失按下式计算（当N23）:式中：巧一等距多孔管道沿程水头损失，m；S分流孔间距，m；S 一多孔管进口至首孔的间距， m； oN分流孔总
9、数；q 单孔设计流量， L/h； d丁一摩阻系数，硬塑料管取0.464,微灌用聚乙烯管d8mm,取 0.505；b管径指数，硬塑料管取4.77，微灌用聚乙烯管d8mm,取 4.75；m一流量指数，硬塑料管取1.77，微灌用聚乙烯管d8mm,取 1.75；d一管道内径，mm。对于干管的沿程水头损失按下式计算：h _f Q 丁fDb式中：hf沿程水头损失，m；f管材摩阻系数，0.948X105；L一管长，m；D一管道内径，mm；m流量指数，1.77；b管径指数，4.77；Q管道设计流量，m3/h。局部水头损失按沿程水头损失的 10%计。各系统水力计算按照最不利的情况进行。水泵吸水管水头损失按下式计
10、算：v2当 v$1.2m/s 时,h = 0.00107 x x Lfd 1.3式中： hf-沿程水头损失， m；v-管径流速， m/s；d管道内径， m；L管长， m；毛管局部水头损失按沿程水头损失 20%计，其余各级管道局部水头损失按沿程水头损失的 10%计。经计算：毛管管径为20mm,长度61m，毛管总水头损失为1.31m；支管管径为0 90mm，经计算一区支管为最不利支管，长度 60m,总水头损失为0.84m；干管管径为0 125mm，最不利干管长度为1012m，干管总水头损失为13.59m。机井吸水管长度112m,采用DN75钢管，总水头损失为37.82m,过滤器、施肥罐等首部枢纽水
11、力损失取3m,则管路的总水头损失为56.56m。具体计算如下：水泵吸水管水力计算表位置管道长度管材设计流量管径流速沿程水头 损失总水头损失最不利干管112钢管50753.1434.3937.82最不利干管水力计算表位置管道长度管材设计流量管径流速沿程水头 损失总水头损失最不利干管1012PVC50118.81.2512.5313.59支、毛管水力计算表位置摩擦系数f分流孔 间距S(m)单孔设计 流量qd (L/h)流量指数m管道内 径d (mm)管径指数b多孔管进 口至首孔 的间距SO(m)分流孔 总数N等距 多孔 管道 沿程 水头 损失 hf(m)总水 头损 失m一区支 管0.46448001.7785.64.773300.700.77二区支 管0.46447601.7785.64.773320.770.84毛管0.5053401.77204.772211.091.313、系统设计水头的确定根据输水
