棉花膜下滴灌設(shè)計(jì)書(大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、目錄目錄 摘要摘要.- 1 - ABSTRACT.- 1 - 1 基本資料基本資料.- 2 - 2 規(guī)劃布置與初定參數(shù)規(guī)劃布置與初定參數(shù).- 3 - 2.1 規(guī)劃布置.- 3 - 2.1.1 水源工程 .- 3 - 2.1.2 首部樞紐. .- 3 - 2.1.3 輸配水管網(wǎng) .- 3 - 2.1.4 灌水器的選擇 .- 3 - 2.2 設(shè)計(jì)參數(shù).- 4 - 2.2.1 流量偏差率 qv.- 4 - 2.2.2 水頭偏差率hv .- 4 - 2.2.3 土壤濕潤比 .- 4 - 2.2.4 設(shè)計(jì)灌水定額 m.- 4 - 2.2.5 設(shè)計(jì)灌水周期 T.- 5 - 2.2.6 一次灌水延續(xù)時(shí)間 t

2、.- 5 - 3 毛管的水力設(shè)計(jì)毛管的水力設(shè)計(jì).- 6 - 3.1 毛管的允許水頭偏差.- 6 - 3.2 毛管的極限孔數(shù)和極限長度.- 6 - 3.2.1 毛管的極限孔數(shù) Nm.- 6 - 3.2.2 毛管的極限長度 Lm.- 7 - 4 管網(wǎng)布置與系統(tǒng)工作制度的確定管網(wǎng)布置與系統(tǒng)工作制度的確定.- 7 - 4.1 管網(wǎng)布置.- 7 - 4.1.1 毛管、支管布置 .- 7 - 4.1.2 分干管、主干管布置 .- 7 - 4.2 系統(tǒng)工作制度設(shè)計(jì).- 7 - 4.3 各級(jí)管道的設(shè)計(jì)流量的確定.- 8 - 4.4 輪灌組數(shù)校核 .- 8 - 5 管網(wǎng)水力計(jì)算和支，干管管徑的確定管網(wǎng)水力計(jì)算和

3、支，干管管徑的確定.- 9 - 5.1 毛管的水力計(jì)算.- 9 - 5.1.1 毛管的水頭損失 hf 毛.- 9 - 5.1.2 毛管進(jìn)口工作壓力 h0 毛.- 10 - 5.2 支管管徑的確定和水頭損失計(jì)算 .- 10 - 5.2.1 支管管徑的確定 .- 10 - 5.2.2 支管水頭損失計(jì)算 .- 11 - 5.3 穩(wěn)流三通的選擇與進(jìn)口最低壓力的確定.- 11 - 5.4 調(diào)壓閥前最小工作水頭的確定 .- 11 - 5.5 干管管徑的確定和水頭損失計(jì)算.- 11 - 5.5.1 干管管徑的確定 .- 11 - 5.5.2 干管水頭損失計(jì)算 .- 12 - 5.7 水錘壓力驗(yàn)算與防護(hù) .-

4、 14 - 6 首部樞紐設(shè)計(jì)首部樞紐設(shè)計(jì).- 15 - 6.1 水泵與動(dòng)力選型.- 15 - 6.2 過濾器.- 15 - 6.3 施肥罐.- 16 - 6.4 控制量測(cè)設(shè)施與保護(hù)裝置.- 16 - 7 系統(tǒng)土建設(shè)計(jì)系統(tǒng)土建設(shè)計(jì).- 16 - 8 工程投資概算工程投資概算.- 16 - 8.1 編制依據(jù).- 16 - 82 編制方法.- 16 - 8.2.1 基礎(chǔ)單價(jià) .- 16 - 8.2.2 其他費(fèi)用 .- 17 - 8.3 單項(xiàng)工程投資指標(biāo).- 17 - 8.4 工程投資估算.- 17 - 8.5 工程資金籌措方式.- 21 - 參考參考文文獻(xiàn)：獻(xiàn)：.- 22 - 摘要摘要：棉花膜下滴灌

5、技術(shù)是滴灌技術(shù)與覆膜植棉技術(shù)的結(jié)合，加壓的水流經(jīng)過濾設(shè)施濾“清” 后，進(jìn)入輸水干管(常埋設(shè)在地下)、支管、毛管鋪設(shè)在地膜下方的滴灌管(帶)，再由毛管 上的灌水器滴入棉花的根層土壤，供棉花根系吸收。 膜下滴灌技術(shù)不但能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)水高產(chǎn)， 而且由于其能夠很好的抑制土壤鹽分的上移，有效消除土壤鹽漬化的危害，再加上施工和管 理方便等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的灌溉技術(shù)之一，在我國干旱和半干旱地區(qū)得到了廣泛 應(yīng)用。棉花是我國西北地區(qū)的主要的經(jīng)濟(jì)作物，具有大面積種植的歷史。但由于本地區(qū)常年 干旱少雨，導(dǎo)致棉花產(chǎn)量不高。研究棉花的節(jié)水高產(chǎn)的灌水方法，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)就變得十分 必要。本設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)棉花的節(jié)水高產(chǎn)為目的

6、，設(shè)計(jì)棉花的膜下滴灌系統(tǒng)。具體設(shè)計(jì)步驟為：第 一步，根據(jù)提供的基本資料，規(guī)劃系統(tǒng)布置，初定首部樞紐配置及輸配水管網(wǎng)的布置方案， 選取管材和基本設(shè)計(jì)參數(shù)，確定滴頭規(guī)格。第二步，根據(jù)選定參數(shù)計(jì)算系統(tǒng)的其它相關(guān)設(shè)計(jì) 參數(shù)。第三步，根據(jù)各級(jí)管道的水力計(jì)算，確定各級(jí)管道管徑，并確定管網(wǎng)布置與系統(tǒng)工作 制度。第四步，首部樞紐設(shè)計(jì)。包括水泵，施肥罐，過濾器及各種控制量測(cè)設(shè)施和保護(hù)裝置的 選型。第五步，計(jì)算主要設(shè)備材料用量，確定單價(jià)，計(jì)算設(shè)備材料費(fèi)及其他費(fèi)用，求出項(xiàng)目總 投資，做出經(jīng)濟(jì)可行性分析并最終確定方案。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：棉花；膜下滴灌；敦煌 Abstract：Drip irrigation under

7、 plastic film mulch technology is the drip irrigation technology and the membrana tectoria cotton planting technology union, the compression current of water after filters the facility to filter “clear”, enters the water distribution collecting main (often to install underground in underground), the

8、 branch, the capillary tube - - lays down underneath the mulching plastic the drip irrigation tube (belt), again drips into the cotton by the capillary tube on douche the root level soil, for cotton root system absorption.Drip irrigation under plastic film mulch was a water saving irrigation techniq

9、ue. It not only saved water but also restrained the soil salinity from moving up, and then could effectively eliminate the saltiness damage. Additionaly, because this technique was easier to implement and manage compared with other irrigation techniques, it has been a very popular and economic irrig

10、ation technique and was widely used in many arid or semi-arid areas. Cotton is an economic staple plant in the China northwest region, but on account of the water scarcity, the cotton yield was usually very low. So to study effective irrigation techniques for cotton high yield became very urgent. Ai

11、ming water saves and high cotton yield, this report design drip irrigation under plastic film mulch system for cotton. The concrete design steps are as following: (1)According to the given fundamental data and information, to design the system total arrangement, preliminary determine the arrangement

12、 of control head and pipe net, select the pipe material and fundamental design parameters and the emitter. (2)On the basis of choose parameters, to calculate the other concerned design parameters. (3)According to the water hydraulics calculation, to determine the main and second drip diameter, the p

13、ipe arrangement and the system operation schedule. (4)Control head design. This step consisted the pump, fertilizer applicator tank, water filter, all kinds of control and measure equipment as well as the protect valves. (5)Calculate the main equipment quantity, search the price and calculate the to

14、tal material costs and other expense. On the basis of this, to make economic analysis and detemine the final design program. Key words: Cotton; Drip irrigation with plastic film mulch; dunhuang 1 基本資料基本資料 設(shè)計(jì)基本資料如表 1 所示。 表表 1 棉花膜下滴灌系統(tǒng)基本資料棉花膜下滴灌系統(tǒng)基本資料 序號(hào)分項(xiàng)內(nèi)容 面積 A：66.7hm2(1000 畝)670m(南北)X1000m(東西)1地塊 地

15、理位置：某地地形：西南低東北高，坡度 在 1/50001/3000 之間 土壤類型：砂壤土土壤容重 ：1.5 g/cm32土壤 田間持水量 田(%)：25土層厚度：60 cm 年均蒸發(fā)量：2161mm有效降雨強(qiáng)度 P0：0 mm/d3氣象 年平均降水量：37 mm 初霜期：10 月中旬，終霜期： 2 月上旬。最大凍土深： 70cm 4作物棉花，種植方向：東西向 作物耗水強(qiáng)度 Ea：6.8mm/d 栽種方式：一膜 一管兩行 ， (10+66+10)+66cm，株距10 cm。 5水源水源類型：渠水，水量能 滿足要求。水源位置：灌 區(qū)北邊。地下水直接補(bǔ)給 作物水量 S：0 mm/d 水質(zhì)： 漂浮物

16、較多 ,懸移質(zhì)泥沙， 懸移質(zhì)泥沙平均粒徑在 0.00290.19mm之間，平均粒徑為 0.06mm，最大粒徑為 0.972mm。 6電力配有動(dòng)力電源，使用方便 2 規(guī)劃布置與初定參數(shù)規(guī)劃布置與初定參數(shù) 2.1 規(guī)劃布置規(guī)劃布置 本工程規(guī)劃灌溉水源流程為：水源工程（農(nóng)渠沉淀池）首部樞紐（離 心泵“砂疊片”兩級(jí)過濾器總控制閥等）輸配水管網(wǎng)（主干管分干 管調(diào)壓閥支管毛管）灌水器棉花根層土壤。 2.1.1 水源工程水源工程 本滴灌系統(tǒng)利用地面灌溉渠道供水，水質(zhì)符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可用于 滴灌，但懸浮泥沙含量大，需設(shè)置沉淀池進(jìn)行初級(jí)處理以去除大量泥沙。水源 水量能滿足供水需求。 2.1.2 首部樞紐首

17、部樞紐 動(dòng)力選電動(dòng)機(jī)（功率與水泵配套） ，采用單機(jī)單吸離心泵。為處理水中的細(xì) 顆粒懸浮泥沙和少量的有雜質(zhì)，采用“砂過濾器+疊片過濾器”過濾，用壓差式 施肥罐施肥（安裝與砂過濾器與篩網(wǎng)過濾器之間） 。首部樞紐裝有壓力表、空氣 閥、閘閥、等設(shè)備和儀表。 2.1.3 輸配水管網(wǎng)輸配水管網(wǎng) 管網(wǎng)由主干管、分干管、支管、三級(jí)管道構(gòu)成，支管進(jìn)口調(diào)壓。單行毛管 沿植物種植方向布置，采用與灌水器合為一體的一次性灌水帶。支管垂直于毛 管布置，間距由毛管的實(shí)際鋪設(shè)長度限定。根據(jù)地塊長度，沿南北向布設(shè) 6 列 支管，毛管雙向鋪設(shè)，支管間距 83m，則毛管的實(shí)際鋪設(shè)長度為 83m。根據(jù)地 塊的寬度，沿東西向布設(shè) 3

18、列分干管，支管雙向鋪設(shè)，分干管間距 111.7m。平 面布設(shè)圖見附圖。 主干管，分干管采用 PVC-U 管，埋設(shè)在地下。毛管，支管，分干管，主干 管依次正交布置。 2.1.4 灌水器的選擇灌水器的選擇 土質(zhì)為砂壤土，種植模式為（10+66+10）+66，毛管采用一膜一管兩行布設(shè)。 間距 Sl=1.52m。選用一次性滴管帶，內(nèi)徑 16mm，滴頭間距為 0.4m，滴頭額定 流量為 1.8l/h。根據(jù)壓力-流量關(guān)系可得相應(yīng)的額定工作水頭為 8.1m。 2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù) 2.2.1 流量偏差率流量偏差率 qv 根據(jù)規(guī)范規(guī)定，灌水器設(shè)計(jì)流量允許偏差率不應(yīng)大于 20%。本滴灌工程取 =19%。vq

19、 2.2.2 水頭偏差率水頭偏差率hv 灌水器流態(tài)指數(shù) x=0.5, 灌水器設(shè)計(jì)流量允許偏差率=19%。依據(jù)灌水器vq 工作水頭偏差率與流量偏差率之間的關(guān)系時(shí)可計(jì)算得工作水頭偏差率： (2-1) 11 (1 0.15)vvv x hqq xx 11-0.5 =0.19 1+0.150.19 0.50.5 =0.39 2.2.3 土壤濕潤比土壤濕潤比 土壤濕潤比根據(jù)表 2 選取。 表表 2 土壤濕潤比土壤濕潤比 P 的參考值的參考值 作 物滴 灌微 噴 灌 果 樹20503050 蔬 菜609070100 葡 萄、 瓜 類30404050 糧 食 作 物5080 取土壤濕潤比=65%。 2.2.

20、4 設(shè)計(jì)灌水定額設(shè)計(jì)灌水定額 m 已知 z=0.6m P=65% 。 3 1.5g cm0.9 本工程采用縮短灌水周期的方法，根據(jù)棉花需水高峰期的最佳土壤含水率 范圍，取最大持水量的 78%，取最大持水量的 60%。 maxmin 則作物需水高峰期灌水定額 m： (2-2) maxmin 0.1()mzp = 0.1 1.5 0.6 65 (19.5 15.5)0.9 =26mm 式中 m設(shè)計(jì)灌水定額,mm； r土壤容重，項(xiàng)目區(qū)土壤為砂壤土,g/cm3； z計(jì)劃土壤濕潤層濕度，m； p設(shè)計(jì)土壤濕潤比，m； max適宜土壤含水率上限； min是以土壤含水率下限； 灌溉水的有效利用系數(shù)。 2.2.

21、5 設(shè)計(jì)灌水周期設(shè)計(jì)灌水周期 T 已知 m=26mm， =6.8mm/d， 。 a E0.9 (2-3) 26 0.93.4 6.8 a m Td E 式中 m設(shè)計(jì)灌水定，mm； T次灌水延續(xù)時(shí)間，h； 作物耗水強(qiáng)度，mm/d； a E 灌溉水的有效利用系數(shù)。 取設(shè)計(jì)灌水周期為 4 天。 2.2.6 一次灌水延續(xù)時(shí)間一次灌水延續(xù)時(shí)間 t (2-4)() eld tmssq (26 0.4 1.52) 1.89h 式中 t次灌水延續(xù)時(shí)間，h； SL毛管間距，m； Se滴頭間距，m； qd滴頭額定流量，L/h。 3 毛管的水力設(shè)計(jì)毛管的水力設(shè)計(jì) 在毛管的進(jìn)口安裝穩(wěn)流調(diào)壓裝置，毛管的水力設(shè)計(jì)主要是計(jì)

22、算毛管的允許 水頭偏差，毛管的極限孔數(shù)和長度。本工程沿毛管的鋪設(shè)方向的坡降在 0.2左 右，坡降很小可按平坡計(jì)算。 3.1 毛管的允許水頭偏差毛管的允許水頭偏差 已知 則灌水小區(qū)水頭偏差為： 0.39 v h d 8.1hm h=hvhd =0.398.1=3.2m (3-1) 式中 hv灌水器工作水頭偏差率； hd灌水器設(shè)計(jì)工作水頭，m； h灌水小區(qū)允許水頭偏差，m。 按一般慣例，將允許水頭差合理的分配給支、毛管。一般取， 1 0.55 。 2 0.45 h毛=h=0.553.2= 1.76m (3-2) 1 h支=h=0.453.2=1.45m (3-3) 2 式中 h毛毛管允許的水頭偏差

23、，m； h支支管允許的水頭偏差，m； 允許水頭偏差分配給毛管的比例； 1 允許水頭偏差分配給支管的比例。 2 3.2 毛管的極限孔數(shù)和極限長度毛管的極限孔數(shù)和極限長度 3.2.1 毛管的極限孔數(shù)毛管的極限孔數(shù) Nm 已知h毛=1.76m, k=1.1, m, 代入下式0.4 e S 1.8 d qL h (3-4) 4.75 20.36 1.75 5.466 () m ed h d NINT ks q A =302 個(gè) 4.75 0.36 1.75 5.466 3.32 16 () 1.1 0.4 1.8 INT 式中 Nm毛管的極限個(gè)數(shù)，個(gè)； Se 滴頭間距，m； D 毛管內(nèi)徑，mm； qa

24、滴頭額定流量，L/h； h毛毛管允許水頭偏差，m； k水頭損失擴(kuò)大系數(shù)為毛管總水頭損失與沿程水頭值, k=1.11.2； INT（）取整符號(hào)。 3.2.2 毛管的極限長度毛管的極限長度 Lm (3-5) m0 =S (N -1)+S0.4 (318 1)0.15127 em Lm 式中 L毛毛管的極限長度，m； Se滴頭間距，m； INT()取整符號(hào)。 毛管的實(shí)際單向鋪設(shè)長度為 83m，滴頭個(gè)數(shù)為滿足要(83 0.4)207INT個(gè) 求。 4 管網(wǎng)布置與系統(tǒng)工作制度的確定管網(wǎng)布置與系統(tǒng)工作制度的確定 4.1 管網(wǎng)布置管網(wǎng)布置 4.1.1 毛管、支管布置毛管、支管布置 單行毛管沿東西向布置，支管

25、垂直毛管布置，如平面布置圖。 （見附圖） 4.1.2 分干管、主干管布置分干管、主干管布置 沿東西向布置 3 列分干管，則支管長為 111.7m，主干管與分干管正交布置。 如平面布置圖。 （見附圖） 4.2 系統(tǒng)工作制度設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作制度設(shè)計(jì) 本滴灌工程劃分為 6 個(gè)輪灌組，具體輪灌制度如表 3。 表表 3 輪灌制度工作表輪灌制度工作表 工作日期輪灌組編號(hào)工作支管編號(hào)設(shè)計(jì)工作時(shí)間 1-1, 1-3, 1-5, 6-2, 6-4, 6-6 5:0014:00 第一天 2-1, 2-3, 2-5, 5-2, 5-4, 5-6 14:0023:00 3-1, 3-3, 3-5, 4-2, 4-4, 4

26、-6 5:0014:00 第二天 2-2, 2-4, 2-6, 3-2, 3-4, 3-6 14:0023:00 1-2, 1-4, 1-6, 6-1, 6-3, 6-5 5:0014:00 第三天 4-1, 4-3, 4-5, 5-1, 5-3, 5-5 14:0023:00 4.3 各級(jí)管道的設(shè)計(jì)流量的確定各級(jí)管道的設(shè)計(jì)流量的確定 出水孔設(shè)計(jì)流量為 1.8，一對(duì)毛管滴頭數(shù)為 2072=414 個(gè)，可得一對(duì)毛l h 管的流量為 1.8414=745.2。一條支管帶 73)2.51.7111(INT 對(duì)毛管，其流l h 量為 ：745.273=54399.6 =54.4。按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行工況，

27、出現(xiàn)水泵l h 3 m h 出口壓力最大的水力路線為“OABC” （路線簡圖如圖 1 C 2 C 3 C 1）推算分干管、主干管的流量。各級(jí)管道流量見表 4。 表表 4 各級(jí)管道流量表各級(jí)管道流量表 五分干管（） 3 m h 主干管 （） 3 m h 出水孔 （L h ） 成對(duì)毛管流量 ()L h 支管進(jìn)口處 （） 3 m h C3C2C2C1CC1BCOAB 1.8 745.2 54.454.4108.8163.3163.3326.4 4.4 輪灌組數(shù)校核輪灌組數(shù)校核 已知 T=4d, C=20h, t=9h/組，。依據(jù)下式可得最大輪灌組數(shù)。=6N輪灌組 8 (4-1) max TC20 4

28、 =INT()= 9 N t 實(shí)際輪灌組數(shù)，滿足設(shè)計(jì)要求。 max =68NN 輪灌組 圖圖 1 水泵出口壓力最大的水力路線簡圖水泵出口壓力最大的水力路線簡圖 5 管網(wǎng)水力計(jì)算和支，干管管徑的確定管網(wǎng)水力計(jì)算和支，干管管徑的確定 5.1 毛管的水力計(jì)算毛管的水力計(jì)算 5.1.1 毛管的水頭損失毛管的水頭損失 hf毛 毛 已知 k=1.1, f=0.505, m=1.75, b=4.75, m, , d=16mm, 0.4 e S 1.8 d ql h N=207 個(gè)，S0=0.15m, 依據(jù)下式可求的毛管的水頭損失 f h 毛 (5-1) 0 e (0.48) (1) m+1 m m ed f

29、 b kfS qSN hN dS 毛 1.751.75 1 1.75 4.75 1.1 0.505 0.4 1.8(2070.48)0.15 207(1) 161.75 10.4 =1.0m 式中 毛管的水頭損失，m； f h 毛 Se灌水器間距，m； S0毛管進(jìn)口到第一個(gè)滴頭的距離，m； N滴灌帶總數(shù)，個(gè)； d毛管內(nèi)徑，mm； f摩阻系數(shù)；m流量指數(shù)；b管徑指數(shù)； k水頭損失擴(kuò)大系數(shù)； 滴頭額定流量，L/h； d q 注：系數(shù) f,b,m 通過查管材系數(shù)表確定。 5.1.2 毛管進(jìn)口工作壓力毛管進(jìn)口工作壓力 h0毛 毛 已知， f=0.505 k=1.1, R=0.73, m=1.75, b

30、=4.75, m, 8.1 d hm0.4 e S , d=16mm, N=207 個(gè)，S0=0.15m。毛管進(jìn)口的工作壓力可依據(jù)下式1.8 d ql h 確定。 (5-2) 11.75 e0 0 4.75 (0.25)() = (1) mm d b kfS qNkfSNq hhR mdd 毛 式中 h0毛毛管進(jìn)口工作水頭，m； Se灌水器間距，m； S0毛管進(jìn)口到第一個(gè)滴頭的距離，m； N滴灌帶總數(shù)，個(gè)； d毛管內(nèi)徑，mm； f摩阻系數(shù)；m流量指數(shù)；b管徑指數(shù)； k水頭損失擴(kuò)大系數(shù)； 滴頭額定流量，L/h；q 代入數(shù)據(jù)可知當(dāng)?shù)晤^流量為 1.8L/h 時(shí)毛管進(jìn)口壓力水頭為=8.8m。 0 h

31、毛 5.2 支管管徑的確定和水頭損失計(jì)算支管管徑的確定和水頭損失計(jì)算 5.2.1 支管管徑的確定支管管徑的確定 管道管徑的確定方法選擇經(jīng)濟(jì)流速法。塑料管材的經(jīng)濟(jì)流速一般取 v=1.21.8m.據(jù)此可依據(jù)下式計(jì)算確定支管管徑。 (5-3) 0.5 4dQv 支支 （） =103.4mm 0.5 4 54.4(3.14 1.8 3600) 根據(jù)聚乙烯微灌管規(guī)格，支管擬選用內(nèi)徑為 110mm，壁厚為 2.0mm，壓力 等級(jí)為 0.25Mp 的 PE 管。 5.2.2 支管水頭損失計(jì)算支管水頭損失計(jì)算 已知 f=0.505, k=1.1, =54.4, d=110mm, L=111.7m.支管水頭Q支

32、 3 m h 損失為： (5-4) mb f hkfQ L d 支支 1.754.75 1.1 0.505 54.4111.7 108 =2.46m 式中 支管水頭損失，m； f h 支 支管流量，；Q支 3 m h 支管管長，m；L 支管管徑，mm；d 其他符號(hào)意義同前。 5.3 穩(wěn)流三通的選擇與進(jìn)口最低壓力的確定穩(wěn)流三通的選擇與進(jìn)口最低壓力的確定 一條毛管的流量為 372.6,毛管的進(jìn)口工作壓力為=8.8m。因此在毛管l h 0 h 毛 進(jìn)口安裝16 的穩(wěn)流三通。其水頭損失為 0.2m。穩(wěn)流三通進(jìn)口壓力水頭 h=8.8+0.2=9m。 5.4 調(diào)壓閥前最小工作水頭的確定調(diào)壓閥前最小工作水頭

33、的確定 灌水小區(qū)進(jìn)口采用110 調(diào)壓閥，根據(jù)廠家給定資料，過流量為 54.4, 3 m h 閥門出口壓力穩(wěn)定在 11.64m 時(shí)水頭損失為 9m。故閥前最小工作水頭的確定為 11.64+9=20.64m。 5.5 干管管徑的確定和水頭損失計(jì)算干管管徑的確定和水頭損失計(jì)算 5.5.1 干管管徑的確定干管管徑的確定 系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行工況長生水泵出口壓力最大的水力路線為“OABC ” （路線簡圖如圖 1） ，干管管徑的確定也采用經(jīng)濟(jì)流速法。 1 C 2 C 3 C 5.5.1.1 五分干管各管段管徑的確定五分干管各管段管徑的確定 管段： (5-5) 32 C C 3 23 2 0.5 4() C CC

34、C dQv 0.5 4 54.4(3.14 1.5 3600) mm 113.3 管段： (5-6) 21 C C 21 2 1 0.5 4() C CC C dQv 0.5 4 108.8(3.14 1.5 3600) 160mm 管段： (5-7) 1 CC 11 0.5 4() CCC C dQv 0.5 4 163.2(3.14 1.5 3600) 196mm 5.5.1.2 主干管管徑的確定主干管管徑的確定 BC 管段： (5-8) 0.5 4() BCBC dQv 0.5 4 163.2(3.14 1.5 3600) 196mm OAB 管段： (5-9) 0.5 4() OABO

35、AB dQv 0.5 4 326.4(3.14 1.5 3600) 277.5mm 干管管徑選擇見表 5。 5.5.2 干管水頭損失計(jì)算干管水頭損失計(jì)算 已知 k=1.1, f=0.505, m=1.75, b=4.75。依據(jù)干管水頭損失計(jì)算公式 可以計(jì)算主干管和五分干管各管段水頭損失。 mb f hkfQ L d 綜上所述，系統(tǒng)設(shè)計(jì)工況下生產(chǎn)水泵出口壓力最大使得各級(jí)管道水頭損失 如表 6 所示。 表表 5 管管 徑徑 計(jì)計(jì) 算算 與與 選選 擇擇 表表 選 擇 管 道管 段流 量 （m3/h） 計(jì) 算 管 道 內(nèi)徑（mm）內(nèi) 經(jīng) （mm） 外徑 (mm) OAB326.4277.5271.8

36、280 主干管 B C163.2196219.8225 CC1163.2196219.8225 C1C2108.8160175.9180 五 分 干 管 C1C254.4113.3122.1125 表表 6 產(chǎn)生水泵出口壓力最大時(shí)系統(tǒng)的水頭損失計(jì)算表產(chǎn)生水泵出口壓力最大時(shí)系統(tǒng)的水頭損失計(jì)算表 各 級(jí) 管 網(wǎng)管外徑 (mm) 管內(nèi)徑 (mm) 管段長 (m) 流 量 (m3/h) 總水頭損失 (m) 毛 管16830.3761.00 穩(wěn)流三通進(jìn)口壓力水頭10.83 支管110108111.754.42.64 灌水小區(qū)進(jìn)口調(diào)壓閥前水頭20.64 出地管110107.5154.40.024 32 C

37、 C 125122.1166108.82.19 21 C C 180175.9166108.81.3 五 分 干 管 1 CC 225219.883163.20.46 BC225219.8223163.31.23 主干管 OAB280271.8334.7326.42.27 沿程水頭損失合計(jì) 7.45 干 管 局部水頭損失 0.75 主干管進(jìn)口壓力水頭（m）20.64+0.024+7.45+0.75=28.86 首部樞紐水頭損失初估（m）10m 水泵出口壓力水頭（m）28.86+10=38.86 表表 7 節(jié)點(diǎn)壓力均衡驗(yàn)算表節(jié)點(diǎn)壓力均衡驗(yàn)算表 節(jié)點(diǎn)管段L （m） D (m) Q ()l h f

38、h (m) w h (m) 0 h (m) b z (m) p z (m) H (m) O 28.86 A OA111.72800.760.0828.02 BAB223.42801.450.1526.42 CBC223.42251.320.1225.07 1 C 1 CC 831800.460.0524.56 2 C 12 C C 1661801.300.1324.13 3 C 23 C C 166125544002.190.2221.72 A28.02 1 A 1 AA 832250.460.0527.15 2 A 12 A A 1661801.300.1326.08 3 A 23 A A

39、166125544002.190.2223.67 B26.42 1 B 1 BB 832250.460.0525.91 2 B 12 B B 1661801.300.1324.48 3 B 23 B B 166125544002.190.2222.07 5.7 水錘壓力驗(yàn)算與防護(hù)水錘壓力驗(yàn)算與防護(hù) 本滴灌系統(tǒng)只對(duì)主干管 OA 進(jìn)行驗(yàn)算，該管外徑為 280mm，壁厚 8.2mm， 材質(zhì)為 PVC-U,其彈性模量為 250，流速變化值為 0.86m/s， （一條分干管突 a MP 然關(guān)閉計(jì)算求得） 。依據(jù)以下公式計(jì)算水錘壓力。 H=Cm (5-10)V267.2 0.86 9.8117.16 (5

40、-11)14351 () S CDeE e 143512100(2808.2) 2500 8.2 267.2 式中 H直接水頭的壓力水頭增加值； C水錘波再管中的傳播速度，m/s； V管中流速變化值，為初流速減去末流速，m/s； g重力加速度，m/s2； D管道外徑，mm； e管壁厚度，mm； Es管材的彈性模量，聚乙烯管取 Es=25003000Mpa。 經(jīng)計(jì)算H=17.16m,則計(jì)入水錘后的管道工作壓力水頭為 28.8+17.16=46.02m 小于管道允許壓力的 1.5 倍，故不必采取水錘防護(hù)措施。 6 首部樞紐設(shè)計(jì)首部樞紐設(shè)計(jì) 6.1 水泵與動(dòng)力選型水泵與動(dòng)力選型 水泵的選型根據(jù)設(shè)計(jì)工

41、況需要的揚(yáng)程和流量確定。本滴灌系統(tǒng)采用單級(jí)單 吸離心泵，干管進(jìn)口所需的工作水頭。由于進(jìn)水 0pb0fw HZZhhh 段管線較短，水頭損失忽略不計(jì)，取二級(jí)過濾沖洗排污的水頭損失之和為 10m，則=10mH 首部 水泵揚(yáng)程為：H=H0+H首部=38.86m (5-6) 水泵流量根據(jù)滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量選定。 根據(jù)以上計(jì)算系統(tǒng)的正常工作所需總揚(yáng)程 38.86m，所需總流量為 326.4 .所選單級(jí)單吸離心泵型號(hào)為：IS200150400A 其配套電機(jī)功率為 3 m h 75kw。 6.2 過濾器過濾器 根據(jù)水源水質(zhì)采用“砂+篩網(wǎng)（150 目） ”過濾，其型號(hào)選擇根據(jù)過流流量 確定，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量為

42、326.4。 3 m h 6.3 施肥罐施肥罐 本滴灌系統(tǒng)面積為 1000 畝，選用 200L 的施肥罐。 6.4 控制量測(cè)設(shè)施與保護(hù)裝置控制量測(cè)設(shè)施與保護(hù)裝置 本系統(tǒng)在篩網(wǎng)過濾器與砂網(wǎng)過濾器之間設(shè)有施肥閘和相應(yīng)的閘閥。篩網(wǎng)過 器后設(shè)置水表。水泵與過濾器之間設(shè)置止水閥，規(guī)格與水泵進(jìn)出口直徑相同， 過濾器進(jìn)出口設(shè)置壓力表。首部樞紐連接最高處設(shè)置排氣閥。 7 系統(tǒng)土建設(shè)計(jì)系統(tǒng)土建設(shè)計(jì) 土建設(shè)計(jì)包括沉淀池設(shè)計(jì)，鎮(zhèn)墩，閘門井，庫房，泵房，管槽等。(注：該 工程土建設(shè)計(jì)比較簡單，因此不再作過多的設(shè)計(jì)) 8 工程投資概算工程投資概算 8.1 編制依據(jù)編制依據(jù) 1、水利部水建水利水電工程設(shè)計(jì)概算費(fèi)用構(gòu)成及計(jì)

43、算標(biāo)準(zhǔn)的通知。 2、中華人民共和國水利部水利工程設(shè)計(jì)概（估）算編制規(guī)定 。 3、中華人民共和國水利部水力建設(shè)工程概算定額 4、中華人民共和國水利部水利水電設(shè)備安裝工程概算定額 82 編制方法編制方法 8.2.1 基礎(chǔ)單價(jià)基礎(chǔ)單價(jià) 1、人工工資 本工程選用具有一定專業(yè)技術(shù)的施工隊(duì)伍施工，根據(jù)中華人民共和國水總 水利工程設(shè)計(jì)概（估）算編制規(guī)定 ，結(jié)合工程具體情況，人工工資計(jì)算結(jié)果： 工長 120 元/工日；高級(jí)工 100 元/工日；中級(jí)工 90 元/工日；初級(jí)工 80 元/工日。 2、主要材料預(yù)算價(jià)格 主要材料包括汽油、柴油、木材、鋼材、水泥等，工程所需材料從當(dāng)?shù)匚?資經(jīng)營部門和石油公司購買，經(jīng)公

44、司運(yùn)輸?shù)焦さ兀牧蠁蝺r(jià)采用 2008 年上半年 市場調(diào)查價(jià)，運(yùn)輸費(fèi)按項(xiàng)目所在地交通廳、物價(jià)局發(fā)布的汽車運(yùn)價(jià)管理實(shí)施 細(xì)則的通知計(jì)取。 裝卸費(fèi)依據(jù)市場調(diào)查結(jié)果計(jì)算。 采購及保管費(fèi)率取 4%。 材料預(yù)算價(jià)格=（材料市場價(jià)+包裝費(fèi)+運(yùn)雜費(fèi)+運(yùn)輸保險(xiǎn)費(fèi)）（1+采購及保管 費(fèi)率） 按上述公式計(jì)算結(jié)果： 柴油：7827 元/t，汽油：8542 元/t；鋼材：7642 元/t；板材：1902.4 元/t； 水泥：456 元/t 地方材料按從料場買成品料，用汽車運(yùn)輸?shù)焦さ?，?jì)算地方材料預(yù)算價(jià)格： 砂子：45 元/m3；礫碎石：45 元/m3；塊石：89.10 元/m3；磚：0.55 元/塊。 3、施工機(jī)械臺(tái)班

45、費(fèi) 執(zhí)行中華人民共和國水利部水總2002116 號(hào)文水利工程設(shè)計(jì)概（估）算 編制規(guī)定 。 4、建筑工程 建筑工程以工程量乘以工程單價(jià)進(jìn)行計(jì)算。工程單價(jià)由直接費(fèi)、間接費(fèi)、 計(jì)劃利潤、稅金組成。 5、材料設(shè)備費(fèi) 材料設(shè)備主要是指塑料管材、水泵等材料設(shè)備價(jià)格，擬通過招標(biāo)確定。 8.2.2 其他費(fèi)用其他費(fèi)用 根據(jù)水利部水建水利水電工程設(shè)計(jì)概算費(fèi)用構(gòu)成及計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的通知， 工程直接費(fèi)由基本直接費(fèi)、其他直接費(fèi)（費(fèi)率 4%） 、現(xiàn)場經(jīng)費(fèi)組成。企業(yè)利潤 取 7%，稅金取 3.22%。 8.3 單項(xiàng)工程投資指標(biāo)單項(xiàng)工程投資指標(biāo) 根據(jù)當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有工程單價(jià)和本項(xiàng)工程典型設(shè)計(jì)，確定各類工程投資指標(biāo)。以 典型工程材料用量及投

46、資估算：滴管工程蓄水池出水量 326.4m3/h，控制面積 1000 畝。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)水源情況，設(shè)計(jì)沉淀池，沉淀池工程總投資為 19925.77 元。 8.4 工程投資估算工程投資估算 依據(jù)上述編制方法及單價(jià)分析，工程總投資為 80.73 萬元。投資估算見表 8。 表表 8 棉花膜下滴灌項(xiàng)目投資總估算表棉花膜下滴灌項(xiàng)目投資總估算表 編 號(hào) 工程或費(fèi)用名稱建筑工程費(fèi) （萬元） 設(shè)備及安裝工程 （萬元） 其他費(fèi)用 （萬元） 合 計(jì) （萬元） 1建筑工程5.155.15 2材料設(shè)備及安 裝工程 4.757.662.3 3電力配套4.84.8 4其他費(fèi)用10.7710.77 5試驗(yàn)觀測(cè)費(fèi)5.075.07

47、 總投資80.73 表表 9 滴灌工程材料設(shè)備及安裝工程估算表滴灌工程材料設(shè)備及安裝工程估算表 編號(hào)項(xiàng) 目規(guī) 格單位數(shù)量單價(jià) （元） 合價(jià)（元） 一材料設(shè)備原價(jià) .4 1 水泵 套 140004000 2 砂石過濾器=326.4m3/h套 110001000 3 施肥器 200L 只 1400400 4 撓性接頭與水泵配套套 15050 5 壓力表與水泵配套只 170210 6 逆止閥與水泵配套只 1300300 7 空氣閥與水泵配套只 15050 8280(04MPa)m360259000 9 PVC-U 干管 225(04MPa)m750129000 表表 9 滴灌工程材料設(shè)備及安裝工程估

48、算表（續(xù)表）滴灌工程材料設(shè)備及安裝工程估算表（續(xù)表） 編號(hào)項(xiàng) 目規(guī) 格單位數(shù)量單價(jià) （元） 合價(jià)（元） 10180(04MPa)m1051010500 11 PVC-U 干管 125(04MPa)m10201010500 12280 只 81.08.0 13225 只 770.861.8 14180 只 1100.555 15 止水膠圈 125 只 1100.337.6 16280 片 22550 17225 片 1220240 18 法蘭 110 片 3615540 19 蝶閥 ND150 套 620120 20225 只 21530 21 正三通 110 只 1810180 22280 只 22040 23 彎頭 110 只 61590 24280225 280 只 420180 25225110225 只 1215180 26180110 180 只 1215180 27 異徑三通 12511