管灌喷灌设计专项方案.doc
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1、五、项目设计报告(一)、工程设计方案阐明 1、项目概况 天祝县节水增效高效节水灌溉项目 年度工程筹划在天祝县金强河灌区、安远灌区、朱岔灌区、松山灌区 4个灌区华藏寺镇、打柴沟镇、哈溪镇、天堂镇、东大滩乡、松山镇六个乡镇 23 个村及 2 个移民点实行高效节水灌溉面积3.0086 万亩,其中:低压管道灌溉面积 1.9114 万亩,喷灌面积0.5772 万亩,滴灌面积 0.52 万亩。 重要建设内容:铺设灌溉输供水管线 139.06km, 其中: 主管 26.32km, 支管 16.3km, 分支管 96.45km;修建各类建筑物 3775 座,其中:沉砂池 13 座,检查(控制)井241 座,出
2、水口 3368 座,渗水井 133 座;喷灌机 15 台;温棚滴管设备 2600 套。 (1)项目建设内容本项目的段重要对在东大滩乡酸次沟片区;松山镇松山片区,6#、7#移民点片区发展高效节水 9608 亩,其中:管灌 2108 亩,喷灌 6300 亩,微灌 1200 亩。地下水滴灌工程等。重要内容涉及工程勘测、施工图设计、材料设备生产供应、施工安装、土建工程施工、工程试运营及群众培训等工作。项目重要设计建设内容:发展管灌 2108 亩,喷灌 6300 亩,微灌 1200 亩;完毕管沟土方开挖工程19798.00m、管沟土方回填工程19798.00m、修建检查井33座、排水井9座、修建镇墩13
3、6座、修建1503座、安装管道600*.063PVC管2051米、400*0.63PVC管1653米、315*0.63PVC管1200米、250*0.63PVC管1795米、160*0.63PVC管3930米、125*0.63PVC管926米、110*0.63PVC管3300米、90*0.63PVC管1560米、安装多功能给水栓160mm115个、90微灌带19350米、加压泵3套、砂石+碟片过滤器3套、安装喷灌机12套。 工期:5月24日开工至10月21日竣工,共计150日历天。 2、管灌、喷灌、微灌工程设计阐明 (1)管灌工程布置方案 布置原则 根据原则是因地制宜,综合考虑,既经济合理又便
4、于使用和管理,力求综合节水,效益最佳,达到便于运营维修目。 本设计采用单井独立运营方式布置管路,管路尽量沿林带边、道路边,以节约耕地,便于维修。 设计根据水利水电工程级别划分及洪水原则(SL250-);防洪原则(GB50210-94);灌溉与排水工程设计规范(GB50288-99);滴灌工程技术规范(GS/T50485-);节水灌溉工程技术规范(GB/T50363-);农田低压管道输水灌溉工程技术规范(GB/T3-);中华人民共和国地震烈度区划图(GB18306-);水利水电工程设计工程量计算规定(SL328-) ; 武威市凉州区节水增效高效节水灌溉发展工程实行方案等布置形式 采用树枝状管网布
5、置形式,干支两级固定管路,毛渠暂时修筑土渠,单井形成干支毛三级渠道灌溉系统。出水口间距及灌溉制度 依照实际状况,支管间距100m,出水口间距100m。此外,由于该地块土壤质地所有为沙壤土,渗漏量大,单口出水量不能过小,因此拟定每个轮灌组开两个出水口,单井出水量设计为120立方米/小时,每个轮灌组出水口至少分布在两条支管上。 (2)管灌工程设计阐明 水源工程 项目区管灌水源为地表水,项目区现状地表水农田灌溉渠系模式为干、支、斗、农四级渠道进行配水,本次设计地表水管灌工程运用灌区原干、支渠进行配水,在支渠分水口后设进水池,容积为 5m 3 ,进水池前设立过滤网,进水池长 5m,宽 1.2m,深 1
6、.0m。依照地形实际高差,复核管网水头损失,不满足管灌工作水头规定增长干管空留段。干管进水口为水流从明渠进入管道设施,为防止泥沙及杂物进入管道, 在进口段设立拦污栅 1 道。 管道进水管段管道采用钢管与 PVC 干管衔接,钢管首段安装过滤网。管网工程低压输水管网布置为梳齿状,采用干管、支管二级管道输配水形式,干管从引水点引至项目区,垂直于干管布置支管。从技术经济角度出发,管道布置本着长度最短、尽量运用原有渠道、减少施工干扰原则进行。现状田间渠道间距为 50120m 左右,干管布置从入水口接至田间,支管管道上每隔 50m 布置一种给水栓,通过塑料软管接入畦块进行灌溉,在干管、支管连接处设闸阀井,
7、支管末端设排水井,管道埋设于项目区最大冻土层如下加 0.2 m。 控制、量测和保护设备选型 A、管灌系统控制设备:在干管入口、各支管入口各设 1 套闸阀;在支管末端排水井内设排水塑料球阀,便于在冬季放空管道内积水,防治管道冻裂现象发生。 B、管灌系统保护设备:涉及迅速空气阀和排气阀。迅速空气阀安装在管线高处;排气阀安装在管道最末端排水井内。 C、管灌系统测量设备: 涉及压力表。 管灌系统压力表安装在干管进口, 每个首部选用 1 个 0.6MPa压力表。详细型号依照管网系统拟定。 给水栓 依照灌溉系统设计流量、压力及管灌系统特点,分析现状灌区已配套安装给水设施使用优缺陷,采用玻璃钢多功能给水栓,
8、型号依照灌水系统合理拟定。上下栓体由中间法兰连接成型。给水栓设外保护办法,为钢制外罩(2mm 厚钢板) ,出水口接软管进行灌溉。 土建设计 A首部设计 取水口后设管道进水池,尺寸为长宽高:5.0m1.2m1.0m,采用现浇 C20 砼,厚 20cm。取水口与斗渠采用钢管连接,斗渠段设拦污栅一道,钢管进水口段采用喇叭口并设过滤网。进水池后设立闸阀井,尺寸为长宽高:1.0m1.2m1.0m,为使管道运营安全,干管首部也采用钢管与进水池连接,并在钢管上安装过滤网。在钢管与 pvc 干管连接处设控制闸阀。为避免灌区杂物进入进水池对管道导致堵塞,进水池顶部所有采用预制盖板进行封闭,单块预制盖板尺寸为:长
9、 1.6m宽 0.5m厚 0.12m。进水池要定期清淤,及时清理杂物,保持水流清洁,以保证管灌系统稳定运营。 B管槽开挖设计 管槽开挖深度由灌区最大冻土层深度拟定,开挖槽底宽取 0.5m,边坡 1:0.75。 C闸阀井、排水井 根据管灌运营管理及划分状况,考虑干管向支管分水,干、支管连接处设闸阀井,各支管末端设立排水井,排水井井底铺卵石层以渗水。闸阀井、排水井构造形式均为圆形,井盖为预制 C25 钢筋砼构造,直径 1.5m,厚 6cm;井壁为 M10 水泥砂浆砌砖构造,直径 1.5m,深 1.75m,厚 24cm,井壁内侧抹面为 M10 水泥砂浆,厚 2cm。 D镇墩设计 干支管弯头连接处设镇
10、墩,构造采用 C20 现浇砼构造。 (3)管道尺寸拟定 管材 地埋塑料管采用高压PVC管。管道尺寸拟定、经济流速 依照关于资料简介薄壁PVC管流速V管=1.0-2.0m/s、管径拟定:D=1.13Q/V 式中A经济断面 D管道设计内径 Q管道设计流量(m/h) V管道适当流速(m/s) 根据上式计算成果并参照生产厂家产品规格尺寸拟定各管段管径,详见管道平面图。(4)水头损失计算、沿程水头损失 公式:hf沿=.LQm/dn 式中 hf沿沿程水头损失(m) L管路长度(m) D管道内径(mm) 、m、n分别为:摩阻系数、流量指数、管径指数 =0.948105 m=1.77 n=4.77 根据上式在
11、管网布置图上拟定最不利管线,逐段计算沿程水头损失,累加为总沿程损失。详见水头损失计算表。、局部水头损失 取沿程水头损失10%作为局部水头损失,即hf局=0.1 hf沿。详见水头损失计算表水头损失计算表井号管段管长管径流量hf沿hf1#130031575.82.092.301230025037.93.874.252#130020075.82.092.291230016037.93.874.253#14503151015.215.721230025050.56.437.074#14002001014.635.081230016050.56.437.07 (5)配套管件及附属建筑物设计 给水栓 该工
12、程给水栓共设计650个,所有采用螺杆式给水栓,水栓体与竖管用承插连接,铁丝包箍,胶圈止水。安全阀 每眼井管路首端安装一种可调节弹簧式安全阀。出水口为防止给水栓出水冲刷毛渠和损坏给水栓,每个给水栓处建一座出水口,采用给水栓钢制外罩(2mm厚钢板),C20砼稳定墩。管道沟及毛渠管道沟深1.8米,底宽0.5米,开挖时一侧抛土,毛渠按设计流量和实际地形修筑,满足不冲不淤规定。管路首端进水池与管道连接处设闸阀、压力表、安全阀、逆止阀,管路在进水池出水口直接与地下输水管路连接。 (2) 喷灌工程设计项目区节水灌溉总面积总计为9608亩,其中6300亩采用指针式喷灌和卷盘喷灌,微灌等节水灌溉工程形式。 设计
13、根据设计根据: (1)牧区草地灌溉与排水技术规范(SL334-); (2)喷灌工程技术规范(GB/T 50085-); (3)喷灌工程技术。 设备规定根据以上规范规定指针式喷灌设备技术指标如下: (1)配备下垂软管式低压喷头,喷灌均匀系数不低于85%,喷灌强度与雾化指标要符合国标规定。 (2)中心支点和桁架要原则化设计,达到通用化,中心支撑采用C型钢,中心支点与首跨采用柔性连接,以适应地块坡度变化规定。 (3)跨体主管法兰连接采用内镶式橡胶密封件,密封圈不能外露,防老化和紫外线照射保护办法。 (4) 主跨管出水口需采用焊接加固,主跨管内壁无凸起,对水流不产生阻挡,减少水流沿程损失。 (5) 塔
14、架车控制塔盒盒体采用双层中空构造设计,塔盒启动需具备安全自锁构造,仅在切断电源条件下塔盒才干打开。 (6) 塔架车构架采用单腿C型钢支撑,车轮中心距不不大于4.2米,以保证设备良好通过能力和行走稳定性。(7)输水管为镀锌钢管,要符合国标节水型产品技术条件与管理通则GB/T18870-,(8)爬坡能力为25%,地隙不不大于2.7m。 喷灌工设计阐明项目区节水灌溉9608亩采用喷灌,管灌,微灌和滴灌等节水灌溉工程形式,其中喷灌选用指针式喷灌机和卷盘喷灌机进行灌溉,总控制喷灌西片区6300亩,东片区2972亩,依照地块现状共布设13套指针式喷灌机机组和两套卷盘喷灌机,每套机组控制面积121亩到525
15、亩不等。1指针式喷灌项目区地块为起伏坡地,依照指针式喷灌机对坡度适应性以及规模化,机械化灌溉特性,选用指针式喷灌机。 大型指针式喷灌机喷灌方式是一种实用高效灌溉手段,它具备低压喷洒,洒水均匀和投资回报效率高等长处。指针式喷灌机需有比较宽敞空间进行旋转,有长度为59m、54m、48m跨架,有4米到19米各种悬臂可选用,依照地块实际大小,选取适当跨体长度和悬臂组合以最大化运用地块。技术特点:能耗低,灌溉均匀度高;高效节水,节水量达到75以上;安装简便,操作简朴,使用安全;使用寿命长,整机平均使用寿命在以上,PVC管寿命以上。本次设计选用指针式喷灌机应有比较宽敞空间进行旋转,指针式喷灌已经被证明是一
16、种实用高效灌溉手段,它具备洒水均匀和投资回报效率高等长处。指针式喷灌机技术特点:(a)、喷灌机旋转臂越长、每公顷灌溉成本越低;(b)、全自动电子控制系统;(c)、能在低水压条件下作业;(d)、无需人力或拖拉机牵引。 布置原则 充分运用该喷灌机长处,采用不同喷洒半径喷灌机交叉使用,使土地充分灌溉。 喷灌机喷洒范畴间要留出恰当干燥空间,以便放置供配电设备。 放置同一台喷灌机地块高差不不不大于25%。 机组交叉间隙要恰当,防止运营期喷灌机臂相遇互相损伤。根据项目区地形和以上布置原则,本次设计选用指针式喷灌机。该项目区内共设立113套指针喷灌机组,工程布置详见节水灌溉示范项目实行方案工程平面布置图。设
17、计根据节水灌溉工程技术规范GB/T50363喷灌工程技术规范GB/T50085- 喷灌设备规定根据喷灌工程技术规范,指针式喷灌设备技术指标如下:(1)配备下垂软管式低压喷头,喷灌均匀系数不低于85%,喷灌强度与雾化指标要符合国标规定。(2)中心支点和桁架要原则化设计,达到通用化,中心支点与首跨采用柔性连接,以适应地块坡度变化规定。(3)跨体主管法兰连接采用内镶式橡胶密封件,不能外露,防老化和紫外线照射保护办法。(4) 主跨管出水口需采用焊接加固,主跨管内壁无凸起,对水流不产生阻挡,减少水流沿程损失。 (5) 控制塔盒启动需具备安全自锁构造,仅在切断电源条件下塔盒才干打开。 (6) 塔架车车轮中
18、心距不不大于4.2米,以保证设备良好通过能力和行走稳定性。(7)输水管为镀锌钢管,要符合国标节水型产品技术条件与管理通则GB/T18870-,(8)爬坡能力为25%,地隙不不大于2.7m。 系统布置依照项目区地形选取喷灌机,以项目区1号机组为例,1号机组控制半径为292m,控制面积为401,选取喷灌机共5跨,跨长为59m跨体一跨,跨长为54m跨体四跨,在喷灌机末端加装19m悬臂,满足设计规定。按项目区灌溉水源水量和喷灌机工作流量,需依照不同设备覆盖面积,制定每台机组系统流量。项目区内有高压线,但不满足输电规定,需对水源首部及大型机组进行某些输电及配电线路布置,规定输电线路电压10kV,配电线路
19、电压0.38kV,由变压器进行电压调节。指针式喷灌机喷洒图形为圆形,在运营过程中各机组之间或地角易形成漏喷区,为了提高土地运用率,可在末端加装尾枪,但鉴于项目地所在区域风力较大,蒸发量大。项目地土壤非纯砂壤土,在高水压打击条件下容易被压实,并且地块非平坦土地,容易导致局部地表径流,故在本方案中不采用末端加装尾枪。 喷灌机设计依照项目区地块面积和作物种植状况,本着经济合用原则,本次设计按控制面积不同分别进行典型设计。喷灌机性能见表3.3-1。表3-1 指针式喷灌机组性能表控制半径(m)59米跨数54米跨数末端悬臂长(m)控制面积(亩)系统总流量(m3/h)入口压力(bar)29211419401
20、1002.06 灌溉系统流量设计 依照喷灌工程喷洒原理,按满足作物最高日需水量进行计算,系统流量按下式计算:=977(m3/h)式中:Q灌溉系统设计流量,m3/h; Ea作物最高日耗水量,紫花苜蓿Ea=0.008m/d; A典型设计灌溉面积, A项目区=401亩(圆形喷洒面积); t日工作小时数,t=22h;经计算得: Q=97m3/h ,选用出水量Q=100m3/h水泵1台,才干满足系统需水规定。 E2060-G 292m(DYP-292)大型指针式喷灌机设计A水源工程配备选用DYP-292指针式喷灌机系统规定总流量为100m3/h,设计运用地表水作为喷灌机供水水源,采用1台出水量100m3
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