喷灌系统规划设计说明书

摘要 (1)1基本资料 (2)1.1 地形 (2)1.2 气象 (3)1.3 土壤 (3)1.4 水源 (3)1.5 灌溉设计保证率 (3)1.6 作物对灌水要求 (4)2灌溉系统选型 (4)2.1拟定灌溉制度 (4)2.2区域分析及规划 (10)2.3选择喷头 (10)2.4喷头组合形式 (12)3管道系统的平面布置 (14)3.1管网布置形式 (14)3.2管道工程分级 (14)3.4 确定支管的轮灌方式 (15)4管道设计及水力计算 (15)4.1灌溉时间安排 (15)4.2管道材料选择 (15)4.3管道直径计算 (15)4.4水头损失 (18)4.5水泵的扬程 (19)4.6验证压力是否满足要求 (19)5设备用量明细表 (20)5.1管材设备 (20)5.2喷头 (21)5.3接头 (21)5.4闸阀 (21)5.5其它设备 (21)参考文献 (22)摘要工程区地处黄青藏高原，海拔高程2858~2940m。

按地表形态及成因类型特征，分为构造剥蚀中低山丘陵区和河谷堆积区两大地貌单元。

目区属高原大陆性气候，气温垂直变化明显，太阳辐射强，日照时间长，光热资源丰富，降水量较少，且季节分配不均。

根据已有基本资料进行灌溉系统规划设计，本区灌溉作物为蚕豆，灌溉面积130.93亩。

利用水量平衡法拟定作物的灌溉制度，求得本区蚕豆灌溉定额为203.26mm。

从地形图可以看出该片区域总体趋势为北高南低, 东西比较平坦，田块大致为长方形，河流自西向东流过，天然径流满足灌区用水需求，适合采用抽水取水的方式。

该地区面积相对较大，种植作物为高产性优质作物，灌水频繁，为了操作使用方便和易于管理，采用固定式喷灌系统，选择全圆喷洒，组合形式为正方形，以保证灌区的喷灌质量。

灌区干管应沿主坡方向、大致垂直等高线布置，支管则平行等高线布置，部分与等高线斜交。

管网布置形式，采用圭字形布置。

根据灌区管道进行分级，管道分成干管和支管两级，在支管上安装喷头。

灌区有一支干管工作，轮灌时延分支管依次灌水。

将整个地块分成3个轮灌区，编号I、II、III，支管编号从1到18，其中轮灌区I支管编号从1到6，轮灌区II支管编号从7到12，轮灌区III支管编号从13到18，灌溉时位于同一轮灌区的支管同时进行喷灌。

1基本资料青藏高原某地，属半干旱大陆性高原气候。

任务是灌溉系统的规划设计。

1.1 地形工程区地处黄青藏高原，海拔高程2858~2940m。

按地表形态及成因类型特征，分为构造剥蚀中低山丘陵区和河谷堆积区两大地貌单元。

1.2 气象目区属高原大陆性气候，气温垂直变化明显，太阳辐射强，日照时间长，光热资源丰富，降水量较少，且季节分配不均。

项目区内年均气温8.4ºC，多年月平均最高气温12.5ºC，多年月平均最低气温2.2ºC，多年平均降水量291.5mm，主要集中在6~9月，占年降水量的76.6%；年蒸发量1914mm，为降水量的6.57倍，以5~8月为最大，年平均风速2.0m/s，无霜期185d，最大冻土深度约0.6m。

设计年有效降雨1.3 土壤土壤属轻粘壤土，土壤肥力高，耕性适宜，适种性广，保水、保肥性能好，土壤水、肥、气协调，完全适宜蔬菜和其它农作物生长。

土壤空隙率为50.5%（以土体计）,地下水埋深1.5m，生育期补给总量40m3/亩。

土壤最大适宜含水率为75%(以占土壤空隙率计)，土壤最小适宜含水率为40%(以占土壤空隙率计)，土壤播前含水率为50% 。

1.4 水源灌溉水源有保证。

农田一侧天然河流经过，在保证率P=75%时多年平均径流量W=3.05×108m3，多年平均流量Q=9.6m3/s。

1.5 灌溉设计保证率根据《灌溉与排水工程规范》（GB50288-1999）规定，干旱、半干旱地区灌溉设计保证率采用50~75%，结合该地区实际情况，灌溉设计保证率采用P=75%。

1.6 作物对灌水要求该地区适宜种植的作物为小麦、油菜、蚕豆、马铃薯。

2灌溉系统选型2.1拟定灌溉制度根据灌溉面积和种植的作物等资料，利用水量平衡法拟定作物的灌溉制度：种植的作物：蚕豆灌溉面积：130.93亩根据《灌溉与排水工程规范》（GB50288-1999）规范，使用水量平衡图解法确定旱作物的灌溉制度。

旱作物生育期任一时段内，土壤计划湿润层H 内的水量平衡公式如下： ET M K P W W W T t -+++=-00式中 t W ——时段末土壤计划湿润层内的储水量（23hm /m mm 或） 0W ——时段初土壤计划湿润层内的储水量（23hm /m mm 或） T W ——由于计划湿润层增加而增加的水量（)]d hm /(m ([mm 23⋅或） 0P ——土壤计划湿润层内保存的有效降雨量（23hm /m mm 或） K ——时段t 内的地下水补给量（23hm /m mm 或） M ——时段t 内的灌溉水量（23hm /m mm 或） ET ——时段t 内的作物需水量（23hm /m mm 或）2.1.1生育期需水量根据《微灌工程技术规范》GB/T 50485-2009，按产量法计算: 作物总需水量：K Y ET =式中：ET ——作物全生育期内的总需水量（23hm /m mm 或） Y ——作物单位面积产量（2hm /kg ） K ——需水系数（kg /m 3）带入数据:按照需水模系数法进行分配得到作物各生育阶段的需水量，计算公式为：式中：i ET ----某一生育阶段作物需水量； i K -----需水量模系数；ET 的意义同前； 各生育阶段的作物需水量计算结果如下表：2.1.2生育期地下水补给水量 K生育期地下水补给总量40m 3 /亩，40m 3 /亩=1.5×40=60mm近似认为生育期地下水补给是在全生育期内均匀补给；蚕豆的整个生育期是120天，则平均每天地下水补给量为40/120=0.333亩/m 3=0.5mm 。

因而，全生育期内蚕豆地下水补给的累积值如下表：2.1.3计划湿润层允许的最小储水量min W 和最大储水量max W2.1.4计划湿润层增加而增加的水量式中：1H ----计算时段初计划湿润层深度（mm ）； 2H ----计算时段末计划湿润层深度（mm ）；-θ----（12H H -）深度内土层中的平均体积含水率（%）； 因为各生育阶段计划湿润层增加的厚度均为0.1m ， 带入数据：)mm (08.581000%)40%5.50%75%5.50(1.0)(12=⨯⨯+⨯⨯=-=-θH H W T2.1.5设计年有效降雨量2.1.6作物播种前的灌水定额式中：M 1——作物播种前的灌水定额（mm ）； H ——作物播种前计划湿润层的厚度（mm ）； θmax ——允许最大土壤体积含水率（%）；2.1.7蚕豆的灌溉制度T W （mm ）阶段 0 0 8.5 11.9 17.7 19.98K(mm)20114.579.58ET-(T W +K) (mm ）61 124 176 215.6 325 360.52max W (mm)113.63 151.5 189.38 min W （mm ）60.6 80.8101 P 0累积（mm ）16.537.555.58188.5100.5根据上表数据，绘出蚕豆灌溉制度，如下图：2.1.8灌水定额及灌溉定额 作物播种前的灌水定额（M 1））（0max 1-H M θθ=式中：M 1——作物播种前的灌水定额（mm ）；H ——作物播种前计划湿润层的厚度（mm ）； θmax ——允许最大土壤体积含水率（%）； θ0——灌溉前计划湿润层土壤体积含水率（%）； 带入数据 M1=44.18mm根据计算及图解则可得出播前及生育期灌溉制度如下表。

蚕豆灌溉制度灌水次序灌水日期 灌水定额（mm ） 灌水定额（亩/m 3）播前灌溉1M 03月20日 44.1829.45 生育期灌溉∑=i m M 216月12日 70.7 47.13 26月26日88.3858.92则生育期的灌溉定额为：=159.08mm把播前灌水定额加上则得蚕豆的总灌水定额M M=M1+M2=203.26mm2.2区域分析及规划编号为11的蚕豆种植区面积共计130.93亩。

从地形图可以看出该片区域总体趋势为北高南低, 东西比较平坦，田块大致为长方形，河流自西向东流过，天然径流满足灌区用水需求，适合采用抽水取水的方式。

该灌溉地块拟使用喷灌的灌水方式，喷灌具有省水，增产，保土保肥，适应性强，便于机械化灌水等特点。

喷灌是把由水泵加压或自然落差形成的有压水通过压力管道送到田间，再经喷头喷射到空中，形成细小水滴，均匀地洒落在农田，达到灌溉的目的一种灌溉方式。

喷灌几乎适用于除水稻外的所有大田作物，以及蔬菜、果树等。

喷灌的主要技术参数有：喷灌强度，喷灌均匀度及水滴打击强度几项指标，也是衡量喷灌质量的主要指标和设计喷灌系统的重要依据。

该地区面积相对较大，种植作物为高产性优质作物，灌水频繁，为了操作使用方便和易于管理，采用固定式喷灌系统。

2.3选择喷头2.3.1喷头选择原则喷头是喷灌系统中的关键设备，喷头的作用是将有压的灌溉水流以喷洒形式均匀地散在田间对农作物进行灌溉，因此喷头的结构形式制造质量以及使用是否得当，都是影响喷灌效果的重要因素。

喷头的选择包括喷头型号，喷嘴直径和工作压力的选择。

在选定喷头之后，喷头的流量，射程等性能参数也就随之确定。

按照国家标准GB85-85《喷灌工程技术规范》规定，选择喷头和确定间距的具体原则:1）组合喷灌强度不超过土壤的允许喷灌强度值。

在本设计中喷头的组喷灌强度均要求小于灌区土壤允许喷灌强度。

各类土壤的允许喷灌强度如下表：注：有良好覆盖时，表中数值可提高20％。

对本灌区取p=10mm/h。

2）在设计风速下，喷灌均匀系数不应低于75％3）经济作物雾化指标取值范围在3000~4000，在选择喷头时作为依据，选择满足作物要求雾化指标的喷头。

雾化指标如下表：种类ｈp／d值蔬菜及花卉4000～5000粮食作物、经济作物及果树3000～4000牧草、饲料作物、草坪及绿化林2000～3000木②d为喷头主喷嘴直径。

4）喷洒水利用系数，有条件时宜实测确定。

无实测资料时，可根据气候条件在下列数值范围内选取：风速喷洒水的利用系数η灌区风速为2m/s,则 取为0.8。

2.3.2喷头选择根据作物对雾化指标的要求，由《喷灌工程设计手册》选取金属摇臂式喷头。

由于本灌区多年平均风速为s m /0.2，相对较大，运行方式为多支，多喷头轮灌喷洒，因此选单喷头喷灌强度较小喷头。

选择如下参数喷头：2.4喷头组合形式喷头的组合形式包括支管布置方向，喷头组合方式及喷头沿支管的间距，支管和支管间距。