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浅谈半固定喷灌系统工程设计
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-02-15 09:44:30

 一、基础条件:

以200亩为标准单位进行设计,地块500米×266米。地形平坦,水源为井水,出水量大于40米3/小时。项目区种植牧草。

二、设计依据:
《喷灌工程技术规范》GBJ85—85
《节水灌溉技术规范》SL207-98
 
三、系统的规划设计:
1、喷灌系统规划设计参数的确定:
⑴ 灌溉水利用系数 η=0.85;
⑵ 灌水均匀度 Cu=85%;
⑶ 设计耗水强度为4mm。
⑷ 干管采用PVC管,公称压力0.8Mpa;
⑸ 支管采用PE管,公称压力0.4Mpa;
2、灌水器的选择:
考虑所种植的作物和经济因素及用户要求,决定采用半固定式喷灌系统。喷头选用NAAN502-H喷头,喷嘴直径2.5mm,喷头布置间距10米×10米。
3、系统工程布置:
系统组成:该喷灌系统由水源、首部枢纽、输水管网、控制阀门、移动支管和灌水器组成。水源为井水,采用离心加网式过滤器进行过滤后进入管网;输水管网由干管、分干管和移动支管组成,根据井出水量和水泵情况,每次工作的支管数为10条,每条支管上安装13个喷头。;灌水器采用502-H喷头和快速接头等连接管件。
4、灌溉制度的确定:
①设计灌水定额:
m==0.1 (β2-β1) γHβ/η
式中: γ-土壤容重  γ= 1.4 g/cm3;
       h-作物根系活动层深度,取30cm;
       β1、β2-适宜土壤含水量上、下限的重量百分比85%,65%;
计算得m=25.8mm
②灌水延续时间:
t=(m×Se×Sl)/(η×q)
计算得t=10.5小时。
③灌水周期T:
T=(m/Ea) η=6(天)
5、工作制度的确定:
控制区分为10个轮灌组,每次移动10条支管。
6、管径的确定:
 根据井的出水量及系统要求选择:主干管选用PVCΦ110管公称压力0.8Mpa;分干管选用PVCΦ63管,公称压力0.6MPa;支管选用PE Φ40管。
7、水利计算:
①沿程水头损失计算:
QQ图片20170215094540.png
hf=FfLQm /db
式中hf-沿程水头损失,m;
L-管段长度,m;
Q-管段进口流量,m3/h;
F-多口系数;
d-管段直径;内径m;
m、b-分别为流量指数河管径指数;
f-管材系数,
计算得hf干=14.5m;hf分干=2m;hf支=1.5m。
②局部水头损失计算:
局部水头损失按hj=ξv2/2g计算。实际上,在灌溉系统中,经过长期实践证明,局部水头损失一般为沿程水头损失得10~15%,所以计算中按上限考虑取局部水头损失为沿程水头损失得15%。
8、水泵选型:
水泵扬程为:
H=H0+ΔH1+(Z1-Z2)+ΔH2+(2.0~3.0)
式中:H0-灌水器工作压力,水头(mH2O);
ΔH1-首部枢纽的各种损失,包括过滤器、阀门等各种水头损失之和,取3.5米;
ΔH2-管网的水头损失;
Z1-Z2-支管进口地面高程与水源动水位平均高程之差,取55米。
设计流量为38米3/小时,扬程104.5米。根据系统要求和井的出水量情况选择井用潜水泵,泵流量40米3/小时,扬程104米。
四、灌溉工程施工:
灌溉系统的质量取决于三个因素,即:设备、设计和施工。
1、施工准备
为了确保灌溉工程优质、快速、低耗地顺利完成,必须在工程正式开工前做好各项施工准备工作。
2、现场条件
工程施工前应做好以下几项工作:
①灌溉实际土地平整基本到位。
②了解和掌握喷灌区域内埋深小于灌溉系统埋深的各种地下管线和设施的分布情况。
3、水  源    
尽量保证系统的水源到位。 
4、电  源   
对于需要加压的系统,应按照系统要求做到电源到位。 
5、临建设施
经有关部门认可,根据现场实际情况可搭设临建设施。
6、沟槽开挖与回填
施工放样工作完成并检查无误后,可进行沟槽开挖。
管道安装完毕并经水压及泄水试验合格后,才可进行沟槽回填。
7、土方施工
①放线
根据设计图上标定工程部位,按照由整体到局部、先控制后细部原则放线。
确定首部枢纽基础开挖线及室内机泵,专用设备安装位置。
确定管道线。主、干、支管直线段,一般30米设一标桩,同时在分水、转弯、变位处加设桩号。
②首部枢纽基础开挖
根据放线标桩、设计高程开挖土石方。
8、沟槽开挖
依照放线中心和设计槽底高程开挖。管槽开口宽为60cm左右,沟深120cm。管槽深一般在当地冻土层之下,以防止冻胀影响管道。
9、沟槽回填
全系统经冲洗试压和初次试运行,证明工程质量符合要求后,才能将各级沟槽回填。喷灌系统的沟槽回填不宜采用机械方法,回填的时间宜在昼夜中气温较低的时段。沟槽回填应分两步完成,先部分回填,再全部回填。
部分回填是指管道以上约100mm范围内的回填。一般采用砂土或筛过的原土回填,其中不应含有直径大于5毫米的砖瓦、砾石或其他杂质硬物。管道两侧应分层夯实,禁止用石块或砖砾等杂物单侧回填。
全部回填采用符合要求的原土,要求用轻夯或踩实的方法分层回填,一次填土100~150mm,直至高出地面100mm左右。回填到位后必须对整个沟槽进行水夯,使回填土充分下沉。
10、管道安装
⑴基本要求
管道安装应满足以下基本要求:  
①管道敷设应在槽床标高和管道基础质量经检查合格后进行。
②管道的最大承受压力必须满足设计要求。  
③敷设管道前要对管材、管件、密封圈等重新作一次外观检查,有质量问题,如有破裂迹象,口径不正、管壁薄厚不匀、管端老化等现象的管道均不得采用。
④在昼夜温差变化较大的地区,刚性接口管道施工时,应采取防止因温差产生的应力而破坏管道及接口的措施,夏季施工时应在清早和傍晚进行,以免在烈日下施工塑料管道受热膨胀,晚间变凉管道收缩而导致接头脱落、松动、位移,造成漏水。胶合承插接口不宜在低于5度的气温下施工,密封圈接口不宜在低于—10度的气温下施工。PVC承插口管道安装时应将其承口对着水流方向。
⑤用干布将PVC管插入部分的外缘及法兰接头承口内壁擦拭干净,并用砂纸把连接部位进行打磨,分别涂抹胶合剂后用力套人;最后用干布将溢出的胶合剂拭净.
11、设备安装
⑴首部安装
系统的首部主要包括水泵和电机。当水源的压力和水量能够满足设计要求时,系统不需配置水泵、电机和蓄水池;如果水源的水质能够满足使用要求,系统内不必配置过滤设备;如果要求系统兼有加药和施肥功能,则需要在系统首部配置加药和施肥设备。
⑵水泵安装
水泵安装工作一般在土建工程完工或基本完工之后进行,但是一些预埋件和预留孔必须与土建工程交叉进行,特别是水泵的基础部分。在施工中要随时注意安装要求,以免发生差错,给以后的安装工程造成困难。
压力表连接管应采用螺纹形缓冲管加上仪表阀门再与水管连接,以防水锤损坏仪表。
⑶灌水器及其配件的安装
①旁通及打孔的要求:
安装前应检查旁通管外形,清除管口飞边、毛刺,抽样量测插管内外径,符合质量要求方可安装。
②支管上打孔方法与要求
应按设计要求在支管上标定出孔位。
用手摇钻或专用打孔器打孔,钻头直径应小于旁通插管外径1mm,钻孔不能倾斜,钻头入管深度不得超过1/2管径。将止水片套在旁通插管上,插入孔内并拉紧。
③安装喷头时应注意以下几点:
安装喷头前,应彻底冲洗管道系统,直到管网末端出水变清为止,以免管道中的杂物堵塞喷头。
应进行喷头的现场抽样检查,同一规格同一批次的抽检数量不少于3件。
五、系统冲洗、试运行
冲洗与试运行的目的是为了尽量避免泥土、砂粒和钻孔时塑料粉末等污物随水进入管道而堵塞灌水器,影响灌水质量,这样做同时也是考核微灌设备制造和施工安装质量的一种综合性检测方式。为此,在工程建成后未投入使用前,应对全系统进行冲洗,进行水压试验和试运行,经测试符合设计标准时才允许交付生产单位正式使用。
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