滴灌系统设计实例


    附件2滴灌系统设计实例
     
     
    1基资料
    (1)形
    农八师垦区处天山北麓中段古尔班通古特沙漠南缘全垦区土面积7529方公里垦区势东南西北倾斜垦区形南北次天山山区山前丘陵区山前倾斜原洪水积原风成沙漠区
    (2)土壤
    农八师土壤缺氮面积全氮含量低1面积占78碱解氮低60ppm面积占76土壤普遍缺磷含量低10ppm面积占775土壤含钾丰富约100ppm
    土壤系灰漠土潮土草甸土土质系砾质土沙质土粘质土等根农八师土壤普查结果设计取占范围较广砂壤土
    (3)作物
    全垦区效灌溉面积266万亩中棉花棉花种植面积占总播种面积465设计示例选棉花种植模式采:膜两四行宽窄行30×60cm滴灌带间距90cm膜四行(25+30+25)×60cm滴灌带间距140cm
    1滴灌工程设计参数确定
    根农八师目前棉花种植模式年实践确定设计参数
     
     
    典型滴灌系统设计基资料
    序  号
    项  目  名  称
    单 位
    数        量

    土壤作物
     
     
    1
    土壤结构
     
    砂壤土
    2
    设计日耗水量Ea
    mmd
      4
    3
    土壤湿润层深度Z
    m
    045

    4
    土壤设计湿润P

    60
    5
    适宜土壤含水率限

    22.5
    6
    适宜土壤含水率限

    15

    滴头
     
     
    1
    选型
     
    天业迷宫式
    2
    工作水头
    m
    10m 
    3
    流量
    Lh
    21 (26)
    4
    滴头间距
    m
    09 (14)
     
    (4)水源
    垦区水资源源表水(库水河水)水目前垦区滴灌节水工程水源井水单井流量80立方米时动水位埋深40米左右
    (5)气象
    垦区均海拔300500米左右呈典型温带陆性气候冬季长严寒夏季短炎热年均气温75℃82℃日23182732时**霜期147191天年降雨量180270毫米年蒸发量10001500毫米蒸发强烈降水稀少气候十分干燥光充足热资源丰富
    (6)动力
    原机井泵250QJ80603250QJ80402
     
    2设计容
    农八师数条田规划布置方式采东西长800米南北宽450米条田进行规划设计种植作物棉花种植模式采宽窄行60×30cm60×(25+30+25)cm膜两四行膜四行滴灌带间距09米14m作物东西方种植耕层土壤砂壤土
    1 道系统
    滴灌系统采结构:
    水源(井水加压)→计量装置(水表压力表)→离心式滤器(进排气装置)→施肥罐(施肥控制装置)→网式滤器(排砂控制装置)→分干(埋PVC)→支(面PE黑)→附(面PE黑)→滴灌带→滴头
    减少水头程损失降低耗道系统中支分干滴灌(带)支干分干条田具体形状优化方式采鱼骨式梳型两种方式布置目达操作理方便系统投资运行费低效果
    2 泵站
    根水力计算结果选择250QJ80804潜水泵满足滴灌系统工作压力设计流量
    滤器出口安装水表逆止阀滤器施肥罐前分设置压力表观察压力变化
    滴灌系统高处设置进排气阀调节网进气排气防止停水时网产生负压开始供水时网排气畅产生气阻网破坏影响正常供水
    3 水源
    灌溉水井水水源单井出水量80m3h动水位埋深40米
    水量衡计算
    AηQt10Ia
    A
    (hm2)
       Q
    (m3h)
    T
    (td)
    Ia
    (mm)
    η
    ()
    36
        80
         20
         4
    90
    4 运行方案
    系统布置两条分干两条分干分运行采取轮灌方式时开启支做轮灌组分四轮灌组轮灌组9轮灌区先开启分干支1支6条支开条附做轮灌区次灌水延续时间42时轮灌组分9次灌完灌水区灌水结束先开区然关闭灌水结束区严禁先关开
    分干支7支12做轮灌组二分干支13支18做轮灌组二分干支19支24做轮灌组运行方式分干支1支6
    5 设备投资预算济分析
    工程投资预算编制新水基字[1992]第11号[96]第004号文进行编制综合费时费费均兵团水利局水利水电处发**兵团2000年灌区续建配套节水灌溉示范项目实施方案编制执行示范项目计取工程投资预算设备投资预算分析表:
     
     
     
     
     
     
    滴灌工程预算表
                                          单位万元
    种植模式
    项目名称
           膜两
         (毛间距09m)
           膜
         (毛间距14m)
    总 投 资
         278679
          244638
    中建安工程费
         35751
          33074
    设备费
          230391
          200427
    时工程费
          00715
           00661

          09063
           08054
    预备费
          02759
           02422
    亩投资(元亩)
           51607
           45303
     
    滴灌工程材料投资分析表
                                                单位:元
    项目名称
    单位
    数   量
    总    价
         亩投资
     
    09m 
    14m 
    09m 
    14m 
    09m
    14m 

    潜水泵

    1
    1
    13379
    13379
    2477
    2477
    变压器

    1
    1
    10960
    10960
    203
    203
    滤器

    1
    1
    9500
    9500
    176
    176
    施肥罐

    1
    1
    1200
    1200
    222
    222
    干       PVC160

    1850
    1850
    60458
    60458
    11196
    11196
    支PE63

    2700
    2700
    27810
    27810
    515
    515
    附PE32

    2700
    2700
    6318
    6318
    117
    117
      滴灌
      φ16
    万米
    404
    2627
    80800
    52540
    1496
    973
      件

    540
    540
    19966
    18262
    3697
    3382
    均材料费膜两(09m)  42665元亩
    膜(14m)  37116元亩 
    3灌水定额灌水周期拟定
    (1)灌水定额
         m01γzp(θmaxθmin)η
    棉花灌水定额
      m
    (mm)
       Z
      (m)
    P
    ()
       γ
    (gcm3)
    θmax
    ()
    θmin
    ()
    η
    ()
    326
    045
    60
    145
    225
    15
    90
    注:定额棉花花铃期灌水定额
    (2)灌水周期(T)
    根**实测取棉花日耗水量Ea4mmd灌水周期
    Tm滴Ea·η3264×09734d
    取灌水周期8天
    (3)次灌水延续时间(t)
    t09m(m滴·Se·SL)qd326×03×09÷2142h
    轮灌组N20hd×8d÷42h组38根实际情况取N36组
    t14m(m滴·Se·SL)qd326×03×14÷26527≈53h
    轮灌组N20hd×8d÷53h组30组根实际情况取N28组
    (4)灌溉制度确定
    根农八师五年**棉花膜滴灌灌溉制度研究实践应确定灌溉定额表:
    棉花膜滴灌灌溉制度表
     
    作物名 称
    灌  溉方   式
    灌水定额          
    4月
    5月
    6月
    7月
    8月
    9月
    灌溉  定   额
        棉花
    膜  滴  灌
    定额      (m3亩)
    10
    15
    15
    20
    20
    10
    200
    次 数
    1
    1
    3
    3
    3
    1
    12
    4确定系总体布置
    典型设计块形状系统布置见附图设计条田分南北两块棉花东西播种水源井位块西头水源井边分南北分出条干南北块中间分布置条分干垂直干干分干材选PVC材径φ160支垂直分干两边布置便双控制埋深80cm支附毛铺设面均鱼骨式布置支间距毛铺设长度决定毛铺设长度两倍计算134m支材选φ63PE黑附行支布置球阀控制便轮灌组理化分毛垂直附支布置毛间距09m14m两行棉花布置条毛四行棉花布置条毛毛选φ165mm单翼迷宫式滴灌带首部枢纽装置布置水泵旁边便操作理洗道淤积物冬季前排干中积水分干末端(较低处)布置排水井
    5滴灌设备选型
    滴灌设备包括水泵滤装置干支附滴灌机井流量80m3h控制面积540亩根水量衡计算水力计算结果选潜水泵250QJ80804根机井水质情况 机井中含定泥沙机物采4″120目组合式滤器首级滤器离心滤器(LX400100 1件)次级滤器网式滤器(WS160×50  4件联)查性曲线知水头损失68m施肥系统选容量150L
    6拟定滴灌系统工作制度
    系统运行时次运行条分干开启分干6条支分4轮灌组然次开启支条附计算确定轮灌区
    附毛时供水
    计算条支9条(7条)附9(7)轮灌区条附带26(22)条28(24)条毛轮灌区156(132)168(144)条毛
    典型滴灌系统轮灌组4轮灌区36(28)
    7编制轮灌序确定级道设计流量
    典型滴灌设计轮灌序表
    轮灌序

        第组
    第二组
       第三组
        第四组
    项目名称

        分干
    分干
       二分干
       二分干
    长(m)
    200
         800
    800
    800
    800
    流量m3h
    80
       13380
      △133
    13380
    △133
    13380
    △133
    13380
    △133
    轮灌区
     
        9(7)
    9(7)
    9(7)
    9(7)
    支编号
     
    支1支6
    支7支12
    支13支18
      支19支24
    支长度
     
      1125m
    1125m 
    1125m 
       1125m
    支流量
     
      133m3h
    133m3h
    133m3h
       133m3h
    附19
     
    开条附
    开条附
    开条附
      开条附
    附长度
     
    117 126m
    (14m154m)



    附流量
     
      133m3h
    133m3h
    133m3h
       133m3h
    毛条数
     
    156条168条
    (120132条)


      左
    毛长度
     
       667
    667
    667
      667
    毛流量
     
    0466 m3h
    (0578 m3h)


      左
    8道设计水力计算
    滴灌带选单翼迷宫式滴头滴头间距03m滴头流量q21Lh时q0502h0607滴头间距03m滴头流量q26Lh时q0653h0600
    1
    1
    1
    1
    1
    1 毛滴头间距确定
    棉花种植模式膜两四行膜两八行滴灌带选**天业塑化集团生产
    径16mmPE单翼迷宫式滴灌带该产品参数进行设计膜两模式:根毛灌两行棉花滴灌带间距09m滴头间距03m滴头流量21Lh流态指数X0607膜模式:根毛灌四行棉花滴灌带间距14m滴头间距03m滴头流量26Lh流态指数X0600
    2
    2
    2
    2
    2
    2 毛极限长度校核
    毛极限孔数(毛均匀形坡计算):
    NmINT{(5466[△h2]d475)( kSqd175)}0364
     
    d(mm)
    k
    Cu
    S(m)
    qd( Lh)
    [△h2] (m)
    Nm()
    L(m)
    16
    12
    90
    03
    21
    185
    253
    759
    16
    12
    90
    03
    26
    187
    222
    666
    毛铺设长度L毛 Nm×03根块实际长度布6条支12条毛取毛长度6667米
    3
    3
    3
    3
    3
    3 级道径确定水力计算
    道径确定方法选择济流速法塑料材济流速般取v12~18ms
    (1)毛水头损失计算:
    Q毛n滴·qd222×21466Lh
    n滴6667÷03222
    毛径16mm>8mm
    认流态光滑紊流计算:      
    程水头损失hf毛fsqdmdb[(N+048)m+1(m+1)Nm(1SoS)]
    (5)附水头损失计算:
    程水头损
    hf附fSqdmdb[(N+048)m+1m+1Nm(1S0S)]
    (6)配水支径水头损失计算:
    d支[4Q支(πv)]05
        [4×133÷(314×18×3600)] 0551mm
    v—塑料济流速ms般取v12~18ms
    Q支—支流量m3hQ支Q6806133 m3h
    根聚乙稀微灌规格支拟选PE63×4704
    程水头损失
    hf支fQ支mLdb
    (7)干径水头损失计算:
    d干[4Q干(πv)]05
         [4×80÷(314×15×3600)] 05
         1374mm
    根聚氯乙稀微灌规格总分干拟选PVC160×4706考虑滴灌改喷灌运行方式调整干考虑变径
    程水头损失
    hf干f(∑Q干nmLndnb)
    9水泵选型
    (1)计算微灌系统设计水头H
    HZpZb+h0+∑hf+∑hw
    H—微灌系统设计水头m
    ZpZb—典型毛进口水源设计水位间高差m
    Ho—典型毛进口设计水头取h010m
    ∑hf—水泵典型毛进口道程水头损失m
    ∑hw—水泵典型毛进口道局部水头损失m
    取二级滤洗排污水头损失10m机井动水位取40m抽水损失484m枢纽中级闸阀局部水头损失10m

    H 78m
    (2)机泵选型
    机井稳定动水位取40m网设计流量工作压力查水泵手册初选井潜水泵250QJ80804
     
     
    滴灌区潜水泵性参数
     
      水泵
      型号
     
    流量
    m3h
    扬程
    m
    电机
    功率
    kw
    转 速
    rmin
    额定
    电压
    V

    井径
    mm
    250QJ80804
    80
    80
    30
    2875
    380
    >250
     
    10网结构设计
       塑料线胀系数线温度变化时伸缩初步拟定干100m设置双括(伸缩节)
       直径50mm道末端转弯分岔阀门处应设镇墩干隔200m设镇墩60×60cm保证系统网正常运行需路安装控制保护装置
    道埋深根面荷载机耕求干埋深60cm控制分干运行分干首部设控制闸阀尾部设泄水阀闸阀均砌阀门井保护
     
    11绘制技施设计图
    滴灌系统工程面图系结构示意图阀门井示意图详见图1图3
    12设备投资预算
    典型示范区540亩滴灌工程总投资278679万元中建筑工程费35751万元设备费230391万元时工程费00715万元工程费
    09063万元预备费02759万元节水灌溉材料设备规格数量价格见表六项目设备选型表时工程费工程费详见预算:表表五膜膜式投资预算材料表见表七表十二
    13工程效益分析技术指标计算
    1工程年增效益(B)
    项目区棉花单产滴灌前83公斤(皮棉)提高107公斤提高28540亩棉花净增12960公斤现行价公斤10元计增收129600元
    2滴灌工程年费(C)计算
    (1)耗费(C1)
    取棉花年均累计灌水次数12次次均灌水定额15m3亩灌溉定额约200 m3亩灌溉系统水利率095kw·h电价05元计算:
    C1540×200×30×05÷80÷09521316(元)
    (2)维修费(C2)
    埋道件年均修理费投资1水泵首部装置年均修理费投资5
    C263122×1+62131×5373777(元)
    (3)微灌工程年折旧费(C3)计算
    埋材件(20年折旧) D1k1n639562031978(元)
    面材件(6年折旧)D2K264994668324(元)
    首部装置(15年折旧)   D3k2n243391516226(元)
    机泵仪表(10年折旧)   D4k3n11350101135(元)
    毛    (年折旧)    D5k4n80800180800(元)
    C331978+8324+16226+1135+80800950794(元)
    (4)微灌工程年理费(C4)
    滴灌面积较需水量灌水时间长理务重系统需2名专职员进行理年4月旬9月初4月时间工资水理员月工资300元计系统年理费(C4)应
    C44×300×22400(元)
    述分析计算该滴灌工程年费(C):
    CC1+C2+C3+C4 21316+373777+950794+2400122533元
    3工程济效益费(R)
    R[(1+i)n –1]i(1+i)n·(BC)K
    取年利率i10济计算期n15年:
    R09m[(1+01)15 –1]01(1+01)15×(129600122533)278679
    019
    R14m[(1+01)15 –1]01(1+01)15×(12960094232)244638
    11
    4年限(T)静态法
    T09mK09m M278679129600215年≈25年
    T14mK14m M24463812960019年≈2年
    5工程技术指标计算
    项目实施灌溉水利率目前40提高90面灌相节约灌溉水50节约耕57技术济指标:
    1)亩投资(Km)
    Km09mK09mA27867954051607 (元亩)
    Km14mK14mA24463854045303(元亩)
    2)滴灌工程设备投资(Sm)
    Sm09m S09m A23039154042665 (元亩)
    Sm14m S14m A20042754037116 (元亩)
    3) 亩道量(Lm)
    (1)亩干量(Lm1)
    Lm1L1A1850540343(m)
    (2)亩支附量(Lm2)
    Lm2L2A2700*254010(m)
    (3)亩毛量(Lm3)
    Lm3(09m)L3A404000540748(m)
    Lm3(14m)L3A26270054048648(m)
     

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