400亩膜下滴灌工程设计说明.doc

内蒙阿左旗温棚滴灌工程
阿左旗400亩膜下滴灌工程
设计说明
1 概述 2
2 基本情况 3
2.1工程及水文地质 3
2.2 气候 4
2.3 土壤 4
2.4 水资源 4
2.5 交通电力资源 5
3 工程任务、规模与等级 5
4. 灌溉工程设计 5
4.1 设计依据 5
4.2 灌溉设计参数 5
4.3 灌溉系统的规划 7
4.4 各级管道流量计算 8
3.2.4 经济管径的确定 9
3.2.5管网水力计算 9
5 管网总体规划设计 12
5.1 管网布置原则 12
5.2 工作制度的确定 13
6 灌溉系统的施工及安装 13
6.1 工程施工 13
6.2 设备安装 14
（1）安装前的准备 14
7 灌溉系统的验收 15
8 工程量预算依据 15

1 概述
阿拉善左旗400亩膜下滴灌工程位于内蒙古自治区西贺兰山西麓，是阿拉善盟盟府所在地，项目区为干旱山区农田。旗域地理坐标为北纬37°24′-41°52′，东经103°21′-106°51′。东北与内蒙古自治区巴彦淖尔盟乌拉特后旗、磴口县相连；东与内蒙古自治区伊克昭盟鄂托克旗、乌海市为邻；东南与宁夏回族自治区石嘴山市、平罗县、银川市、永宁县、青铜峡市相望；南与宁夏回族自治区中卫县、中宁县，甘肃省景泰县、古浪县接壤；西与甘肃省武威市、民勤县，内蒙古自治区阿拉善右旗毗邻：北与蒙古国交界。边境线长188.68公里。全旗南北长495公里，东西宽214公里，总面积80412平方公里，占阿拉善盟总面积的29.95％。全旗辖10个镇、13个苏木，总人口约14万，是一个蒙古族为主体的少数民族聚居区。
目前，项目区的道路、电力及水利系统已经初步形成。项目区采用自来水供水系统进行灌溉，为了充分的利用这些水资源，采用节水灌溉方式，为调整种植结构，走“生态与效益并举”之路。因此在此项目区内通过滴灌节水灌溉的方式来解决灌溉问题，保证温棚玉米和树木生长过程中的需水量，提高玉米的产量。
2 基本情况
2.1工程及水文地质
阿拉善左旗地处西北内陆腹地，属亚欧大陆腹地、中温带干旱荒漠区，远离海洋，降水稀少，水资源贫乏。水资源以地下水为主，地表水较少，除过境黄河外，基本无地表径流，但在三大沙漠区有许多湖泊和时令湖。
黄河从宁夏回族自治区石嘴山市进入阿拉善左旗，沿乌兰布和沙漠东缘，经乌素图和巴彦木仁北下，由内蒙古自治区巴彦淖尔盟磴口县二十里柳子出境，行程85公里，流域面积30.9l平方公里，多年平均过境径流量315亿立方米，最大年径流量556亿立方米(1967年)，最小年径流量166亿立方米(1929年)，是阿拉善左旗的重要水资源之一。阿拉善左旗境内黄河水利用潜力巨大，但由于技术经济等原因，旗内对黄河水利用很少，只是利用黄河水发展饲草料基地灌溉，已开发巴音毛道自流引黄灌区、巴彦木仁乌素图黄灌区、漫水滩、孪井滩扬黄灌区等几个黄灌区，每年由黄河取水200O万立方米左右，占过境水量的万分之六。为缓解阿左旗用水紧张的局面的引黄工程已启动。工程以2020年为基准年，根据需水量计算，初步拟定栾井滩扬黄灌区以上引水扬水流量2.5m3/s,泵站运行时间210天（4月1日-10月31日），年引水量5000万m3，扣除蒸发损失10%，年供水量4082万m3。除供给巴彦浩特外，供给孪井滩1000万m3，敖伦布拉格1651万m3。
2.2 气候
全旗平均气温为4℃。旗境自南向北跨越四个纬度，气温由南向北逐次递减。气温旗域变动一般在5.8℃～8.6℃之问，中心值为8.6℃。
阿拉善左旗地处内陆腹地，远离海洋，属中温带干旱区。旗内大面积沙漠、戈壁对大气下界的强迫作用加剧了干旱程度。大部分地区累年平均降水量在64.0～208.5毫米之间。日最大降水量52.4毫米(1981年7月2日)，一年降水多集中于5-9月。天气经常晴朗无云。大气透明度好，光照时间长、百分率高，光能资源丰富。
2.3 土壤
项目区土壤质地多为沙壤土。
2.4 水资源
阿拉善左旗地处西北内陆腹地，属亚欧大陆腹地、中温带干旱荒漠区，远离海洋，降水稀少，水资源贫乏。水资源以地下水为主，地表水较少，除过境黄河外，基本无地表径流，但在三大沙漠区有许多湖泊和时令湖。项目区主要灌溉水源采用扬黄灌溉水系，已打1眼机井做补充水源，水量充沛，完全可以满足项目区作物的灌溉要求。
2.5 交通电力资源
项目区的道路、电力及水利系统已经初步形成。110国道穿境而过，有三条铁路支线（乌吉线、平汝线、干武线），干线公路5条（银巴公路、乌巴公路、巴额公路、五乌公路、巴达公路），6条旗县级公路及其乡镇苏木道路。
3 工程任务、规模与等级
工程建设任务
本次节水灌溉工程主要为膜下滴灌。
该项工程地处基本平整的土地，总面积400亩，种植玉米，采用膜下滴灌灌溉方式。
工程等级：本灌区根据《灌溉与排水工程设计规范》（中华人民共和国国家标准GB50288－99），工程等级为五级，工程规模为小（2）型。
4. 灌溉工程设计
4.1 设计依据
（1）《灌溉与排水工程设计规范》（GB5088-99）
（2）《微灌工程技术规范》SL103-95
（3）《滴灌工程技术管理规程》（SD148-85）
（7）《喷灌与微灌工程技术管理规程》SL236-1999。
4.2 灌溉设计参数
（1）设计耗水强度Ea(作物日耗水量)
根据有关数据及《微灌工程技术规范》SL103-95(下面简称《规范》)查得玉米膜下滴灌平均日耗水量为3.0～4.0毫米，取Ea=4.0毫米。
(2)灌溉水利用系数η
根据《规范》确定滴灌灌溉水利用系数η=0.95
(3)设计土壤湿润比P
据有关数据和《规范》中的参考值，确定设计土壤湿润比P=60%。
(4)灌溉设计保证率
根据《规范》确定，滴灌工程灌溉设计保证率为95%。
(5)设计灌水均匀度Cu=90%
(6)计划湿润层深度
玉米是浅根作物，根深可达10～30厘米，滴灌根系主要分布在0～0.4米，所以计划湿润层深度定为0.6米，取Z=0.4米。
(7)灌水定额：
m =1000γ(θmax -θmin)ZP/η
式中: γ—土壤容重g/cm3，取1.48g/cm3；
θmax、θmin—适宜土壤含水率上、下限（占干土重的%，一般θmax为田间最大持水率的90%、θmin为田间最大持水率的65%，即θmax-θmin=0. 25田间持水量25%
Z—土壤计划湿润层深度（m）;0.4m；
P—土壤湿润比（%）；60%；
η—灌溉水利用系数,取0.95。
m—一次灌水量，mm。
经计算：玉米，m=23.67(mm) ≈15.78m3/亩
(8)灌水周期：
T=m/ Ea
式中: T－设计灌水周期，天
m－设计灌水定额，23.67mm
Ea－最大日平均需水强度(mm/d)，4.0mm/d
经计算： 玉米T=5.9天， 取6天。
(9) 一次灌水延续时间：
根据设计中选择的灌水器和毛管的布置方式，滴灌区作物系统定点灌水延续时间如下（单条毛管在设计灌水定额下）：
t= m SeSL/ηq
式中：t－为一次灌水延续时间；h;
m－为净设计灌水定额:23.67mm;
Se－灌水器间距:0.3m;
SL－毛管间距:1.0m;
η－田间水利用系数:0.95;
q1－灌水器流量，1.0L/h;
t=15.78×0.3×1.0/(0.95×1.0)=7.17(h) ，取 t=8(h)
4.3 灌溉系统的规划
1)灌水器的选择
灌水器间距为0.3m。灌水器流量: 1.0L/h；设计工作压力0.15mpa。
2)毛管的布置方式
a、毛管特点及性能：
毛管选用φ16PE滴灌管带,管壁厚为0.4mm，内径为15.2 mm，置于地膜下面。
3)系统管网布置
灌区管网布置，均按三级管道即主管、支管、毛管布置。
主管、支管分别为φ50PE和管φ32PE 管，均置于地面。系统布置详见管网布置图。
4.4 各级管道流量计算
（1）毛管流量计算
Q毛=×q
式中：L毛－毛管长度，m，60m
Se－灌水器间距,m；0.3 m
q－灌水器流量，1.0L/h
经计算：Q毛=200L/h=0.2 m3/h
（2）支管流量计算
根据系统的布置和各支管控制毛管(每行布置1条毛管，双向布置毛管)数量,确定支管进口流量为：
Q支=Q毛
式中：Q支－支管流量，m3/h；
Q毛－毛管流量，0.2 m3/h；
L支－支管长60m；
St－毛管间距,m；1.0
经计算：Q支=24(m3/h)
（3）干管流量计算
按轮灌区的划分，任意一段分干管流量等于最不利情况时的同时工作支管的流量之和,即
Q干= Q支×1条支管=24m3/h
（4）主管流量计算
Q主= Q干=24(m3/h)
（5）水泵流量计算
Q泵=Q干管 =24 (m3/h)
3.2.4 经济管径的确定
管径的确定：D=
管内流速(m/s)V取1.2m/s
经计算：D主管=86.92mm 取125mmPVC管
D干管=86.92mm 取110mmPVC管
D支管=75.2mm 取75mmPE管
D毛管=6.87mm 取16mmPE管
3.2.5管网水力计算
（1）毛管水力计算
根据灌水器的流量和规定的允许流量偏差,计算毛管的最大允许长度,并按使用长度计算毛管的进口水头。滴灌区确定的毛管直径均相同，为Φ16mm。
计算参数确定：滴头流量偏差率qr=0.2，灌水器流态指数X=0.3
毛管均为等距多孔出流，确定为不变径管道。滴灌区取最不利轮灌区的典型支管进行计算。
其沿程损失按下式计算：
hf=f×L×Qm/Db
式中：hf－支管沿程水头损失，m；
f－摩阻系数；0.948×105
Q－流量，m3/h；
d－管道内径mm； 14
L－管道长度m； 60
m－流量系数； 1.77
b－管径指数； 4.77
经计算,毛管水头损失为：
沿程损失hf毛=0.76m，局部水头损失hj毛=0.04m，则h毛=0.8m
（2）支管水头损失计算
支管均为等距多孔出流，确定为不变径管道。滴灌区取最不利轮灌区的典型支管进行计算。
其沿程损失按下式计算：
hf=f×L×Qm/Db
式中：hf－支管沿程水头损失，m；
f－摩阻系数；0.948×105
Q－流量，m3/h；
d－管道内径mm；
L－管道长度m；60
m－流量系数；1.77
b－管径指数；4.77
经计算,支管道水头损失为：
沿程损失hf支=2.3m，局部水头损失hj支=0.11米，则h支=2.41m
（3）主管水头损失
经计算hf干=5.90m，hj干=0.3米, h干=6.20m。
（4）干管进口处要求的工作水头
滴灌区干管进口处的工作水头：
H0=h毛+h支+ h主 =12.79(m)
（6）系统总扬程
① 干管入口处的工作水头：H0=12.79m；
② 灌水器要求的工作水头：h=1.5m；
③ 首部枢纽系统水头损失：h首=10m
④ 井位与地形高差△z取2m
⑤ 动水位：16m
⑥ 井管水头损失h井:
h井=6.25×105×hjL井管
式中：Q－泵设计流量32m3/h；
D－井吸程管内径75mm；
hj－水泵全程的局部水头损失,取1.1；
L井管－泵吸程管长度,取25m。
代入式内计算得：
h井=3.4m
系统总扬程：H=H0 +h首+△h＋h井+△z =29.8m
14）机泵选配
根据计算扬程和流量。出水管用DN＝75mm。选200QJ50-65/5型井用潜水泵2台，每台泵的流量50m3/h，扬程65米，配套功率15KW，配套电缆3×6，控制开关型号DZ15-40。项目区主要水源采用扬黄灌溉水系，已打1眼机井做补充水源。所选水泵能够满足设计要求。
5 管网总体规划设计
5.1 管网布置原则
（1）根据玉米种植要求及采用的灌溉技术，要求输水管要适合灌溉要求。
（2）因地制宜，结合首部位置和玉米最佳种植方向的要求，使管道总长度最短和尽量少穿越其它地物。
（3）确保玉米用水要求，调水便捷，管理维修方便。
（4）管道的纵剖面应力求平顺，输配水管主、支管采用PVC、PE管，均地埋；毛管采用PE管，毛管置于地膜下面。
5.2 工作制度的确定
根据灌溉系统的布置，为保证系统持续稳定的压力，分散水流，降低管道水头损失，因此将一个温棚划分为两个轮灌区。详见平面布置图。
6 灌溉系统的施工及安装
6.1 工程施工
（1）施工前的准备
①应检查图纸、文件等是否齐全，并校对是否与灌区水源、地形、作物种植及首部位置相符，发现问题应及时与设计部门协商，提出合理修改方案。
②应检查现场，制定必要的安全措施，并严格按工期要求编制施工计划。建立施工组织，拟定放样、定线等各项施工顺序，编制劳力、工种、材料、设备、工程进度计划，制定质量检查方法。
③施工前应按设计要求检查工程设备器材、准备好施工工具。严格按照工期要求制定计划，确保工程质量，并按期完成。
（2）施工基本要求
①施工必须严格按设计进行，若修改设计应征得设计部门同意。
②施工中必须随时检查质量，发现不符合要求的应坚决要求返工，不留隐患。对隐蔽工程必须填写《隐蔽工程纪录》才能进入下道工序施工。
③施工过程中应做好施工记录，施工结束后编制竣工图，编写竣工报告。
④施工中应注意防洪排水保护林草植被，做好弃土处理。
⑤全部工程施工完成应及时编制竣工报告。
（3）施工程序
①施工放样：现场应设测量控制网，并保留到施工完毕。放样包括主、支管的管线。
②管道铺设：在铺设管道前要对管材、管件、橡胶圈等重新作一次外观检查，发现有问题的管材、管件均不得采用。管道在铺设的过程中可以有适当的弯角，但曲率不得大于管径的300倍。
6.2 设备安装
（1）安装前的准备
①安装前工作人员应了解各种设备性能，熟练掌握施工安装技术的要求和方法。
②准备好安装用的各种工具和测试仪表：如扳手、管钳、生料带等。
③确定与设备安装有关的土建工程已经验收合格，并按设计文件要求，全面核对设备规格、型号、数量和质量，严禁使用不合格产品。
（2）首部枢纽设备安装
①施肥设备应安装在控制阀的前面，其进、出水管与灌溉管道连接应牢固，如使用软管，应严禁扭曲打折。
④测量仪表和保护设备安装应按设计要求和流向标记进行。
（3）管道安装
①对塑料管规格和尺寸进行复查，管内必须保持清洁。
②PE管连接时其管件应连接紧密，以防止漏水。
7 灌溉系统的验收
1）保修责任期满后，灌溉系统运行正常，无跑、冒、滴、漏现象。
2）玉米生长正常，无旱涝不均现象。
3）管道无丢失、损坏、堵塞现象。
4）灌溉系统的隐蔽工程，必须在施工期间进行验收，合格后方可进行下道工序。隐蔽工程检查合格后，应有签证和验收报告。
5）进行全系统的试运行，对各项技术进行实测并出据测试报告。
8 工程量预算依据
（1）计划利润：按直接费与间接费之和7%计取。
（2）税金：按直接费、间接费、计划利润之和5.37%计取。
（3）按水利部水建[1994]284号规定，采用（86）《水利水电建筑工程预算定额》编制设计概（估）算工程单价，其定额中用金额表示的其它费用，从1988年起逐年乘以1.05的调价系数。
定额不足部分参考相关专业定额。

宁夏佳昱工程技术有限公司
二○○九年七月

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