镇茶园喷灌工程建设方案.doc

***县￥￥镇大坪村茶叶基地
喷灌工程建设方案

一、项目概况
***县￥￥镇大坪村茶园喷灌项目区位于***县东南部￥￥镇境内,距县城15公里，交通方便。地貌以浅山、丘陵为主，项目区内四季分明，温暖湿润，植被覆盖率高，大气质量好，适宜种植茶树。现项目区内茶园面积已达2700余亩。
***县地处中纬度亚热带湿润季风气候区，受地貌形态影响，其气候呈现为复杂多变、垂直差异大的山地气候，常年日照时间相对偏少，云雾较多，温差悬殊，雨量充沛但时空分布不均。区域气候四季分明，雨热同期，春秋短，夏秋长。全县多年平均降雨量为1552.4mm，降水在年内分布不均，年降水量的40-50%集中在第二季度。
由于县境内高山、丘陵及盆地共存，地形差异变化大，同时雨量在年内分布不均，因此暴雨季节产生的洪涝灾害和无雨季节的干旱年内也同时并存。
茶树基地一般土地比较贫瘠，生产季节经常出现“伏旱”和“秋旱”，有时也有“春旱”，对茶叶产量质量影响很大。茶园土壤相对含水量在50-75%时最适宜茶树生长，若低于50%时茶芽生长缓慢，如果减少到30%，茶芽生长停止，持续时间长时，茶树会出现萎蔫甚至死亡现象。若土壤相对含水量大于75%，茶树受渍，生长受抑制，持续时间较长将会死亡。
经灌溉与不灌溉对比试验，适量的灌溉，茶叶产量及质量大幅度提高，因此，茶树基地需进行节水灌溉，经济效益非常可观。
喷灌具有节能、省水、省工、增地、增产等优点，是一项先进的灌溉技术。项目区具有较好的兴建喷灌的多方面条件，实施喷灌是切实可行的。实施喷灌工程，对提高灌溉技术水平，节约用水和科学灌溉，促进区域经济发展具有重要作用，应尽早实施。
二、工程主要建设内容、标准及布局
2.1主要建设内容
本项目建设在￥￥镇大坪自然村茶园基地，规划修建蓄水池一口，加压泵房一处，PVC管8.05KM，排水沟1.6KM,总土石方0.19万方。排水沟主要布置在坡面集水地段，采用现浇砼衬砌，规格为底宽0.4，深0.4米矩形渠道。蓄水池两端与排水沟连接，蓄水池布置在地形有利，岩性良好、蓄水容量大，工程量小。蓄水池设计平面尺寸为8*6，高4米，采用钢筋砼结构。喷灌用管材主要以其工作可靠，价格低廉，使用年限长，内壁光滑以及安装施工容易等方面选材，本项目选择PVC管材。
2.2喷灌系统规划布置
2.2.1喷灌系统规划原则
喷灌工程的设计应遵守以下原则：
1、喷灌工程的总体规划应根据灌区地形、土壤、气象、水文以及水文地质、作物种类以及社会经济条件，通过技术经济比较确定。
2、应符合农田水利规划的要求，应与道路、林带、供电等系统以及居民点的规划相结合，统筹安排。
3注意经济效益，在保证喷洒质量，运行安全可靠和管理方便的前提下，尽量降低投资造价和运行费用，并尽可能考虑喷灌设备的综合利用。
4、注意节省能源，充分利用自然水头，尽量发展加压喷灌综合考虑水源水位，灌区地面高程变化地块分布，输水距离以及可供选择的设备规格等因素，对全灌区进行压力规划，作出压力分区。
2.2.2喷灌系统的布置原则
喷灌系统的布置一般应遵循以下原则：
1、喷灌支管应尽量与耕地方向平行；
2、喷洒支管应尽量与作物种植的垄向保持一致；
3、喷洒支管最好平行等高线布置，至少应尽量避免逆坡布置；
4、在风向比较恒定的灌区，喷洒支管应尽量避免平行风向布置；
5、给支管配水的干管或分干管，其布置的位置应尽量使多数的喷洒支管长度相同。
2.2.3喷灌系统规划布置方案
茶园所在地地形坡度较大，距灌区1500米处落差可达25米以上，且茶园位置地形坡度变缓，故拟定采用加压喷灌。考虑项目区地形为一面坡，便于支管移动，拟采用半固定式喷灌系统，即干管为固定管道，支管为移动管道。根据地形，主干管平行等高线布置，分干管采用梳子形布置，垂直于等高线和干管，移动支管垂直于分干管平行等高线布置，并且垂直于主风向。考虑运行方便，主干管进口处设置一进水闸阀，每条分干管进口设置1个闸阀。为放空管道，每条分干管末端设一泄水闸阀，闸阀后设变径，再由Φ50软管接于地面。出地管下端由三通和分干管相接，上端与给水栓相接，为便于运行管理，各支管接头设置给水栓，并配置快速接头。拟定埋地管净埋深为0.8米。
三、喷灌系统设计
3.1灌水定额和灌水周期
3.1.1、灌水定额
m=0.1rh(β1—β2)1/n
式中：m—设计灌水定额(mm)；
h—计划湿润层深度( cm)
一般大田作物取40—60cm，本地取h=40cm；
β1—灌溉后土层允许达到的含水量上限；β1=27%；
β2—灌溉前土层含水量下限，β2=21%；
η—喷洒水的有效利用系数；
本地全年平均风速4.5m/s，η=0.7；
r—土壤容量，r=1.45g/cm3 ；
m=0.1×1.45×40×(27－22)/0.7=41.43mm ；
折合为每亩立方：41.43×667/1000=27.8m3/亩。
3.1.2设计灌水周期
T=M/w×η
式中T—设计灌水周期(天)；
m—设计灌水定额(mm)；
w—日需水量(mm/d)取临界期日平均需水量，根据资料，取w=4mm/d。
则灌水周期T=27.8/4×0.7=4.87(d)
取灌水周期为5天。
3.2确定喷灌面积
项目区包括厂房北侧茶园面积0.15万亩，厂房西侧茶园面积0.12万亩。
3.3喷头的选择和组合间距
3.3.1喷头选择和组合间距的基本要求
选择喷头和确定组合间距的具体要求为：
1、喷灌强度不超过土壤的允许灌溉强度值；
2、本地区土壤为砂壤土，允许喷灌强度为15mm/h。喷灌均匀系数应大于75%；
3、雾化指标(hp/d )值不低于作物要求的数值。
本项目区作物为茶叶，故雾化指标hp/d应大于3000—4000；
4、喷灌工程在技术上应为技术先进，运行费用低。
3.3.2喷头选择和组合间距的确定
1、喷头及其参数
根据产品目录选择PY1—20型喷头，具体参数详见下表。
喷头PY1—20型喷头工作参数表—1
喷咀直径
（mm）
工作压力
（kpa）
喷头流量
（m3/h）
喷头射程
(m)
喷灌强度
(mm/h)
8
300-400
3.94-4.55
20-22
3.13-3.01
2、喷头及其组合间距的设计
因本项目区主风向为南风，设计风速4m/s，根据（喷灌工程技术规范）表4.2.4，垂直风向(0.8~0.6)R，平行风向(1.1~1)R，用内插法求垂直风向0.69R，平行风向1.05R，采用全圆式喷洒矩形布置，则：
支管垂直风向布置，沿支管的喷头间距a与风向垂直。PY1型喷头，垂直主风向间距a=0.69R=0.69×20=13.8m，取a=14m。
平行主风向间距b=1.05R=1.05×20=21m，取b=21m。
本喷灌系统支管垂直主风向布置，喷头间距采用18m，支管间距采用20m，这样喷头组合形式采用圆形喷洒矩形布置，在设计风速时喷灌均匀系数不低于75%。
3、喷头及其组合间距的校核
A、雾化指标
p=h/d
式中：h—压力水头，取PY1—20型喷嘴压力300kpa；
d—喷嘴直径（mm），取8mm。
代入上式：
p=h/d＝300×100/8＝3750
满足规范要求，大于作物允许雾化指数3000—4000。
B、校核组合喷洒的喷灌强度
设计喷灌强度P=KW×CP×PS
式中：P—设计喷灌强度；
KW—风系数(多支管多喷头同时喷洒，所以取KW=1)；
Cp—布置系数；
Cp—πR2/( a×b)=(3.14×202)/(18×20)=3.49
PS—单喷头全圆喷洒一，设计喷灌强度，查表=3.13mm/h
代入上式
p=Kw×Cp×PS=1×3.49×3.13=10.9mm/h＜15mm/h,
满足要求。
3.4作业方式
3.4.1确定喷头在工作点上喷洒的时间
t=ab×m/1000q
式中：t—喷头在工作点上喷洒的时间( h)；
a—喷头沿支管的布置间距，取18m；
b—支管的布置间距，取20m；
m—设计灌水定额(mm)，65.3mm；
q—喷头流量(m3/h)，取3.94
代入上式
t=(18×20×41.4)/(1000×3.94)=3.78(h)
取t=4(h)。
3.4.2喷头每日可喷洒的工作点数
n=tr/(t+ty)
式中：n—每日可喷洒的工作点数；
tr—每日喷灌作业的时间(h)，取24h；
t—喷头在工作点上喷洒的时间(h)，取24h；
ty—移动，拆装和启闭喷头所需时间，取0。
n=24/4=6
即支管每天可喷洒6个位置。
3.4.3每次同时喷洒的喷头数
按水源可供的最小流量来计算
N=Q/q
式中:N—每次同时喷洒的喷头数；
Q—水源可供的最小水量(m3/h)，按0.5m3/ s计算；
q—喷头流量(m3/h)，取3.94m3/h
代入上式：
N=0.5×3600/3.94=456.8(个)
取N=450(个)
3.4.4 每次同时喷洒的支管数
根据每次同时喷洒的喷头数，考虑喷头间距，拟定每条支管上安装10个喷头，即喷洒200米，同时喷洒的支管数为45条。
四、管材选择和水力计算
4.1管材选择
选择喷灌用管材主要以其工作可靠，价格低廉，使用年限长，内壁光滑以及安装施工容易等方面选材。本工程管材拟选择PVC管材。
4.2水力计算
4.2.1主干管、干管、分干管设计流量计算
因各条分干管控制面积相等，各分干管上工作的支管数量相同，所以各分干管设计流量相等，即：
Q分干=n喷×q
式中：Q分干—分干管设计流量(m3/h)；
n喷—每条分干管上同时工作的喷头数；
q—喷头在设计工作压力下喷水量(m3/h)。
代入上式：Q分干=n喷×q=3.94×10=39.4m3/h。
主干管设计流量： Q主干=n分干×Q分干
Q主干—主干管设计流量(m3/h)；
n分干—同时工作的分干管条数；
Q分干—分干管设计流量。
代入上式：Q主干=n分干×Q分干=13×39.4=472.8(m3/h)
干管设计流量Qi干 =Q主干－i×Q分干(i从1到10)
式中：Qi干—第i条分干管后的干管；
i——分干管编号，i从1到10；
Q分干—分干管的设计流量。
2、主干管、干管、分干管的水头损失计算
(1)管径的确定
根据各级管道的设计流量，进口水头，地形高差和喷头工作压力，利用可供损失的水头反求管径。
通过计算，确定主干管直径为400mm ,分干管直径90 mm， 75mm。
(2)各管段的水头损失计算
沿程水头损失计算采用公式：
hf=Q2L/K2
式中：hf—沿程水头损失(mm)；
Q—管道设计流量(m3/s)；
K—K=WC
C—谢才系数，m1/2/s;；
R—水力半径(m)。
局部水头损失计算采用公式：
hf=ξv2/2g
式中：ξ—局部水头损失系数；
v—流速，(m/s)；
g—重力加速度(m/s2)；
五、投资概算
5.1编制依据
⑴概算按水利厅《水利工程设计概（估）算编制规定》（赣水建管字〔2006〕242号）及配套定额和其他有关专业定额进行编制，设备（含管材）定额缺项的可按设备（含管材）费的15%计算安装费；管网附件按管材费的5%计算。
⑵价格水平为2010年第一季度价格水平。
⑶基础价格
①人工预算单价，按《水利工程设计概（估）算编制规定》（赣水建管字〔2006〕242号）计算。
②经调查分析计算，施工用电价格为0.92元/kw·h，风价为0.16元/m3，水价为0.43元/m3。
③主要材料预算价格按2010年第一季度***县城建局定额站调查价格水平进行工程概算，由原价、运杂费、采保费构成，其原价采用购买地的市场批发价或出厂价，采保工程概算，由原价、运杂费、采保费构成，其原价采用购买地的市场批发价或出厂价，采保费以3%计取，具体价格详见材料预算价格汇总表。
材料单价：
中砂：30元/m3（集镇采购）
卵石：27元/m3
钢材：3900元/t
水泥：370元/t
木材：700元/m3
④主要设备（管材、件）的预算价格，根据设计选用的型号和规格，通过生产厂家或供货单位调查或询价确定原价。（见预算价格表）
⑷费用标准
建筑、安装工程费用取费标准按《江西省水利水电工程设计概（估）算编制规定》（赣水建管字〔2006〕242号）Ⅳ类工程计取（附各项费率表）：
①临时工程除施工导流、施工线路、施工交通外，其他按建安工作量的1%计列。
②建设管理费按建安工作量的1.5%计算，工程监理费按建安工作量的2%计算，勘测设计费按建安工作量的3%计算。
③定额编制管理费按《水利工程设计概（估）算编制规定》（赣水建管字〔2006〕242号）计列。
④基本预备费按一至四部分投资的3%计算。
⑸工程占地及拆迁、水土保持、环境保护费按有关规定计算。
⑹设计工程量及施工方法。
5.2工程概算总投资
工程概算总投资由建筑工程费、设备（输配水管网）及安装工程费、独立费用、水土保持与环境保护费组成，￥￥镇茶园喷灌工程工程概算总投资105.9万元，其中，建筑工程费14.78万元，设备（输配水管网）及安装工程费66.22万元，水保与环保费2.0万元，独立费用17.95万元，预备费4.95万元。
5.3工程概算表
工程概算总表 单位:万元
编号
工程或费用名称
建安工程费
设备购置费
独立费用
合计
Ⅰ
建筑工程
14.78
66.22
17.95

一
取水工程
9.26

二
加压泵房
3.47

三
其他工程
2.06

Ⅱ
机电设备及安装工程

63.64

Ⅲ
金属及安装工程

2.58

Ⅳ
独立费用

17.95

Ⅴ
Ⅰ～Ⅳ合计

98.95

基本预备费
4.95

4.95

静态总投资

103.90

水土保持费

1

环境保护费

1
Ⅵ
总投资

105.90
建筑工程投资概算表 单位：万元
序号
工程和费用名称
单位
数量
单价
合价
备注
Ⅰ
建筑工程

14.78

一
取水工程

9.26

1
土方开挖
m3
592.0
11.24
0.67
含安装
2
石方开挖
m3
30.0
45
0.14
含安装
3
C20砼
m3
230.8
349.6
8.07

4
钢筋
t
0.2
5464.8
0.11

5
模板制安
m2
112.0
25.06
0.28

二
加压泵房

3.47

1
供水泵房
m2
28.1
500
1.40

2
土方开挖
m3
254
11.24
0.29

3
石方开挖
m3
45
45
0.20

4
C20砼
m3
45
349.6
1.57

三
其他工程

2.06

1
临时房屋建筑工程
m2
80
250
2.00

2
其他建筑工程

0.06

3
场地平整
m2
200
2.8
0.06

机电设备及安装工程估算表
序号
名称及规格
单位
数量
单价(元)
合价(万元)
备注
Ⅱ
机电设备及安装工程

63.64

一
供水泵
套
1
9000
0.9
含运费安装等
二
发电机
套
1
15000
1.5
含运费安装等
三
变频电机
台
2
15000
3
含运费安装等
四
变压器
套
1
25000
2.5
含线路
五
闸阀
万元

0.5

六
办公设备及通讯设备
万元

1

七
检测仪表
万元

0.5

八
管网设备
万元

53.74

1
直径400PVC管
m
1400
280
39.20
1.0mpa
2
直径90PVC管
m
3500
16
5.60
1.0mpa
3
直径75PVC管
m
3150
9.5
2.99
1.0mpa
4
管网配件
%
20
47.79
5.95

独立费用概算表
编号
工程或费用名称
建安工程费
设备购置费
独立费用
合计
Ⅰ
建筑工程
14.78
66.22
17.95

一
取水工程
9.26

二
加压泵房
3.47

三
其他工程
2.06

Ⅱ
机电设备及安装工程

63.64

Ⅲ
金属及安装工程

2.58

Ⅳ
独立费用

17.95

Ⅴ
Ⅰ～Ⅳ合计

98.95

基本预备费
4.95

4.95

静态总投资

103.90

水土保持费

1

环境保护费

1
Ⅵ
总投资

105.90

五、工程施工与运行管理
5.1工程施工
为了保证工程投入使用后正常运行， 工程安装施工必须严格把关，本工程施工除按有关“施工规范”严格控制外，还应注意以下几点：
1、输水管首端与水源连接，应在管道、水源放线的现场同时作好衔接。
2、管道开挖与管道埋设：管道埋设深度应在最大冻土层之下，管道开挖应严格按设计要求进行，开挖完毕后，应及时组织抽样验收，符合设计要求方可下管安装。管道运到施工现场后，根据管径，如发现质量问题立即标上记号，不予使用。下管应注意，对于柔性接头，凡是承口处被碰掉(局部)或插口处被碰掉1/2以上的管道，均不能使用，如果采购量不大，可修补后使用。如果管道出现裂缝，也不能使用。下沟后的管道，应再检查一次质量。
3、管道安装：管道连接建议使用套管式连接。在连接时，将两节管子用套管涂抹粘合剂后承插连接，连接时，注意密封圈放置。在管道安装工作间断期间，应及时封闭敞开的管口。
4、闸阀按设计要求进货，安装时需用砖或卵石浆砌闸阀座。
5、管道试压试验：管道安装完毕后，各单项工程技术负责人员，应全面认真地检查各分项工程的质量，如发现问题，再上报组织检验。经严格认真检验后，方可对管道进行预埋浸泡，一般UPVC管预压浸泡24小时，方可进行试压。
在开始浸泡管道时，先放水冲管，一般冲管时间约15分钟即可。
浸泡管道时，先浸泡小径管，后浸泡大径管。在浸泡管道时，应组织人员逐条检查灌水后的管道，发现漏水管道，应及时修补，试压时，应缓慢灌水充管，试压方式应从大管到小管逐步试压，直到整体工程达到试压合格为止。
试压完毕后在管道工程运行阶段应对喷灌系统进行种种数据的测定，如测定各工作区的工作压力、测试喷灌强度、测试喷灌均匀度等，与设计数据进行对照。
6、管槽回填：建议使用分层压实法，分层回填，分层夯实，使回填土密度达到设计要求，管槽回填应在管道充水的情况下进行。一般分两步回填，第一步先回填管身及管顶以上300mm，第二步回填其余部分。第一步回填土应用松散并比较纯净的土，不能抛填。回填土不得含有砖、石、瓦片以及冻土和大的硬土块等。每层土厚不超过300mm，并需仔细夯实，密度要求达到最大密度的95%，管身和接头部分的回填要求两侧同时进行。第二步回填时，每次回填厚度亦不能超过300mm，仔细夯实，回填土应略高于地面。
5.2运行管理
5.2.1管理组织机构
工程建成后，交镇水管所负责管理。
5.2.2财务管理制度
由水管所设立专门帐户实施管理，水费实行按亩收费，统一征收的办法，做到以水费养设备，保证设备的正常运行。
5.2.3种植管理制度
由水管所与村委会协商，考虑喷灌特点，对种植作物合理布局，合理倒茬，以利于提高喷水效益。
5.2.4作业管理制度
管理人员必须了解喷灌的规划设计和压力分区，严格按设计的轮灌制度实行灌水，不得延长喷水时间和重喷。严格按设计要求启闭闸阀。每年喷水结束后，喷灌地面移动设备必须清洗后放入库房内，不得放在露天。移动支管必须平直放置，喷头要上油，田间小阀门须上油保护。必须关闭进水总阀，利用分干管末端泄水闸及泄水软管泄空管中剩水，防止冻坏。

15