-灌排设计说明书.doc

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目录
一、基本资料 1
1.地形 1
2.气象 1
3.土壤 1
4.水源 1
5. 灌溉设计保证率 1
6.作物对灌水的要求 1
二、灌溉制度的计算 2
1、土壤计划湿润层内的水量平衡公式 2
2、旱作物播前的灌水定额计算。 2
3、作物需水量的计算： 3
4、计算渗入土壤内的降雨量 4
5、计算生育期内地下水补给量 4
6、计算计划湿润层允许的最小储水量和最大储水量 4
7、计算由于计划湿润层增加而增加的含水量 5
8、用水量平衡图解法确定灌溉制度 6
三、喷灌系统规划设计 7
1、喷头选定： 7
2 喷灌技术参数校核 8
3喷灌工作制度 10
四、 管道系统的流量计算 12
1管网与管道的设计流量 12
2管网的设计流量 13
3管径的确定 13
4 沿程水头损失计算 14
5.局部水头损失的计算 16
五、水泵的选择 16
六、设备用量与材料细表 17
主要参考文献 18

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灌溉排水工程学课程设计
一、基本资料
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。
2.气象
项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
月份
4
5
6
7
旬
上
中
下
上
中
下
上
中
下
上
中
下
m3/亩

11
14

12
17

5

8

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% 。
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。
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%。
6.作物对灌水的要求
该地区适宜种植的作物为小麦。
小麦生育阶段及模比系数
日期
28/3~6/5
7/5~28/5
29/5~6/6
7/6~20/6
21/6~9/7
10/7~25/7
模比系数
25
12
11
20
24
10
计划湿润层深度（m）

0.5

0.6

0.7

二、灌溉制度的计算
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。
1、土壤计划湿润层内的水量平衡公式

式中 ——时段末土壤计划湿润层内的储水量（）
——时段初土壤计划湿润层内的储水量（）
——由于计划湿润层增加而增加的水量（）
——土壤计划湿润层内保存的有效降雨量（）
——时段内的地下水补给量（）
——时段内的灌溉水量（）
——时段内的作物需水量（）
2、旱作物播前的灌水定额计算。
一般可按下式计算：

式中：——计划湿润层深度（）

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——允许最大土壤体积含水率（）
——灌前计划湿润层深度内土壤平均体积含水率（）
根据所给资料，可以得到播前灌溉定额为

播前灌水的目的在于保证作物种子发芽和出苗所必需的土壤含水量。通过查阅小麦的种植技术和小麦种子发芽时的土壤含水量为田间持水量的60%~70%，因此在这里保证生育初期的土壤含水量为70%。在播前灌水后，土壤的含水率为75%，考虑到蒸发损失及土壤较好的保水性，将播前灌水时间提前在生育初期5天进行，即播前灌水时间定为3月23日。
3、作物需水量的计算：
使用“值法”计算，计算公式为：

式中：——作物全生育期内的总需水量（）
——作物单位面积产量（）
——需水系数（）
则作物全生育期内的总需水量。
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：为某一生育阶段作物需水量；为需水量模系数；的意义同前。
各生育阶段的作物需水量计算结果如下表：

日期
28/3~6/5
7/5~28/5
29/5~6/6
7/6~20/6
21/6~9/7
10/7~25/7
模比系数
25
12
11
20
24
10
各生育阶段作物需水量（mm）
135
64.8
59.4
108
129.6
54
4、计算渗入土壤内的降雨量
各旬有效降雨量及逐旬有效降雨累积量如下表：
月份
4
5
6
7
各旬有效降雨量（mm）
上
中
下
上
中
下
上
中
下
上
中
下

16.5
21.0

18.0
25.5

7.5

12.0

逐旬累积有效降雨量（mm）

16.5
37.5

55.5
81.0

88.5

100.5

5、计算生育期内地下水补给量
生育期内的地下水补给总量，近似的认为地下水在生育期内均匀补给。小麦的整个生育期是120天左右，则平均每天地下水补给量为40/120=0.333=0.5mm。因而，全生育期内小麦地下水补给的累积值如下表：
日期
28/3~6/5
7/5~28/5
29/5~6/6
7/6~20/6
21/6~9/7
10/7~25/7
累计天数
40
22
9
14
19
16
地下水补给量累积值（mm）
20
11
4.5
7
9.5
8
6、计算计划湿润层允许的最小储水量和最大储水量
根据公式、计算。计算结果如下表：
日期
28/3~6/5
7/5~28/5
29/5~6/6
7/6~20/6
21/6~9/7
10/7~25/7
计划湿润层深度（m）

0.5

0.6

0.7
计划湿润层允许的最小储水量（mm)
101
121.2
141.4
计划湿润层允许的最大储水量（mm)
189.375
227.25
265.125
7、计算由于计划湿润层增加而增加的含水量
的计算公式为：
式中：为计算时段初计划湿润层深度（mm）；为计算时段末计划湿润层深度（mm）；为（）深度内土层中的平均体积含水率（）。
由于各生育阶段计划湿润层增加的厚度均为0.1m，因此
将计算成果整理得如下表：
日期
（日/月）
计划湿润层
深度（m）
允许储水量（mm）
需水量ET（mm）
计划湿润层增加
而增加的水量
WT(mm)
地下水补
给量
K（mm）
ET-WT-K
(mm)
Wmin
Wmax
阶段值
累计值
阶段值
累计值
28/3-6/5
0.5
101
189.375
135
135
0
0
20
115
7/5-28/5
64.8
199.8
0
0
11
188.8
29/5-6/6
0.6
121.2
227.25
59.4
259.2
11.36
11.36
4.5
243.34
7/6-20/6
108
367.2
17.68
29.04
7
331.16
21/6-9/7
0.7
141.4
265.125
129.6
496.8
15.76
44.8
9.5
442.5
10/7-25/7
54
550.8
13.28
58.08
8
484.72

8、用水量平衡图解法确定灌溉制度

1、ET累积曲线；2、ET-WT-K累积曲线；3渗入土层雨量累积曲线；4、WT累积曲线；5、Wmin累积曲线；6、灌溉制度曲线；7、Wmax累积曲线；8、K值累积曲线
根据计算及图解则可得出播前及生育期灌溉制度如下表。

小麦灌溉制度

灌水次序

灌水日期
灌水定额（）
灌水定额（）
播前灌溉
0
3月23日
63.13
42.1
生育期灌溉
1
5月6日
88.4
58.9
2
6月1日
105.7
70.4
3
6月20日
105.7
70.4
4
7月4日
83.3
55.5

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