辽宁广播电视大学双向视频课程《水利工程设计导论》

第十五讲

主讲教师 :谷云香

第 10 章 节水灌溉工程设计10.1 节水灌溉工程设计的基本内容

10.1.1 节水灌溉工程设计的原则和标准 10.1.1.1 节水灌溉工程设计的原则

为了减少水量损失 , 提高警惕灌溉水利用系数 , 节约灌溉用水 , 目前在我国经济发展较快地区、干旱与半干旱地区，广泛采取了节水灌溉技术，如喷灌、滴灌、低压管道灌水等。然而，对于大田来说应用最为普遍的节水灌溉工程之一就是喷灌技术。对于节水灌溉工程设计，喷灌必须全面了解和掌握灌区基本情况，并遵循以下原则：

1 、喷灌工程规划应纳入农业区划及水利规划，三者必须统一考虑；

2 、喷灌工程规划必须有充分的经济谁，进行可行性分析。

3 、注意节约能源，在有自然水头可以利用的地方，应尽量发展自压喷灌或部分自压喷灌。

4 、尽量使喷灌设备综合利用，发挥最大经济效益。

5 、贯彻实事求是的原则，从实际出发，量力而行，循序渐进，讲求实效。

10.1.1.2 节水灌溉工程设计的标准

灌溉工程的设计标准 , 一般化可用灌溉设计保证率或抗旱天数表示 . 前者多用于大中型灌溉工程及综合利用工程的规划设计 , 而后者多用于小型灌区和农田基本建设规划设计。

灌溉设计保证率，是指灌区用水量在多年期间能够得到满足的几率，一般以正常供水的年数或供水不破坏的年数占总供水年数的百分数表示，与各地自然条件、经济条件等有关，多介于 50% ～ 95% 之间。一般缺水或以旱作物为主的地区其值较低，而丰水或以水稻为主的地区较高。

抗旱天数，是指灌溉设施在无降雨情况下能满足作物需水要求的天数，它反映了灌溉设施的抗旱能力 。

对于具体的喷灌工程，其设计标准的确定，就是采用一定的灌溉保证率。然后从以往的年份中，通过对有关资料组成的较长系列进行频率计算，选出符合所确定的灌溉保证率的某一年作为设计代表年，并以该年的自然条件作为拟定喷灌溉灌溉制度和规划水源工程的依据。

10.1.2 节水灌溉工程设计的基本内容 对于喷灌工程规划设计，一般包括可行性研究和技术设计两个阶段喷灌面积较小或投资嘛产的项目，也可以仅进行技术设计一个阶段。

10.1.2.1 可行性研究阶段

可行性研究阶段 , 应提交的成果主要包括设计任务书和喷灌工程规划布置图 . 设计任务书的内容和编制顺序 , 可参照下述格式 。

1 、设计任务书的主要内容

1）包括自然、生产和社会经济条件等几方面。其中，自然条件有地理位置、地形农业气象条件、水源情况、土壤、作物等。

2）喷灌工程可行性分析

3）喷灌系统类型选择；

4）投资概算和经济效益分析

2 、系统规划布置图

喷灌系统规划布置图，主要是在地形图上绘出灌区范围、水源工程和主要管（渠）系统的初步布置图。

10.1.2.2 技术设计阶段

技术设计阶段 , 应提交设计说明书和设计图纸。

1、设计说明书的主要内容

技术设计阶段设计说明书的主要内容，包括基本资料、系统选型、作物灌溉制度 拟定、灌溉用水量计算、水源分析、水源工程规划、系统平面布置、喷灌工作制度确定、管材及管径选择、管道纵断面主设计、系统结构设计、水泵及动务选配、设备材料用量及投资预算、经济评价、施工安排、运行管理制度制定等。

1）基本资料分析

与设计任务书阶段相同，但应根据设计要求作进一步细化。

2）灌溉系统选型

一般应在设计任务书阶段进行充分谁，本阶段可以不做。

3）作物灌溉制度 拟定灌溉用水量及用水过程计算

4）水源工程规划

5）系统平面布置

6）喷头选型及组合

7）确定喷灌工作制度及轮灌方式

8）管材及管径选择

9）管道貌岸然纵断面及系统结构设计

10）水泵及动力选取配

11）投资预算及工程经济评价

12）工程施工安排

13）管理制度制定

2、设计图纸要求

喷灌设计图纸主要包括 工程平面布置图、管（渠）纵剖面图、管道结构示意图、工程建设设计图等。一般要求如下：

1）工程平面布置图

2）管（渠）的纵剖面

3）管道结构示意图

4）工程建设设计图

第 10 章 节水灌溉工程设计10.1 节水灌溉工程设计的基本内容

10.1.3 节水灌溉工程设计方法 10.1.3.1 灌溉制度的拟定及用水量计算

对于喷灌工程设计灌水定额和灌水周期，一般应根据当地试验资料或通过实地调查确定，也可通过当地气象资料，按照彭曼公式计算。资料缺乏的情况下，可按《喷灌工程技术规范》确定作物的日耗水量，进而计算喷灌设计灌水定额。

1 、设计灌水定额

1）计划湿润层深度 h ； 2）适宜土壤含水量上、下限；3）喷洒水利用系数 η 。

2 、设计灌水周期

10.1.3.2 水源工程规划 与一般灌溉工程水源规划相比，喷灌工程水源规划应注意如下几个问题。 1 、来水量分析 2 、水源蓄水工程形式确定 10.1.3.3 喷灌工程的布置 喷灌工程的布置，应遵照管道系统布置的一般原则，选择管网布置以及喷灌系统的形式。 1 、管道系统布置原则 1）管道总长短，工程投资低 2）支管布置平行等高线 3）支管等长，规格相同 4）与作物耕作相协调 5）与综合规划相结合 6）便于用水和管理 2 、管网的布置形式 1）树状管网； 2）环状管网； 3）鱼骨状布置

3 、喷灌系统形式选择

10.1.3.4 喷头的选择和设计喷灌强度确定

1 、喷头的选择

2 、喷头的喷洒方式

3 、设计喷灌强度确定

10.1.3.5 喷头组合间距确定

1 、先选喷头的方法

2 、先确定控制参数的方法

3 、先定组合间距的方法

10.1.3.6 喷灌工作制度

10.1.3.7 管材和管径选择

1 、管材选择

2 、输配水管管径计算

10.1.3.8 管道水力计算

10.1.3.9 水泵和动力选配

10.1.3.10 管道系统结构设计

管道系统结构设计，主要包括各级管道连接方式确定，各种管件规格选定，绘制自制部件及附属建筑物、阀门井、镇墩结构图等，台参见有关书籍。

10.2 工程设计实例1 、基本资料

2 、设计内容

3 、灌水定额和灌水周期的拟定

4 、确定管系总体布置

5 、选择喷头、确定组合间距

6 、拟定喷灌工作制度

7 、编制轮灌顺序

8 、管道设计及水力计算

9 、水泵与动力设备的选配

10 、绘制工程设计图

11 、主要设备与投资预算

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