-1-5、典型固定噴灌設計5.1固定噴灌設計項目區位于華士鎮***村東北角，規劃種植玉米、蜜桔、露天蔬菜等經濟作物、總面積約為60畝，大約為40000m2。鑒于固定式噴灌系統除具有噴灌系統的一般優點外，還具有使用操作方便、易于管理和保養、生產效率高、運行費用低、工程占地少等顯著優點，故本工程擬采用固定噴灌系統。5.1.1噴頭的選型及組合布置=1\*GB2⑴選擇噴頭及確定其參數初步設計干管、分干管和支管均采用UPVC管。噴頭采用等間距布置，即支管間距等于噴頭間距的正方形布置形式，江陰市土壤為砂壤土，各類土壤的允許噴灌強度如表1-1表1-1各類土壤的允許噴灌強度土壤類別允許噴灌強度(mm/h)土壤類別允許噴灌強度(mm/h)砂土20壤粘土10砂壤土15粘土8壤土12噴灌的霧化指標應根據噴頭工作壓力水頭和主噴嘴直徑的比值確定，對于主噴嘴為圓形且不帶碎水裝置的噴頭，設計霧化指標應符合表1-2的要求表1-2霧化指標種類霧化指標蔬菜及花卉4000～5000糧食作物、經濟作物及果樹3000～4000牧草、飼料作物、草坪及綠化林木2000～3000由于大多數蔬菜莖葉細嫩，噴灌水滴擊打強度過大，易損傷作物，因此宜選用霧化程度較好的中壓低強度噴頭，采用全圓噴灑噴頭。初步選擇PY120型搖臂式噴頭，其性能參數如表1-3所示表1-3PY120型搖臂式噴頭性能參數和工作參數型號噴嘴直徑（mm）工作壓力Hp（kPa）噴頭流量q（m3/h）噴頭射程（m）噴灌強度(mm/h)霧化指數PY12063002.1718.02.145000所選噴頭霧化指標滿足要求=2\*GB2⑵計算組合間距對于定噴式噴灌系統，如使用PY1系列噴頭，噴頭組合間距可按表1-4選取。表1-4噴頭組合間距設計風速(m/s)組合間距垂直風向Ka平行風向Kb0.3~1.6(1.1~1)R1.3R1.6~3.4(1.0~0.8)R(1.3~1.1)R3.4~5.4(0.8~0.6)R(1.1~1.0)R注：=1\*GB3①R為噴頭射程；=2\*GB3②在每一檔風速中可按內插法取值；=3\*GB3③在風向多變采用等間距組合時，應選用垂直風向欄的數值；=4\*GB3④表中風速是指地面以上10m高處的風速。垂直風向且采用等間距布置，由表1-3查得組合間距為0.9R，支管間距a、噴頭間距b計算得a=b=0.9×18.0=16.2m，取a=b=16m按此間距布置滿足噴灌均勻度的要求。=3\*GB2⑶校核組合噴灌強度噴灌時一般都是多個噴頭同時噴灑，各噴頭濕潤面積有所重疊，這時濕潤面積小于單噴頭噴灑濕潤面積，另外，隨著風速增加，濕潤面積也會減少，這時就應考慮到其系統的組合噴灌強度。按最不利情況考慮，當風向變化至平行支管時噴灌強度最大，組合噴灌強度按下式考慮式中——組合噴灌強度；——風系數，查表1-5；——布置系數，查表1-6；——噴頭流量，m3/h；——噴頭射程，m。表1-5不用運行情況下的值運行情況單噴頭全圓噴灑1.15v0.314單支管多噴頭同時全圓噴灑支管垂直于風向1.08v0.194支管平行于風向1.12v0.302多支管多噴頭同時噴灑1.0表1-6不用運行情況下的值運行情況單噴頭全圓噴灑1單噴頭扇形噴灑(扇形中心角α)360/α單支管多噴頭同時全圓噴灑多支管多噴頭同時全圓噴灑將設計風速v=3.0m/s代入得=1.12×30.302=1.56由表1-5查得單支管多噴頭同時噴灑情況下計算公式，并以a=16，R=18m代入得由此計算組合噴灌強度為所選噴頭滿足噴灌強度要求，組合間距為a=b=16.0m綜上計算，所選噴頭的噴灌強度、噴灌均勻度、霧化指標均滿足要求。5.1.2管網規劃布置根據地形，規劃區基本呈200m×200m的正方形，將設置干管1根，從水泵機組出口起算，長度165m，設置垂直干管的分干管8根，如圖1-1所示，分干管一～四長度為125m，分干管五～八長度為75m。長度依據地形確定。根據噴頭組合間距，各分干管下設若干條支管，埋于地下0.5m。圖1-15.1.3確定噴灌設計參數=1\*GB2⑴設計灌水定額和灌水周期根據有關資料，取蔬菜噴灌計劃濕潤層深度H=0.6m，根據表1-7土壤容重γ=1.40g/cm3，田間持水量β田=26%（占干土重的百分數），適宜土壤含水率上、下限分別取田間持水量的100%和70%，故設計灌水定額為取m=45m3/畝=67.5mm式中m——設計灌水定額，mm;γ——土壤容重，g/cm3，見表1-7;H——計劃濕潤層深度，cm；β1——適宜土壤含水量上限（重量百分比）；β2——適宜土壤含水量下限（重量百分比）。表1-7幾類土壤的容重和田間持水量土壤質地土壤容重田間持水量重量（%）體積（%）緊砂土1.45~1.6016~2226~32砂壤土1.36~1.5422~3032~42輕壤土1.40~1.5222~2830~36中壤土1.40~1.5522~2830~35重壤土1.38~1.5422~2832~42輕粘土1.35~1.4428~3240~45中粘土1.30~1.4525~3535~45重粘土1.32~1.4030~3540~45取露地蔬菜平均最大日耗水量E=7.0mm/d，則灌水周期T為取T=10d式中W——日需水量，mm/d，取灌水臨界期的平均日需水量。5.1.4擬定灌溉工作制度噴灌工作制度包括噴頭在一個噴點上的噴灑時間、噴頭每日可工作的噴點書（即噴頭每日可移動的次數）、每次需要同時工作的噴頭數以及確定輪灌編組和輪灌順序。（1）噴頭在一個噴點上的噴灑時間噴頭在一個噴點上的噴灑時間與設計灌水定額、噴頭的流量及噴頭組合間距有關，可按下式計算式中ηp——噴灑水利用系數，風速低于3.4m/s時，取0.8～0.9（2）噴頭每日工作的位置數噴頭每日工作的位置數，一般情況下就是每根支管每日可移動的次數，取計算結果的整數，用下式計算式中td——設計日灌水時間，h，農作物固定管道式噴灌系統取12～20小時。（3）每次需要同時工作的噴頭數每跟支管上有3個噴頭，為方便管理取np=15式中N——灌區內總噴點數，個。（4）確定輪灌編組及輪灌順序為了能夠減少分干管流量，減少工程投資，擬定每次同時開啟2跟分干管、5跟支管，鑒于分干管長度不同，且每次同時工作的噴頭數小于計算值，為了減小水頭損失，灌水周期增加一天，即T=11天。擬定如下輪灌輪灌工作制度，見表1-8表1-8輪灌編組及輪灌順序5.1.5管網水力計算噴灌管道都是有壓管道，管道水力計算主要是合理選定各級管道的管徑和計算管道的水頭損失，其目的是為了確定系統的設計揚程。=1\*GB2⑴初選管徑支管流量Q支=3×2.17=6.51m3/h，分干管流量Q分干=3Q支=3×6.51=19.53m3/h,干管流量式中——管道系統水利用系數，取0.95～0.98；np——同時工作的噴頭數。在管道輸水灌溉管網中，支管首末兩個灌水器間的壓力差≤20%Hp，其中Hp為噴頭的工作壓力，擬定局部水頭損失占沿程水頭損失的15%，則沿程水頭損失hf=(0.2/1.15)Hp=0.174Hp，通過沿程水頭損失公式經過變換后，可得到支管管徑的計算表達式為式中b——管徑指數，硬塑料管取4.77；f——摩阻系數，硬塑料管取0.948×105；m——流量指數，硬塑料管取1.77；Q——支管流量，m3/h；L——支管長度，m；Hp——噴頭工作壓力水頭，m；F——多口系數,按下式計算。多口系數F的計算公式如下式中N——噴頭數目或孔口數目；X——支管入口至第一個噴頭(或孔口)的距離與噴頭(或孔口)間距之比，本工程取1。將有關數據帶入計算得按PVC-U管材的規格，支管選用公稱外徑φ=40mm，壁厚2.0mm的PVC-U管。根據規范，機壓噴灌系統支管以上各級管道的直徑，應通過技術經濟分析確定，通常是在滿足下一級管道流量和壓力的前提下按費用最小的原則選擇。管道的費用常用年費用來表示。隨著管徑的增大，管道的投資造價(常用折舊費表示)將隨之增高，而管道的年運行費隨之降低。因此，必存在一種管徑，是上述兩種總費用之和最小，這種管徑就是我們要確定的管徑，稱為經濟管徑。取塑料管經濟流速V=1.3m/s資料選自《農田低壓管道輸水灌溉工程技術規范（資料選自《農田低壓管道輸水灌溉工程技術規范（GB/T20203-2006CITATION中華人061\l2052按PVC-U管材的規格，分干管選用公稱外徑φ=90mm，壁厚3.5mm的PVC-U管。干管管徑為按PVC-U管材的規格，干管選用公稱外徑φ=110mm，壁厚3.4mm的PVC-U管。=2\*GB2⑵管網水頭損失計算局部水頭損失按占沿程水頭損失的15%計算。干管水頭損失計算公式為式中Li、Qi分別為干管入口處至當天輪灌組第i個分干管入口處的距離和流量以及第i+1個分干管入口處至i個分干管入口處的距離和流量；分干管水頭損失按相似方法計算，Li、Qi分別為分干管入口至最近一根支管入口的距離和總流量以及輪灌組支管之間的距離和流量；支管水頭損失計算公式為干管、分干管、支管及總水頭損失計算結果如表1-9表1-9水頭損失計算表管網總水頭損失取最大總水頭損失hw=4.457m5.1.6水泵和動力機選型噴灌系統的最大流量Q總=Q干=33.91m3/h噴灌系統設計揚程為式中H——噴灌系統設計水頭，m；Zd——典型噴點的地面高程，m；Zs——水源水面高程，m；hs——典型噴點的豎管高度，m；hp——典型噴點噴頭的工作壓力水頭，m，擬定噴頭工作壓力降為0.9Hp；∑hf——由水泵進水管至典型噴點噴頭進水口處之間管道的沿程水頭損失，m；∑hj——由水泵進水管至典型噴點噴頭進水口處之間管道的局部水頭損失，m。取Zd—Zs=1.0m，支管上的豎管高度取為1.0m，則H=1.0+1.0+0.9×30+4.457=33.457m查相關水泵性能參數表，選擇1臺8.8CP-55型機組，該機組的性能參數見表1-10表1-108.8CP-55型機組性能參數表機組型水泵動力機型號流量(m3/h)揚程(m)轉速(r/min)效率(%)吸程(m)型號額定功率(kW)8.8CP-5565BP-5536552900647-9S1958.8(12HP)5.2編制概算及經濟效益分析5.2.1編制說明=1\*GB2⑴工程概況項目區位于華士鎮***村東北角，規劃種植玉米、蜜桔、露天蔬菜等經濟作物、總面積約為60畝，大約為40000m2，程用固定噴灌系統。=2\*GB2⑵編制依據概算按江蘇省水利廳《江蘇省水利工程設計概（估）算編制規定》（蘇水基〔2012〕39號）及配套定額進行編制，管材安裝費按管材費的15%計算；管件按管材費的10%計算。施工用電、水、風的預算價格分別為：1.30元/kW·h、1.5元/m3、0.50元/m3；材料價格如下：水泥380元/t、鋼筋4700元/t、柴油8000元/t、汽油9000元/t、黃砂68.00元/t、碎石60.00元/t。=3\*GB2⑶編制成果工程概算總投資由建筑工程費、設備（輸配水管網）及安裝工程費、獨立費用、臨時工程費用和專項費用組成，該噴灌工程工程概算總投資9.74萬元，其中，建筑工程費用2.11萬元，管網及安裝工程費2.39萬元，臨時工程費用0.01萬元，獨立費用0.34萬元，專項工程費用1.5萬元。5.2.2概算表=1\*GB2⑴概算表A1華士鎮噴灌工程概算匯總表序號項目概算(萬元)其中(元)建筑工程機電設備及安裝工程臨時工程獨立費用Ⅰ工程部分概算8.04一水利工程5.852.111.950.010.34二其他工程2.39Ⅱ專項部分概算1.50一建設征地及拆遷安置補償0.00二環境保護工程0.50三水土保持工程0.50四其他專項0.50Ⅲ概算總投資9.74A2華士鎮噴灌工程水利工程部分概算表序號項目概算(萬元)其中(萬元)建筑工程費安裝工程費設備費獨立費用一建筑工程2.112.11二機電設備及安裝工程3.121.731.39三臨時工程0.01四獨立費用0.340.34五第一～四部分合計5.572.111.731.390.34六預備費0.281基本預備費0.282價差預備費0.00七建設期融資利息0.00八靜態投資5.85九總投資5.85A3建筑工程概算表序號項目劃分及費用名稱單位數量單價(元)復價(元)1挖掘機挖土100m34.24277.731178.142小型工程機房100m2建筑面積0.15108260.6016239.093土方回填100m33.94930.733668.924總計21086.15A4機電設備及安裝工程概算表序號名稱、型號、規格單位數量費用(元)設備費安裝工程費1離心泵臺13090.005234.822電機臺15150.006071.61310kv三相電力變壓器臺15665.005980.924總計13905.0017287.35A5臨時工程概算表序號工程或費用名稱單位數量單價(元)復價(元)1施工房屋建筑工程費%1.53837.3557.562其他臨時工程%13239.2632.393總計89.95A6獨立費用概算表序號工程或費用名稱單位數量單價(元)復價(元)1項目建設管理費%1.8852368.45765.412工程建設監理費1084.913生產準備費74.064科研勘測設計費966.135其他費464.136總計3354.66A7管材相關費用序號費用名稱單位數量單價(元)復價(元)一管材m175311直徑90mmUPVC管m1651524752直徑75mmUPVC管m2009.519003直徑40mmUPVC管m23925.513156二管件%10175311753.1三管件鋪設