開題報告開題報告設計題目：松樹峪村果樹節水灌溉工程設計(一)學生姓名：學院名稱：專業名稱：班級名稱：學號：指導教師：教師職稱:學歷：年月日一、選題依據1.設計目的及意義設計是工科大學本科學生在完成教學計劃規定的全部課程（學分）后所必須進行的重要實踐性教學環節。是在學生完成理論課程和實踐訓練，并具備了一定的理論知識和實踐技能的基礎上進行的。培養綜合運用所學知識進行節水灌溉規劃設計及經濟評價的能力；提高計算機運用能力；鍛煉獨立分析問題和解決問題的能力；掌握技術報告的編寫技巧，提高文字表達能力。2.設計擬解決的工程實際問題進行項目區水量平衡分析、節水灌溉方案比選及工程規劃設計（地塊（2）－1蘋果管道灌溉工程的詳細設計和地塊（2）－3葡萄滴灌工程詳細設計）、系統局部結構的詳細設計、工程施工與設備安裝、操作管理辦法、工程建設總費用及經濟分析、相關圖紙的繪制。3.設計擬應用的現場資料綜述3.1自然地理概況3.1.1地理位置密云縣太師屯鎮世行節水灌溉項目區位于密云縣的東北部，密云水庫東岸。項目區土地面積202，山場面積141.6，占總面積的70%。所轄34個行政村，15201戶，人口38929人，其中農業人口33337人，人口密度193人/。3.1.2地形地貌項目區位于淺山丘陵區，屬燕山山脈。地塊內地勢起伏較大。地塊(1)地面高程173.1～370.0m；地塊（2）地面高程為178.5～260.0m；地塊（3）地面高程178.0～290.0m；地塊（4）地面高程為175.1～300.0m；地塊（5）地面高程183.5～208.4m；地塊（6）地面高程為168.1～170.1m；地塊（7）地面高程為178.5～233.0m。地塊（8）地面高程175.1～300.0m；地塊（9）地面高程183.5～208.4m；地塊（10）地面高程為168.1～170.1m。其山地巖石組成成分有花崗巖、片麻巖、硅質石灰巖、砂巖、礫巖、白云巖、石英巖和閃長巖等。3.1.3氣候項目地塊屬大陸性季風氣候，由于受地形和季風的共同影響，冬季干燥寒冷少雪，春季干旱多風少雨，夏季炎熱多雨，秋季天高氣爽，冷暖適宜。四季分明，干、濕、冷、暖變化分明。春季多風，年平均風速2.5m/s。多年平均氣溫為9.2℃，年最高氣溫出現在7月份，月平均氣溫為25.8℃，年最低平均氣溫出現在1月份，月平均氣溫－6.6℃；多年平均日照時數2804.8h，無霜期為180~190天，山區無霜期一般要比平原區減少7~8天，最大凍土深90~120cm。多年平均降雨量為611mm，降雨多集中在6~8月，而近十年平均降雨量為560.5mm，比多年平均少約50mm，且發生了連續干旱。年水面蒸發量多年平均為1783.2mm，根據有關資料，果樹的日耗水強度最大值為6mm。表1太師屯鎮項目區各雨量站歷年降水量統計表年份清河東莊禾北莊全鎮合計1992599.3520.4564.4561.41993400.1498.2465.4454.61994814.1675.4707.2732.21995569.9505.4701.9592.41996644.0615.3769.1676.11997394.6435.3499.7443.21998523.9558.5597.7560.01999224.4267.4293.0261.6平均550.4538.8592.4560.53.1.4土壤及地質條件根據有關試驗資料，項目區各地塊的土壤參數如表2所示。表2地塊的土壤參數表地塊土壤類別土壤肥力土壤容重（g/cm3）田間持水量(占重量百分比)土層厚度（m）(1)中壤土中等1.5024%>2m(2)中壤土中等1.5224.5%>2m(3)壤土中下等1.4823.7%1-3m(4)中壤土中等1.5224%1-5m(5)輕壤土中下等1.5023%1-5m(6)沙壤土中下等1.4722%>2m(7)中壤土中等1.5224.5%>2m(8)中壤土中等1.5224%1-5m(9)沙壤土中下等1.4722%>2m(10)輕壤土中下等1.5023%1-5m由表2可以看出，項目區土壤質地主要為壤土，肥力屬中下等，適合多種果樹生長。3.1.5作物種植結構經農業種植結構調整，現項目區內以果品生產為主，果樹主要為蘋果、板栗、葡萄等。典型地塊果樹需水量見表3-1。表3-1典型地塊果樹需水量表(mm)月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月合計需水量5592.8140.813712790.450693典型地塊有效降雨量見表3-2。表3-2典型地塊有效降雨量表(mm)月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月合計需水量21.25899.41371279023.5556果樹生育期有效灌水深度見表3-3。表3-3果樹生育期有效灌水深度表作物種類ETc(mm)有效降雨量(mm)有效灌水深度(mm)備注果樹693556137果樹生育期實際灌水深度見表3-4。表3-4作物生育期實際灌水深度表作物種類灌水次數灌水定額(mm)總灌水深度(mm)備注果樹541.38206.9主要農作物灌溉效率見表3-5。表3-5主要作物灌溉效率IE表作物種類總灌水深度(mm)有效灌水深度(mm)IE(%)備注果樹206.913766.213.2社會經濟概況全鎮經濟以農業為主，并積極發展工業、養殖業及旅游業。1999年實現農村經濟總產值6.59億元，其中農業收入10544萬元，占16%。工業企業收入32291萬元，占49%。第三產業收入23065萬元，占35%。財政收入1228萬元，人均收入3030元。3.3水資源狀況3.3.1地表水資源太師屯鎮項目區境內自北向南分布有潮河、安達木和河、清水河等主要河流。項目地塊雖有河流流過，鎮域西部邊界有25km長沿密云水庫周邊，但鎮域內地表徑流，除少數可用于自流灌溉外，其余絕大部分流入密云水庫。且河流多為季節性河流，由于近年連續干旱少雨，這些河流斷流的長度和時間越來越長。1999年全鎮平均降雨量僅為261.6mm，所產生的793萬，除流入水庫外，根本無水可蓄。因而造成地表水資源較緊缺。3.3.2地下水資源太師屯鎮項目區位于密云水庫東岸，沿水庫周邊地區，地下水受密云水庫回補明顯，據該鎮地下水資料統計，近5年來地下水埋深一般為5～10m，1999年最大地下水埋深為7.62m，最小地下水埋深為6.33m，全年平均埋深為7.06m。2000年最大地下水埋深為9.07m，最小地下水埋深為7.07m，全年平均埋深為8.06m。其地下水水位受密云水庫影響較大，全鎮地下水富水條件較好，地下水資源相對來說比較豐富（詳見表4）。表4太師屯鎮項目區歷年月平均地下水埋深統計表(m)年份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月19966.556.496.826.725.285.245.655.966.1319976.196.196.236.286.346.336.075.985.477.176.266.3419986.366.336.396.326.486.355.845.766.076.206.246.3019996.306.496.726.766.866.887.127.287.337.447.507.5420007.437.137.207.958.448.638.91項目區內各地塊的灌溉水源為地下水，靜水位埋深6~9m，動水位埋深10~15m。單井出水量一般在60/h左右。由于本項目區地處密云水庫周邊，為一級保護區，禁止污染企業的建設，污染源較少，地下水未受到污染，據有關資料分析，地下水水質按GB/T1484-93分類標準為Ⅱ類，符合國家規定灌溉用水標準。3.4土地規劃利用狀況果樹面積2139，有效灌溉面積1283.47，計劃新建節水灌溉面積639.8。經地塊田間調查，根據節水灌溉技術和自然地理位置以及行政區劃，本著相對集中連片的原則，項目詳細設計分成十塊。地塊(1)為后南臺村所轄地區，新建節水灌溉面積44.07。地塊（2）為松樹峪村所轄地區，新建節水灌溉面積149.33。地塊（3）為桑園東山所轄地區，新建節水灌溉面積106.0。地塊（4）為前南臺村所轄地區，新建節水灌溉面積71.53。地塊（5）為松樹掌村所轄地區，新建節水灌溉面積20.47。地塊（6）為松樹掌村所轄地區，新建節水灌溉面積33.33，地塊（7）為令公村所轄地區，新建節水灌溉面積100.6。地塊（8）為落洼村所轄地區，新建節水灌溉面積71.53。地塊（9）為小漕村所轄地區，新建節水灌溉面積33.33，地塊（10）為小漕村所轄地區，新建節水灌溉面積20.47。3.5支持服務系統3.5.1零配件及修理服務鄉鎮水利管理服務站備有各種易損件，農戶可方便地購買，同時水管站有專業的維修隊伍，可及時對發生故障的灌溉設備上門為農戶維修，保證灌溉設備正常運行，并給予必要的技術指導和幫助。3.5.2技術服務項目區地塊所在的村鎮在農村設有與農業相關的農技、農機、水利、植保、良種供應等各種服務組織，村現設有一定數量技術員。這些組織在區主管部門和相關專業組織指導下對農戶進行有償或無償技術服務和培訓，幫助和指導農民正確使用新知識和新技術發展生產，并定期接受培訓，學習新知識、新技術。縣水利局設有水利技術服務中心，鄉鎮設有水利管理服務站，配有多名水利工程師，可及時指導農民進行灌溉，解決農民在灌溉中出現的問題，并對農民提供培訓。3.6交通運輸本地塊距公路較近，交通方便，田間路配套，車輛滿足運輸需要。3.7動力、輸電線路該地區動力主要采用電力，灌溉季節基本保證24h供電，實際日灌溉時間為16～18h。4.設計擬應用的文獻綜述[1]《微灌工程技術規范（GB/T50485-2009）》（中華人民共和國行業標準）本規范適用于新建、擴建和改建的微灌工程規劃、設計、施工、安裝及驗收。[2]《節水灌溉技術》（李宗堯主編，北京：中國水利水電出版社，2003）噴灌技術、微灌技術、低壓管道灌溉技術、管道灌溉工程施工與運行管理、渠道襯砌與防滲、地面灌溉節水技術等。著重闡述和介紹了節水灌溉規劃設計的基本理論和方法、管道灌溉工程施工與運行管理以及渠道防滲等基本知識。[3]《中國灌排設備手冊》（中國灌排設備手冊編輯部編，北京：中國水利水電出版社，1999）以灌排設備生產企業和科研單位生產的設備及提供的技術服務為主導，以灌排設備發展動態、行業應用、市場行情、購銷指南、技術服務為支撐，突出專業性、系統性、注重時效性、實用性。資料權威、數據可靠、訂貸方便。本書共分以下六篇：動力機、泵、管道及其連接件、灌水器、噴灌機、其他灌排設備。[4]《節水灌溉技術標準選編》(水利部農村水利司編，北京：中國水利水電出版社，1998)以我國近年來節水灌溉技術科技成果和實踐經驗為基礎，以我國已頒布執行的有關節水灌溉領域的技術標準為準繩，并在借鑒國外先進的節水灌溉技術和工程管理經驗的基礎上編寫而成，是一部指導節水灌溉工程規劃、設計、施工、管理、以及經濟分析與環境評價、項目管理與建后管護的工具書。[5]《水利工程施工機械臺時費定額》（水利部水利建設經濟定額站主編，鄭州：黃河水利出版社，2002）本定額適用于利用建筑安裝工程。內容包括：土石方機械、混凝土機械、運輸機械、起重機械、砂石料加工機械、鉆孔灌漿機械、工程船舶、動力機械及其他機械共九類，1244子目。[6]《滴灌設備與滴灌系統規劃設計[Ｍ]》（姚振憲,何松林，北京:中國農業出版社,1999）[7]《滴灌工程規劃設計原理與應用》（張志新等，北京：中國水利水電出版社，2007）主要內容包括：滴灌基本原理、滴灌系統的規劃設計方法和規劃設計實例，全面系統地介紹了滴灌工程規劃的理論和方法，特別對滴灌規劃設計中的一些技術問題，進行了專門、詳細的論述。附錄中比較詳細地收錄了滴灌規劃設計中常用的一些技術參數和技術標準。[8]《滴灌工程設計圖集》（顧烈烽，北京：中國水利水電出版社，2005）本設計圖集圖文并重，系統介紹了滴灌工程建設中，從水源開始，直到水流注入作物根層土壤的整個工程的主要設計步驟、設計原則、方案優選、參數計算等內容；圖紙部分重點是管網系統的設計，主要包括工程平面布置圖、系統運行圖、節點壓力圖、節點連接和大樣圖；對農田水利規劃、土建工程、水泵及農機、技術經濟分析僅作了一般介紹；在工程實例及一些章節之前，配有必要的文字說明和相應參數計算的介紹，文圖對應，以達到易讀實用之目的。在附錄中，還收錄了與滴灌工程設計、建設有關的資料，力圖使讀者在使用時感到更加方便順手。5.設計相關技術的國內外現狀5.1葡萄滴灌技術的國內外現狀滴灌作為一種重要的局部灌水技術有著廣闊的發展前途。1860年在德國首次實驗，1935年荷蘭、英國首次把滴灌技術應用于溫室中的花卉和蔬菜，50年代中期以色列研制長流道滴頭獲得成功，使得滴灌系統在技術上有了顯著的進展。我國自1975年決定研制滴灌設備，1976年將滴灌研究列入重點項目之一。1988年通過了國家星火計劃項目“滴灌成套設備的鑒定，九十年代初從以色列引進了滴灌關鍵工藝設備和技術，通過對滴灌設備制造及研究開發，使我國滴灌設備的生產水平上了新臺階。我國目前正開發和大面積推廣使用各種節水灌溉技術，灌溉被認為是農業再上新高的關鍵。近年來，按“兩高一優”農業發展戰略的要求，種植業有了很大的發展，特別是高經濟作物的大面積種植，“菜籃子”計劃的實施，為滴灌技術提供了廣闊的市場。滴灌發展的方向是向更加節約能源，節約用水，這將促使滴灌技術理論、滴灌相關設備方面的研究不斷深入。我國目前已對滴灌技術和滴灌管(帶)生產設備進行了市場和術論證，正組織力量對關鍵技術進行攻關，力爭早日推出擁有自主知識產權的滴灌管(帶)生產設備。5.2蘋果管灌技術的國內外現狀我國的管道輸水灌溉應用時間較早，但集中連片應用是在20世紀50年代以后。進入20世紀80年代以后，隨著水資源的日益緊缺，適應節水灌溉的管道輸水灌溉技術開始迅速發展，而且已有許多成功的經驗。到1995年底，全國各種類型的管道灌溉面積已達到333.33萬頃（5000余畝），主要分布在河北、山東、河南、北京、天津等省、市平原地區井灌區。近年來，山西、內蒙古、甘肅、新疆以及南方的一些地區也有較大的發展。我國的管道輸水灌溉一開始就顯示出了它強大的生命力，這種技術首先在平原井灌區應用，由于管道工作壓力較低，節水節能效果明顯，易于推廣應用。管道輸水灌溉在我國目前尚處于發展階段，主要集中于北方井灌區，南方地區和自流灌區采用較少；管材管件的標準化、系列化以及其他一些技術問題還有待研究探討。在美國，管道輸水灌溉技術被公認為是有效節水、投資最省、發展最快的一種灌溉技術。例如：加利福尼亞的圖爾洛克灌區，已近一半實現了管道化；圣華金河谷灌區，支渠以下疏水系統在1996年就實現管道化，控制面積24.667萬公頃（370畝），美國的管道輸水灌溉系統中，地下部分多采用素混凝土管，地上部分則采用柔性聚乙烯管或鋁管。在日本已有30%的農田設置了地下管道，并已普遍采用自動啟閉給水栓進行灌溉。管材多為聚乙烯管。蘇聯于20世紀50年代初開始研究地面軟管灌溉。管道輸水灌溉，在以色列、印度、澳大利亞、羅馬尼亞等國家也發展較快。二、設計方案及技術路線1.葡萄滴灌設計技術路線2.滴灌系統參數確定2.滴灌系統參數確定1.分析基本資料 1).1).選擇灌水器33.選擇灌水器、確定毛管布置方式2).2).確定毛管布置方式33).設計濕潤比4.4.系統管網布置1).1).灌溉制度55.灌溉制度與工作制度及灌水均勻度確定2).2).系統工作制度1).1).各級管道流量計算6.設計流量及管徑確定6.設計流量及管徑確定22).管徑確定1).1).各級管道水頭損失計算7.系統7.系統揚程確定2).2).系統揚程確定9.工程概預算9.工程概預算8.首部樞紐設計2.蘋果管灌設計技術路線11.設計參數確定需水量分析需水量分析2.水2.水量平衡分析供水量分析供水量分析1).管網規劃布置1).管網規劃布置3.項目區規劃設計3.項目區規劃設計2).田間灌水系統布置2).田間灌水系統布置1).1).管網設計流量計算4).水泵揚程計算與水泵選擇4).水泵揚程計算與水泵選擇4.4.灌溉管網水力計算7.工程效益分析6.工程概預算5.水源工程設計5).水錘分析計算7.工程效益分析6.工程概預算5.水源工程設計5).水錘分析計算3).管徑確定2）.管網水頭損失計算三、可能存在的問題及解決措施1.存在的問題（1）首部泵站位置選擇不合理。（2）管網布置不合理，導致水頭損失過大，施工不方便等問題。（3）各級管道的管徑選擇不經濟。（4）選用的灌水設備及管材不合理，不能滿足作物的需水要求。（5）方案選擇不合理，直接影響到工程總投資。2.解決措施（1）實際工程中首部泵站應選在地勢高的一端的中心位置上，各級管道分布距離盡可能等分，盡可能減少轉點造成的水頭損失。（2）毛管和灌水器的布置方式取決于作物種類、生長階段和所選用的灌水器的類型。干支管的布置取決于地形、水源、作物分布和毛管的布置，應達到管理方便、工程費用要少的要求。（3）在實際生產中，管道管徑應使用變徑的以降低經濟投資。（4）根據具體條件，選擇能滿足要求的優等灌水器，嚴格按照規范要求，按步驟計算出管材管徑選擇合適的管材。（5）至少要有兩套可行的方案比選，選出經濟上可行、施工方便的最優方案。

四、設計成果1.開題報告開題報告不少于3000字（開題報告單獨裝訂成冊）；2.設計計算說明書設計計算說明書不少于2萬字。其中設計說明書與設計計算書要分開寫。3.外文翻譯要求翻譯不少于3000英文單詞的外文原文，在譯文中要注明文章的出處。（原文及譯文要合在一起單獨裝訂成冊）。4.要完成下列圖紙：設計工程圖紙量不少于折合A0圖紙3張（要求有1張手繪圖）。（1）.指定地塊節水灌溉工程總體布置圖，1：2000，圖中標出：干、支、毛管的布置、管徑、名稱及編號；所用控制、調節保護設備的數量及位置；井及泵站位置；圖例和比例尺。（2）.管道系統結構示意圖。以透視圖形式繪出固定管道系統的結構示意，標出各段管道的材質、長度、管徑以及各種管件的規格型號。繪制管道系統結構示意圖時，應該與系統的平面布置以及固定管道縱斷面互相校核。（3）.其它圖紙：①灌溉系統首部樞紐結構圖、平面圖、立面圖等；②工程建筑物設計圖，包括泵房平面圖、立面圖，蓄水池、閥門井、鎮墩等的設計圖；③管槽開挖斷面圖或管道縱斷面圖（應繪制至支管一級，其中固定支管可僅繪1～2