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微喷灌系统设计及预算编制 基本资料: 某蔬菜种植示范区,灌溉面积55亩,地块东西长360m,南北宽102m,地势平坦、地形规整。土壤为壤土,土壤干容重为1.30g / cm³,田间持水量为25%,计划湿润层深度为30cm,灌溉水利用系数取0.90,设计土壤湿润比75%。根据资料分析,最大耗水强度为4.35mm/d,土壤含水率上限(占干土质量的百分比),取田间持水量的85%,土壤含水率下限(占干土质量的百分比),取田间持水量的65%。 1.示范区西南角有一水塘,水塘水量水质均满足灌溉要求,水塘建有一泵房用于取水灌溉,泵房位于灌区东侧10m处,动水位3m,见图1。 2.根据当地蔬菜的生长特点和经济条件,确定为微喷灌系统,轮流灌水。干管、支管、毛管均选择公称压力为0.25MPa的聚乙烯管,竖管采用铝管。干管沿路边布置,单向控制支管供水。支管双向控制毛管,1条毛管上布置10个微喷头,长度为57m.第1个微喷头离毛管进口处3m,以后沿毛管方向每隔6.0m布设1个微喷头,其额定流量为q_d=62L/h,额定工作压力h_d=10m滴头,流态指数x=0.5。 3.为降低工程投资,采用轮灌工作制度,每天系统工作8.5小时。 4.考虑到管道上管件或灌水器产生的局部水头损失而加大的系数取1.1,多口系数F的计算公式: $$F=\frac{NF_1+X-1}{N+X-1}$$ $$F_1=\frac{1}{m+1}+\frac{1}{2N}+\frac{\sqrt{m-1}}{6N^2}$$ 5.灌水小区进口未设调压装置,水头偏差毛、支管分配比例各按50%进行。 6.相关参数见表1、表2、表3。【缺少答案,请补充】
管径的确定 按规范要求,微灌系统灌水小区灌水器设计允许流量偏差率$$q_v$$≤20%,本次设计取$$[q_v]=20\%$$,则灌水器工作水头偏差率与流量偏差率按下式计算: $$[h_v]=\frac{[q_v]}{x}\left(1+0.15\frac{1-x}{x}[q_v]\right)$$ $$[h_v]=\frac{0.2}{0.5}\times(1+0.15\times\frac{1-0.5}{0.5}\times0.2)=0.41$$ $$[\Delta h]=[h_v]h_d=0.41\times10=4.1\ \text{m}$$ 平坦的地形,支管和毛管的水头损失分配比例为0.5。 $[\Delta h]_{\text{毛}}=[\Delta h]_{\text{支}}=0.5[\Delta h]=0.5\times4.1=2.05\ \text{m}$ (1)毛管管径确定: 根据地块面积和形状,一根毛管布置10个微喷头。则 $L_{\text{毛}}=60-6/2=57\ \text{m}$$ $$Q_{\text{毛}}=10\times62=620\ \text{L/h}$ 聚乙烯管 $$f=0.505$$ $$m=1.75$$ $$b=4.75$$ $$F_1=\frac{1}{m+1}+\frac{1}{2N}+\frac{\sqrt{m-1}}{6N^2}=\frac{1}{1.75+1}+\frac{1}{2\times10}+\frac{\sqrt{1.75-1}}{6\times10^2}=0.415$$ $$F=\frac{NF_1+X-1}{N+X-1}=\frac{10\times0.415+0.5-1}{10+0.5-1}=0.384$$ $d_{\text{毛}}=\sqrt[b]{\frac{KF_1Q_{\text{毛}}^mL_{\text{毛}}}{[\Delta h]_{\text{毛}}}}=\sqrt[4.75]{\frac{1.1\times0.384\times0.505\times620^{1.75}\times57}{2.05}}=15.54\ \text{mm}$ 毛管规格选择Φ20,壁厚1.0mm,内径18mm。 (2)支管管径确定: $L_{\text{支}}=102-6/2=99\ \text{m}$,一条支管有34条毛管同时工作。 聚乙烯管 $$f=0.505$$ $$m=1.75$$ $$b=4.75$$ $Q_{\text{支}}=34Q_{\text{毛}}=34\times620=21080\ \text{L/h}$$ $$F_1=\frac{1}{m+1}+\frac{1}{2N}+\frac{\sqrt{m-1}}{6N^2}=\frac{1}{1.75+1}+\frac{1}{2\times34}+\frac{\sqrt{1.75-1}}{6\times34^2}=0.378$$ $$F=\frac{NF_1+X-1}{N+X-1}=\frac{34\times0.378+0.5-1}{34+0.5-1}=0.369$$ $$d_{\text{支}}=\sqrt[b]{\frac{KF_1Q_{\text{支}}^mL_{\text{支}}}{[\Delta h]_{\text{支}}}}=\sqrt[4.75]{\frac{1.1\times0.369\times0.505\times21080^{1.75}\times99}{2.05}}=63.482\ \text{mm}$ 支管规格选择Φ75,壁厚3.6mm,内径67.8mm。 (3)干管管径确定 一个轮灌组1条支管,干管规格选择Φ75,壁厚3.6mm,内径67.8mm。【缺少答案,请补充】
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