农田水利学课程设计

课程名：农田水利学课程设计 姓 名： ××× 年 级：学 院：水利水电与建筑学院 专 业： 水利水电工程 学 号：

农田水利学课程设计

课程设计目的

通过对管道灌溉系统（包括喷灌，微灌或低压管道输水灌溉系统）的规划设计，了解灌溉系统设计过程及设计方法，巩固农田水利学的所学内容，提高综合应用能力和创造能力。

具体要求

1管道灌溉系统的规划布置原则，掌握灌溉系统规划设计的基本要求与设计方法；

2掌握管道灌溉工程规划设计的基本规范； 3学会收集，分析，运用有关资料和数据；

4提高独立工作能力，创造能力及综合运用专业知识解决实际问题的能力。

1.喷灌选型与总体规划

1.1喷灌工程应根据因地制宜的原则 资料收集: 1地形：地面平坦7 2土壤：沙壤土

3作物：苹果树园林,正值盛果期 4水源：果园南部井水

5气象：灌溉季节多风，平均风速2.5m/s

社会经济条件：果园为实验果园，面积95亩，交通方便，电力供应不足;

规划设计目的：该果园为实验果园，为发展节水农业起着非常重要的示范作用，同时综合考虑该区域的地形，土壤 气象水文与地质，灌溉对象及社会经济条件，故进行规划设计。

系统选型：工程应根据因地制宜原则，综合考虑以下因素选择系统类型

水源类型位置 地形地貌 地块形状 土壤地质 降水量灌溉区风速 风向

对象 社会经济条件 生产管理体制 劳动力状况及使用者素质 动力条件

由于该果园为盛果期的苹果树，经济价值就目前情况较高，并且为实验果园，可申请政府项目资金为保障。灌水频繁，作物耗水量大，劳动力缺乏，但作为实验果园，管理者素质高有利于喷灌系统的实施，综合考虑后，拟定采用固定使得喷灌系统。 总体规划

1吸收科学技术发展的成果与经验，制定合理的灌溉制度； 2根据给地形地质水文条件经济基础选用合理的灌溉系统 1.2喷灌系统的规划设计 基本资料

某实验果园，园内有一眼机井，动水位距地20m。该地电力供应不足，为节约用水，拟采用固定式喷灌系统。

地形：面平坦，最大供水量为60m/h,面积95亩，果树2544株，株距4m，行距6m，园内有十字交叉道路，路边与第一排树的距离南北向为2m，东西向为3。

气象：干旱气候区，灌溉季节多风，月平均风速为2.5m/s,风向多变。 土壤：壤土,冻土层深0.6m

水源：机井，最大供水量为60m3/h,水位距地20m。 灌溉试验资料：间持水率为32%（占土体，下同），凋萎系数为14%果园允许消耗的水量占土壤有效持水量的25~30%，在需水高峰期，苹果树的需水强度为6mm/d。

2.规划和设计

2.1喷头选择和组合间距

喷头的选择包括喷头型号 ，喷嘴直径和工作压力的选择 。在选定喷头之后 ，喷头的流量 ，射程等性能参数也就随之确定 。按照国家标准GB85-85《喷灌工程技术规范》规定 ，选择喷头和确定间距的具体原则:

（1）组合喷灌强度不超过土壤的允许喷灌强度值 。在本设计中喷头的组合喷灌强度均要求小于灌区土壤允许喷灌强度。

（2）喷灌系统的喷洒均匀系数Cu值一般不应低于70%~80%，cu 1 本设计取Cu 75%，在满足规范规定的均匀度的条件下，确定喷头和支管的间距。

（3）果树雾化指标取值范围在4000~5000，在选择喷头时作为依据 ，选择满足作物要求雾化指标的喷头 。 2.2喷头的选择

由于本灌区多年平均风速为2.5m/s，相对较大，运行方式为多支，多喷头同时喷洒，因此选单喷头喷灌强度较小喷头。本灌区喷头的喷洒方式有全圆喷洒和扇形喷洒。根据作物对雾化指标的要求，由《喷灌技术规范》查得常用金属摇臂式喷头性能参数见下表：

喷头参数

该灌区多风且风向多变，以减小风的影响采用全圆喷洒和扇形喷洒，以保证灌区的喷灌质量。喷头组合形式的支管间距、喷头间距和有效控制面积见表：

喷头组合形式的支管间距、喷头间距和有效控制面积

75%距按参考文献中的公式计算：

R设 KR 0.7 19 13.3m

l 1.42R设 1.42 13.3 19m

a 1.42R设 1.42 13.3 19m

式中：此地为多风区，取K 0.7; R为喷头射程;

2.4雾化程度

1000hp

按式：Pd 计算

d

式中：hp为喷头工作压力水头30m；d为喷嘴直径7mm；Pd值越大，说明

其雾化程度越高，水滴直径就越小，打击强度也越小，式中hp选300kpa的喷头，可换算成30m的水柱高。

1000 30

4286

d7

对于果树，Pd值控制在4000~5000，所以所选喷头满足雾化指标要求。

Pd

1000hp

2.5灌溉制度计算喷头平均喷灌强度

2.5.1喷头的平均喷灌强度

1000q 1000 2.96 0.80

全 w 6.56mm/h

有效361

已知： q 2.96m3/h，A有效 a l 19m 19m 361m2，

式中： w—多支管多喷头的同时喷洒; w 1.0 ； q—喷头的喷水量

—喷灌水的有效利用系数； 0.80；

A—在全圆转动时一个喷头的湿润面积； 全—喷灌系统的平均喷灌强度

1计算喷头在一个喷点上的工作时间

mm56

8.54h，取t 8.5h t t

6.56全全

2计算同时工作的喷头数

At120 1328.5

8 个 （1）N1喷头

alT设C19 193 14At148 1208.5

N2喷头 9 个

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