南白石村引水上山工程设计分析

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【摘 要】 大屯南白石村位于海城市大屯镇境内的东部山区东南地带。本文对该引水管灌工程进行了设计分析。

【关键词】 引水上山 设计 分析

1 项目区概况

大屯南白石村位于鞍山市大屯镇境内的东部山区东南地带。本管灌设计水源以水井为主，水源充足，设计保证率选为95%。

2 管灌工程设计

2.1 管灌系统的造型

本设计灌溉面积共1000亩，打深井1眼，蓄水天池4座，分4个灌区进行管灌设计，每个灌区控制面积250亩，管灌采用半固定管灌系统，主要依据管道的工作压力来确定本工程。井至蓄水天池的上山管道采用钢管，下山管道采用聚乙烯塑料管材，管道埋深不应小于0.6m，以防止紫外线照射使管材老化，管底必须平顺，不得有石块等尖硬物体，防止破坏管材。

2.2 管灌灌溉系统设计

2.2.1 管灌灌溉制度

（1）设计灌水定额。设计灌水定额采用田间持水量进行计算，对于果树适宜土壤含水率的上下限为田间持水量的60～90%，设计灌水定额按下式计算。m=0.1ρ±H（β1-β2）/（ρ水η田）式中：m―设计灌水定额（mm）；H―计划湿润层深度（cm）果树取80cm；β1―土层适宜含水率上限（重量%）；β2―土层适宜含水率下限（重量%）；ρ±―土壤干密度（g/cm3）；ρ水―I水的密度（g/cm3）；η田―灌溉水利用系数取0.95。

计算结果见下表。

（2）管灌设计日耗水强度Eq。根据《微灌工程技术规范》，本设计日耗水强度Eq取为Eq=4mm/d。

（3）作物需水量Eq。Ep=Eq/Kr式中：Eq―日耗水强度，mm/d；Kr―修正系数；Kr=Ge/0.85；Ep―作物需水量，mm/d；Ge―遮阴系数；对于果树，Ge=0.8，则Kr=0.941。

（4）设计灌水周期。

作物的设计灌水周期，按下式计算T=（m/Eq）η；式中：T―设计灌水周期d。在实际灌溉操作中，允许根据不同生长期在一定范围内对灌水周期作适当调整。

2.2.2 管灌系统的设计流量

管灌系统的设计流量按下式计算Q=M0A/Ttη；式中：M0―灌水定额m3/mμ；A―灌溉面积mμ；T―设计灌水周期d；η―灌溉水利用系数取0.95；t―每天灌水时数取14h；经计算Q=20m3/h。

2.3 灌溉管道设计

采用潜水泵1台向山上供水。下山干、支管采用φ63灌溉专用塑料管，下山干管沿等高线近1%的坡比布置。

（1）上山输水管道设计。D1=1.13×（Q/L）1/2；上山干管用φ110mm钢管。

（2）输水管道的水力计算。沿程水头损失hf=fLQm/db，式中：hf：沿程水头损失（m）；L：管道长度（m）；Q：管道设计流量（m3/h）；d：管道内径（m）；管材为钢管：f=6.25×105；m=1.9；b=5.1；1号上山钢管：Q=20m3/h；L1=1300m；hf=6.25×105LQ1.9/d5.1=14m；局部水头损失取沿程水头损失的10%。

2.4 水源工程及蓄水天池设计

2.4.1 水源工程

打深100m井1处，动水位55m，出水量20m3/h，以充分利用有限的水资源。

（1）管井的构造。井室内井口高出井室地面0.3～0.5m，其周围应用粘土或水泥透水材料封闭，封闭深度为0.5m。井壁管用于加固井壁，隔离水质不良或水头较低的含水层，井壁管采用钢管。沉淀管设在管井的最底部，沉淀管长度为5m。（2）过滤器。钢制骨架缠丝过滤器，以带孔的钢管为骨架，孔隙率达35%左右，其强度较大，但抗腐蚀性较差，适用于管井。（3）确定井径及井深。取管径为400mm。井深为100m，沉淀管长度为5m。（4）填砾与封井。填砾采用砾石与卵石为主，填砾规格16～30mm。填砾时要徐徐填入，避免砾石充塞于井孔上部。井口的封闭采用粘土球，球径为20～25mm，填至距地面0.5m时，用砼填实，砼表面用1：3水泥砂浆抹成散方状井口，井口要高出泵房地面50～100mm。（5）泵房设计。泵房采用方形井房，泵房净高3.5m。泵房内应设排水沟，严禁散水回流到井内。

2.4.2 蓄水天池

蓄水天池共4处，设7个10t铁罐，内涂防锈材料。

3 工程材料量及预算

大屯镇南白石村南果梨引水上山项目工程总投资33.27万元。其中水源工程144000元，引水上下山工程170240元，配电工程13500元，工程设计费5000元。