1、農田水利學課程設計課程設計目的通過對管道灌溉系統（包括噴灌，微灌或低壓管道輸水灌溉系統）的規劃設計，了解灌溉系統設計過程及設計方法，鞏固農田水利學的所學內容，提高綜合應用能力和創造能力。具體要求1管道灌溉系統的規劃布置原則，掌握灌溉系統規劃設計的基本要求與設計方法；2掌握管道灌溉工程規劃設計的基本規范；3學會收集，分析，運用有關資料和數據；4提高獨立工作能力，創造能力及綜合運用專業知識解決實際問題的能力。1.噴灌選型與總體規劃1.1噴灌工程應根據因地制宜的原則資料收集: 1地形：地面平坦 2土壤：沙壤土 3作物：蘋果樹園林,正值盛果期4水源：果園南部井水5氣象：灌溉季節多風，平均風速2.5m/

2、s社會經濟條件：果園為實驗果園，面積95畝，交通方便，電力供應不足;規劃設計目的：該果園為實驗果園，為發展節水農業起著非常重要的示范作用，同時綜合考慮該區域的地形，土壤 氣象水文與地質，灌溉對象及社會經濟條件，故進行規劃設計。系統選型：工程應根據因地制宜原則，綜合考慮以下因素選擇系統類型水源類型位置 地形地貌 地塊形狀 土壤地質 降水量灌溉區風速 風向 對象 社會經濟條件 生產管理體制 勞動力狀況及使用者素質 動力條件 由于該果園為盛果期的蘋果樹，經濟價值就目前情況較高，灌水頻繁，作物耗水量大，勞動力缺乏，但作為實驗果園，管理者素質高有利于噴灌系統的實施，綜合考慮后，擬定采用固定使得噴灌系統。

3、總體規劃1吸收科學技術發展的成果與經驗，制定合理的灌溉制度；2根據給地形地質水文條件經濟基礎選用合理的灌溉系統1.2噴灌系統的規劃設計基本資料某實驗果園，園內有一眼機井，動水位距地20m。該地電力供應不足，為節約用水，擬采用固定式噴灌系統。地形：地面平坦，最大供水量為60m/h,面積95畝，果樹2544株，株距4m，行距6m，園內有十字交叉道路，路邊與第一排樹的距離南北向為2m，東西向為3。氣象：干旱氣候區，灌溉季節多風，月平均風速為2.5m/s,風向多變。土壤：壤土,凍土層深0.6m 水源：機井，最大供水量為,水位距地。灌溉試驗資料：間持水率為（占土體，下同），凋萎系數為果園允許消耗的水量占

4、土壤有效持水量的，在需水高峰期，蘋果樹的需水強度為。主要內容：系統選型與總體規劃熟悉設計任務和灌溉與排水工程設計規范GB 50288-99摘抄規范：6.3灌溉管道系統6.3.1灌溉管道系統可根據地形，水源和用戶用水情況，采用環狀管網或樹枝狀管網，其布置應符合下列要求：1、管道應短而直，水頭損失小，總費用省和管理運用方便2、管道應布置在堅實的地基上，避開填方區和可能產生滑坡或受山洪威脅的地帶。3、固定管道應埋在地下，易損管材必須埋在地下，埋深應不下于60cm，并應在凍土層以下。4、鋪設在地面上的直徑不大于100mm的固定管道，應在拐彎處設置鎮墩。兩個鎮墩之間的管道應設置伸縮節或柔性接頭。5、各級

5、管道進口必須設置節制閘，分水口較多的輸配水管道，每隔3-5個分水口應設置一個節制閘；管道最低處應設置排水閥。6、水泵出口處設置逆止閥。7、管道的駝峰處或長度大于3km但無明顯駝峰的管道中段安裝排氣閥。10.2噴灌系統10.2.2管道式噴灌系統的用戶系統設計應符合下列規定；1、各用戶系統的噴灌面積必須集中連片，且不宜小于5hm,各點的工作壓力差應在噴頭允許壓差范圍內。2、用戶系統配水點位置，應有利于縮短輸配水管網長度。3、噴灌支管應平行耕作方向布置，地形高差較大時，支管可垂直等高線布置。4、用戶系統范圍內實行輪灌，輪灌周期宜為5-10天，每天凈噴灌時間不宜少于12h.主要內容：噴頭、灌水器或給水

6、栓的選擇與布置一、 規劃和設計1、噴灌系統選型工程應根據因地制宜原則，綜合考慮以下因素選擇系統類型水源類型位置、地形地貌、地塊形狀、土壤地質、降水量灌溉區風速、社會經濟條件、生產管理體制、勞動力狀況及使用者素質、動力條件。由于該果園為盛果期的蘋果樹，經濟價值較高、灌水頻繁，作物耗水量大、勞動力缺乏、綜合考慮后采用固定式噴灌系統。2、噴頭的選擇和組合間距噴頭的選擇包括：噴頭型號、噴嘴直徑和工作壓力的選擇，在選定噴頭之后，噴頭的流量、射程等性能參數也就隨之確定。噴頭選擇由于灌區月平均風速為2.5m/s相對較大運行方式為多支多噴頭同時噴灑，因此選噴灌強度較小的噴頭。ZY系列部分噴頭性能參數（摘抄自節

7、水灌溉理論與技術 ）型號接頭型式噴嘴直徑工作壓力噴頭流量噴頭射程ZY-21（內）管螺紋7.0mm250kpa2.9118.21m二、 噴頭的組合形式和組合間距的確定該灌區多風且風向多變，以減小風的影響采用全圓噴灑噴頭組合形式為正方形。支管間距，噴頭組合間距見表。噴頭組合間距（摘抄自節水灌溉理論與技術 ）設計風速m/s組合間距垂直風向平行風向0.31.6（11.1）R1.3R1.63.4（0.81.0）R（1.11.3）R3.15.4(0.60.8)R（1.01.1）R確定噴頭組合間距（噴頭間距L、支管間距b ）當風速為=1.6m/s時，=1.0R=1.0m當風速為=3.4m/s時，=0.8R=

8、0.8m在設計風速v=2.5m/s情況下，支管上噴頭間距和支管間距風別為根據上述結果，取L=18m, b=20m 。三、 校核霧化指標不同作物的適宜霧化指標（摘抄自節水灌溉理論與技術 ）作物種類W蔬菜及花卉40005000糧食作物、經濟作物及果樹30004000牧草、飼料作物、草坪20003000計算霧化指標：W實際霧化指標在適宜霧化指標范圍內，因此噴灌霧化指標滿足要求。四、 校核噴灌強度各類土壤的允許噴灌強度（摘抄自節水灌溉理論與技術 ）土壤類別允許噴灌強度值mm/h砂土20砂壤土15壤土12壤黏土10黏土8風系數k=1.0已知：L=18m b=22m。則噴頭的有效控制面積為設計噴灌強度小于

9、允許噴灌強度，因此噴灌強度滿足要求。主要內容：計算灌溉制度與工作制度一、 灌溉制度1、 計算果園的灌水定額，設其計劃濕潤層深度為50cm,則：砂壤土：田間持水量（12%22%） 取計劃濕潤層：4060cm 取H=50cm適宜土壤含水率：（70%90%）土壤干密度：1.0g/cm灌水定額：2、 灌水周期設計需水強度為6mm/d，則灌水周期：為方便管理，實際灌水周期應取整數，所以灌水周期取為4d。實際灌水周定額為 一次灌水所需時間t可按下式確定：同時工作的噴頭數（N）可按下式計算：個取同時工作的噴頭數為12個根據實際情況，全噴罐區總共包括12個輪灌組，每天工作3個輪灌組，每天工作總時間為11h。輪

10、灌制度（輪灌順序）時間輪灌組輪灌組中的噴頭噴頭數第一天第一組1支、2支12第二組3支、4支12第三組5支、6支12第二天第一組7支、8支12第二組9支、10支12第三組11支、12支12第三天第一組13支、14支12第二組15支、16支12第三組17支、18支12第四天第一組19支、20支12第二組21支、22支12第三組23支、24支、25支10主要內容：水力計算與管道計算一、 管材的選擇管材的選擇應當根據當地的具體情況1、從噴頭性能參數表查的噴頭流量為2.91m/h，工作壓力為250kpa。2、支管、干管的流量及管徑選擇有經驗公式：當Q<120 m/h，D=13；當Q>=120

11、 m/h，D=11.5;D為管內徑（mm）支管：Q=nq= m/h<120 m/hD=13=13根據噴灌工程技術規范選管外徑d=63mm，壁厚為0.8mm的硬聚氯乙烯管。干管：Q=nq= m/h<120 m/hD=13=13根據噴灌工程技術規范選管外徑d=90mm，壁厚為1.2mm的硬聚氯乙烯管。二、水力計算管道的沿程水頭損失，由灌溉與排水工程設計規范得：各種管材的f、m、b值管材fmb鋼筋混凝土管糙率 n=0.013n=0.014 n=0.0151.3122.005.331.5162.005.331.7492.005.33舊鋼管、舊鑄鐵管6.251.905.10硬塑料管0.9481.774.77鋁合金管0.8611.744.741、 干管的沿程水頭損失L=268m。2、 計算典型支管沿程水頭損失。3、 計算干管的局部水頭損失：4、 計算支管的局部損失：因此總損失：噴頭水頭損失：三、水泵揚程的確定已知噴頭工作壓力為，即相當于h=25m的水頭，取管道埋深為0.7m(應該地凍土層深度0.6m)水泵的設計揚程。m式中：h為水位距地面的距離。水泵的選型及動力配套設備省略。五、 設備用量與材料細表表1 管材設備序號名稱單位數量型號備注1干管m3