摘要:井是开发利用地下水使用最广泛的取集水建筑物。近年来,各地区水稻面积不断扩大,在地表水资源较缺的情况下,实施井灌是促进水稻种植业发展的一项重要措施。井灌工程设计包括农用井设计和配套输水工程设计。
井是开发利用地下水使用最广泛的取集水建筑物。与其他灌溉措施相比,井灌工程的造价相对较低,配套设施也较少,水源好且受地形因素影响小,适应性很强。近年来,各地区水稻面积不断扩大,在地表水资源较缺的情况下,实施井灌是促进水稻种植业发展的一项重要措施。井灌工程设计包括农用井设计和配套输水工程设计。设计依据《农用井技术手册》和《机井技术规范》(SL256-2000)进行设计。在此,举实例说明具体设计。
1 基本情况
某区地处中高纬度,属于中温带大陆性季风气候。多年平均降雨量为637mm,降雨多集中在5~9月份,降雨量可达495.4mm。现田间无灌溉设施,作物生育期用水量不足。区内除大气降水外,无其他可利用的地表水资源。本区地下水资源较丰富,地下水埋深为10~30m,含水层厚20~50m左右,静水位埋深5~6m,动水位埋深16m,抽水降深10m,第四系孔隙潜水或微承压水为建设(III)区的含水层,单井出水量为80~130m3/h,地质岩性为砂层,砂砾石和卵石层。
本区土壤主要为草甸土,黑土层较厚,一般在20~30cm,养分含量较高,有机质含量为5.2~10.3%,PH值5.5~6.2,保土、保肥力强,通气性较好。
由于区内无地表水资源可利用,为解决区内作物干旱问题,并根据区内实际情况,调整作物种植结构,将旱田改造为高产水田,需利用地下水对区内作物进行灌溉,以满足作物用水需求。设计打农用井,并修建井灌渠道输水灌溉。
2 农用井设计
2.1 单井出水量的确定
根据项目现场踏勘时收集到的水文、地质、土壤、社会经济及地区总体规划等资料,并结合当地的实际情况,确定本设计单井出水量为80m3/h。
2.2 单井控制面积的确定
根据《机井技术规范》,单井控制面积用单井出水量除以灌溉定额进行计算,忽略抽水干扰水量削减系数。即按下式确定:
A0=式中:A0—单井控制灌溉面积,亩;
Q—单井出水量,m3/h;
T—播种天数,d;
t—每天工作时间,h;
η—灌溉水利用系数;取η=0.85
m—灌水定额,m3/亩。
=216.2162(亩)=14.4144(hm2)
2.3 井眼数的确定
通过对项目区内田、水、路、林的综合布置,并合理调整种植结构,本区共规划井灌水田面积689.94hm2,需布置井眼数按单井控制灌溉面积计算,即按下式确定。
n=
式中:n—需布置井眼数,眼;
F—规划井灌面积,hm2;
A0—单井控制灌溉面积,hm2。
根据区内田块布置情况,共布置48眼水田井。
2.4 井距的确定
水田农用井布置分方形布置和梅花形布置两种,根据布置方式的不同,井距的计算公式也不同。本项目按梅花形布置,井距按下式确定。
=27.8
式中: —井距,m;
—单井控制灌溉面积,亩。
=27.8× =409m
根据设计单井出水量及本区土壤性质,由《机电井技术手册》查得,农用井影响半径为150m,设计井距大于2倍农用井影响半径,不会产生抽水干扰。
2.5 井泵的选择
2.5.1 设计扬程计算
设计扬程根据静、动水位及其多年水位变幅等因素确定。其计算公式为:
H =Hj+Hω+Hb+Ha
式中:H—设计扬程,m;
Hj—动水位埋深距地面距离(m),16m;
Hω—为机井出水池或水泵出水管口中心与地表(井口)垂直高差(m),本设计取1.5m。
Hb—电泵的安装要求电泵应潜入动水位以下0.5m。
Ha—水头损失,Ha=hf+hj
水头损失计算:Hf=
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