绪论
根据青海大学水利电力学院农业水利工程专业教育计划拟定的《灌溉排水工程学》专业课的教学大纲的要求，该门课程除了理论知识的学习，还必须进行为期一周的课程设计。
我国是一个农业大国，又是一个水资源不足、时空分布不均匀、旱涝灾害频繁的国家。近代一位伟人曾说过：“水利是农业的命脉”。作为一名学习水利水电工程专业的学生，我们任重而道远。《灌溉排水工程学》是我们必修的专业课程。通过课程的学习，我们了解到我国水资源的现状，学习并掌握了灌溉排水的基础理论与基本原理、灌排技术和基本的节水灌溉系统设计。
在此基础上通过课程设计的锻炼，切实接触灌溉系统的规划设计，这是对我们理论知识的进一步回顾，更是理论和实践相结合能力的进一步加强。本次课程设计以组为单位，同学之间互相讨论研究，即可以提高我们的学习，也是培养同学关系的一次好机会。
第一章基本资料
本次《灌溉排水工程学》课程设计拟定地点是西北某城市郊区,位于湟水河北岸、II级阶地上，海拔在2250~2350m之间，地处市中心以西17km处，109国道和西湟高速穿过项目区，有大堡子镇～多巴镇等级公路与国道相通，交通十分便利。
在常规灌溉情况下，灌溉施肥平整土地需要耗费大量劳动力，且生产效率低。故拟兴建操作方便，运转灵活，生产率高，并可兼顾喷化肥的固定式喷灌系统。
1.1 地形
河谷冲积平原区，地势较为平坦。田块面积为151亩,一侧有礼让渠通过，为灌溉水源，其水位高出地面1-2m。
1.2 气象
该地区地处黄土高原向青藏高原的过渡地带，属冬寒夏凉半干旱大陆性高原气候。气候温凉、降水量小、蒸发量大，冰冻期长、无霜期短，日温差较大，日照时间长、太阳辐射强。冬季干燥、降雪少，春季多风，干旱少雨，夏季雨时集中，降水时空分布不均。常见风速1-3m/s，风向多变。
1.3 土壤
土壤为多年农作物生长的灌淤土和腐殖土，土壤属粘壤土，稳定入渗强度为10mm/h。土壤肥力高，耕性适宜，适种性广，保水、保肥性能好，土壤水、肥、气协调，完全适宜蔬菜和其它农作物生长。冻土层深度约1.5m左右。
1.4 水源
灌溉水源有保证。农田一侧有礼让渠经过，在保证率P=75%时多年平均径流量W=3.05×108m3，多年平均流量Q=9.6m3/s。
1.5 灌溉设计保证率
根据《灌溉与排水工程规范》（GB50288-1999）规定，干旱、半干旱地区灌溉设计保证率采用50~75%，结合该地区实际情况，灌溉设计保证率采用P=75%。
1.6 作物对喷灌的要求
该地区均种植小麦，设计灌水定额为40mm，日平均需水量2mm/d。本地区要求喷灌灌水均匀，水滴雾化良好。
1.7 现有设备供应情况
本地区电源有保障，市内有1
PY（金属）及PYS（塑料）系列的摇臂式喷头、输水管道(钢管、石棉水泥管、硬塑及铝合金管)和农田水泵供应。
第二章 喷头和支管的组合
2.1 灌水定额和灌水周期
灌水定额是指一次灌水单位面积上的灌水量。本次课程设计给定设计灌水定额为40mm 。 2.2 设计灌水周期
灌水周期是指两次灌水时间间隔。 灌水周期采用下式计算：
e
m T η
=
设
设T —设计灌水周期，d
；
e —作物日耗水量，mm d
；η=0.85
已知：日耗水量e 为2mm/d ，m 为40mm 所以 e
m T η=设=17d
2.3 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GB85-89《喷灌工程技术规范》规定，选择喷头和确定间距应遵守的具体原则为下列4点:
（1）喷头必须是质量合格的正规产品，性能参数（工作压力 ，力量，射程等）符合设计要求。本设计选用质量合格、正规厂家生产 、性能参数符合设计要求的优质喷头。
（2）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。
（3）喷灌系统的喷洒均匀系数
C值一般不应低于70%~80%，本
u
设计取%
C，在满足规范规定的均匀度的条件下，确定喷头和支
75
u
管的间距。
（4）小麦的雾化指标取值范围在3000~4000，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。
根据作物特点属性，现选择中压喷头（中射程喷头），喷头参数见表1
2.4 喷头的组合
喷头的组合形式包括支管布置方向，喷头组合方式及喷头沿支管的间距，支管和支管间距。
2.4.1 支管布置方向
支管布置的方向，除考虑灌区地形因素及作物种植方向外，还考虑灌区风向和地形的坡度方向。喷头工作时受风的影响：无风条件下，喷头喷嘴为圆形面积。有风时，顺风向一侧，喷头射程增加，逆风向一侧，喷头射程减小，而平行风向的两侧，射程也相应的变小。所以，在一般情况下，支管布置在垂直主风向的位置，干管则布置在平行主风向的位置。地面坡度也会影响支管的布置方向，地面有坡度时，下坡方向，喷头射程加大，上坡方向，喷头射程变小。一般情况，支管平行等高线布置，干管垂直等高线布置。在该区，地势比较平坦，将
以风向作为判断支管方向的主要依据。该地区风向多变，因此可不考虑风向对喷头的影响。
2.4.2确定组合及间距
该灌区多风且风向多变，以减小风的影响采用全圆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2：
根据变系数法在满足喷洒均匀系数大于75%的条件下，喷头间距和支管间距按参考文献中的公式计算：
=
=
7.0=
⨯
20
R14
KR
m
设
—喷头的设计射程，m。
式中：R
设
K—系数，根据设计资料可确定此地为多风地区，可采用0.7。
R—喷头的射程（或称最大射程），m。
全圆喷头正方形组合：
.1=
42
⨯
=设
.1
=
m
l88
42
.
R
14
19
42
.1=
=
.1
=设
⨯
.
R
m
a88
19
14
42
