Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án môn học Kỹ thuật tưới hiện đại Chương I: Tổng quan về dự án 1.1. Điều kiện tự nhiên Xã Yên Mỹ nằm ở phía đông bắc huyện Thanh Trì. Ranh giới hành chính như sau: Phía đông giáp xã Văn Đức, huyện Gia Lâm (ranh giới tự nhiên là sông Hồng) Phía nam giáp xã Duyên Hà, huyện Thanh Trì. Phía tây nam giáp xã Ngũ Hiệp, huyện Thanh Trì. Phía tây giáp xã Tứ Hiệp, huyện Thanh Trì. Phía bắc giáp phường Yên Sở, quận Hoàng Mai. 1.2. Điều kiện dân sinh, kinh tế Ngày nay, làng Yên Mỹ khá trù phú với việc trồng các loại rau, hoa cung cấp cho nội thành và xuất khẩu. 1.3. Phương hướng phát triển 1.4. Sự cần thiết của dự án
Đồ án Tưới Hiện Đại Trang Đồ án môn học Kỹ thuật tưới đại Chương I: Tổng quan dự án 1.1 Điều kiện tự nhiên Xã Yên Mỹ nằm phía đông bắc huyện Thanh Trì Ranh giới hành sau: Phía đông giáp xã Văn Đức, huyện Gia Lâm (ranh giới tự nhiên sông Hồng) Phía nam giáp xã Duyên Hà, huyện Thanh Trì Phía tây nam giáp xã Ngũ Hiệp, huyện Thanh Trì Phía tây giáp xã Tứ Hiệp, huyện Thanh Trì Phía bắc giáp phường Yên Sở, quận Hoàng Mai 1.2 Điều kiện dân sinh, kinh tế Ngày nay, làng Yên Mỹ trù phú với việc trồng loại rau, hoa cung cấp cho nội thành xuất 1.3 1.4 Phương hướng phát triển Sự cần thiết dự án Đồ án Tưới Hiện Đại Trang Chương II: Tính toán nhu cầu nước đầu hệ thống 2.1 Nguyên lý tính toán Nguyên lý tính toán chế độ tƣới cho trồng cạn lúa dựa phương trình cân nước mặt ruộng, nhiên có số điểm khác biệt cần ý sau đây: Chế độ tưới cho hoa màu công nghiệp tưới ẩm, công thức tưới tăng sản thay đổi độ ẩm theo thời gian Phương trình cân nước có dạng: ∑m = (Whi + Wci) - (W0i + ∑P0i + ∆WHi + Wni) (m3/ha) (I) Trong đó: ∑m: Tổng lượng nước cần tưới thời đoạn (m3/ha) Whi: Lượng nước hao thời đoạn tính toán (m3/ha) Whi = 10ETc.ti ETc: Cường độ bốc mặt ruộng (hoặc cường độ nước hao: mm/ngày) ti: Thời gian hao nước (số ngày) Wci: Lượng nước cần trữ tầng đất canh tác cuối thời đoạn tính toán (m 3/ha) Wci tính toán sau: • Wci = 10βciγkHi (m3/ha) (*) • Wci = 10βciAHi (m /ha) (**) Trong đó: γk: Dung trọng khô đất (T/m3) A: Độ rỗng đất theo % thể tích đất βci: Độ ẩm đất cuối thời đoạn, tính theo(%) dung trọng khô với công thức (*) tính theo (%) độ rỗng với công thức (**) Theo quy trình Tƣới - QT-TL-NN-9-78 dẫn xác định theo dung trọng khô phân tích độ ẩm tối đa đồng ruộng theo dung trọng khô dễ dàng theo thể tích rỗng Lượng nước chứa tầng đất cuối thời đoạn Wci phải khống chế theo điều kiện: Wβmini < Wci < Wβmaxi Wβmaxi = 10βmaxiγkHi (m /ha) Hoặc: Wβmaxi = 10βmaxiAHi (m3/ha) Wβmini = 10βminiγkHi (m3/ha) Hoặc: Wβmini = 10βminiAHi (m3/ha) Woi: Lượng nước sẵn có đất đầu thời đoạn tính toán, xác định theo: Woi = 10β0iγkHi (m3/ha) Hoặc: Woi = 10β0iAHi (m3/ha) Đồ án Tưới Hiện Đại Trang ∑P0i: Lượng nước mà trồng sử dụng thời đoạn tính toán ∑P0i = ∑αiCiPi Pi: Lượng mưa thực tế rơi xuống ruộng (mm) Ci: Hệ số biểu thị phần nước mưa ngấm xuống đất, xác định theo thực nghiệm: Ci = - σ i σi: Hệ số dòng chảy, xác định theo thực nghiệm αi: Hệ số sử dụng nước mưa, thông qua tính toán xác định Chú ý tính toán cần nhân với 10 để đổi m3/ha ∆WHi: Lượng nước mà trồng sử dụng gia tăng chiều sâu tầng đất canh tác rễ ngày phát triển ∆WHi = 10β0iγk(Hi – Hi-1) (m3/ha) Hoặc: ∆WHi =10β0iA(Hi – Hi-1) (m3/ha) Wni: Lượng nước ngầm đất mà trồng sử dụng tác dụng mao quản leo làm cho trồng hút lượng nước Lượng nước phụ thuộc vào chiều sâu mực nước ngầm loại đất vùng trồng trọt Khi thiếu tài liệu thực nghiệm xác định theo hệ thức: Wni = KniETc Trong Kni hệ số sử dụng nước ngầm phụ thuộc độ sâu mực nước ngầm loại đất xác định theo thực nghiệm Kiểm tra kết tính toán Wci theo công thức ( I ) - Nếu Wci thoả mãn điều kiện ràng buộc: tiếp tục tính cho thời đoạn sinh trưởng kết thúc giai đoạn sinh trưởng; - Nếu không thoả mãn điều kiện ràng buộc: giả thiết lại mức tưới mi tiếp tục tính toán theo trình tự nêu CHÚ THÍCH: Trong thời đoạn tính toán, lượng nước đất vượt giới hạn quy định công thức ( I ) bắt buộc phải tháo lượng W tháo giữ mức Wβmaxi 2.2 Các tài liệu cần thiết để tính toán Yêu cầu tài liệu khí tượng thủy văn khu vực cần cấp nước tưới cho trồng cạn sau: - Nhiệt độ trung bình tháng - Độ ẩm trung bình không khí - Lượng bốc trung bình tháng - Tốc độ gió trung bình tháng - Lượng mưa bình quân tháng - Số nắng trung bình tháng Đồ án Tưới Hiện Đại Trang Chương III: Bố trí thiết kế hệ thống tưới phun mưa 3.1 Các hạng mục công trình hệ thống tưới phun mưa - - - Hệ thống tưới phun mưa cung cấp nước cho khu vực gieo trồng gồm hạng mục công trình thiết bị sau đây: Nguồn nước cấp: nước mặt lấy từ sông, hồ, kênh nước ngầm khai thác gần xung quanh khu tưới Chất lượng nước phải phù hợp với yêu cầu sinh trưởng trồng yêu cầu tưới phun mưa; Máy bơm động (gọi chung máy bơm) để tạo áp lực: Tuỳ thuộc vào vị trí nguồn nước cấp đặc điểm địa hình vùng tưới, máy bơm đặt cố định di chuyển khu tưới Nếu máy bơm đặt cố định nhà vị trí đặt trạm bơm phải đảm bảo chủ động lấy nước từ nguồn cấp, thuận tiện cho công tác quản lý vận hành khoảng cách từ trạm bơm đến khu tưới gần nhất; Hệ thống đường ống nhận nước từ máy bơm đưa nước đến khu vực cần tưới, bao gồm đường ống chính, đường ống nhánh đường ống chờ; Các vòi phun cấp nước tưới trực tiếp cho trồng dạng nước mưa 3.2 Các bước thiết kế bố trí hệ thống Dựa vào tính cân nước - Lựa chọn loại hệ thống tưới phun mưa - Lựa chọn đầu tưới phun mưa hình thức bố trí kết hợp đầu tưới - Bố trí ống tưới chính,nhánh đầu tưới - Kiểm tra điều kiện khống chế - Tính toán chế độ tưới (mức tưới m,chu kỳ tưới T,số đầu tưới Nđ…) - Tính thủy lực đường ống - Vẽ thiết kế - Tổ chức tưới cho hệ thống tưới phun mưa Gọi thời gian tưới khu tưới ta co: Trong đó: q lưu lượng ột đầu tưới (l/s-ha) a khoản cách hai dãy tưới (m) b khoảng cách hai đầu tưới (m) m mức tưới lần (mm) Số đầu tưới Nđ số dãy tưới Nd hoạt động đồng thời là: Trong đó: A diện tích khu tưới (ha) C thời gian tưới thực ngày (h) Trong đó: nđ số đầu tưới dãy tưới Nđ số đầu tưới dồng thời làm việc Đồ án Tưới Hiện Đại Trang 3.3 Tính toán, lựa chọn bố trí vòi phun Từ giản đồ hệ số tưới ta chọn: qtk = 0.84 (l/s-ha) mức tưới m = 100 mm Ta có: Tck = ngày,thời gian tưới ngày t=20h, 3.3.1 Các loại vòi phun mưa Phân loại vòi tưới phun mưa - Phân theo áp lực làm việc Vòi phun áp thấp, áp trung bình, áp cao cột nước 100-800 kP - Phân theo đặc trưng làm ẩm,hình tròn toàn phần cánh cung Các thông số thiết kế vòi phun mưa - Đường kính đầu vào: dây tưới vòi phun khả chuyển nước qua lỗ điều kiện làm việc áp lực theo thiết kế định,kích thước đường kính tỷ lệ thuận với lượng nước phun tầm phun - Áp lực làm việc - Lượng nước phun Q=3600 - Trong đó: - A diện tích vòi phun - R: bán kính tầm phun (m) - : hệ số lưu lượng - : áp lực làm việc Lựa chọn đầu tưới phun mưa Chọn vòi phun G35B Hunter R=5.5 m – 15.2 m Dễ dàng điều chỉnh trì, sân G35B Hunter rotor sân lớn lựa chọn lý tưởng cho khách hàng ngân sách Các rotor B Series cung cấp tất tính tiêu chuẩn mà bạn muốn cho vùng phủ sóng ngắn trung bình khoảng cách bao gồm ổ bánh thời gian thử nghiệm, thuận tiện phục vụ, chống va đập thể bích mạnh mẽ Thông số kỹ thuật + Bán kính R=5,5-15,2 m + Lưu lượng: 0,43-2,91 m3 / giờ; 7,2-48,5 lít / phút + Điều hành phạm vi áp: 2,8-4,5 bar; 275-450 kPa => ta chọn: q=0.5 m3/h, bán kính R=12m 3.3.2 Xác định cường độ phun mưa Cường độ tưới phun mưa lượng nước phun đơn vị thời gian Công thức xác định cường độ tưới phun mưa: đó: - R bán kính tầm phun mưa (m) - Q lưu lượng phun (m3/h) phụ thuộc vào vòi phun - hệ số phụ thuộc vào sơ đồ bố trí vòi phun - Với: hình vuông , hình tam giác , hình chữ nhật Cường độ tưới phun mưa là: =2.5 mm với thỏa mãn điều kiện cho phép Đồ án Tưới Hiện Đại Trang 3.3.3 Độ đồng tưới phun mưa - - Mức độ đồng phân bố lượng nước vòi phun Chọn vời phun, hình thức bố trí, khoảng cách vòi phun Các yếu tố ảnh hưởng đến độ đồng tưới phun mưa Cu: Góc nghiêng ống đứng ,góc vòi tưới Tốc độ xoay vòi phun Cột áp thay đổi Tốc độ gió,tốc độ gió trung bình Thời gian vận hành tưới Độ dốc địa hình Cách tính: Cường độ tác dụng giọt nước Là động giọt nước tác dụng lên trồng đất diện tích tưới phun mưa Thể thông qua hai yếu tố: đường kính giọt nước số sương mù hóa (là tỷ lệ áp lực làm việc H đường kính đầu tưới d) ường kính giọt nước to ảnh hưởng đến trồng ,đến bề mặt đất Đường kính nhỏ gây tổn thất nước bốc Cường độ tác dụng giọt nước là: Trong đó: H=20m, d=4.5 mm, [Pd]=4000-5000 Pd < [Pd] thỏa mãn điều kiện 3.3.4 Sơ đồ bố trí vòi phun Điều kiện lựa chọn sơ đồ bố trí vòi phun - Tốc độ gió 1.5 m/s sơ đồ hình tam giác - Tốc độ gió 1.5 3.5 m/s sơ đồ hình vuông - Tốc độ gió 3.5 m/s hình chữ nhật hình bình hành - Tốc độ gió > m/s ngưng tưới - Điều kiện thỏa mãn: cường độ tưới phun mưa không lớn hệ số ngấm đất tưới thời gian phun mưa không vượt cường độ phun mưa cho phép P < [Pd] - , Cu > 80 , Pd = H/d Nguyên tắc bố trí đầu tưới - Mật độ khoảng cách đều,thỏa mãn yêu cầu tưới đồng - Điều kiện gió,gió nhẹ,nước không bắn tung tóe - Ảnh hưởng gió: khoảng cách đầu tưới,ống tưới - Ảnh hưởng tốt hay xấu đến vùng xung quanh Trình tự bố trí vòi phun - Tại vị trí biên có thay đổi hướng bố trí vòi phun - Sau điểm chuyển hướng dựa vào khoảng cách đầu phun Đồ án Tưới Hiện Đại - Trang Sau vùng khu tưới bố trí đầu phun, đảm bảo tối đa mật độ đầu phun toàn khu tưới Các hình thức bố trí đầu tưới - Tam giác: L=1.3R , B=1.5R , S=2.6R2 - Hình vuông: L=B=1.42R , S=2R2 - Hình chữ nhật: L=R , B=1.73R , S=1.73R2 - Hình bình hành: L=R , B=1.87R , S=1.865R2 Tính số đầu tưới: - Tính thời gian tưới lần khu tưới Ttưới Vậy tổ tưới cần 6h để tưới, ngày có 20h để tưới ngày tưới tổ tưới - Tính số đầu tưới đầu tưới Nđ (chọn 69 đầu tưới) Có khu tưới => tổng số đầu tưới 69*3*3= 621 (đầu tưới Thiết kế) 3.3.5 Khoảng cách vòi phun Ta chọn sơ đồ bố trí vời phun hình chữ nhật với bán kính vòi phun R=12 m khoảng cách hai vòi phun với L= = 16.97 m 3.4 Bố trí thiết kế đường ống 3.4.1 Nguyên tắc bố trí đường ống tưới Bố trí đường ống - Các đường ống nên bố trí dọc theo đường giao thông nội khu tưới, - - cách mép đường khoảng bán kính tầm phun mưa vòi phun nằm sâu mặt đất từ 60 cm đến 70 cm Các đường ống nhánh đường ống tưới bố trí theo diện tích khu tưới (thường vuông góc với đường ống chính), đặt sâu mặt đất từ 50 cm đến 60 cm Các đường ống chờ nên bố trí cao so với mặt đất Chiều cao đường ống chờ phụ thuộc vào chiều cao lớn loại trồng tưới Khoảng cách đường ống chờ phụ thuộc vào sơ đồ bố trí vòi phun bán kính tầm phun mưa vòi phun Đường ống chờ phải định vị cố định để chống rung lắc trình phun 3.4.2 Tính toán thủy lực đường ống Sơ đồ bố trí mạng lưới đường ống phụ thuộc vào điều kiện địa hình quy mô khu tưới, hệ thống đường giao thông vùng tưới, đường sản xuất bố trí khu tưới cảnh quan môi trường khu vực vùng tưới Tính thủy lực đường ống phải đảm bảo khu vực vùng tưới tưới đồng đều, tổn thất điểm đầu điểm cuối đường ống không vượt phạm vi cho phép, áp lực nước đầu vòi phun không chênh lệch 10 % Đồ án Tưới Hiện Đại Trang Căn vào hình dạng diện tích khu tưới để tính toán xác định chiều dài, đường kính loại đường ống cấp nước Căn vào điều kiện địa hình khu tưới phân bố trồng vùng tưới để lựa chọn biện pháp tưới phiên hay tưới đồng thời, xác định quy mô diện tích tưới thời gian tưới lần tưới Lưu lượng tưới thiết kế vùng tưới tính theo số lượng vòi phun hoạt động đồng thời Tổng tổn thất cột nước đoạn đường ống tính toán xác định theo công thức dưới: Htt = Hd+Hc+ Hdh Trong đó: Htt tổng tổn thất cột nước đường ống tính toán, (m) Hd tổn thất dọc đường, m, xác định theo công thức: Hd = S x L S hệ số tổn thất, m/km, tính theo công thức tính Unicef sau: Q lưu lượng đoạn ống, (l/s) D đường kính ống, (mm) f hệ số ma sát phụ thuộc vào vật liệu chế tạo ống, tra bảng L chiều dài đoạn ống tính toán, (km) Hc tổn thất cục bộ, xác định theo công thức Hc= ξ ξ hệ số tổn thất cục bộ, xác định phương pháp tra bảng tính toán thủy lực V vận tốc dòng chảy đoạn ống tính toán, (m/s) g gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2) Hđh chênh lệch độ cao địa hình vị trí tim cửa vào (điểm đầu) tim cửa (điểm cuối) đoạn đường ống tính toán, m: Hdh= Hcc-Hcd Trong đó: - Hcd độ cao địa hình vị trí tim cửa vào đường ống, (m) - Hcc độ cao địa hình vị trí tim cửa đường ống, (m) Xác định lưu lượng thiết kế cột nước thiết kế để chọn máy bơm động Lưu lượng thiết kế Lưu lượng thiết kế máy bơm xác định theo công thức Qtk = A x q Trong đó: - Qtk lưu lượng thiết kế máy bơm, (m3/h) - A số vòi phun trạm bơm hoạt động đồng thời; - q lưu lượng phun vòi, (m3/h) Cột nước thiết kế Công thức tổng quát xác định cột nước thiết kế máy bơm sau: Htk = Δ + hvòi + ∑hdd + ∑hcb Trong đó: Htk cột nước thiết kế máy bơm phun mưa, (m) Đồ án Tưới Hiện Đại - - Trang Δ chênh lệch cao độ đầu vòi phun điển hình với cao độ mặt nước thiết kế nguồn nước cấp (m) Thông thường đầu vòi phun điển hình vòi phun vị trí tương đối cao cách xa trạm bơm ∑hdd tổng tổn thất dọc đường tính từ cửa vào máy bơm đến vòi phun điển hình, (m) ∑hcb tổng tổn thất cục tính từ cửa vào máy bơm đến vị trí vòi phun điển hình, (m) hvòi cột nước áp lực yêu cầu miệng vòi phun, (m) Tổn thất dọc đường đoạn đường ống tính theo công thức phía theo công thức sau: Trong đó: - hddi tổn thất dọc đường đoạn đường ống thứ i - Qi lưu lượng đường ống thứ i (m3/h) - li chiều dài đoạn đường ống thứ i (m) - di đường kính đường ống thứ i (mm) - fi hệ số ma sát dọc đường, fi phụ thuộc vào loại đường ống - m số lưu lượng, m phụ thuộc vào tổn thất ma sát - b số đường kính ống, b phụ thuộc vào tổn thất ma sát Tổn thất dọc đường đường ống nhánh lắp vòi phun hiệu chỉnh theo công thức sau: h = hddi x K Trong : - hddi tổn thất dọc đường đường ống tính theo công thức - K hệ số hiệu chỉnh tính theo công thức sau: - n số vòi phun đường ống tính toán m số lưu lượng lấy theo bảng tra x tỷ số khoảng cách ống vòi phun thứ với khoảng cách hai vòi phun Quan hệ vật liệu làm đường ống với giá trị f, m, b công thức Vật liệu ống f m b Ống bê tông bê tông cốt thép 1,783 x 106 2,00 5,33 Ống gang, thép cũ 6,250 x 106 1,9 5,1 Ống fibro - ciment 1,455 x 105 1,85 4,89 Ống chất dẻo 0,946 x 105 1,77 4,77 Ống hợp kim 0,861 x 105 1,74 4,74 Đồ án Tưới Hiện Đại Trang Chương I: Tổng quan dự án……………………………………………… 1 Điều kiện tự nhiên…………………………………………………… Điều kiện dân sinh, kinh tế…………………………………………… Phương hướng phát triển ………………………………………………1 Sự cần thiết dự án …………………………………………………1 Chương II: Tính toán nhu cầu nước đầu hệ thống……………………………2 Nguyên lý tính toán ……………………………………………………2 Các tài liệu cần thiết để tính toán …………………………………… Chương III: Bố trí thiết kế hệ thống tưới phun mưa ………………………4 3.1 Các hạng mục công trình hệ thống tưới phun mưa ………….………4 3.2 Các bước thiết kế bố trí hệ thống …………………………………… 3.3 Tính toán, lựa chọn bố trí vòi phun ………………………………… 3.3.1 Các loại vòi phun mưa …………………………………………………5 3.3.2 Xác định cường độ phun mưa …………………………………………5 3.3.3 Độ đồng tưới phun mưa ………………………………………6 3.3.4 Sơ đồ bố trí vòi phun ………………………………………………… 3.3.5 Khoảng cách vòi phun ……………………………………… 3.4 Bố trí thiết kế đường ống …………………………………………… 3.4.1 Nguyên tắc bố trí đường ống tưới …………………………………… 3.4.2 Tính toán thủy lực đường ống …………………………………………8 Chương IV: Các Thông số tính toán trình làm đồ án……………… Đồ án Tưới Hiện Đại Trang Lời cảm ơn Qua đồ án trình học môn Kỹ thuật Tưới Hiện Đại em hiểu rõ biết thêm nhiều kiến thức môn Em hiểu làm để tưới chọn phương pháp tưới hiệu cho loại trồng Những kiến thức cô truyền tải hành trang đời cho em, mong đến lúc em lại áp dụng kiến thức cô dạy áp dụng cách hiệu vào công việc Cảm ơn cô nhiệt tình hướng dẫn lúc em làm đồ án, thắc mắc mà chúng em chưa thông suốt Trong trình làm đồ án tránh khỏi sai sót, mong cô điểm để em rút kinh nghiệm Em chân thành cảm ơn Người thực [...].. .Đồ án Tưới Hiện Đại Trang Lời cảm ơn Qua đồ án và trong quá trình học môn Kỹ thuật Tưới Hiện Đại em đã hiểu rõ và biết thêm nhiều kiến thức về môn này Em đã hiểu được làm thế nào để có thể tưới và chọn phương pháp tưới hiệu quả nhất cho từng loại cây trồng Những kiến thức cô truyền tải là hành trang ra đời... kiến thức cô dạy áp dụng một cách hiệu quả nhất vào công việc Cảm ơn cô đã nhiệt tình hướng dẫn trong lúc em làm đồ án, những thắc mắc mà chúng em còn chưa thông suốt Trong quá trình làm đồ án không thể tránh khỏi sai sót, mong cô chỉ điểm để em rút kinh nghiệm Em chân thành cảm ơn Người thực hiện