喷灌系统设计说明.docx

喷灌系统设计说明.docx

《喷灌系统设计说明.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《喷灌系统设计说明.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

喷灌系统设计说明

3.1喷灌系统

3.1.1喷灌系统选型

由于省受地形条件和产业种植的限制，大多数地方皆采用固定式喷灌系统。

固定式管道喷灌系统适用于地形起伏较大、灌水频繁、劳动力缺乏的地方，灌溉对象为经济作物及园林、果树、花卉和绿地。

3.1.2喷灌系统设计步骤

3.121基本情况调查

灌区水源（nP或m*s或nPs-i/万亩）、灌区面积（亩）、土壤类别（砂土、砂壤土、壤土、壤粘土、粘土）、风速及风向（m/s,°）、作物（蔬菜及花卉、粮食作物、经济作物及果蔬、牧草、饲料作物、草坪、绿化林木）、地形坡度（°）o

3.1.2.2灌水定额及灌水周期拟定

参数确定：

土壤容重Y（g/cm3）：

查下表-1确定

表T

土壤容重及田间持水量

土壤质地

容重（g/cms）

田间持水量

重虽:

％

体积％

砂土

1.42-1.80

16〜20

26〜32

砂壤土

1.36〜1・54

22〜30

32〜40

壤土

1.40-1.55

22〜28

30〜35

壤粘土

1.35-1.11

28〜32

40〜45

粘土

1.42-1.12

30〜35

40〜50

计划湿润深度h（cm）：

查表-12确定

土壤田间持水量：

查表T确定

土壤适宜含水量上限（85%）：

土壤田间持水量X85%

土壤适宜含水量上限（65%）：

土壤田间持水量X65%最大灌水定额确定（mm）：

m3=0.1vh（Bi-B2）

灌水定额（mm）mWnu

日耗水强度ETd（mm）：

查表・2确定

表・2不同作物生育盛期平均日需水量和最大日需水量

作物种类

作物名

称

生育阶段

测定年

份

平均日需水量

（mm）

最大日需水量

（mm）

需水

量

平均值

需水量

平均值

C4作物

玉米

抽推期

1982

4.4

5.1

&1

8.3

谷子

灌浆期

1965

5.7

8.5

C3作物

小麦

灌浆期

1982

10.7

11.2

14.9

17.4

大豆

开花期

1964

11.2

14.6

棉花

结铃期

1983

11.7

22.6

设计灌水周期确定T（d）：

T=m/ETd

3.123灌溉分区及管道布置

依据灌区形状及长宽，合理布置干管、分干管、支管。

布置规则为下：

A、灌溉分区形状尽量规整、面积尽量相等。

B、分干管尽量垂直等高线布置

C、支管尽量沿高线布置

D、支管两端喷头距地块边缘或支管入口的距离为喷头间距的一

半。

3.1.2.4喷头的选择及组合间距的确定

依据作物的种植间距，拟定喷头的型号。

依据拟选喷头的射程

R（m）,计算支管的组合间距。

喷头参数：

生产商提供

型号

喷嘴直径d（mm）

工作压力hp

（kPa）

喷头流量qa（m3/h）

喷头射程R

（m）

喷头强度p,（mm/h）

PYi

20

7

300

2.96

19.00

2.63

a）检测喷头是否达标

1）允许喷灌强度土壤类别：

现场调查坡度：

图上量取

土壤允许喷灌强度pi,查下表・3确定

表-3各类土壤的允许喷灌强度（nun/h）

土壤类别

允许喷灌强度

砂土

20

砂壤上

15

壤上

12

壤粘土

10

粘土

8

坡度允许喷灌强度降低值P2%，查下表-4确定

表-4坡地允许喷灌强度降低值

地而坡度（%）

允许喷灌强度降低（%）

5〜8

20

9〜12

40

13〜20

60

>20

75

允许喷灌强度p=pi（1—p2%）

2）喷头的最大喷灌强度

设计风速v（m/s）：

现场调查

风向：

现场调查风向与支管之间的夹角P,（°）,风向与支管之间

的夹角p2（°）o

A、初定射程比Ka、Kb的确定

根据风速，初定射程比©、Kb,查下表-5、6可知:

表-5支管垂直风向布置时间的间距射程比

风速v（m/s）

Ka

血

Ka,Kb

0.3〜1.6

1

1.3

1.1—1.o

1.6-3.4

1・0〜0・8

1.3〜1・1

1・0〜0・9

3.4〜5・4

0.8〜0.6

1.1〜1.0

0.9〜0・7

注：

在每一档风速中可按插法取值

表・6不同p值时间距射程比取值方法

P

Ka、Kb取值方法

p<15°

按支管平行主风向不等距布置选值

15。

却<30。

按支管平行主风向不等距布置选值，后将心减去0.1,Kb加上0.1

30°

按等间距布置选值

60°

按支管垂直主风向不等距布置选值，后将心减去0.1,K」加上0.1

阻75。

按支管平行主风向不等距布置选值

注：

卩表示支管与主风向的夹角

B、确定实地组合间距a（m）,b（m）

理论组合间距a理=Ka*R,b=Kb*R

aWa理,bWb理

C、喷头间距系数Cp的确定

依据喷头的运行状况，选择相应的计算公式，计算Cp,

表・7不同运行情况下的Cp值

运行状况

Cp

单喷头全圆喷洒

1

当喷头扇形喷洒（扇形中心角a）

360/a

单支管多喷头同时全圆喷洒

Hxf[/90xarccos（a/2R）+a/Rxpower（（l-（a/2r）2）,l/2）

多支管多喷头同时全圆喷洒

JjR’/ab

注：

R为喷头射程，a为喷头在支管上的间距，b为支管间距

初定风系数Kw

根据下表公式，计算风系数，以最不利风方向作为最终分系数值，采用插法确定。

附表不同运行情况下的Kz值

运行情况

Kw

单喷头全圆喷洒

1.15心

单支管多喷头同时全圆喷洒

支管垂直风向

1.08V0194

支管平行风向

1・12凹

计算平行风向风系数K应（0。

）

计算垂直风向风系数K賊。

（90。

）

Kwu=Kw90~（Kw9o-Kwo）/（90/a）

最大喷灌强度Psmzx（mm/h）=允许喷灌强度p（min/h）/（初定风系数Ox间距系数Cp）

若PsmzxWp，则喷头可选。

B、作物雾化指标：

作物类型：

现场调查

雾化指标W：

查下表-9确定

表-9

雾化指标

种类

h’/d值

蔬菜及花卉

4000〜5000

粮食作物、经济作物及果蔬

3000〜4000

牧草、饲料作物、草坪、绿化林木

2000〜3000

喷头的雾化值w1=100Xhp/d若W]$W,则喷头可取。

C、检测喷头射程比K,、心是否超出选定射程比

设计射程比kai=a/R；kbi=b/R

若kaiWka,且kbiWkb,则间距或喷头可取。

3.1.2.5喷头工作制度的确定

1、喷头工作点及支管的布置

依据灌区分区宽度B,确定支管长度L支管，依据支管间距b、及分区长度L,确定分区支管数量N竝；依据喷头间距a计算支管喷头数量：

N啖戸L支“a。

2、一个工作位置的灌水时间t（h）

参数：

喷头布置间距a（m）：

已计算

支管布置间距b（m）：

已计算

设计灌水定额m（mm）：

已计算

喷头设计流量qp（m3/h）：

根据选定喷头参数确定

田间喷洒水利用系数rip（%）：

根据风速v确定，当v<3.4m/s

时，np=0,8〜0.9；当3.4m/sWvW5.4m/s时，nP=0.7〜0.8.

t=abm/（1000*qpXr\p）

3、一天灌区工作位置数阳

参数：

设计日灌水时间td（天）：

依据当地作业时间确定;一个工作位置的灌水时间t（h）;已计算

rid=td/t

4、每次同时进行的支管数珈（条）

参数：

一天灌区工作位置数啊：

已计算

设计灌水周期T（d）：

已计算

支管数量：

N支和已计算

np=N支管/（ndT）

3.1.2.6轮灌顺序的确定和管道流量计算

1、轮灌顺序确定原则：

1）各轮灌组喷头数量尽量相等

2）将流量分散到各配水管道

3）灌区灌溉要均匀

2、管道设计流量计算

1）支管流量Q支管计算

参数：

喷头流量qp（m3/h）：

查喷头参数

支管喷头数量N：

支管孔口数量

Q支管=qP*N

2）分干管流量Q分干管计算

Q分干管=工Q支管

工Q支管：

同一轮灌组分干管管辖下支管流量的总和

3）主干管流量Q主干管计算

Q主干管=工Q分干管

3.1.2.7供水能力计算

参数：

水源供水量（mV1/万亩）：

资料收集及现场调查

灌区面积A（亩）：

图上量取

灌区供水能力为：

Q=A/1OOOOX1X36OO

管道系统总流量Q.=Q主干管

若Q总WQ,则满足供水需求；若Q总2Q,则不满足供水需求，

若Q总只是大于Q很少，则通过选择其他可以满足灌溉的喷头进行系统优化：

若Q总比Q大很多，则考虑减少灌区面积。

3.1.2.8管道设计

1、支管设计

1）管材：

一般采用硬塑料管（UPVC）

1）最小管径计算

参数：

摩阻系数f：

查下表-10

流量指数m：

查下表・10

管径指数b：

查下表-10

孔口数N孔口（个）：

N喷头-1

喷头间距a：

已计算

首孔距S：

设计量取

首孔距离与喷头间距比X=a/s

多口系数F：

F=（N（l/（m+1）+l/（2N）+（m-1）°5/（6N））+X-1）/（N+X-1）

首尾喷头最大髙程差△z（m）：

图上量取

工作压力hp（kPa）：

喷头型号参数

喷头流量qa（m3/h）：

喷头型号参数

支管管径D（mm）^（F*f*a*N^D*（qd*N孔D）m/（0.2（hp/10-Az）））（,/b）查找UPVC管材，以最相近管径为支管实选管径。

表-9f、m>b数值表

管材

f

m

b

混凝土管、钢盘混凝土管[n二0.13]

1312000

2.00

5.33

混凝土管、钢盘混凝土管[n二0.14]

1516000

2.00

5.33

混凝土管、钢盘混凝土管[n二0.15]

1749000

2.00

5.33

旧钢管、旧铸铁管

625000

1.90

5.10

石棉水泥管

1455000

1.85

4.89

硬塑料管

94800

1.77

4.77

吕管、铝合金管

86100

1.74

4.74

与分干管相接的部分由以下公式计算

Q主干管：

已计算

当Q主干管W120n?

/s时，D=13*（Q分干管）血

当Q主干管＞120m*s时，D=11.5*（Q分干管）"2

查找UPVC管材，以最相近管径为支管实选管径。

4、管网水力计算

（1）支管入口最大压力水头H支（m）=H支才汁—+（L竖・0.2）+H

曼管+H支管+hf软管

1）支管末端喷头工作水头H支末（m）=90%X（hp/10）

2）末端喷头入口与支管入口髙程差△z（m）：

图上量取

3）竖管水头损失H径管（m）=hf（m）+£（m）

摩阻系数f：

查表・10

流量指数m：

查表-10

管径指数b：

查表-10

管道径D:

查铝合金竖管规格选取

喷头流量qd（m3/h）：

喷头参数

竖管长度L發（m）:

根据作物髙度计取

竖管沿程水头损失ht（m）=fm（L竖-0.2）*qd,n/（Db）

竖管半径r（mm）:

D/2

竖管流速（m3/s）:

qd/TIr2

局部损失系数查表-11

表T1局部损失系数表

名称

三通

闸阀

形式

横流

纵横流

纵流

双向横流

全开

0.1

0.5〜0.8

1.5

1.5

0.1

名称

给水栓

渐缩管

渐放管

弯头

形式

全开

90°

45°

2

0.1

0.25

0.5

0.2

重力加速度g：

9.81

竖管局部水头损失fj（m）=^v2/（2g）

4）支管水头损失H支管（m）=hf（m）+fj（m）支管沿程水头损失ht（m）=FfL（qdN啖头）皿，摩阻系数f：

查表-10

流量指数m：

查表・10

管径指数b：

查表-10

支管长度L支：

已计算

多口系数F：

已计算

喷头流量q

喷头型号参数

支管径D（mm）:

已计算

喷头数量N啖头（个）：

已计算

支管半径r（mm）：

D/2

支管流速（m3/s）：

Q支管/（Hr2）

支管局部水头损失fj（m）=^v2/（2g）

支管局部损失系数查表-11

5）支管入口软管水头损失

软管沿程水头损失h*（m）=fL支（qdN啖汀叨》

摩阻系数f：

查表-10

流量指数m：

查表-10

管径指数b：

查表-10

软管长度L软（m）：

设计量取

软管流量Q尸Q支管

软管径D（mm）：

已计算

软管半径r（mm）：

D/2

软管流速（m3/s）:

Q软/（Hr2）

软管局部水头损失fj（m）=Iv2/（2g）

软管局部损失系数查表-11

（2）分干管入口压力水头H分〒管（m）=H支+Eff分〒管（m）+fj分〒管（m）+

△z（m）

参数：

分干管首尾髙程差△z（rn）：

图上量取

支管最大压力水头H支（m）：

已计算

各分干管水头损失分干管（m）+fj分干管（m）ff分〒管（m）、fj分干管（m）计算方法同上。

（3）干管入口压力水头H干管（m）=H分干管（m）+ff干管（m）+E干管

（m）+Az（m）

参数：

干管首尾高程差厶z（m）：

图上量取

分干管入口压力水头H分干管（m）：

干管水头损失=ff干管（m）+fj干管（m）

注：

若是多分干管，由于各分干管的入口压力水头有差异，计算得到的干管水头也有差异，则需进水头平衡处理。

通常采用增大一部分分干管管径进行处理，调整参数为管径及对应的管长，干管水头计算值相近。

（3）管网水力计算表

参数：

入口流量Q入（m3/h）：

已计算

支管入口压力水头H支管：

已计算

各轮管组分干管水头损失：

工ff分干管（m）、fj分干管（m）

分干管首尾高程差△z（m）：

图上量取

入口水头H入（m）=H支管+lff分干管（m）+fj分干管（m）+Az（m）

管网水力计算表

轮灌序号12

管段分干管1

入口流量Q\（m*h）

支管入口压力水头H灯

Eff分千*（m）

fj

程差△z（m）

入口水头HK（m）