喷灌系统设计

1、喷灌系统设计第1页，共16页，2022年，5月20日，9点19分，星期二 复习:1、喷灌系统有哪些部分组成？2、固定式喷灌系统设计时所依据的基本资料有哪些？3、画出喷头组合形式图。第2页，共16页，2022年，5月20日，9点19分，星期二本节的主要内容:管道布置及管径的确定喷灌系统水力计算重点：喷灌系统水力计算第3页，共16页，2022年，5月20日，9点19分，星期二4)管道布置及管径的确定(1)管线定位首先对喷灌地进行勘查，根据水源和喷灌地的具体情况，确定主干管的位置，支管一般与干管垂直。当喷头选定后，根据喷头的覆盖半径、喷洒方式，利用表3.1和3.2中相应的公式，计算喷头间距（L）和支

2、管间距（b），从而确定支管在图中的位置。距边缘最近的一条支管距边缘的间距为喷头的覆盖半径。(2)管径的确定立管直径立管即为支管与喷头的连接段，现在有的喷灌系统已缩入地下。它的管径确定以喷头上标注的为准，并且每个立管上均应设一阀门，调节水量、水压。支管直径第二节 喷灌系统设计（二） 第4页，共16页，2022年，5月20日，9点19分，星期二将支管上的所有喷头流量相加，计算支管的总流量，根据支管流量和管道经济流速两项指标查水力计算表，确定管径。经济流速可按下列经验数值采用： 小管径Dg100400mm v取 0.610m/s 大管径Dg400mm。 v取 1.01.4m/s干管的管径干管总流量为

3、：喷灌区内干管供水范围内的所有喷头流量之和。根据干管的总流量和经济流速，查水力计算表求得干管管径。5）喷灌系统水力计算喷灌系统的水力计算与给水系统相仿，通过计算，确定流量和配套动力。(1)总压力计算第5页，共16页，2022年，5月20日，9点19分，星期二在计算喷灌系统压力时，首先找出最不利点，所谓最不利点，指远离泵房、地面标高较高处。不利点满足压力要求，其它各点均能满足要求。通过对可能最不利点的压力计算，选取所需的压力最的一点为最为利点。压力的计算表达式为：H=H1+H2+H3+H4H:不利点需要的压力，即系统的总压力（mH2O）。H1:不利点的地面高程与供水点地面高程之差，其值可正可负可

4、零（m）。利用地形图计算或实际测量。H2：管道（包括主管道和支管道）损失，包括沿程损失和局部水头损失（mH2O），用公式计算。H3：立管高度（m），一般为1.2m左右。H4：喷头的工作压力（mH2O），喷头产品说明书上标注。第6页，共16页，2022年，5月20日，9点19分，星期二(2)管道水力计算主管道的水力计算a.根据选定的管道材质，查粗糙系数表3.3，得管材的粗糙度系数n。b.根据粗糙度系数和管径，查单位管长阻力系数，由表3.4，查得管道的沿程阻力系数Sof(S2/m6)。c.计算沿程阻力HfHf=SofLQ2Hf：管道沿程水头损失（mH2O）。Sof：沿程阻力系数，查表3.4得（S2

5、/m6）L：管道长度（m）。Q：流量（M3/s）d.求管道的水头损失H2局部水头损失，生产用水一般按沿程损失的20%计算。H2=1.20Hf支管水头损失计算第7页，共16页，2022年，5月20日，9点19分，星期二支管压力与干管的压力计算前几步相同，支管由于多孔喷水，从首端到末端对水的阻力会逐渐减小，需将计算的支管水头损失乘以一个系数，即得支管水头损失值。将这个系数称为“多孔系数”，这种计算方法叫多孔系数法。多孔系数是假定各孔口流量相同，依孔口数目求得的一个折算系数F。Hf=HfFHf:支管沿程水头损失（mH2O）F:折算系数查表3.5。Hf：未乘折算系数前的管道沿程水头损失（mH2O）将干

6、管的水头损失与支管的水头损失求和即为管道的水头损失（H2）。第8页，共16页，2022年，5月20日，9点19分，星期二表3.3 各种管材的粗糙系数n值第9页，共16页，2022年，5月20日，9点19分，星期二表3.4 单位管长沿程阻力系数Sof值（s2/m6）第10页，共16页，2022年，5月20日，9点19分，星期二表3.5 多口系数F值m=2.0 适用于谢才公式m=1.9 适用于斯柯贝公式m=1.875 适用于哈-威公式第11页，共16页，2022年，5月20日，9点19分，星期二例：有一长80米的支管，管径为DN=80mm(PVC)管，管上装有7个喷头，每个喷头流量为6m3/H，工

7、作压力为P=300Kpa，第一个喷头到干管的距离为10m，喷头间距为10m，立管高度为1m，地面高差为+0.2m，求这个支管需干管提供给多大压力能满足要求？解：1.查表3.3，粗糙度系数为n=0.008(PVC)2.查表3.4，沿程阻力系数Sof=470s2/m3(n=0.008,DN=80mm)3.计算流量76m3/H=42 m3/H=0.012 m3/s4.Hf=SofLQ2=470800.0122=5.41m5.查表3.5，m=2.0,x=10m/10m=1,N=7,查得多孔系数F=0.408Hf=HfF=5.410.408=2.2mH2OH2=1.2 Hf=1.22.2=2.64 mH

8、2O第12页，共16页，2022年，5月20日，9点19分，星期二6.支管所需压力H=H1+H2+H3+H4=0.2+2.64+1+3000.1=33.84mH2O(1kpa=0.1 mH2O)干管应提供大于33.84m水柱高的压力方能满足要求。(3)配套动力泵房或供水部分应提供相应的压力、流量方能满足要求，供水部分应提供略大于计算的流量和压力损失值的510%。6) 喷灌系统设计的要点(1)根据水源及灌溉地的实际情况，确定供水部分的位置及主干管的位置，进行合理规划布局。(2)先确定适宜的喷头，确定接管直径、工作压力、覆盖半径、流量。(3)确定支管位置、间距、布设的喷头。(4)计算支管及干管流量

9、，再根据经济流速查水力计算表，确定干管和支管管径。(5)计算最不利点所需的压力。(6)根据总流量和最不利点的压力确定配套动力。第13页，共16页，2022年，5月20日，9点19分，星期二以上是固定式喷灌系统设计的基本知识，喷灌系统的设计较复杂，设计中要考虑的问题很多。例如灌溉地块的形状，地形条件，常年的主要风向风速、水源位置等对喷灌系统的布置都会产生影响。在坡地上，干管应尽量沿主坡向布置，使支管沿平行于等高线方向伸展。这样，干管两侧的水头损失较均匀。支管适当向干管倾斜，在干管的低端应设泄水阀，以便于检修或冬季排空管内存水。管道埋深应距地面80cm以下，以防破坏。喷灌系统的布置和风向关系密切，水的喷洒应该顺主风向。对不同的植被或作物，喷灌时雾化程度的要求也不同。所谓雾化度是用喷头的压力与喷嘴直径的比值(H/d)来表示。表3.6是前苏联提出的雾化指标。第14页，共16页，2022年，5月20日，9点19分，星期二在小规模的喷灌工作中，如宅旁植被喷灌、花圃、花带或花坛等有自来水管处，可以临时接管并在管上安装各种喷头或喷水器进行灌溉。第15页，共16页，2022年，5月20日，9点19分，星期二总