喷灌系统设计.docx

1、喷灌系统设计3.1喷灌系统3.1.1喷灌系统选型由于贵州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（m3或m3/s或m3s-1/万亩）、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（）。3.1.2.2灌水定额及灌水周期拟定参数确定：土壤容重丫（g/cm 3）:查下表-1确

2、定表-1土壤容重及田间持水量土壤质地3容重（g/cm ）田间持水量重量%体积%砂土1.42 1.8016 2026 32砂壤土1.36 1.5422 3032 40壤土1.40 1.5522 2830 35壤粘土1.35 1.4428 3240 45粘土1.42 1.1230 3540 50计划湿润深度h （cm ）：查表-12确定土壤田间持水量：查表-1确定土壤适宜含水量上限B 1 （85% ）: 土壤田间持水量X 85%土壤适宜含水量上限B 2 （65% ）: 土壤田间持水量X 65%最大灌水定额确定(mm ):ms=0.1 Y (pi-血)灌水定额(mm) mWms日耗水强度ETd (m

3、m):查表-2确定表-2不冋作物生育盛期平均日需水量和最大日需水量平均日需水量最大日需水量(mm)(mm)作物名测定年需水作物种类称生育阶段份量平均值需水量平均值玉米抽雄期19824.48.1C4作物谷子灌浆期19655.75.18.58.3小麦灌浆期198210.714.9大豆开花期196411.214.6C3作物棉花结铃期198311.711.222.617.4设计灌水周期确定T (d):T=m/ETd3.123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

4、、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。3.124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qd(m3/h)喷头射程R (m喷头强度p s(mm/hPY12073002.9619.002.63a)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p，查下表-3确定表-3 各类土壤的允许喷灌强度 (mm/h)土壤类别允许喷灌强度砂土20砂壤土15壤土12壤粘土10粘土8坡度允许喷灌强度降低值 p%,查下表-

5、4确定表-4坡地允许喷灌强度降低值地面坡度(%允许喷灌强度降低(%58209124013 20602075允许喷灌强度p= p (1 p%)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 pi (,风向与支管之间 的夹角血(。A、初定射程比Ka、Kb的确定根据风速，初定射程比Ka、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)KaKb0.3 1.611.31.1 1.01.6 3.41.0 0.81.3 1.11.0 0.93.4 5.40.8 0.61.1 1.00.9 0.7注：在每一档风速中可按内插法取值表-6

6、 不同p值时间距射程比取值方法PKa、Kb取值方法p 15 按支管平行主风向不等距布置选值15 Wp30 按支管平行主风向不等距布置选值，后将 Ka减去0.1, Kb加上0.130 wpw 60 按等间距布置选值60 power(1-(a/2r)2),1/2)多支管多喷头同时全圆喷洒nR2/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-8公式，计算风系数，以最不利风方向a,作为最终分 系数值，采用内插法确定附表-8 不同运行情况下的 K w值运行情况Kw单喷头全圆喷洒1.15v0.314单支管多喷头冋时全圆喷洒支管垂直风向1.08v0.194支管平行风向1.

7、12v0.312计算平行风向风系数Kwo(0 计算垂直风向风系数Kw90 ( 90 Kw a= Kw90- ( Kw90 - Kw0 ) / ( 90/ a)最大喷灌强度p mzx (mm/h)=允许喷灌强度p (mm/h) / (初定风系 数Kw X间距系数Cp)若 psmzx W p, 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hp/d 值蔬采及花卉40005000粮食作物、经济作物及果蔬30004000牧草、饲料作物、草坪、绿化林木20003000喷头的雾化值wi=1OOXhJd若W1*，则喷头可取。C、检测喷头射程比Ka、Kb是否超出选

8、定射程比设计射程比kai=a/R; kbi=b/R若kaika,且kblWkb，则间距或喷头可取。3.125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支管；依据喷头间距a计算支管 喷头数量：N喷头=L支管/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n p (%)：根据风速v确定，当vv3.4m/s时，np=0.80.9;当 3.4m/s

9、v(F*f*a*N 孔口*( qd* N 孔口)m/(0.2(hp/10-)%)查找UPVC管材，以最相近管径为支管实选管径。表-9 f 、m b数值表管材fmb混凝土管、钢盘混凝土管n=0.1313120002.005.33混凝土管、钢盘混凝土管n=0.1415160002.005.33混凝土管、钢盘混凝土管n=0.151749000 :2.00 15.33旧钢管、旧铸铁管6250001.905.10石棉水泥管14550001.854.89硬塑料管94800 1.77 :4.77吕管、铝合金管861001.744.742、分干管设计参数：Q分干管：已计算当Q分干管wi20m3/s时，D=13

10、*（Q分干管）1/2当Q分干管120m3/s时，D=11.5*（Q分干管）1/2查找 UPVC 管材，以最相近管径为支管实选管径。3、 主干管设计水泵出的输水管：泵站设计部分 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120m3/s时，D=13*（Q分干管）1/2当Q主干管120m3/s时，D=11.5*（Q分干管）1/2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）二H支末+ Az+ （L竖-0.2） + H竖管+ 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

11、入口与支管入口高程差 z（m）：图上量取3） 竖管水头损失H竖管（m）二hf（m）+ fj（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管道内径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 竖（ m） :根据作物高度计取竖管沿程水头损失hf（m）=fm（ L竖-0.2）* qdm/（Db） 竖管半径r（mm）: D/2竖管流速（m3/s）: qd/ nr2局部损失系数E：查表-11表-11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Z0.1:0.5 0.81.5 1.50.1名称给水栓渐缩管渐放管弯头形式全开90。450Z20

12、.10.250.50.2重力加速度g：9.81竖管局部水头损失fj（m）= Z2/（2g）4）支管水头损失H支管（m）二hf（m）+ fj（m）支管沿程水头损失hf（m）=Ff L支（qd N喷头）m/Db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qd （ m3/h）:喷头型号参数支管内径D（ mm）:已计算喷头数量N喷头（个）:已计算支管半径r（mm） : D/2支管流速（m3/s）: Q支管/ （nr2）支管局部水头损失fj(m)=护/ (2g)支管局部损失系数E：查表-115)支管入口软管水头损失软管沿程水头损失h

13、f软管(m)= f L支(qd N喷头)m/Db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软=Q支管软管内径D ( mm):已计算软管半径 r(mm) ：D/2 软管流速( m3/s)： Q 软/ (nr2) 软管局部水头损失fj(m)=护/ (2g) 软管局部损失系数E：查表-11(2)分干管入口压力水头 H分干管(m)二H支+EFf分干管(m)+ f j分干管(m)+ Az (m)参数：分干管首尾高程差A z (m):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二Eff分干管(m)+ fj分干管(m) ff 分

14、干管 (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)+ fj干管 (m)+ Az (m)参数：干管首尾高程差Az (m):图上量取分干管入口压力水头 H 分干管 ( m)：干管水头损失二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：口f 分干管 (m)、 f j 分干管 (m)分干管首尾高程差A z (m)：图上量取入口水头H入(m)= H支管+EFf分干管 (m)+ fj 分干管 (m)+ Az( m)管网水力计算表轮灌序号管段分干管 1入口流量 Q 入( m3/h)支管入口压力水头 H 支管fj 分干管 (m)程差 z (m)入口水头 H 入 (m)