喷灌工程学讲座课件

喷灌工程学讲座吴涤非2005.08.15喷灌工程学讲座吴涤非1第一章 喷灌的发展趋势（一）国外喷灌的发展状况（一）国外喷灌的发展状况 1.喷灌面积大 2.喷灌面积占灌溉面积的比重大 3.喷灌面积发展速度快（二）国外喷灌发展的趋势（二）国外喷灌发展的趋势 1.继续发展多种多样的喷灌设备与喷灌系统 2.扩大单机和系统控制面积，提高机组适应能力第一章 喷灌的发展趋势（一）国外喷灌的发展状况2各种喷灌机最大控制面积 机 型绞盘式双悬臂式滚移式中心支轴式平移式结构尺寸及有关数据喷头射程50m桁架长120m支管长400m支管长805m，最长182m，30个塔架支管长605m最大控制面积（亩）5007509505001000655619203840各种喷灌机最大控制面积 机 型绞盘式双悬臂式滚移式中心支轴3国外喷灌发展的趋势（续前）3.尽力节省能源4.广泛使用轻质管道和塑料管道 5.采用自动化技术，提高喷洒质量6.发展综合利用，向国民经济各部门渗透7.重视喷灌基础理论和新技术的开发研究，注意多学科配合和协作生产国外喷灌发展的趋势（续前）3.尽力节省能源4我国发展喷灌的前景我国发展喷灌的前景是广阔的、乐观的，但在今后的发展中应注意以下问题。1.认真做好喷灌发展规划工作 2.按照经济规律发展喷灌 3.积极稳妥地引进国外先进喷灌技术和设备，加快我国喷灌设备的产业化 4.加强喷灌技术的科研我国发展喷灌的前景我国发展喷灌的前景是广阔的、乐观的，但在今5第二章 喷灌的优缺点 喷灌喷灌是喷洒灌溉的简称。它是借助一套专门设备将具有压力的水喷到空中，散成水滴降落田间，供给作物水分的一种先进的灌溉方法。一、喷灌的优点一、喷灌的优点（一）（一）省水（二）增产 （三）省工 （四）省地（五）保持生态平衡，改善人类和生物的生存环境（六）提高产品质量，增加收入，增加出口（七）适应性强、用途广、可综合利用 灌水方法田间水利用率(%)喷灌85沟灌75畦灌65漫灌50滴灌9095第二章 喷灌的优缺点 喷灌是喷洒灌溉的简称。它是借助一套专门6喷灌的缺点和局限性 喷灌也有一定缺点和局限性，主要是以下几方面：1.投资较高 2.受风和空气湿度影响大 3.技术要求高 4.高中压喷灌耗能校大 5.固定式喷灌不利于机耕 6.移动式、半固定式管道喷灌系统搬运管道困难 7.中心支轴式、平移式等大型机组对土地平整划一要求较高喷灌的缺点和局限性7（一）对于一个灌溉工程究竟是否选择喷（一）对于一个灌溉工程究竟是否选择喷灌，主要考虑以下几方面：灌，主要考虑以下几方面：1.经济条件2.技术条件3.社会条件4.群众、技术干部、领导对喷灌的认识和接受程度。（一）对于一个灌溉工程究竟是否选择喷灌，主要考虑以下几方面：8（二）适宜发展喷灌的条件（二）适宜发展喷灌的条件 1.采用地面灌土壤渗透太大，如沙地、河滩地等。2.土层浅，平整土地容易破坏土层结构，或地形起伏不平，平整土地费用太高。3.坡度较陡和容易受侵蚀的土壤。4.水源的水量和流量不能满足地面灌溉的要求，或地面灌不能有效配水，而采用喷灌其水源水量和流量可以满足要求。5.喷灌的设计和施工可以很快进行，能够尽快获得高产和经济效益。6.劳力、资金、材料、设备及运输等有保证（二）适宜发展喷灌的条件9第三章 喷灌工程规划设计 喷灌工程的规划应收集水源、气象、地形、土壤、作物、灌溉试验、能源、材料、设备、社会经济状况与发展规划等方面的基本资料。喷灌工程的设计应根据灌区地形、土壤、气象、水文、地质、作物种植以及社会经济条件，通过技术经济比较确定。第三章 喷灌工程规划设计 喷灌工程的规划应收集水源、气象、地10规划设计原则、内容及成果要求喷灌工程规划设计的原则喷灌工程规划设计的原则1.喷灌工程的规划应以各地喷灌区划为基础，符合地区性农业区划和水利规划的要求，并与农村发展规划相协调，采用的节水技术应与农艺技术相适应并符合种植结构的要求。2.喷灌工程应通过技术经济比较及环境评价确定水资源可持续利用的最佳方案。其形式应根据当地自然和社会经济条件、水土资源特点和农业发展要求，因地制宜选择，可采用一种或多种类型。喷灌系统类型应考虑以下因素进行综合比较确定：3.喷灌工程规划成果应包括规划报告、概算书及工程布置图。4.喷灌工程应密切与排水、道路、林带、供电等系统，以及居民点的规划相结合，做到统筹安排，并注意充分利用原有的水利及其它工程设施。5.注意节省能源，在有自然水头可利用的地方，尽量发展自压或部分自压喷灌。规划设计原则、内容及成果要求喷灌工程规划设计的原则11喷灌工程规划设计的内容喷灌工程规划设计的内容（一）勘测、收集基本资料（二）喷灌可行性分析（三）水源工程规划1.选择取水方式和取水位置2.选择蓄水工程的类型、数量与位置3.蓄水工程容积的确定（四）喷灌系统选型（五）压力规划（六）工程规划布置（七）投资概算及效益分析喷灌工程规划设计的内容12三、规划设计成果要求三、规划设计成果要求1.规划设计书的内容2.工程规划布置图3.预算书三、规划设计成果要求13喷灌设备与喷灌系统类型的选择 一、喷灌设备一、喷灌设备 喷灌设备又称喷灌机具，是用于喷灌的动力机、水泵、管材、喷头等机械和电气设备的总称。简称“机、泵、管、头”。（一）喷头（一）喷头 （二）喷灌输水管道和附件（二）喷灌输水管道和附件 （三）喷灌用泵（三）喷灌用泵 （四）动力机（四）动力机 （五）喷灌机（组）（五）喷灌机（组）喷灌设备与喷灌系统类型的选择 一、喷灌设备14把灌溉水源、喷灌设备和田间工程有机联系起来，以达到将灌溉水均匀地喷洒到田间，来满足农作物对水分的要求，这样一种水利工程设施称之为喷灌系统。喷灌系统的分类方法有多种：（一）按系统获得压力的方式分类（一）按系统获得压力的方式分类1.机压式喷灌系统2.自压式喷灌系统（二）按系统的喷洒特征分类（二）按系统的喷洒特征分类1.定喷式喷灌系统2.行喷式喷灌系统（三）按系统的设备组成分类（三）按系统的设备组成分类1.管道式喷灌系统2.机组式喷灌系统喷灌系统分类把灌溉水源、喷灌设备和田间工程有机联系起来，以达到将灌溉水15三、各类喷灌系统的特点及适用条件（一）固定管道式喷灌系统（二）移动管道式喷灌系统（三）半固定管道式喷灌系统（四）定喷机组式喷灌系统1.使用单喷头机组的系统2.使用多喷头机组的系统（五）行喷机组式喷灌系统三、各类喷灌系统的特点及适用条件16喷灌设计标准和设计参数一、喷灌设计标准一、喷灌设计标准喷灌设计标准和设计参数是喷灌系统设计的依据，是衡量一个喷灌系统规划是否合理，设计是否正确的主要技术标准。正确地拟定喷灌设计标准和设计参数，不仅能确保喷灌系统的喷洒质量和运行可靠性，同时也能保证工程经济合理。我国灌溉规划中常采用灌溉保证率法确定灌溉设计标准。喷灌工程设计保证率应根据自然条件和经济条件确定。丰水地区或作物经济价值较高时，可取较高值；缺水地区或作物经济价值较低时，可取较低值，但一般不宜低于85。喷灌系统的设计保证率，在南方地区不宜低于90%，在北方地区不宜低于85%。喷灌设计标准和设计参数17二、喷灌设计参数二、喷灌设计参数1.设计灌水定额和灌水周期2.设计风速和风向3.喷洒水利用系数4.喷灌均匀系数5.喷灌强度（1）设计喷灌强度。（2）组合喷灌强度。(3)允许喷灌强度。6一个位置的喷洒时间和设计日净喷时间7.支管首末端喷头压力差8.喷灌系统喷头工作压力9.作物雾化指标二、喷灌设计参数18设计灌溉制度和喷灌用水量计算 农作物的灌溉制度是指播前及全生育期内的灌水次数、灌水日期、灌水周期和灌水定额和灌溉定额。设计灌溉制度是指符合设计标准的代表年的灌溉制度，它是确定灌区设计流量和用水量的依据，也是确定喷灌系统总流量、分区流量和确定系统工作制度的依据。设计灌溉制度和喷灌用水量计算 农作物的灌溉制度是指播前及全生19（一）设计灌溉制度的拟定方法（一）设计灌溉制度的拟定方法在规划设计中，常采用以下3种方法来确定灌溉制度。1.总结群众丰产灌水经验根据当地或邻近地区群众积累的多年喷灌和其它灌溉的经验，深入调查符合设计要求的干旱年份的灌水次数、灌水时间和灌水定额等数据，据此分析确定设计灌溉制度。2.利用灌溉试验资料多年来各地进行了不少喷灌田间试验，积累了一定的资料。在认真分析试验资料的基础上，制定设计灌溉制度。3.水量平衡计算方法利用农田水量平衡原理，经分析计算制定灌溉制度。当参与计算的各因子数据准确时，计算结果较为可靠。（一）设计灌溉制度的拟定方法20二、设计灌水定额和灌水周期的确定二、设计灌水定额和灌水周期的确定 （一）设计灌水定额的计算 （二）设计灌水周期的计算三、喷灌用水量及用水流量的计算三、喷灌用水量及用水流量的计算 （一）设计年用水量计算 （二）喷灌设计流量计算 （三）随机用水的喷灌设计流量计算 二、设计灌水定额和灌水周期的确定21水源分析与水利计算水源水量分析计算水源水量分析计算作为喷灌工程的水源，可有河川径流、地方径流、地下水及已建成的水利工程供水等不同类型。蓄水工程容积计算蓄水工程容积计算蓄水工程的容积需根据来水和用水的平衡关系来确定。蓄水工程地址选择蓄水工程地址选择水源分析与水利计算22第四章第四章 喷灌系统技术设计喷灌系统技术设计设计的步骤一般如下：1.了解规划的内容，掌握设计的原则、方案和总体布局。2.搜集基本资料，在规划设计的基础上，根据技术设计的要求提出需要补充搜集或提供更详细资料的清单。3.准备设计依据，包括文件、合同、标准、规范、设计手册等。4.设计计算。包括灌溉制度、喷头选型及校核、系统布置、管道选型、水力计算、水泵选型、系统结构设计、预算和经济分析等。5.绘制设计图纸。6.形成设计文件，设计审核、批准。第四章 喷灌系统技术设计设计的步骤一般如下：23设计内容（1）基本资料，和规划阶段基本一致，但更详细一些。（2）喷灌系统选型。（3）拟定作物灌溉制度、计算喷灌用水量。（4）水源分析与水源工程规划。（5）喷头选型与组合。（6）喷灌系统布置。（7）拟订喷灌工作制度。给出有关各项数据，进行轮灌编组、安排轮灌顺序。（8）管材与管径的选择。（9）管道系统结构设计。绘制管道纵剖面图、管道系统结构示意图。（10）喷灌系统设计流量和设计扬程的确定，水泵及动力机选配。各级管道的压力校核。（11）技术经济分析。编制材料设备明细表；进行工程投资预算，年费用及效益估算；进行经济分析，计算经济指标。在设计说明书中，还要对施工及运行管理提出必要的要求，阐明有关注意事项。设计内容（1）基本资料，和规划阶段基本一致，但更详细一些。24设计图纸（1）系统平面布置图。绘在比例尺不小于1/2000的地形图上。图中应标明灌区边界及内部分区线，水源、水源工程及泵站的位置，输电线路的位置和走向，各级管道及喷点的位置，各类闸阀、给水栓以及其它附属设施的位置，还应标明管道的名称及编号。（2）管道纵剖面图。绘出各级管道的纵剖面图，其中固定支管一般可绘制一两条作为典型。管道纵剖面图应绘出地面线、管底线，标出各种管件（如阀门、三通、四通、异径管等）和镇墩的位置，底栏应包括桩号、地面高程、挖深、纵坡和管径等栏目。（3）管道系统结构示意图。以透视图形式绘出固定管道系统的结构示意图，标出各段管道的材质、长度、管径及各种管件的规格型号。（4）工程建筑物设计图。包括泵站平面图、立面图、电气主结构图，以及蓄水池、工作池、阀门井、泄水井、镇墩的设计图。设计图纸（1）系统平面布置图。绘在比例尺不小于1/200025喷灌系统管道布置 田间管道系统的布置一般应遵循以下原则：1.应符合喷灌工程规划的要求。2.喷洒支管应尽量与耕作和作物种植方向一致。3.喷洒支管最好平行等高线布置，如果条件限制，应尽量避免逆坡布置。4.在风向比较恒定的喷灌区，支管最好垂直于主风向布置，应尽量避免平行主风向布置。5.喷洒支管与上一级管道的连接，应避免锐角相交，支管铺设应力求平顺、减少折点。喷灌系统管道布置 田间管道系统的布置一般应遵循以下原则：26影响田间管道系统布置的主要因素在贯彻以上原则时，有时会出现矛盾，这时应根据具体情况进行分析比较，分清主次，因地制宜地确定布置方案。影响管道布置主要有下列因素：1.地形条件2.地块形状3.耕作与种植方向4.风向和风速5.水源位置田间管道系统的布置形式田间管道系统的布置形式 1.丰字形布置 2.梳子形布置 影响田间管道系统布置的主要因素在贯彻以上原则时，有时会出现矛27喷头选型和组合间距喷头选型和组合间距按照喷灌工程技术规范规定，选择喷头和确定组合间距的具体要求如下：1.喷灌强度不超过土壤的允许喷灌强度值。2.组合均匀系数不低于规范规定的数值。3.雾化指标不低于作物要求的数值。4.有利于减少喷灌工程的年费用。喷头选型和组合间距按照喷灌工程技术规范规定，选择喷头和确28喷头的喷洒方式和组合形状喷头的喷洒方式和组合形状喷头的喷洒视喷头的类型和附属设备的不同有多种方式，如全圆喷洒、扇形喷洒、矩形喷洒、带状喷洒等。一般情况下使用全圆喷洒，在田边路旁或房屋附近有时使用扇形喷洒。喷头的组合形状也称布置形式，一般用相邻4个喷头组成的平面图形表示。喷头的基本布置形式有两种，矩形组合和平行四边形组合。喷头的喷洒方式和组合形状29设计喷灌强度设计喷灌强度当喷洒水利用系数近似为1时，设计喷灌强度可用下式求取：=1000Q/A式中：设计喷灌强度，（mm/h）；Q各同时喷洒喷头的流量和（m3/h）；A各喷头同时喷洒时地平面上的湿润面积，（）。当风速超过1 m/s，多喷头设计喷灌强度可以通过修正s的方法用下式计算：=KwCs 组合喷灌强度（mm/h）；C组合系数,；Kw风系数,；s单个喷头独立喷洒设计喷灌强度,也可由喷头性能表查出。设计喷灌强度30组合间距的确定组合间距的确定确定喷头组合间距的常用方法有3种1.第一种是先选定喷头参数，再定组合间距，然后验算是否满足喷灌质量的要求；2.第二种是先确定控制喷灌质量的参数，再据以选择喷头及参数，然后确定组合间距；3.第三种是先确定组合间距，再按喷灌质量要求找出控制条件，然后据以选择喷头及其参数。第一种方法的优点是对喷头的品种规格有多少要求不高，缺点是不能避免试算；第二种方法是由第一种方法改进而来，可避免试算，在优化设计中使用也较方便；第三种方法的优点是对管道的规格有多少要求不高，也可避免试算，缺点是要求有足够多的喷头。因此在喷头、支管、干管规格较少或不齐全时以采用第二种方法较好；在有足够多的品种规格可供选择时，用第三种方法最方便。组合间距的确定31选择喷头及其参数选择喷头及其参数喷头参数包括工作参数和性能参数，工作参数指喷头的工作压力和嘴径，性能参数指喷头的流量和射程。选择喷头时要满足作物对雾化程度的要求。选择喷头时的几点经验：1.土壤质地对允许喷灌强度的数值有很大的影响，粘性土壤的允许喷灌强度比砂性土壤要小的多，所以当灌区土壤粘重时，应注意选择s值较小的一组喷头参数。2.风对喷灌质量的影响很大，风速高时喷洒湿的润面积急剧减小，使喷灌强度增大，所以当灌溉季节风速较高时，选择的喷头参数应使s较小。3.喷灌系统的运行方式也影响喷灌强度，在相邻支管上多喷头同时喷洒的情况下，要求要小，在只有一条支管上的喷头同时喷洒的情况下，s应较小，没有相邻喷头同时喷洒的单喷头运行情况，s可较大。4.地形坡度对运行喷灌强度也有影响，所以在地形坡度较大时，应选s小的喷头性能参数。选择喷头及其参数32确定间距射程比、计算组合间距喷头不等间距布置时的最大间距射程比设计风速最大间距射程比垂直风向平行风向0.4-1.61.4-3.43.4-5.411-0.80.8-0.61.31.3-1.11.1-1 喷头等间距布置时的最大间距射程比设计风速最大间距射程比0.4-1.61.4-3.43.4-5.41.1-11-0.90.9-0.7确定间距射程比、计算组合间距喷头不等间距布置时的最大间距射程33验算设计喷灌强度在选喷头、定间距的过程中雾化指标和均匀度已满足了要求，但还需校核组合喷灌强度是否满足要求。验算的公式为 允 式中：允土壤的允许喷灌强度。验算设计喷灌强度34喷灌工作制度先按组合间距将支管、喷点、干管、控制设备等绘制于地形图上，形成管系平面布置图，然后拟定喷灌工作制度。喷灌工作制度包括喷头在工作点上喷洒的时间、每日可喷洒的工作位置数、同时喷洒的喷头数和轮灌方案。（一）喷头在工作点上喷洒的时间（一）喷头在工作点上喷洒的时间喷头在工作点上喷洒的时间与灌水定额，喷头参数和组合间距有关，可用下式求得：t=abm/1000q 式中 t喷头在工作点上喷洒的时间(h)；a喷头间距(m)；b支管间距(m)；m设计灌水定额(mm)；q喷头流量(m3/h)。喷灌工作制度先按组合间距将支管、喷点、干管、控制设备等绘制于35（二）每日可喷洒的工作位置数（二）每日可喷洒的工作位置数每日可喷洒的工作位置数用下式求出：n=td/（t+tm）式中 n每日可喷洒的工作位置数；td每日喷灌作业时间（h）；tm移动、拆装和启闭喷头的时间（h）。如果拆装、移动和启闭可不占用喷灌的作业时间，此时tm为零。（二）每日可喷洒的工作位置数36（三）同时喷洒的喷头数（三）同时喷洒的喷头数对于每一喷头可独立启闭的喷灌系统，每次同时喷洒的喷头数用下式计算：np=N/nT式中 np每次同时喷洒的喷头数；N灌区内喷点总数；n每日喷洒的工作位置数。T设计灌水周期（d）。（三）同时喷洒的喷头数37（四）轮灌方案（四）轮灌方案轮灌可使管道的利用率提高，从而降低设备投资。确定轮灌方案时，应考虑以下要点：（1）轮灌的编组应该使操作简单方便，便于运行管理。（2）各轮灌组的工作喷头总数应尽量接近，使系统的流量保持在较小的变动范围之内。（3）轮灌编组应该有利于提高管道设备利用率，应考虑流量分散原则，避免流量集中于某一条干管。（4）轮灌编组时，应使地势较高或路程较远的组别喷头数略少；地势较低或路程较近的组别喷头数略多，以利于保持水泵始终工作在高效区。（四）轮灌方案38管道系统设计和管道水力计算管道系统设计和管道水力计算 管道系统设计管道系统设计管道系统设计在各级管道的平面布置方案确定后进行，内容包括各级管道的管材和管径选择、各级固定管道的纵剖面设计、管道系统的结构设计和管系各控制点的压力计算。（一）管材和管径的选择1.管材的选择2.管径的选择（1）支管管径的选择（2）干管管径的选择（二）管道纵剖面设计（三）管道系统结构设计（四）管道系统各控制点压力的确定管道系统设计和管道水力计算 管道系统设计39喷灌管道水力计算喷灌管道水力计算（一）设计流量和设计水头计算1.喷灌系统的设计流量2.喷灌系统的设计水头（二）管道水头损失计算喷灌工程技术规范中规定的水头损失计算公式：1.选用公式必须符合该种管材一般情况下管内水流的流态实际，确保计算准确。2.选用公式必须是单指数公式，即应能表达为流量的指数函数和管径的指数函数，以便于喷灌系统的管道经济管径和经济运行的优化分析计算，并且沿程水头损失公式采用单项式指数公式，支管沿程水头损失的多口系数公式才好推算。喷灌管道水力计算 40 式中：Q管道中流量（m3/h）；L计算管长（m）；f摩擦损失系数；m流量指数；b管径指数。沿程水头损失公式中的f、m、b值 管 材流 态fmb砼管、钢筋砼管n=0.013n=0.014n=0.015粗糙区1.3101061.5531061.7821062225.335.335.33旧钢管、旧铸铁管过渡区6.25106 1.95.1石棉水泥管过渡区1.455105 1.854.89塑料硬管光滑区0.94105 1.774.77铝管、铝合金管光滑区0.861105 1.744.74 式中：Q管道中流量（m3/h）；管 材流 态fmb41自压喷灌系统设计自压喷灌系统设计 在山区、丘陵区，当灌区上部的较高位置有库塘、渠道、山泉等水源时，可利用地形高差所形成的自然水头，使水流获得喷灌所需的压力实现喷灌，这样的喷灌方式称为自压喷灌。自压喷灌的类型自压喷灌的类型 1.完全自压喷灌：2.自压机压喷灌：3.提蓄喷灌：自压喷灌系统设计 在山区、丘陵区，当灌区上部的较高位置有库塘42自压喷灌系统设计自压喷灌系统设计1.自压喷灌系统的设计 2.自压喷灌系统的管道布置 3.自压喷灌系统对地形和坡度的要求 4.自压喷灌系统的压力分区 5.自压喷灌系统的减压措施 6.自压喷灌系统的管道设计自压喷灌系统设计自压喷灌系统的设计 43 机组式喷灌系统设计机组式喷灌系统设计一、轻小型喷灌机组系统设计一、轻小型喷灌机组系统设计1.机组台数的确定2.喷洒方式和喷头组合形式3.田间布置4.喷灌强度和喷灌时间 5.田间工程设计 机组式喷灌系统设计一、轻小型喷灌机组系统设计44自压喷灌系统设计自压喷灌系统设计二、二、绞盘式喷灌机系统设计三、中心支轴式喷灌机四、平移式喷灌机系统设计自压喷灌系统设计二、绞盘式喷灌机系统设计45喷灌工程施工和试运行喷灌工程施工和试运行 一、施工的组织和准备二、工程施工喷灌工程的施工一般包括水源工程施工、泵站施工、管道和附属设备的安装，以及田间配套工程的施工等。具体包括：1.施工放样2.基坑开挖3.浇筑泵站机组基座4.埋设管道喷灌工程施工和试运行 一、施工的组织和准备46三、设备安装（一）一般要求1.设备安装人员在安装前应了解设备性能，熟悉其安装要求，应具备安装的必要知识和实际操作能力，熟悉安全操作规程。2.设备安装所需工具、机具应预先确认安全可靠，有关的土建工程应验收合格。3.应按照设计要求核对待安装设备的数量、规格、材质、型号，认真进行外观质量检查，认真核对连接尺寸。应对喷头、管材、管件等用量大的材料设备进行现场抽样检查，抽检数量同一规格同一批次不少于3件，抽检不合格则加倍进行不合格项目的复测，如仍有不合格则该批次全部作为不合格。抽检结果应记录归档。三、设备安装47（二）机电设备安装1.动力机以直联方式拖动水泵时，应严格保证动力机和水泵同轴，为此应用楔形铁先将其中之一调整水平，然后再利用楔形铁调整另一个设备的前后高度，使轴联器端面间隙上下、左右一致，外缘母线平行，距离均匀。调整时一定要随时保持地脚螺栓的旋紧程度，不得以旋松地脚螺栓的办法调整同轴度；应按一个方向盘动水泵或动力机，避免加工误差的不良影响；楔形铁应靠近地脚螺栓均匀垫放，保证设备底座与基座有较大的支撑面。2.动力机以皮带传动方式拖动水泵时，应保证动力机和水泵的轴线平行，皮带轮在同一垂直平面内。动力机和水泵均应用地脚螺栓可靠固定，中心距符合设计规定。3.中心支轴式、平移式喷灌机必须按照安装使用说明书的规定，由生产长或其委托代理派出的专业技术人员负责安装和调试。4.电器设备应由具有低压电器安装资格的专业人员按电器接线图的要求进行安装。安装后应检查接线是否正确并进行试运行，检查电器设备工作是否正常，三相供电线端子上的电压是否符合规定，如有异常应立即切断电源排除故障。检查水泵接线相序是否正确时，应尽可能缩短运转时间，如发现水泵转向与说明书要求的方向不符，应调换接线，使相序符合要求。喷灌工程学讲座课件48（三）固定管道的安装固定管道的安装是在管道施工过程中进行的，管槽开挖和管床处理的质量直接影响管道安装，故管道安装必须在管槽开挖验收后进行。固定管道安装实际上是进行管道的连接，应严格按照施工技术要求进行。喷灌系统常用的管道连接方式主要有承插连接、粘节、热熔连接、法兰连接等。爆破压力试验是检验塑料管质量的关键性试验。1.硬聚氯乙烯管（PVC）2.改性聚丙烯管（PP）3.铸铁管4.水泥制品管（三）固定管道的安装49四、管道水压试验管道在施工安装期间应分段进行水压试验，施工安装结束后应对整个管网进行水压试验。水压试验的目的是检查管道安装的密封性是否符合规定，同时也对管材的耐压性能和抗渗性能进行全面复查。五、试运行试运行应在全部工程完成后进行，重点检查水源、水泵、压力供水管网、地面移动管道、喷头，以及闸阀、进排气阀、安全阀、调压阀、减压阀、计量设备的工作状况是否符合要求，并进行必要的调整。六、工程验收工程验收是对工程设计、施工的全面审查。工程验收分施工期间验收和竣工验收两步进行。四、管道水压试验50第五章 喷灌设备和材料一、喷头一、喷头喷头又称喷洒器，是喷灌系统的专用设备。它的作用是将压力水喷射到空中形成水滴，均匀地散落到地面进行喷洒灌溉。喷头可以安装在固定或移动的管路上、行喷机组桁架的输水管上、绞盘式喷灌机的喷头牵引车上或直接安在轻小型喷灌机的机架上。(一)按喷头的工作压力（或射程）分类按工作压力大小喷头可分为低压喷头（近射程喷头）、中压喷头（中射程喷头）和高压喷头（远射程喷头）。（二）按喷头的结构形式和喷洒特征分类按结构形式和喷洒特征喷头可分为旋转式喷头、固定式喷头和喷洒孔管三类。（三）按喷射仰角分类按喷射仰角分类主要是针对旋转式喷头。按照喷射仰角的不同分为：普通喷头，仰角为2130；低仰角喷头，仰角在20以下。第五章 喷灌设备和材料一、喷头51二、喷头的基本参数（一）结构参数1.喷头的进水口直径（D）2.喷嘴直径（d）3.喷射仰角（）（二）喷头的性能指标（以旋转式喷头为主）1.工作压力（hP）2.喷头流量（q）3.喷头射程（R）4.喷头的喷灌强度（s）5.喷头的雾化指标（d）6.喷头的水量分布特性7.喷头在单位喷洒面积所做的功二、喷头的基本参数52三、固定式喷头固定式喷头又称为散水式喷头。其喷洒特点是喷出的水沿径向散开，湿润面呈圆形或扇形，湿润圆半径一般35m。根据喷头散射水流的方法不同，固定式喷头大致分为折射式、缝隙式和离心式三种。三、固定式喷头53四、旋转式喷头1.旋转式喷头又称射流式喷头，特点是喷射出的水流集中，不需外力驱动，靠压力水自身的能量使喷头在喷洒过程中作间歇或连续的旋转运动，射程较远。2.旋转式喷头分为摇臂式喷头、反作用式喷头和叶轮式喷头等类型。3.旋转式喷头主要由三大部分组成：旋转密封机构、流道、驱动机构。有些喷头还有换向机构和限速机构。四、旋转式喷头54管道及附件 管道是喷灌系统中最重要的组成部分。一、常用管道的分类和一般要求按管道所用的材料分类：1.金属管道（1）铸铁管。主要用于固定管道。（2）钢管。包括薄壁钢管。（3）铝管。主要是薄壁铝管，用于移动支管。2.水泥制品管道（硬脆性管）（1）预应力和自应力钢筋混凝土管。（2）钢丝网水泥管。（3）石棉水泥管。管道及附件 管道是喷灌系统中最重要的组成部分。55管道3.塑料管（1）塑料硬管。（2）塑料软管（包括软管和半软管）。（3）涂塑软管。（4）塑料橡胶管。按管道的使用条件分类：1.固定管道。多数埋在地下。2.移动管道：（1）半固定式喷灌的支管。（2）移动管道式喷灌系统的配套管道（机组式、管道式）。（3）喷灌系统中全部竖管。管道3.塑料管56管道（二）喷灌对管道的一般要求1.耐压性能：主要是对水压力大小和变化范围的要求。对于地埋管应考虑耐土压及地面承重。喷灌管道都应进行耐压试验。2.保证通过设计流量时沿程水头损失不大于设计要求。力求内壁光滑，同时内外径和长度应在允许偏差范围内。3.经济耐用、耐腐蚀、抗冻、抗老化。4.便于运输、施工和安装，管件配套齐全。5.移动管道要求轻便、耐撞击、耐磨损、耐风吹日晒，长度合适、安装拆卸方便。管道（二）喷灌对管道的一般要求57二、固定管道喷灌中常用的固定管道种类有：铸铁管、钢管、预应力和自应力混凝土管、钢丝网水泥管和塑料硬管。（一）铸铁管（二）钢管（三）钢筋混凝土管（四）自应力钢丝网水泥管（五）塑料管（硬管）塑料管承受的工作压力为0.41.0 MPa，根据化学成分和合成方法不同，性质会有差异，喷灌中通常选用以下几种塑料管：（1）聚氯乙稀管（PVC管）。（2）聚丙烯管（PP管）。（3）聚乙烯管（PE）。塑料管的连接方法：（1）热熔粘接。（2）螺纹连接（塑料、塑铁）。（3）热熔对接。（4）胶粘接（ME胶）。（5）扩口胶圈密封连接。（6）法兰连接。二、固定管道58三、移动管道（一）移动管道的分类1.软管：喷灌用软管主要是涂塑软管，涂塑软管又分为锦纶涂塑软管和维纶涂塑软管。2.半软管：喷灌常用的半软管为低密度聚乙烯管。其主要成分是聚乙烯，为增强柔韧性加有少量乙苯橡胶（黑色）。3.硬管：喷灌中常用的移动硬管主要是金属薄壁管，有薄壁铝管和薄壁镀锌钢管两种，产品定尺长多为5米、6米。目前在移动硬管中也有采用塑料硬管的。一般管径在90mm以下。三、移动管道59（二）喷灌对移动管道的基本要求 移动管道除满足管道一般要求外，还应满足以下要求：1.移动快速。为增加灌水有效时间，缩短灌水周期，要求重量轻、易搬运，接头连接简单，拆装快速方便。2.工作可靠。在经常拆装和搬运的条件下保证管道不发生开裂、变形、爆管。3.水头损失小，移动管内径一般尺寸较小，内壁应尽量光滑，以减少水头损失。4.价格合理，在喷灌中移动管道的用量较大，尽量价选用应格低廉的管道。（三）薄壁金属管（四）软管和半软管（二）喷灌对移动管道的基本要求60四、快速接头（一）牙扣式快速接头（二）插座式接头（三）搭扣式（挂钩式）接头（四）暗锁式接头（五）弹簧压紧式接头（六）杠杆紧扣式接头（七）双平口抱箍式接头四、快速接头61五、管道附件（一）阀门及给水栓1.闸阀 2.截止阀 3.球阀 4.给水栓（二）安全设备1.减压阀2.安全阀3.空气阀4.逆止阀5.泄水阀五、管道附件62（三）过滤器和施肥装置1.过滤器2.施肥装置（三）过滤器和施肥装置63喷灌用泵性能和选型 喷灌泵的特点：1.体积小、重量轻、结构简单、使用方便、效率高、质量好、价格低。2.对需要移动的水泵机组，要求灵巧、轻便。对频繁启动的机组，考虑采用自吸泵。3.水泵压力除需要满足输水要求外，还需要考虑喷头的工作压力，扬程一般在30m以上。4.喷灌用泵的流量 一般在20200m3/h。喷灌用泵性能和选型 喷灌泵的特点：64在喷灌工程中选用机组时应注意以下几点：1.普通离心泵在正常运行时，需要进行充水才能够正常启动。为了方便机组的启动，可以选择自吸泵。2.在井灌区应选用井泵。3.在需要考虑配套动力机的地方，配套动力的功率应与水泵的轴功率匹配，不宜过大造成浪费。过小会使电机过载。4.喷灌系统的设备利用率一般较低，在选用时一般不考虑备用机组。在喷灌工程中选用机组时应注意以下几点：65喷灌机将动力机、水泵、管道、喷头等设备配套成一个可以移动的整体，称之为喷灌机或喷灌机组。按喷洒特征喷灌机可分为定位喷洒式（定喷式）和行走喷洒式（行喷式）两类。定喷式有手抬式、手推车式、滚移式、端拖式、拖拉机曳引式、拖拉机悬挂式等；行喷式有双悬臂式、绞盘式、平移式、中心支轴式等。喷灌机将动力机、水泵、管道、喷头等设备配套成一个可以移动的整66一、定喷式喷灌机（一）定喷式喷灌机的种类和特点1.手抬式2.手推车式3.滚移式4.端拖式、拖拉机曳引式和拖拉机悬挂式（二）定喷机组的配套喷灌机（组）由动力机、水泵、管道、喷头等部分组成的整体设备，不仅要求各部分有良好的水力性能和机械性能，而且要求整机在运行过程中效率最高，各部分都能处于正常工作范围。1.定喷机组的配套要求：2 确定喷头和管道的布置间距，选择喷头3.定喷机组的配套试验一、定喷式喷灌机67二、行喷式喷灌机行喷式喷灌机是边行走边喷洒，支管移动或转动的速度较慢，可以看作是支管间距趋近于零的布置，因而可达到较高的喷洒均匀度。有些行喷机还可以使用雾化程度很高的低压散水式喷头来降低能耗，提高喷洒质量，如中心支轴式和平移式喷灌机。常见的行喷式喷灌机有双悬臂式、中心支轴式、平移式、绞盘式和平移转动式，其中在我国使用最多的是中心支轴式和绞盘式喷灌机。（一）双悬臂式喷灌机（二）绞盘式喷灌机（三）中心支轴式喷灌机（四）平移式喷灌机二、行喷式喷灌机68The end 谢谢大家！The end 69