第4章微灌技术第5节微灌系统规划与设计课件

第第4 4章章 微灌微灌技术技术第4节 微灌系统规划与设计第4章 微灌技术第4节 微灌系统规划与设计1微微灌灌系统规划与设计系统规划与设计管网管网布置布置规划规划任务任务规划原则规划原则基本资料收集基本资料收集水力计算水力计算 微灌工程总体布置微灌工程总体布置微灌系统规划与设计管网布置2管网布置管网布置毛管平行与主干管分两个轮灌组（1，3）和（2，4）或4个轮灌组管网布置毛管平行与主干管分两个轮灌组3毛管垂直于主干管（平地）毛管垂直于主干管（平地）4毛管平行于干管（有坡度）毛管平行于干管5毛管平行于干管（有坡度，双向）毛管平行于干管6规划的任务勘测和收集基本资料勘测和收集基本资料根据当地的自然条件，社会和经济状况根据当地的自然条件，社会和经济状况等，论证工程的必要性和可行性等，论证工程的必要性和可行性 确定工程的规模和微灌系统的控制范围确定工程的规模和微灌系统的控制范围根根据据水水源源位位置置、地地形形和和作作物物种种植植情情况况，合合理理布布置置引引、蓄蓄、提提水水源源工工程程、微微灌灌枢枢纽位置和骨干输配水管网纽位置和骨干输配水管网提出工程概算提出工程概算规划的任务勘测和收集基本资料7规划原则 微灌工程的规划，应与其它的灌溉工程统一安排微灌工程规划应考虑多目标综合利用微灌工程规划要重视经济效益因地制宜地合理地选择微灌形式近期发展与远景规划相结合规划原则 微灌工程的规划，应与其它的灌溉工程统一安排8资料收集形地资料形地资料土壤资料：土壤质地、田持、渗透系数土壤资料：土壤质地、田持、渗透系数等等作物分区：果树应搜集树种，树龄、密度、走向等。作物分区：果树应搜集树种，树龄、密度、走向等。产量与农业措施：灌溉方法，施肥方法。灌溉情况：产量与农业措施：灌溉方法，施肥方法。灌溉情况：现有灌水方法，灌水经验等现有灌水方法，灌水经验等水文资料：取水点来水系列及年内月分配资料，泥沙水文资料：取水点来水系列及年内月分配资料，泥沙含量，水井位置，供电保证率，水井出水量，含量，水井位置，供电保证率，水井出水量，PHPH值值 气象资料：逐月降雨、蒸发、平均温度、湿度、风速、气象资料：逐月降雨、蒸发、平均温度、湿度、风速、日照、冻土深日照、冻土深 其它社会经济情况：行政单位人口，土地面积，耕地其它社会经济情况：行政单位人口，土地面积，耕地面积，管理体制等面积，管理体制等 资料收集形地资料9水力计算水力计算v灌溉用水量灌溉用水量 灌溉灌溉毛毛供水强度为供水强度为:I Ig g=I=Ia a/水水 灌灌溉溉供供水水量量为为 W=0.667 W=0.667 I Ig gAA用水分析用水分析式中式中 IgIg微灌毛用水强度，微灌毛用水强度，mmmmd d Ia Ia微灌补充强度，微灌补充强度，mmmmd;d;水水灌溉水利用系数，灌溉水利用系数，水水=0.9=0.90.950.95 W W每日灌溉供水量，每日灌溉供水量，mm3 3d d A A灌溉面积，亩灌溉面积，亩水力计算灌溉用水量 用水分析式中 Ig微灌毛用水强度10 供供水水分分析析的的任任务务是是研研究究水水源源在在不不同同设设计计保保证证率率年年份份的的供供水水量量、水水位位和和水水质质，为为工工程程规规划划设设计计提提供供依依据据，微微灌灌工工程程水水源通常有以下几种类型源通常有以下几种类型供水分析供水分析v井、泉类水源井、泉类水源 v河渠类水源河渠类水源 v塘、坝类水源塘、坝类水源 供水分析的任务是研究水源在不同设计保证率年份的供水量11微灌水量平衡计算已知来水量确定灌溉面积已知来水量确定灌溉面积式中：式中：AA井水可灌面积，亩；井水可灌面积，亩；Q Q 微灌用水井可供水量，微灌用水井可供水量，mm3 3/d/d I I微灌作物耗水强度微灌作物耗水强度,mm/d,mm/d微灌水量平衡计算已知来水量确定灌溉面积式中：12五、微灌工程总体规划 灌区范围的确定灌区范围的确定 水源工程的布置水源工程的布置 系统首部枢纽和输水干管的布置系统首部枢纽和输水干管的布置 五、微灌工程总体规划 灌区范围的确定 13微微 灌灌 系系 统统 设设 计计微 灌 系 统 设 计14一、微灌系统布置v毛管与作物种植方向一致毛管与作物种植方向一致v支管垂直于等高线布置支管垂直于等高线布置v毛管沿支管两侧布置毛管沿支管两侧布置v固定式（果树），移动式（大田）固定式（果树），移动式（大田）v首部枢纽（井、水泵）首部枢纽（井、水泵）v毛管和灌水器的布置毛管和灌水器的布置一、微灌系统布置毛管与作物种植方向一致15灌 水 器 布 置（滴灌）滴灌时毛管与灌水器的布置（a）单行毛管直线布置（b）单行毛管带环状布置（c）双行毛管平行布置1灌水器；2绕树环状管；3双行毛管平行布置灌 水 器 布 置滴灌时毛管与灌水器的布置16微喷灌时毛管与灌水器的布置微喷灌时毛管与灌水器的布置（a a）单向微喷局部喷洒）单向微喷局部喷洒 （b b）双向微喷头局部喷洒）双向微喷头局部喷洒（c c）全圆微喷头全面喷洒（）全圆微喷头全面喷洒（d d）全圆微喷头局部喷洒）全圆微喷头局部喷洒1 1毛管；毛管；2 2灌水器灌水器(微喷头）；微喷头）；3 3喷洒湿润区；喷洒湿润区；4 4果树果树微喷灌时毛管与灌水器的布置（a）单向微喷局部喷洒 （b）双17二、灌溉制度的确定二、灌溉制度的确定二、灌溉制度的确定181.1.灌水定额灌水定额 灌灌水水定定额额：是是指指作作为为微微灌灌系系统统设设计计的的单单位位面面积积上上的的一一次次灌灌水水量量，如果用灌水深度表示，可用下式计算，即如果用灌水深度表示，可用下式计算，即式中：式中：设计灌水定额设计灌水定额 允许消耗的水量占田间持水量的比例（允许消耗的水量占田间持水量的比例（）对于需水敏感性植物；对于需水敏感性植物；=2040 对于耐旱作物或控水生生育阶段对于耐旱作物或控水生生育阶段 =3040 土壤田间（体积百分率持水量，土壤田间（体积百分率持水量，）凋萎含水量（体积百分率持水量，凋萎含水量（体积百分率持水量，）计计划划湿湿润润层层深深度度（m），一一般般蔬蔬菜菜0.200.30m；果果树树0.31.0m 土壤湿润比，土壤湿润比，70%90%1.灌水定额 灌水定额：是指作为微灌系统设计的单位面积上的192、设计灌水周期设设计计灌灌水水周周期期：滴滴灌灌设设计计灌灌水水周周期期是是指指按按一一定定的的灌灌水水定定额额灌灌水水后后，在在作作物物适适宜宜土土壤壤含含水水率率的的条条件件下下，保保障障作作物物正正常常生生长长的的可可能能延延续续时时间间T T，用下式计算，即，用下式计算，即 式中：式中：T T灌水周期（灌水周期（d d）；）；e e作物需水旺盛日平均耗水量（作物需水旺盛日平均耗水量（mm/dmm/d）2、设计灌水周期设计灌水周期：滴灌设计灌水周期是指按一定的灌203.3.一次灌水延续时间一次灌水延续时间一一次次灌灌水水延延续续时时间间：一一次次灌灌水水延延续续时时间间是是指指把把设设计计灌灌水水定定额额水水量量，在在不不产产生生径径流流的的条条件件下下，均均匀匀分分布布于于保保护护地地田田间间所所用用的的灌灌水水时时间间，用用下下式计算，即式计算，即 式中：式中：t 次灌水延续时间（次灌水延续时间（h）；）；设计灌水定额（设计灌水定额（mm）；）；滴头间距（滴头间距（m）；）；毛管间距（毛管间距（m）；）；滴头流量（滴头流量（l/h）3.一次灌水延续时间一次灌水延续时间：一次灌水延续时间是指214.轮灌区数目的确定轮轮灌灌区区数数目目的的确确定定：对对于于固固定定式式滴滴灌灌系系统统，轮轮灌区数目可按下式计算：灌区数目可按下式计算：式中：式中：N N 轮灌区数目（个）轮灌区数目（个）K K 水泵每天开启时间比例，通常选水泵每天开启时间比例，通常选0.50.50.80.8 t t 每条或每组开启的时间（每条或每组开启的时间（h h）T T 灌水周期（灌水周期（d d）4.轮灌区数目的确定轮灌区数目的确定：对于固定式滴灌系统，22对于移动式微灌系统可按下式计算：对于移动式微灌系统可按下式计算：滴灌系统控制面积内毛管移动的次数滴灌系统控制面积内毛管移动的次数 t t 每条或每组开启的时间（每条或每组开启的时间（h h）式中：对于移动式微灌系统可按下式计算：滴灌系统控制面积内毛管移235.5.一条毛管的控制灌溉面积一条毛管的控制灌溉面积v对对于于固固定定式式微微灌灌系系统统，毛毛管管固固定定在在一一个个位位置置上上灌灌水水，控制面积按下式计算：控制面积按下式计算：式中：式中：f f每条毛管控制的灌溉面积（每条毛管控制的灌溉面积（m m2 2）S Sl l毛管间距，毛管间距，m m L L毛管长度（毛管长度（m m），移动式滴灌系统），移动式滴灌系统中为出流毛管长度中为出流毛管长度5.一条毛管的控制灌溉面积对于固定式微灌系统，毛管固定在一245.5.一条毛管的控制灌溉面积一条毛管的控制灌溉面积 一条毛观每次移动的距离（一条毛观每次移动的距离（m m）式中：式中：v对于移动式微灌系统，一条毛管控制的灌溉面积按 式计算：5.一条毛管的控制灌溉面积 一条毛观每次移动的距离（m256.6.控制灌溉面积大小的计算控制灌溉面积大小的计算 在在灌灌溉溉水水源源能能够够得得到到充充分分保保证证的的条条件件下下，滴滴灌灌面面积积的的大大小小取取决决于于管管道道的的输输水水能能力力。对对于于水水源源流流量量不能满足整个区域需要时，滴灌面积为不能满足整个区域需要时，滴灌面积为式中：式中：滴滴灌灌系系统统控控制制的的灌灌溉溉面面积积（m m2 2）每条毛管控制的灌溉面积每条毛管控制的灌溉面积（m m2 2）水源流量水源流量（l/hl/h）每条毛管的输水流量每条毛管的输水流量（l/hl/h）同时工作的毛管条数同时工作的毛管条数轮灌组数量轮灌组数量6.控制灌溉面积大小的计算 在灌溉水源能够得到充分保证的267.7.微灌工作制度确定微灌工作制度确定续灌续灌轮灌轮灌7.微灌工作制度确定续灌27续续 灌灌续续灌灌是是对对系系统统内内全全部部管管道道同同时时供供水水，灌灌溉溉面面积内所有作物同时灌水的一种工作制度积内所有作物同时灌水的一种工作制度优优点点：每每株株作作物物都都能能得得到到适适时时灌灌水水；灌灌溉溉供供水时间短，有利于其他农事活动的安排水时间短，有利于其他农事活动的安排缺缺点点：干干管管流流量量大大，增增加加工工程程的的投投资资和和运运行行费费用用；设设备备的的利利用用率率低低；在在水水源源流流量量小小的的地地区，可能缩小灌溉面积区，可能缩小灌溉面积续 灌续灌是对系统内全部管道同时供水，灌溉面积内所有作物同28轮 灌较较大大的的微微灌灌系系统统为为了了减减少少工工程程投投资资，提提高高设设备备利利用用率率，增增加加灌灌溉溉面面积积，通通常常采采用轮灌的工作制度用轮灌的工作制度一一般般是是将将支支管管分分成成若若干干组组，由由干干管管轮轮流流向向各各组组支支管管供供水水，而而支支管管内内部部则则同同时时向向毛管供水毛管供水轮 灌较大的微灌系统为了减少工程投资，提高设备利用率，增加29A 划分轮灌组的原则划分轮灌组的原则轮轮灌灌组组的的数数目目应应满满足足作作物物需需水水要要求求，同同时时使使水水源源的的水量与计划灌溉的面积相协调水量与计划灌溉的面积相协调每个轮灌组控制的面积应尽可能接近相等每个轮灌组控制的面积应尽可能接近相等轮轮灌灌组组的的划划分分应应照照顾顾农农业业生生产产责责任任制制和和田田间间管管理理的的要求要求为为了了便便于于运运行行操操作作和和管管理理，通通常常一一个个轮轮灌灌组组管管辖辖的的范范围围宜宜集集中中连连片片，轮轮灌灌顺顺序序可可通通过过协协商商自自上上面面下下或或自下而上进行。自下而上进行。A 划分轮灌组的原则轮灌组的数目应满足作物需水要求，同时30B 轮灌组数目的确定按作物需水要求，全系统轮灌组的数目划分如下按作物需水要求，全系统轮灌组的数目划分如下v对于固定式系统对于固定式系统 NCT/tv对于移动式系统对于移动式系统 NCT/n移移t式中 N 允许的轮灌组最大数目，取整数 c 一天运行的小时数，一般为1220h T 灌水时间间隔(周期)，d t 一次灌水延续时间，h n移 一条毛管在所管辖的面积内移动的次数B 轮灌组数目的确定按作物需水要求，全系统轮灌组的数目划分如31三、管网水力计算n微微灌灌系系统统各各级级管管道道布布置置好好以以后后，即即可可从从最最末末端端或或最最不不利利毛毛管管位位置置开开始始，逐逐级级推推算算各各级级管管道道的的水水头头损损失失（沿沿程程水水头头损损失失和和局局部部水头损失）水头损失）n同同一一条条支支管管上上的的第第一一条条毛毛管管最最前前端端出出水水孔孔处处水水头头与与最最末末一一条条毛毛管管最最末末端端出出水水孔孔处处水水头头之之间间的的差差值值，不不超超过过滴滴头头设设计计工工作作压压力力的的2020，流量差值不超过，流量差值不超过1010三、管网水力计算微灌系统各级管道布置好以后，即可从最末端或最321.1.沿程水头损失沿程水头损失沿程水头损失沿程水头损失式中：式中：h hf f沿程阻力损失（沿程阻力损失（mm）QQ管道流量（管道流量（mm3 3/h/h）DD管道内径（管道内径（mmmm）LL管道长度（管道长度（mm）本公式具体应用于塑料管1.沿程水头损失沿程水头损失式中：hf沿程阻力损失（m33沿程水头损失公式中的f、m、b值管管材材fmb混凝土管或钢筋混凝土管混凝土管或钢筋混凝土管n=0.013n=0.014n=0.015n=0.0171.3121061.5161061.7491062.2401062.002.002.002.005.335.335.335.33旧钢管、旧铸铁管旧钢管、旧铸铁管石棉水泥管石棉水泥管硬塑料管硬塑料管铝管、铝合金管铝管、铝合金管6.2501051.4551050.9481050.8611051.901.851.771.745.104.894.774.74注：n为粗糙系数。沿程水头损失公式中的f、m、b值管 材fmb混凝土管或34当当管管道道有有多多个个出出水水口口时时，管管道道的的沿沿程程阻阻力力应应考考虑虑多多口口出出流流对对沿沿程程阻阻力力的的折折减减问问题题，多多口口出出流流折减系数折减系数k k如下表所示，对应计算公式为如下表所示，对应计算公式为折减系数折减系数当管道有多个出水口时，管道的沿程阻力应考虑多口出流对沿程阻力35微灌管道水头损失常用的计算公式微灌管道水头损失常用的计算公式勃拉休斯公式：式中：hf沿程水头损，m Q流量，m3/h D管道内径，mm L管道长度，m微灌管道水头损失常用的计算公式勃拉休斯公式：式中：h36多多孔出流折减系数表孔出流折减系数表出水口出水口数目数目折减系折减系数数k k出水口出水口数目数目折减系折减系数数k k出水口出水口数目数目折减系折减系数数k k1 11.0001.0008 80.4150.41520200.3760.3762 20.6390.63910100.4020.40225250.3710.3713 30.5350.53512120.3940.39430300.3680.3684 40.4860.48614140.3870.38740400.3640.3645 50.4570.45716160.3820.38250500.3610.3616 60.4350.43518180.3790.3791001000.3560.356多孔出流折减系数表出水口折减系出水口折减系出水口折减系11.372.局部阻力损失式中：式中：管网局部阻力（管网局部阻力（m m）管网某处局部阻力系数管网某处局部阻力系数 管道内水流流速（管道内水流流速（m/sm/s）重力加速度重力加速度工工程程设设计计中中为为了了计计算算方方便便，局局部部阻阻力力损损失失也也常按沿程阻力损失的常按沿程阻力损失的1010估算估算2.局部阻力损失式中：管网局部阻力（m）383.管道系统设计管道系统设计管管道道系系统统设设计计包包括括各各级级管管道道的的管管材材与与管管径径的的选选择择、各各级级固固定定管管道道的的纵纵剖剖面面设设计计管道系统的结构设计管道系统的结构设计3.管道系统设计管道系统设计包括各级管道的管材与管径的选择39管材的选择应应该该根根据据滴滴灌灌区区的的具具体体情情况况结结合合各各种种管管材材的的特特性及适用条件进行选择性及适用条件进行选择一一般般情情况况下下，对对于于地地理理固固定定管管道道，可可选选用用钢钢筋筋混混凝凝土土管管、钢钢丝丝网网水水泥泥管管、石石棉棉水水泥泥管管、铸铸铁铁管管和和硬硬塑塑料料管管。塑塑料料管管易易老老化化，应应尽尽量量避避免免经经常暴露在阳光下使用，缩短使用寿命常暴露在阳光下使用，缩短使用寿命管材的选择应该根据滴灌区的具体情况结合各种管材的特性及适用条40管径的选择管径的选择通通常常选选用用同同一一级级管管道道在在各各轮轮灌灌组组中中可可能能通通过过的的最最大大流流量量，作作为为本本级级管管道道的的设设计计流流量量，依依据据这这个设计流量来确定管道的管径个设计流量来确定管道的管径若若某某一一级级管管道道，其其最最大大流流量量通通过过的的时时间间占占管管道道总总过过水水时时间间的的比比例例甚甚小小，也也可可选选取取一一个个出出现现次次数数较较多多的的次次大大流流量量，作作为为管管道道的的设设计计流流量量来来确确定管径定管径管径的选择通常选用同一级管道在各轮灌组中可能通过的最大流量，41支管管径的确定支管管径的确定 考虑地形高差考虑地形高差Z Z的影响时上述规定可表示为：的影响时上述规定可表示为：同一支管上任意两滴头之间支管段水头损失（同一支管上任意两滴头之间支管段水头损失（m m）两滴头进水口高程差（两滴头进水口高程差（m m），顺坡为负，逆坡为正），顺坡为负，逆坡为正 滴头设计工作压力水头（滴头设计工作压力水头（m m）式中式中:支管管径的确定 考虑地形高差Z的影响时上述规定可表示为：42两滴头进水口高程差（实际上就是两滴头所在两滴头进水口高程差（实际上就是两滴头所在地的地面高差）可以从系统平面布置图中查取。地的地面高差）可以从系统平面布置图中查取。则即可求出。利用公式则即可求出。利用公式在其他参数已知的情况下反求管径，就是该支在其他参数已知的情况下反求管径，就是该支 管可选用的最小管径的计算值管可选用的最小管径的计算值管材的管径已标准化、系列化。因此，还需按管材的管径已标准化、系列化。因此，还需按管材的标准管径将计算出的管径规范取整管材的标准管径将计算出的管径规范取整两滴头进水口高程差（实际上就是两滴头所在地的地面高差）可以从43支管以上各级管道管径的确定支管以上各级管道管径的确定一般情况下，经验公式估算管道的直径：一般情况下，经验公式估算管道的直径：当当Q120mQ120m3 3/h/h时时 式中：式中：D D管径（管径（mmmm）Q Q管道流量（管道流量（m m3 3/h/h）支管以上各级管道管径的确定一般情况下，经验公式估算管道的直径44管道纵剖面设计管管道道纵纵剖剖面面设设计计应应在在系系统统平平面面市市置置图图绘绘制后进行制后进行设设计计的的主主要要内内容容是是确确定定各各级级固固定定管管道道在在平面上的位置及各种管道附件的位置平面上的位置及各种管道附件的位置管管道道的的纵纵剖剖面面应应力力求求平平顺顺，减减少少折折点点，有起伏时应避免产生负压有起伏时应避免产生负压管道纵剖面设计管道纵剖面设计应在系统平面市置图绘制后进行45埋深及坡度埋埋深深指指管管顶顶距距地地面面的的垂垂直直距距离离，理理深深应应根根据据当当地的气候条件、地面荷载和机耕要求确定地的气候条件、地面荷载和机耕要求确定在公路下埋深应为在公路下埋深应为0.70.71.2m1.2m在农村机耕道下埋深为在农村机耕道下埋深为0.50.50.9m0.9m寒冷地区，埋深应在最大冻土层深以下寒冷地区，埋深应在最大冻土层深以下一一般般在在地地形形条条件件许许可可的的情情况况下下，管管径径小小、基基础础稳稳定定性性好好的的管管道道坡坡度度可可陡陡一一点点；反反之之应应缓缓些些。总总的的来来说说，管管道道坡坡度度不不得得超超过过1:11:1，通通常常控控制制在在1:1.51:1.51:31:3以下以下埋深及坡度埋深指管顶距地面的垂直距离，理深应根据当地的气候条46四、微四、微 灌灌 设设 计计 实实 例例 四、微 灌 设 计 实 例 47（一）、设计基本资料 西北某苹果园面积西北某苹果园面积194194亩，株行距为亩，株行距为3333米，地形平坦，土层厚度米，地形平坦，土层厚度1.51.5米，米，1.01.0米土米土层平均容重层平均容重1.32t/m1.32t/m3 3，田持，田持(占土体体积占土体体积)为为2121，多年平均降雨量，多年平均降雨量250mm250mm，多年平，多年平均蒸发量均蒸发量1500mm1500mm，果园南边有一水井，出，果园南边有一水井，出水量为水量为50m50m3 3h h，动水位为，动水位为2020米，按田间试米，按田间试验，该地苹果最大耗水量为验，该地苹果最大耗水量为5mm5mmd d（一）、设计基本资料 西北某苹果园面积194亩，株行距为348400m324m井果园平面布置图400m324m井果园平面布置图49（二（二)、滴灌系统规划设计参数确定、滴灌系统规划设计参数确定滴灌设计日耗水强度滴灌设计日耗水强度I I5mm5mmd d滴灌土壤湿润比不得小于滴灌土壤湿润比不得小于3030设计供水均匀度设计供水均匀度9898灌溉水利用系数灌溉水利用系数9595（二)、滴灌系统规划设计参数确定50(三)、水量平衡计算用水分析：用水分析：选选取取设设计计典典型型年年，计计算算典典型型年年的的灌灌溉溉用用水量和用水过程水量和用水过程v降雨频率降雨频率5050一中等年一中等年v降雨频率降雨频率7575一中等干旱年一中等干旱年v降雨频率降雨频率85859090-干早年干早年微微灌灌工工程程一一般般采采用用降降雨雨频频率率75759090的的水文年作为典型年水文年作为典型年(三)、水量平衡计算用水分析：51来用水平衡计算来用水平衡计算确确定定过过程程规规模模，如如灌灌溉溉面面积积，蓄蓄水水工工程程规模规模本本 例例 水水 泵泵 开开 机机 时时 间间 取取 1515小小 时时，A=5015/(0.6675)=224A=5015/(0.6675)=224亩亩可控制微灌面积可控制微灌面积224224亩亩194194亩亩来用水平衡计算52(四四)、选择灌水器类型与确定毛、选择灌水器类型与确定毛管布置方式管布置方式选选用用进进口口滴滴灌灌管管(以以色色列列NaanTif)NaanTif)，该该滴滴灌灌管管滴头工作参数：滴头工作参数：工作水头工作水头h hd d=10=10米时，滴头流量为米时，滴头流量为2.3L2.3Lh h。选选择择滴滴头头间间距距为为1m1m的的滴滴灌灌管管，每每行行果果树树布布置置一一条滴灌管条滴灌管(四)、选择灌水器类型与确定毛管布置方式选用进口滴灌管(以色53湿润比计算湿润比计算一般，当滴头流量为一般，当滴头流量为2 2升升/时，在砂壤土中的湿时，在砂壤土中的湿润直径为润直径为0.8-1m0.8-1m（经验值）（经验值）每棵果树的湿润面积每棵果树的湿润面积每棵果树占地面积每棵果树占地面积湿润比湿润比=1.03/(33)=1.03/(33)3333湿润比计算一般，当滴头流量为2升/时，在砂壤土中的湿润直径为54(五五)、根据设计灌水均匀度计算、根据设计灌水均匀度计算毛管最大铺设长度毛管最大铺设长度当当设设计计灌灌水水均均匀匀度度为为9898时时，小小区区最最大大流量偏差流量偏差q qv v=0.1=0.1，则小区最大水头偏差：，则小区最大水头偏差：将有关数据代入上式得：将有关数据代入上式得：(五)、根据设计灌水均匀度计算毛管最大铺设长度当设计灌水均匀55设计灌水均匀度的确定设计灌水均匀度的确定 灌水均匀度高，灌水质量好，水利用率高，灌水均匀度高，灌水质量好，水利用率高，但投资和运行费高，应根据作物、经济价值、但投资和运行费高，应根据作物、经济价值、水源、地形、和气候等综合确定水源、地形、和气候等综合确定一般建议：一般建议：取取 C Cv v0.900.900.980.98 或或q qv v=10%-30%=10%-30%v均匀度与流量偏差的关系均匀度与流量偏差的关系C Cv v()98 95 92)98 95 92q qv v(%)10 20 30(%)10 20 30设计灌水均匀度的确定均匀度与流量偏差的关系56根据公式根据公式计算得计算得 h hmaxmax11.2m11.2m，h hminmin 9.3m9.3m小区内滴头最大水头差小区内滴头最大水头差11.2-9.3=1.911.2-9.3=1.9米米 根据支毛管水头差分配比根据支毛管水头差分配比：根据公式计算得 hmax11.2m，hmin 9.3m57毛管最大允许铺设长度毛管最大允许铺设长度(采用试算法采用试算法)毛管水头损失毛管水头损失 v当当L=150L=150米时，米时，h hf f=1.51m1.51mv当当L=140L=140米时，米时，h hf f=1.25m1.25m v当当L=130L=130米时，米时，h hf f=1.02m1.02mv当当L=100L=100米时，米时，h hf f=0.5 m 0.5 m 根根据据地地形形情情况况，取取毛毛管管长长度度L=100mL=100m，此此时时，毛毛管管水头损失为水头损失为 h hf f0.5m0.5m毛管最大允许铺设长度(采用试算法)毛管水头损失 当L=158(六六)、布置管网系统、布置管网系统水井出水量水井出水量50m3/h单单条条毛毛管管长长度度100米米，每每米米一一个个滴滴头头，每每个个滴滴头流量头流量2.3升时，则每条毛管流量升时，则每条毛管流量 Q毛毛1002.3230升时升时0.23m3h每个轮灌组毛管条数每个轮灌组毛管条数n=500.23=217条条 取为偶数条，即取为偶数条，即216条条整个灌区毛管总条数整个灌区毛管总条数(3米一条毛管米一条毛管)为：为：324m34432条条轮灌组数为轮灌组数为4322162(六)、布置管网系统水井出水量50m3/h59(七七)、轮灌组划分、轮灌组划分根根据据轮轮灌灌组组划划分分的的原原则则，此此题题中中，比比较较好好的的轮轮灌灌组划分为组划分为v第第和第和第灌水小区为一个轮灌组灌水小区为一个轮灌组v第第和第和第灌水小区为一个轮灌组灌水小区为一个轮灌组v为为说说明明管管网网水水力力学学计计算算过过程程，我我们们将将第第I I和和IIII灌灌水小区划分为第一轮灌组水小区划分为第一轮灌组v第第IIIIII和第和第灌水小区划分为第二轮灌组灌水小区划分为第二轮灌组(七)、轮灌组划分根据轮灌组划分的原则，此题中，比较好的轮灌60400m324m井支管1-1支管1-2分干管1分干管2支管1-3支管1-4干管1干管2100m27条400m324m井支管1-1支管1-2分干管1分干管611 1 支管水力计算支管水力计算 由于当毛管为由于当毛管为100m100m时，毛管水头损失为时，毛管水头损失为0.5m0.5m，而小区内滴头最大水头差为而小区内滴头最大水头差为1.9m1.9m，则支管最大，则支管最大允许水头差或水头损失为允许水头差或水头损失为1.9-0.51.9-0.51.4m1.4m管选用管选用D63PED63PE管管(内径内径53mm)53mm)管上毛管条数管上毛管条数27 27 条，条，即即2727个出水口个出水口管进口总流量管进口总流量Q Q0.232270.232272.42m2.42m3 3h h支管长度支管长度L L27327381m81m支支管管水水头头损损失失 h hf f1.43m1.41.43m1.4米米(支支管管允允许许水水头损失头损失)1 支管水力计算 由于当毛管为100m时，毛管水头损失为622 2 分干管水力计算分干管水力计算分分 干干 管管 选选 用用 PVCPVC管管，分分 干干 管管 流流 量量Q=27220.23=24.84mQ=27220.23=24.84m3 3/h/h利用经济管径计算公式：利用经济管径计算公式：初选管径初选管径D=75mmD=75mm（内径（内径70mm70mm）分干管水头损失分干管水头损失 h hf f 4.42m4.42m2 分干管水力计算分干管选用PVC管，分干管流量Q=272633 3 干管水力计算干管水力计算一一般般，以以最最不不利利轮轮灌灌组组计计算算确确定定干干管管直直径径，在在确确定定了了水水泵泵扬扬程程后后，到到推推确确定定其其他他轮轮灌灌组组分分干干管或支管的直径管或支管的直径此此题题中中最最北北面面的的第第I I和和IIII灌灌水水小小区区构构成成的的轮轮灌灌组为最不利轮灌组组为最不利轮灌组干管总流量：干管总流量：Q Q24.84224.84249.68m49.68m3 3h h干管长度干管长度263m263m利用经济流速初选干管管径利用经济流速初选干管管径选选D=110PVCD=110PVC管管(内径内径103mm)103mm)作为干管作为干管干管水头损失干管水头损失=6.27m=6.27m3 干管水力计算一般，以最不利轮灌组计算确定干管直径，在确定644 首部枢纽水头损失计算首首部部枢枢纽纽水水头头损损失失包包括括：闸闸阀阀、过过滤滤器器、施肥器、管件和泵管等施肥器、管件和泵管等查阅设备样本，确定各部件的水头损失查阅设备样本，确定各部件的水头损失总水头损失考虑总水头损失考虑h hf f首部首部15m15m4 首部枢纽水头损失计算655 5 水泵扬程确定与水泵选型水泵扬程确定与水泵选型水水泵泵扬扬程程滴滴头头允允许许最最小小工工作作水水头头+毛毛管管水水头头损损失失+支支管管水水头头损损失失分分干干管管水水头头损损失失+干干管管水水头头损损失失+首首部水头损失部水头损失+动水位动水位f f9.3+0.5+1.4+4.42+6.27+15+209.3+0.5+1.4+4.42+6.27+15+2056.89m 56.89m 水泵流量水泵流量Q Q49.68m49.68m3 3h h选定水泵型号选定水泵型号5 水泵扬程确定与水泵选型水泵扬程滴头允许最小工作水头+毛66九、首部枢纽设计九、首部枢纽设计十、绘制系统布置图十、绘制系统布置图十一、材料单与预算十一、材料单与预算十二、经济分析十二、经济分析十三、施工注意事项十三、施工注意事项十四、运行管理注意事项十四、运行管理注意事项 九、首部枢纽设计68