喷灌系统设计说明.docx
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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）
升级会员 