噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、3. 1. 1噴灌系統(tǒng)選型由于貴州省受地形條件和產(chǎn)業(yè)種植的限制，大多數(shù)地方皆采用固定式噴 灌系統(tǒng)。固定式管道噴灌系統(tǒng)適用于地形起伏較大、灌水頻繁、勞動力缺乏的地 方，灌溉對象為經(jīng)濟(jì)作物及園林、果樹、花卉和綠地。3.1.2噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 3. 121基本情況調(diào)查灌區(qū)水源（in或切Zs或Ims/萬畝）、灌區(qū)面積（畝）、土壤類別（砂土、 砂壤土、壤土、壤粘土、粘土）、風(fēng)速及風(fēng)向（m/s, ）、作物（蔬菜及花 卉、糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物及果蔬、牧草、飼料作物、草坪、綠化林木）、地形坡度（ ） O 3. 1. 2. 2灌水定額及灌水周期擬定參數(shù)確定:土壤容重丫（ g/cm3）:查下表-1確定表T土壤容重及

2、田間持水量土壤質(zhì)地容重（g/cm ）田間持水量重量體積砂土16 -2026 -32砂壤土22 -3032 -40壤土22 -2830 -35壤粘土28 -3240 45粘土30 -3540 50計(jì)劃濕潤深度h （cm）:查表-12確定土壤田間持水量：查表-1確定 土壤適宜含水量上限Bi （85%: 土壤田間持水量X 85%土壤適宜含水量上限B 2(65%: 土壤田間持水量X 65%最大灌水定額確定 (mr)I Irs=Y h (B i - B 2)灌水定額(mm me rs1=1耗水強(qiáng)度El (mr)查表-2確定表-2不冋作物生育盛期平均日需水量和最大日需水量作物種類作物名稱生育階段測定年份平

3、均日需水量fmr)最大日需水量(mr)需水量平均值需水量平均值C4作物玉米抽雄期：1982谷子灌漿期1965G作物小麥灌漿期1982大豆:開花期1964棉花結(jié)鈴期1983設(shè)計(jì)灌水周期確定T (d):T=m/ETd3. 123灌溉分區(qū)及管道布置依據(jù)灌區(qū)形狀及長寬，合理布置干管、分干管、支管。布置規(guī)則為下:A、灌溉分區(qū)形狀盡量規(guī)整、面積盡量相等。B、分干管盡量垂直等高線布置C、支管盡量沿高線布置D支管兩端噴頭距地塊邊緣或支管入口的距離為噴頭間距的一半。3. 1. 2. 4噴頭的選擇及組合間距的確定依據(jù)作物的種植間距，擬定噴頭的型號。依據(jù)擬選噴頭的射程R( ni,計(jì)算支管的組合間距。噴頭參數(shù)：生產(chǎn)商

4、提供型號噴嘴直徑d(mm工作壓力hp(kPa)噴頭流雖qj(m3/h)噴頭射程R (m噴頭強(qiáng)度P s(mm/hPY207300R檢測噴頭是否達(dá)標(biāo)1) 允許噴灌強(qiáng)度土壤類別:現(xiàn)場調(diào)查坡度：圖上量取坡度允許噴灌強(qiáng)度降低值土壤允許噴灌強(qiáng)度p 1,查下表-3確定表-3各類土壤的允許噴灌強(qiáng)度(mm/h)土壤類別允許噴灌強(qiáng)度砂上20砂壤土15壤土12壤粘上10粘土8表-4坡地允許噴灌強(qiáng)度降低值地面坡度(%允許噴灌強(qiáng)度降低(5-8209-124013-20602075P 2%查下表-4確定允許噴灌強(qiáng)度P = P 1 ( 1 - P 2%2) 噴頭的最大噴灌強(qiáng)度設(shè)計(jì)風(fēng)速v(m/s):現(xiàn)場調(diào)查風(fēng)向：現(xiàn)場調(diào)查風(fēng)向

5、與支管之間的夾角B 1 (。)，風(fēng)向與支管之間的夾角B 2 ( ) 0A、初定射程比Ka、Kb的確定根據(jù)風(fēng)速，初定射程比K。、Kb,查下表-5、6可知:風(fēng)速v (m/s)KaKbKa, Kb1注：在每一檔風(fēng)速中可按內(nèi)插法取值表-6不同B值時間距射程比取值方法3Ka Kb取值方法3 15按支管平行主風(fēng)向不等距布置選值15 3 30按支管平行主風(fēng)向不等距布置選值，后將心減去，Kb加上30 3 60按等間距布置選值60 75按支管平行主風(fēng)向不等距布置選值注：3表示支管與主風(fēng)向的夾角B、確定實(shí)地組合間距a（m）, b （m）理論組合間距a 理二Ka*R, b=Kb*R依據(jù)噴頭的運(yùn)行狀況，選擇相應(yīng)的計(jì)算

6、公式,C、噴頭間距系數(shù)Cp的確定表-7不同運(yùn)行情況下的Cp值運(yùn)行狀況Cp單噴頭全圓噴灑1當(dāng)噴頭扇形噴灑（扇形中心角a）360/ a單支管多噴頭同時全圓噴灑nxn/90 xarccos ( a/2R) +a/RX power(1 -(a/2r)2),l/2)多支管多噴頭同時全圓噴灑nR2/ab注：R為噴頭射程，a為噴頭在支管上的間距，b為支管間距Cp,初定風(fēng)系數(shù)Kw根據(jù)下表-8公式，計(jì)算風(fēng)系數(shù)，以最不利風(fēng)方向作為最終分系數(shù)值，采用 內(nèi)插法確定附表-8不同運(yùn)行情況下的 陰值運(yùn)行情況Kw單噴頭全圓噴灑單支管多噴頭冋時全圓噴灑支管垂直風(fēng)向支管平行風(fēng)向計(jì)算平行風(fēng)向風(fēng)系數(shù)血（0 ）計(jì)算垂直風(fēng)向風(fēng)系數(shù)心90

7、（90 ）Ka = Kw90_ ( Kw90_ K wo) / ( 90/ d)最大噴灌強(qiáng)度P s mzx (mm/h二允許噴灌強(qiáng)度p( mm/h / (初定風(fēng)系數(shù)KvX間距系數(shù)G) 若p s mzx Wp,則噴頭可選。B作物霧化指標(biāo)：作物類型：現(xiàn)場調(diào)查霧化指標(biāo)w:查下表-9確定表-9霧化指標(biāo)種類hP/d 值蔬采及花卉40005000糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物及果蔬30004000牧草、飼料作物、草坪、綠化林木20003000噴頭的霧化值w=100x hp/d若VzW,則噴頭可取。C、檢測噴頭射程比、&是否超出選定射程比設(shè)計(jì)射程比kai=a/R ； kbi=b/R若kaiW ka,且kblW kb,則

8、間距或噴頭可取。3. 125噴頭工作制度的確定1、噴頭工作點(diǎn)及支管的布置依據(jù)灌區(qū)分區(qū)寬度B,確定支管長度L支管，依據(jù)支管間距b、及分區(qū)長度L,確定分區(qū)支管數(shù)量N支管；依據(jù)噴頭間距a計(jì)算支管噴頭數(shù)量：N噴頭二L支管/a。2、一個工作位置的灌水時間t (h)參數(shù)： 噴頭布置間距a ( m：已計(jì)算支管布置間距b( m：已計(jì)算設(shè)計(jì)灌水定額m (mr):已計(jì)算噴頭設(shè)計(jì)流量qP(m3/h ):根據(jù)選定噴頭參數(shù)確定田間噴灑水利用系數(shù)n p (%：根據(jù)風(fēng)速/確定，當(dāng)vvs時，np二；當(dāng)svs 時，n p=.t=abm/ (1000* q PXn P)3、一天灌區(qū)工作位置數(shù)na參數(shù)：設(shè)計(jì)日灌水時間td (天)：

9、依據(jù)當(dāng)?shù)刈鳂I(yè)時間確定；一個工作位置的灌水時間t (h);已計(jì)算nd= t d/t4、每次同時進(jìn)行的支管數(shù)m (條)參數(shù):一天灌區(qū)工作位置數(shù)na：已計(jì)算設(shè)計(jì)灌水周期T (d)：已計(jì)算支管數(shù)量：N支管：已計(jì)算rip二 N 支管 / ( ridT)3. 1. 2. 6輪灌順序的確定和管道流量計(jì)算1、輪灌順序確定原則：1) 各輪灌組噴頭數(shù)量盡量相等2) 將流量分散到各配水管道3）灌區(qū)灌溉要均勻 2、管道設(shè)計(jì)流量計(jì)算 1）支管流量Q支管計(jì)算參數(shù)：噴頭流量qP （m3/h ）:查噴頭參數(shù)支管噴頭數(shù)量N:支管孔口數(shù)量Q支管二q p*N2） 分干管流量Q 分干管 計(jì)算Q分干管二刀Q支管刀Q支管：同一輪灌組分干

10、管管轄下支管流量的總和3） 主干管流量 Q主干管 計(jì)算Q主干管二刀Q分干管3. 1.2.7供水能力計(jì)算參數(shù)：水源供水量Q供給（ms1/萬畝）:資料收集及現(xiàn)場調(diào)查灌區(qū)面積A （畝）：圖上量取灌區(qū)供水能力為:Q=A/10000X 1 X 3600管道系統(tǒng)總流量Q總二Q主干管若Q總WQ,則滿足供水需求；若Q總Q則不滿足供水需求，若 大于Q q總只是 很少，則通過選擇其他可以滿足灌溉的噴頭進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化：比Q大 若Q總 很多，則考慮減少灌區(qū)面積。3. 1. 2. 8管道設(shè)計(jì)1支管設(shè)計(jì)1)管材：一般采用硬塑料管UPVC1)最小管徑計(jì)算參數(shù)： 摩阻系數(shù)f :查下表-10流量指數(shù)m查下表-10管徑指數(shù)b:查下

11、表-10孔口數(shù)N孔口(個)：N噴頭-1噴頭間距a：已計(jì)算首孔距S：設(shè)計(jì)量取首孔距離與噴頭間距比X=a/s多 口系數(shù) F： F=(N(l/(m+l)+l/(2N)+ (m-l)(6N2)+X-1) / (N+X-1)首尾噴頭最大高程差 z (m):圖上量取工作壓力hP (kPa):噴頭型號參數(shù)噴頭流量qd (m3/h):噴頭型號參數(shù)支管管徑 D (mm(F*f*a*N 孔口*( q d* N 孔n)m/(h P/10- z)查找UPVCt材，以最相近管徑為支管實(shí)選管徑表-9f、m b數(shù)值表管材fmb混凝土管、鋼盤混凝土管n二1312000混凝土管、鋼盤混凝土管n二1516000混凝土管、鋼盤混凝

12、土管n二P 1749000舊鋼管、舊鑄鐵管625000石棉水泥管1455000硬塑料管P 94800呂管、鋁合金管861002、分干管設(shè)計(jì)參數(shù)：Q分干管：已計(jì)算1/2當(dāng)Q分干管120m/s時，D二13* (Q分干管)、當(dāng)Q分干管120nVs時， D=* (Q分干管T查找UPVCt材，以最相近管徑為支管實(shí)選管徑3、主干管設(shè)計(jì)水泵出的輸水管：泵站設(shè)計(jì)部分與分干管相接的部分由以下公式計(jì)算Q主干管：已計(jì)算當(dāng)Q主干管w 120nVs時，D二13* (Q分干管)當(dāng)Q主干管120nVs時，D二* (Q分干管屮查找UPVCt材，以最相近管徑為支管實(shí)選管徑4、管網(wǎng)水力計(jì)算(1)支管入口最大壓力水頭H支S丿=H支

13、末+ z+ (L豎)+ H1) 支管末端噴頭工作水頭H支末(m) =90% ( hp/10)2) 末端噴頭入口與支管入口高程差 z (m：圖上量取3) 豎管水頭損失H豎管(m) = hf (m) + f j(m)豎管+ H 支管+hf軟管摩阻系數(shù)f :查表TO流量指數(shù)m查表-10管徑指數(shù)b:查表-10管道內(nèi)徑D:查鋁合金豎管規(guī)格選取噴頭流量qd (m3/h):噴頭參數(shù)豎管長度L豎(m :根據(jù)作物高度計(jì)取豎管沿程水頭損失hf (m)=fm( 5* qd7(Db)豎管半徑r (mm):D/2豎管流速(m/s) : qa/ nr2局部損失系數(shù)E：查表T1表-11局部損失系數(shù)瑋名稱三形式橫流縱橫流Z名

14、稱給水栓漸縮管形式全開Z2通閘閥縱流雙向橫流全開漸放管彎頭9045重力加速度g： 豎管局部水頭損失f j(m)= Z v2/ (2g)4) 支管水頭損失H支管(m = hf (m) + f j(m) 支管沿程水頭損失hf (m) =Ff L支(qd N噴頭)。/ 摩阻系數(shù)f :查表-10流量指數(shù)m查表-10管徑指數(shù)b:查表-10支管長度L支：已計(jì)算多口系數(shù)F:已計(jì)算噴頭流量qd (m/h )：噴頭型號參數(shù)支管內(nèi)徑D (mm：已計(jì)算噴頭數(shù)量N噴頭(個):已計(jì)算支管半徑r (mm) : D/2支管流速(m7s ): Q支管/ (m2)支管局部水頭損失fj(m)二E v7 (2g)支管局部損失系數(shù)E

15、：查表-115)支管入口軟管水頭損失 軟管沿程水頭損失hf軟管(m)二f L支(q dN噴頭廣/廳摩阻系數(shù)f :查表TO流量指數(shù)m查表TO管徑指數(shù)b:查表TO軟管長度L軟 (加：設(shè)計(jì)量取 軟管流量Q軟二Q支管 軟管內(nèi)徑D(mrj)：已計(jì)算軟管半徑r(mm)： D/2軟管流速(rVs ) : Q軟/ (nr2)軟管局部水頭損失fj(m)= E v2/ (2g)軟管局部損失系數(shù)E：查表-11(2)分干管入口壓力水頭 H分干管(m = H支+刀f f分干管 (m)+ f j分干管 (m)+ (m)參數(shù)：分干管首尾高程差 z (m)：圖上量取支管最大壓力水頭H支(m)已計(jì)算f j分干管(m)計(jì)算方各分干管水頭損失二刀 ff分干管 (m)+ f j分干管 (m) f分干管(m)、法同上。(3)干管入口壓力水頭H 干管(m = H分干管 (m)+ f f干管 (m)+ f j干管 (m)+ z( m)參數(shù)：干管首尾高程差厶z(ni：圖上量取 分干管入口壓力水頭H分干管(m：干管水頭損失二f f干管(m)+ f j干管(m)注：若是多分干管，由于各分干管的入口壓力水頭有差異，計(jì)算得到的干管水頭也有差異，則需進(jìn)水頭平衡 處理。通常采用增大