噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)

噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)第1頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一復(fù)習(xí):1、噴灌系統(tǒng)有哪些部分組成？2、固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)所依據(jù)的基本資料有哪些？3、畫出噴頭組合形式圖。第2頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一本節(jié)的主要內(nèi)容:

管道布置及管徑的確定

噴灌系統(tǒng)水力計(jì)算

重點(diǎn)：噴灌系統(tǒng)水力計(jì)算第3頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一4)管道布置及管徑的確定(1)管線定位首先對噴灌地進(jìn)行勘查，根據(jù)水源和噴灌地的具體情況，確定主干管的位置，支管一般與干管垂直。當(dāng)噴頭選定后，根據(jù)噴頭的覆蓋半徑、噴灑方式，利用表3.1和3.2中相應(yīng)的公式，計(jì)算噴頭間距（L）和支管間距（b），從而確定支管在圖中的位置。距邊緣最近的一條支管距邊緣的間距為噴頭的覆蓋半徑。(2)管徑的確定①立管直徑立管即為支管與噴頭的連接段，現(xiàn)在有的噴灌系統(tǒng)已縮入地下。它的管徑確定以噴頭上標(biāo)注的為準(zhǔn)，并且每個(gè)立管上均應(yīng)設(shè)一閥門，調(diào)節(jié)水量、水壓。②支管直徑第二節(jié)噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二）

第4頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一將支管上的所有噴頭流量相加，計(jì)算支管的總流量，根據(jù)支管流量和管道經(jīng)濟(jì)流速兩項(xiàng)指標(biāo)查水力計(jì)算表，確定管徑。經(jīng)濟(jì)流速可按下列經(jīng)驗(yàn)數(shù)值采用：小管徑Dg100～400mmv取0.6～10m/s大管徑Dg＞400mm。v取1.0～1.4m/s③干管的管徑干管總流量為：噴灌區(qū)內(nèi)干管供水范圍內(nèi)的所有噴頭流量之和。根據(jù)干管的總流量和經(jīng)濟(jì)流速，查水力計(jì)算表求得干管管徑。5）噴灌系統(tǒng)水力計(jì)算噴灌系統(tǒng)的水力計(jì)算與給水系統(tǒng)相仿，通過計(jì)算，確定流量和配套動(dòng)力。(1)總壓力計(jì)算第5頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一在計(jì)算噴灌系統(tǒng)壓力時(shí)，首先找出最不利點(diǎn)，所謂最不利點(diǎn)，指遠(yuǎn)離泵房、地面標(biāo)高較高處。不利點(diǎn)滿足壓力要求，其它各點(diǎn)均能滿足要求。通過對可能最不利點(diǎn)的壓力計(jì)算，選取所需的壓力最的一點(diǎn)為最為利點(diǎn)。壓力的計(jì)算表達(dá)式為：H=H1+H2+H3+H4H:不利點(diǎn)需要的壓力，即系統(tǒng)的總壓力（mH2O）。H1:不利點(diǎn)的地面高程與供水點(diǎn)地面高程之差，其值可正可負(fù)可零（m）。利用地形圖計(jì)算或?qū)嶋H測量。H2：管道（包括主管道和支管道）損失，包括沿程損失和局部水頭損失（mH2O），用公式計(jì)算。H3：立管高度（m），一般為1.2m左右。H4：噴頭的工作壓力（mH2O），噴頭產(chǎn)品說明書上標(biāo)注。第6頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一(2)管道水力計(jì)算①主管道的水力計(jì)算a.根據(jù)選定的管道材質(zhì)，查粗糙系數(shù)表3.3，得管材的粗糙度系數(shù)n。b.根據(jù)粗糙度系數(shù)和管徑，查單位管長阻力系數(shù)，由表3.4，查得管道的沿程阻力系數(shù)Sof(S2/m6)。c.計(jì)算沿程阻力HfHf=SofLQ2Hf：管道沿程水頭損失（mH2O）。Sof：沿程阻力系數(shù)，查表3.4得（S2/m6）L：管道長度（m）。Q：流量（M3/s）d.求管道的水頭損失H2局部水頭損失，生產(chǎn)用水一般按沿程損失的20%計(jì)算。H2=1.20Hf②支管水頭損失計(jì)算第7頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一支管壓力與干管的壓力計(jì)算前幾步相同，支管由于多孔噴水，從首端到末端對水的阻力會逐漸減小，需將計(jì)算的支管水頭損失乘以一個(gè)系數(shù)，即得支管水頭損失值。將這個(gè)系數(shù)稱為“多孔系數(shù)”，這種計(jì)算方法叫多孔系數(shù)法。多孔系數(shù)是假定各孔口流量相同，依孔口數(shù)目求得的一個(gè)折算系數(shù)F。Hf′=Hf·FHf′:支管沿程水頭損失（mH2O）F:折算系數(shù)查表3.5。Hf：未乘折算系數(shù)前的管道沿程水頭損失（mH2O）將干管的水頭損失與支管的水頭損失求和即為管道的水頭損失（H2）。第8頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一表3.3各種管材的粗糙系數(shù)n值第9頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一表3.4單位管長沿程阻力系數(shù)Sof值（s2/m6）第10頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一表3.5多口系數(shù)F值m=2.0適用于謝才公式m=1.9適用于斯柯貝公式m=1.875適用于哈-威公式第11頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一例：有一長80米的支管，管徑為DN=80mm(PVC)管，管上裝有7個(gè)噴頭，每個(gè)噴頭流量為6m3/H，工作壓力為P=300Kpa，第一個(gè)噴頭到干管的距離為10m，噴頭間距為10m，立管高度為1m，地面高差為+0.2m，求這個(gè)支管需干管提供給多大壓力能滿足要求？解：1.查表3.3，粗糙度系數(shù)為n=0.008(PVC)2.查表3.4，沿程阻力系數(shù)Sof=470s2/m3(n=0.008,DN=80mm)3.計(jì)算流量7×6m3/H=42m3/H=0.012m3/s4.Hf=SofLQ2=470×80×0.0122=5.41m5.查表3.5，m=2.0,x=10m/10m=1,N=7,查得多孔系數(shù)F=0.408Hf′=Hf·F=5.41×0.408=2.2mH2OH2=1.2Hf′=1.2×2.2=2.64mH2O第12頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一6.支管所需壓力H=H1+H2+H3+H4==0.2+2.64+1+300×0.1=33.84mH2O(1kpa=0.1mH2O)干管應(yīng)提供大于33.84m水柱高的壓力方能滿足要求。(3)配套動(dòng)力泵房或供水部分應(yīng)提供相應(yīng)的壓力、流量方能滿足要求，供水部分應(yīng)提供略大于計(jì)算的流量和壓力損失值的5～10%。6)噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)(1)根據(jù)水源及灌溉地的實(shí)際情況，確定供水部分的位置及主干管的位置，進(jìn)行合理規(guī)劃布局。(2)先確定適宜的噴頭，確定接管直徑、工作壓力、覆蓋半徑、流量。(3)確定支管位置、間距、布設(shè)的噴頭。(4)計(jì)算支管及干管流量，再根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速查水力計(jì)算表，確定干管和支管管徑。(5)計(jì)算最不利點(diǎn)所需的壓力。(6)根據(jù)總流量和最不利點(diǎn)的壓力確定配套動(dòng)力。第13頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一以上是固定式噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本知識，噴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)較復(fù)雜，設(shè)計(jì)中要考慮的問題很多。例如灌溉地塊的形狀，地形條件，常年的主要風(fēng)向風(fēng)速、水源位置等對噴灌系統(tǒng)的布置都會產(chǎn)生影響。在坡地上，干管應(yīng)盡量沿主坡向布置，使支管沿平行于等高線方向伸展。這樣，干管兩側(cè)的水頭損失較均勻。支管適當(dāng)向干管傾斜，在干管的低端應(yīng)設(shè)泄水閥，以便于檢修或冬季排空管內(nèi)存水。管道埋深應(yīng)距地面80cm以下，以防破壞。噴灌系統(tǒng)的布置和風(fēng)向關(guān)系密切，水的噴灑應(yīng)該順主風(fēng)向。對不同的植被或作物，噴灌時(shí)霧化程度的要求也不同。所謂霧化度是用噴頭的壓力與噴嘴直徑的比值(H/d)來表示。表3.6是前蘇聯(lián)提出的霧化指標(biāo)。第14頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一在小規(guī)模的噴灌工作中，如宅旁植被噴灌、花圃、花帶或花壇等有自來水管處，可以臨時(shí)接管并在管上安裝各種噴頭或噴水器進(jìn)行灌溉。第15頁，共16頁，2023年，2