附录2 水力系统计算
1.低压管道灌溉系统设计
1.1灌溉制度与灌水周期
（1）灌水定额
根据项目区的土壤条件，灌溉实验资料及当地实际灌水经验，参照小麦关键生育阶段的需水情况，田间持水量取0.24，确定作物灌水定额。

m=667Hγ(β1-β 2 ) /η田
式中：m—灌水定额（m3/亩）；
H—计划湿润层深度（m），取0.6m;
r—土层内平均干容重（t/ m3）;取1.4
β1—适宜土壤含水量上限，取田间持水量的90%；
β2—适宜土壤含水量下限，取田间持水量的60%；
η田—田间水的有效利用系数，取0.85。

经计算，小麦抽穗期净灌水定额为47m3/亩，即70mm。

按管系水利用系数0.95计算，毛灌水定额为50m3/亩。

（2）设计灌水周期
计算公式：T＝mη/Ep
式中：T……灌水周期（天）；
m……设计灌水定额（mm）；
η……田间水利用系数为0.85；
Ep……作物日需水量（mm/d取大田作物日需水量为5.5mm）。

灌水周期：大田作物T＝70×0.85/5.5=10.8（d）
（3）灌溉制度的拟定
根据理论计算，参照项目区不同作物需水规律和农民群众灌溉经验，制定项目区主要作物灌溉制度详见表2-1。

表2-1 不同作物计划采用的节水灌溉制度
表2-2 灌溉用水量计算表
(3)管道设计流量
计算公式：Q＝10mA/Ttη
式中:Q……管道的设计流量（m3/h）；
m……设计灌水定额（mm）；
A……控制灌溉面积（hm2）；
T……灌水周期（天）；
t……每天灌水小时数（小时），t取12小时；
η…… 灌溉水利用系数（取0.85）
根据《低压管道输水技术规范》2.4.8节，并结合当地灌溉情况，Q＝10mA/Ttη=（10×60×60）÷（15×9.3×12×0.85）=25 m3/h,确定管道设计流量为40m3/h。

1.2确定管径
采用经济流速来确定管径，计算公式为：d=1.13 (Q/V)1/2
根据《低压管道输水技术规范》选用经济流速V=1.2m/s，经计算d＝0.109m，故选用外径为110mm,内径为105mm的聚丙管材。

1.3管网的布置形式及运行方式
管道分为干、支两级，均为固定聚丙烯管，埋入深度0.8m，支管沿种植方向布置，间距为70m，共4条，出水口间距为35m，出水口为双向分水。

干管垂直于支管布置。

管道水量集中供给一个出水口，待该出水口运行完毕后，再集中供给另一个出水口，依照灌水计划轮流进行灌溉。

按照土壤条件及入畦流量，设计灌水畦长35m,畦宽2m。

具体布置形式详见乐亭县节水灌溉项目管道布置设计图。

1.4出水口工作时间
t＝（a×b×m）/(1000×Q)
式中：t……出水口工作时间（h）；
a……出水口间距（m）；
b……支管间距（m）；
m……设计灌溉定额（mm）；
Q……出水口设计流量（m3/h）。

经计算，出水口工作时间为3.7h，本系统总计16个出水口，一次运行1个出水口。

出水口1次工作时间3.7h，系统日运行12h，轮
灌周期16×3.7/12＝4.9＜9.3天，满足设计要求。

1.5管道水力计算
(1)国产塑料管的水力计算公式采用下式：
H干、支＝9.48×104×L×Q1.77／d4.77
式中：Q……设计流量（m3/h）；
L……管道长度（m）；
d……管道内径（mm）；
h干、支……沿程水头损失（m）。

经计算h干、支＝9.48×104×345×401.77／1054.77=5.1m
(2)泵管水力计算
H f=6.25×105×L×Q1.9/d5.1
式中：H f----沿程水头损失（m）；
Q----设计流量（m3/h）；
d----管径90(mm)；
L----计算管道长度15（m）。

h泵管＝6.25×105×15×401.9／1055.1=0.51m。

考虑到塑料管埋设地下，地形局部起伏，所以管节连接间难以平直，有部分管件，由此增加部分水头损失和局部水头损失，计算值按沿程水头损失的0.2系数计算，经计算经计算干、支总水头损失为6.12m，泵管水头损失为0.51m。

1.6机泵的选型
低压管道输水灌溉系统设计扬程确定：
H＝h干、支+H泵+Δh+ΔH+ΔZ
式中：H－设计扬程（m）；
H干、支－干、支管总水头损失（m）；
H泵－泵管总水头损失（m）；
Δh－出水口工作压力（m），一般为0.3m；
ΔH－备用扬程，一般为2.0m；
ΔZ－动水位埋深（m），取15.0m；
经计算，设计扬程H=23.9m。

选用效率较高的QJ井用潜水电泵，根据设计扬程和流量选择具体的水泵型号，选用200QJ40-26，配套功率为5.5Kw。