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喷灌系统设计

3.1.1喷灌系统选型由于贵州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(m或vm/s或m i s-1/万亩)、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(°)。

3.1.2.2灌水定额及灌水周期拟定参数确定:土壤容重丫(g/cm3):查下表-1确定计划湿润深度h (cm):查表-12确定土壤田间持水量:查表-1确定土壤适宜含水量上限B 1 (85%: 土壤田间持水量X 85%土壤适宜含水量上限B 2 (65%: 土壤田间持水量X 65% 最大灌水定额确定(mr)I Ir s=Y h (B i - B 2)灌水定额(mm me r s日耗水强度El (mr) 查表-2确定设计灌水周期确定T (d):T=m/ET d3.123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p 1,查下表-3确定坡度允许喷灌强度降低值 p 2%查下表-4确定允许喷灌强度p = p 1 ( 1 — p 2%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 B 1 (°),风向与支管之间的夹 角 B 2(°) OA 、初定射程比K a 、K b 的确定根据风速,初定射程比K a 、K b ,查下表-5、6可知:B、确定实地组合间距a(m), b (m)理论组合间距 a 理二 K a*R, b=K b*RC、喷头间距系数C P的确定依据喷头的运行状况,选择相应的计算公式,计算C p,初定风系数K w根据下表-8公式,计算风系数,以最不利风方向a,作为最终分系数值, 采用内插法确定计算平行风向风系数K wo (0°)计算垂直风向风系数K w90 (90°)K a = K w90- ( K w90- K w0) / ( 90/ a)最大喷灌强度p s mzx (mm/h二允许喷灌强度p( mm/h / (初定风系数Kv X 间距系数G)若p s mzx Wp,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确定喷头的雾化值w=100x h p/d若v z>w,则喷头可取。

C、检测喷头射程比《、&是否超出选定射程比设计射程比k ai=a/R; k bi=b/R若k ai W k a,且k bl W k b,则间距或喷头可取。

3.125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支管;依据喷头间距a计算支管喷头数量:N喷头=L支管/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(mr):已计算喷头设计流量q p(m3/h ):根据选定喷头参数确定田间喷洒水利用系数n p (%:根据风速v确定,当v v s时,n p二〜; 当s<v<s 时,n p=~.t=abm/(1000* q p Xn p)3、一天灌区工作位置数n d参数:设计日灌水时间t d (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n d= t d/t4、每次同时进行的支管数n p (条)参数:一天灌区工作位置数n d:已计算设计灌水周期T (d):已计算支管数量:N支管:已计算n p= N 支管/ ( n d T)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q p(m3/h ):查喷头参数支管喷头数量N:支管孔口数量Q支管二q p*N 2)分干管流量Q 分干管计算Q分干管=刀Q支管刀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主干管二刀Q分干管3.1.2.7供水能力计算参数:水源供水量Q供给(ms-1/万亩):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/10000X 1 X 3600管道系统总流量Q总=Q主干管若Q总W Q,则满足供水需求;若Q总》Q则不满足供水需求,若大于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: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Q 总只是若Q总1)管材:一般采用硬塑料管UPVC1)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(1/(m+1)+1/(2N)+(m-1)(6N 2))+X-1)/(N+X-1)首尾喷头最大高程差△ z (m):图上量取工作压力h p (kPa):喷头型号参数喷头流量q d (m3/h):喷头型号参数支管管径 D (mm > (F*f*a*N 孔口*( q d* N 孔口)m/(h p/10- △ z)))查找UPVC t材,以最相近管径为支管实选管径参数:Q分干管:已计算当Q分干管< 120m/s时,D=13*(Q分干管)1/2当Q分干管〉120nVs时, D=*(Q 分干管)1/2查找UPVC t材,以最相近管径为支管实选管径3、主干管设计水泵出的输水管:泵站设计部分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w 120nVs时, D=13*(Q分干管)1/2当Q主干管〉120nVs时, D=*(Q 分干管)1/2查找UPVC t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支末+△ z+ (L 竖) + H 竖管+ H 支管+h f 软管1)支管末端喷头工作水头H支末(m) =90%<( hp/10)2)末端喷头入口与支管入口高程差△ z (m:图上量取3)竖管水头损失H竖管(m) = h f(m)+ f j(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管道内径D:查铝合金竖管规格选取喷头流量q d (m3/h):喷头参数竖管长度L竖(m :根据作物高度计取竖管沿程水头损失h f(m)=fm( L竖* q d7(D b)竖管半径r(mm):D/2竖管流速(m/s): q d/ n r2局部损失系数E:查表-11重力加速度g:竖管局部水头损失f j(m)= Z v2/ (2g)4)支管水头损失H支管(m = h f(m)+ f j(m)支管沿程水头损失h f(m)=Ff L支(q d N喷头)°/D b 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 d(m/h ):喷头型号参数支管内径D (mm:已计算喷头数量N喷头(个):已计算支管半径r(mm): D/2支管流速( m3/s ):Q支管/ (m2)支管局部水头损失f j(m)二E v7 (2g)支管局部损失系数E:查表-115)支管入口软管水头损失软管沿程水头损失h f软管(m)= f L支(q d N喷头)m/D b 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软=Q支管软管内径D(mrj):已计算软管半径r(mm):D/2软管流速(rVs ): Q软/ (n r2) 软管局部水头损失f j(m)= E v2/ (2g) 软管局部损失系数E:查表-11(2)分干管入口压力水头H分干管(m = H支+刀f f分干管(m)+ f j分干管(m)+ △ z( m)参数:分干管首尾高程差△ z (m):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二刀f f 分干管(m)+ f j 分干管(m)f 分干管(m)、 f j 分干管(m)计算方f法同上。

(3)干管入口压力水头H干管(m = H 分干管(m)+ f f 干管(m)+ f j 干管(m)+ △z( 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= 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(m/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:刀f f 分干管(m)、 f j 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+E f f分干管(m)+ f j分干管(m)+ △ z (m管网水力计算表轮灌序号 1 2 管段分干管13入口流量Q入(m/h )支管入口压力水头H 支管刀f f 分干管(m)f j 分干管(m)程差△z(m入口水头H入(m)。

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