噴灌系統(tǒng)設(shè)計原理和方法

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2、   您現(xiàn)在位置  >>  文章中心 >> 知識在線 >> 灌溉知識 >> 正文      噴灌系統(tǒng)設(shè)計原理與方法  噴灌系統(tǒng)設(shè)計原理與方法    作者：常州明遠(yuǎn)      文章來源：      點擊：5966     更新時間：2007-8-16 噴灌系統(tǒng)設(shè)計

3、原理與方法一、收集基本資料 通過現(xiàn)場調(diào)查，收集必要的地形、土壤、水源、氣象、能源及動力機(jī)械等有關(guān)資料。還應(yīng)準(zhǔn)備一張1：500或更詳細(xì)的比例尺地形圖作為設(shè)計底圖。這些基本資料是規(guī)劃設(shè)計中不可缺少的。二、噴頭選型與噴點布置 1、選型要點草坪專用噴頭類型很多，按壓力分為低壓噴頭、中壓噴頭、高壓噴頭；按工作特點分為固定式噴頭和旋轉(zhuǎn)式噴頭；根據(jù)安裝特點又可分為地上式噴頭和地下埋藏式噴頭等。小面積草坪或長條綠化帶及一些不規(guī)則草地，可選用短射低壓小噴頭，如1800系列或303AN系列噴頭；體育場草坪、高爾夫球場或大型草坪廣場主要應(yīng)用中高壓噴頭，如TA80、F4、MYZ等系列噴頭；目前應(yīng)用最多的為大小面積均適

4、宜的中壓中等射程噴頭，如R50系列、Turbo系列或2688及7450系列等。無論選用哪一種型號的噴頭，其灌水質(zhì)量指標(biāo)均應(yīng)符合設(shè)計要求。特別是噴灌強(qiáng)度一項，應(yīng)注意考慮其組合后的噴灌強(qiáng)度是否小于等于土壤的入滲強(qiáng)度。另外，一般一個工程多選用一種型號或性能相近的噴頭，以便于控制灌溉均勻度和管理。有時為了美觀而選用性能相差較大的多種噴頭，但其灌溉均勻度往往得不到很好的控制。2、噴點的組合布置設(shè)計噴點的組合布置包括噴點組合形式、支管走向、噴點沿支管間距、支管間距等內(nèi)容，其設(shè)計合理與否直接關(guān)系到整個工程的灌水質(zhì)量。噴點的組合形式是選用矩形還是三角形，或是其特例正方形和正三角形，要根據(jù)地塊形狀、風(fēng)速等考慮。

5、有時草坪形狀不規(guī)則，其總的噴點組合形式算不上哪種具體形狀，但在設(shè)計時要注意分解為規(guī)則的幾大塊，以便于設(shè)計與控制噴灌均勻度。依照經(jīng)驗，草坪噴點布置以正方形最多。支管走向主要依據(jù)地形條件，并考慮風(fēng)向。平地上支管宜與地邊平行。而坡地上支管可沿等高線向下或與等高線垂直（斜交）向下順坡布設(shè)，盡量避免逆坡布置，以便利用地形落差來抵消部分水頭損失。支管控制閥最好設(shè)在路邊，以方便灌水操作。特別是當(dāng)大面積草坪分幾個輪灌區(qū)時，更應(yīng)注意這個問題。雖然有時會多用部分管道，但管理起來卻極為方便。支管長度取決于支管上噴點數(shù)量及噴點間距，并需通過水力計算加以校核確定。確定噴點組合間距的方法很多，目前工程上常用修正幾何做圖法

6、。該法以噴點為圓點，設(shè)計射程為半徑繪出的濕潤圓彼此相切，以確保濕潤面積內(nèi)任何位置都不發(fā)生漏噴，并有較高的均勻度。設(shè)計射程R設(shè)：R設(shè)=KR式中：R為噴頭的射程，由噴頭的性能查出；K為折減系數(shù)，介于0.70.9之間，與風(fēng)的大小有關(guān)，風(fēng)大時取小值，風(fēng)小時取大值，為保險起見，設(shè)計時多取小值。美國雨鳥公司推薦其系列產(chǎn)品的間距取相應(yīng)射程的0.81.3倍。另外，當(dāng)噴頭為全圓噴灑，組合形式為正方形時，其支管間距與噴頭間距均為1.42R設(shè)，其有效控制面積為2.0 R設(shè)2.三、噴灌水力設(shè)計 1、初步確定干支管管徑管徑選擇非常重要，系統(tǒng)投資大小與管徑選擇密切相關(guān)。管徑太小，管內(nèi)流速太大，水頭損失也大；管徑太大，雖然

7、水頭損失較小，但投資太大，很不經(jīng)濟(jì)。目前在小型噴灌系統(tǒng)設(shè)計中，最優(yōu)管徑一般是根據(jù)流量和經(jīng)濟(jì)流速確定。粗略估算最優(yōu)管徑可采用下邊的公式計算：經(jīng)驗公式法：D=11Q  （Q<120m3/h）式中：D為管道直徑（mm）；Q為管道流量（m3/h）。經(jīng)濟(jì)流速法：D=1.13Q/V式中：V為經(jīng)濟(jì)流速，依經(jīng)驗而定，一般V<3m/s；D為管徑（m）；Q為流量（m3/s）。進(jìn)行了噴頭選型和噴點布置，又劃好了輪灌分區(qū)，即可計算支管流量和干管流量。支管流量為支管上同時工作的噴頭流量之和，干管流量為灌區(qū)全部同時工作的噴頭流量之和。知道了流量，好可依照上述化式來粗算管徑。2、管道水力損失

8、計算方法水在管道中流動產(chǎn)生的機(jī)械能損失，稱作管道水頭損失，可分為沿程水頭損失Hf和局部水頭損失Hj兩大類。沿程水頭損失為水流內(nèi)部磨擦引起的；局部水頭損失為水流經(jīng)過各種管件閥門水壓力等引起流態(tài)變化而產(chǎn)生的?？偟墓艿罁p失為二者之和。目前常用計算沿程水頭損失的公式為：Hf=f 式中：L、Q、d分別為管長（m）、流量（m3/h）和管道內(nèi)徑（mm）；f、m、b分別為與沿程有關(guān)的摩阻系數(shù)、流量指數(shù)和管徑指數(shù)，依不同管材選?。ū?.2）。關(guān)于局部損失的計算，也有公式可循：HJ= 式中：為局部阻力系數(shù)，g為重力加速度（m/s2）。但在實際設(shè)計工作中一般不用公式計算Hj，而是先計算Hf，然后取Hf10%20%作

9、為Hj的估計值，可依管件的多少來確定所取的百分率。為了使用方便，有根據(jù)勃拉修斯公式繪制的諾模圖供設(shè)計時使用（圖8.2、8.3、8.4）。  圖8.2 (圖略) 水溫為15時1m塑料管的水頭損失    圖8.3(圖略)  水溫為20時1m塑料管的水頭損失    圖8.4 (圖略) 水溫為25時1m塑料管的水頭損失         表8.2幾種噴灌管材的f、m、b值管道種類mBfQ(m3/s)d（m）Q（m3/h）d(mm)塑料硬管鋁管舊鋼

10、（鑄鐵）管鋼筋混凝土管1.771.741.924.774.245.35.330.0009150.00080.001790.948×1050.861×105 6.25×105糙率n=0.013n=0.014n=0.015n=0.0170.001740.002020.002320.002971.321×1051.516×1051.749×1052.240×1053、支管的水力設(shè)計噴灑支管直接與安裝噴頭的豎管相連，是噴灌系統(tǒng)最末級的工作單元，其水力設(shè)計主要依據(jù)均勻噴灑的原則。即使同一支管上任意兩個噴點的噴頭工作壓力之差不超過噴頭工

11、作壓力的20%，這樣任兩個噴頭出水量之差才小于10%。若設(shè)噴頭工作壓力、支管上最大和最小的噴頭工作壓力分別為H設(shè)、Hmax、Hmin，則支管管徑選擇的控制條件為：Hmax-Hmin0.2H設(shè)若地形不平，有坡度還應(yīng)考慮落差（Z）的影響，其控制條件變?yōu)椋荷掀轮Ч埽篐 max-Hmin0.2H設(shè)-Z（緩坡，水頭損失大于地形落差）下坡支管：H max-HminZ-0.2H設(shè)（陡坡，水頭損失小于地形落差）這樣，就可以根據(jù)流量、管長和管徑中的任兩個已知條件及上述約束條件來確定另一個未知條件。另外，支管的流量一般隨流程按規(guī)律遞減，對這種等間距、等流量分流的多孔出流管道，其沿程損失Hf要小，實際沿程損失Hf為

12、：Hf=F×Hj 式中：F為全等距等量出流系數(shù)，與孔口數(shù)、首孔位置及管材流量指數(shù)有關(guān)的折減系數(shù)，可查表或用公式計算，依經(jīng)驗，一般取0.40.5。 當(dāng)然，實際應(yīng)用時，支管上的噴頭不一定是等間距或等流量的，這就需要分段按不同流量計算，相對更為復(fù)雜一些。所以在初步設(shè)計時，盡量首先有規(guī)則地安排，以使設(shè)計簡化和施工方便。 總結(jié)支管水力設(shè)計，可按如下流程進(jìn)行：噴頭選型確定布點及管長確定支管流量初設(shè)管徑計算水力損失校核（Hf0.2H設(shè)）調(diào)整管徑、管長重復(fù)計算確定管徑、管長 4、干管水力計算 干管水力計算同支管的計算差不多，對其總的要求是支管分流處的壓力應(yīng)滿足支管的壓力需求。 四、水泵的選擇 根據(jù)噴

13、頭工作壓力、干管Hf和Hj、支管的Hf和Hj、豎管的Hf、動水位平均高程與噴頭高程之差，以及整個系統(tǒng)流量（即系統(tǒng)內(nèi)同時工作的噴頭流量之和），確定合適的水泵。 水泵的流量Q為：Q=N噴頭q水泵的揚(yáng)程H為：H=H噴頭+Hf+Hj+式中：N噴頭為同時工作的噴頭數(shù)；q為單噴頭的流量；H噴頭為噴頭設(shè)計工作壓力（m）；為典型噴頭高程與水源水面的高差（m），典型噴頭一般是離泵站最遠(yuǎn)、位置最高的噴頭；Hf為水泵到典型噴頭之間管路沿程水頭損失之和（m）；Hj為水泵到典型噴頭之間各種局部水頭損失之和（m）。具體選擇時，一般應(yīng)考慮水泵的設(shè)計流量和揚(yáng)程應(yīng)大于系統(tǒng)流量和所需壓力的10%20%，以避免實際運(yùn)行時流量和揚(yáng)程

14、達(dá)不到設(shè)計要求。 本文屬于：推薦文章  普通狀態(tài)上一篇：馬蹄金(Dichondra)介紹下一篇：草種的選擇【發(fā)表評論】 【添加收藏】 【關(guān)閉本頁】           本類點擊排行· 小松發(fā)動機(jī)培訓(xùn)教程· 百力通發(fā)動機(jī)培訓(xùn)教程· 噴灌系統(tǒng)設(shè)計原理與方法· 草坪噴灌系統(tǒng)簡介 · 草種的選擇· 小動力汽油機(jī)構(gòu)成及工作原理· 發(fā)動機(jī)故障現(xiàn)象分析 · 灌溉系統(tǒng)中的泵· 草坪草分類  &

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