管道灌溉工程規(guī)劃設(shè)計-噴灌工程規(guī)劃設(shè)計

管道系統(tǒng)布置布置原則：（1）管道總長度最短、水頭損失最小、管徑小，且有利于水錘防護，各級相鄰管道應(yīng)盡量垂直。（2）干管一般沿主坡方向布置，支管與之垂直并盡量沿等高線布置，保證各噴頭工作壓力基本一致。（3）平坦地區(qū)，支管盡量與作物的種植方向一致。（4）支管必須沿主坡方向布置時，需按地面坡度控制支管長度，上坡支管據(jù)首尾地形高差加水頭損失小于0.2倍的噴頭設(shè)計工作壓力、首尾噴頭工作流量差小于等于10%確定管長，下坡支管可縮小管徑抵消增加的壓力水頭或者設(shè)置調(diào)壓設(shè)備。管道系統(tǒng)布置（5）多風向地區(qū)，支管垂直主風向布置（出現(xiàn)頻率75%以上），便于加密噴頭，保證噴灑均勻度。（6）充分考慮地塊形狀，使支管長度一致。（7）支管通常與溫室或大棚的長度方向一致，對棚間地塊應(yīng)考慮地塊的尺寸。（8）水泵盡量布置在噴灑范圍的中心，管道系統(tǒng)布置應(yīng)與排水系統(tǒng)、道路、林帶、供電系統(tǒng)等緊密結(jié)合，降低工程投資和運行費用。管道系統(tǒng)布置布置形式管道系統(tǒng)布置主要有兩種形式：1）豐字形布置2）梳齒形布置豐字形布置（一）1-井；2-泵站；3-干管4-支管；5-噴頭豐字形布置（二）1-蓄水池；2-泵站；3-干管；4-分干管；5-支管；6-噴頭梳齒形布置

1-河渠；2-泵站；3-干管；4-支管；5-噴頭管道系統(tǒng)布置噴灌的技術(shù)參數(shù)噴灌強度點噴灌強度平均噴灌強度組合噴灌強度噴灌均勻度噴灌的霧化指標噴灌點噴灌強度：地面某一點處單位時間內(nèi)噴灑的水深。

（一）噴灌強度：單位時間內(nèi)噴灑在單位面積上的水量，以水深表示。

噴灌的技術(shù)參數(shù)平均噴灌強度：地表上平均單位面積單位時間內(nèi)噴灑的水深。

（一）噴灌強度：單位時間內(nèi)噴灑在單位面積上的水量，以水深表示。

噴灌的技術(shù)參數(shù)無風條件下單噴頭噴灑的平均噴灌強度：組合噴灌強度：多個噴頭組合時的噴灌強度。噴灌強度應(yīng)小于土壤的入滲強度，以避免產(chǎn)生地表積水或徑流，造成土壤沖刷，因此設(shè)計時必須掌握土壤、地形、坡度等資料。噴灌的技術(shù)參數(shù)不同運行情況下的Ｃρ值

不同運行情況下的Ｋω

值

（二）噴灌均勻度：噴灌面積上水量分布的均勻程度，是衡量噴灌質(zhì)量的重要指標。用均勻度系數(shù)和雨量圖來表示。

均勻度系數(shù)：國際上多采用美國克里斯琴森均勻系數(shù)。計算式為：噴灌的技術(shù)參數(shù)噴灌的技術(shù)參數(shù)（三）霧化指標噴灌管道管徑確定干管支管1）干管管徑確定對于規(guī)模不太大的噴灌工程，可用如下經(jīng)驗公式來估算這類管道的管徑。

噴灌管道管徑確定2）支管管徑的確定支管特點：多孔出流管——20%原則，即同一支管上任意兩個噴頭之間的工作壓力差應(yīng)在噴頭設(shè)計工作壓力的20%以內(nèi)。平坦地面上鋪設(shè)，其首末兩端噴頭間的工作壓力差應(yīng)最大。鋪設(shè)在地形起伏的地面上，則其最大的工作壓力差并不一定發(fā)生在首末噴頭之間。噴灌管道管徑確定噴灌管道管徑確定用沿程水頭損失來代替其總水頭損失。，噴灌管道管徑確定沿程水頭損失：1）干管，噴灌管道管徑確定2）支管：多孔出流管，噴灌管道管徑確定井間距a?a噴灌管道管徑確定井a(chǎn)噴灌管道管徑確定噴灌管道管徑確定根據(jù)揚程和流量選擇水泵及配套動力：1.根據(jù)同時工作的噴頭數(shù)計算水泵的流量：噴灌水泵及動力選擇2.根據(jù)水力計算求得的沿程和局部水頭損失，計算水泵揚程：噴灌水泵及動力選擇沿程水頭損失：1）干管

2）支管：多孔出流管局部水頭損失：，噴灌水泵及動力選擇3）管道局部水頭損失計算局部水頭損失一般可用下式計算：

在工程設(shè)計中，為了簡化局部水頭損失計算，通常按沿程水頭損失的10%～15%作為局部水頭損失取值。噴灌水泵及動力選擇噴灌制度設(shè)計——灌溉制度

2）灌水周期根據(jù)灌水臨界期內(nèi)作物最大日需水量值，按下式計算設(shè)計灌水周期。噴灌制度設(shè)計——灌溉制度作物蒸發(fā)蒸騰量ＥＴｄ（單位：ｍｍ／ｄ）一個噴點上的噴灑時間t噴頭每日可工作的噴點數(shù)n（即噴頭每日可移動的次數(shù)）每次需要同時工作的噴頭數(shù)np每次同時工作的支管數(shù)n支確定輪灌編組和輪灌順序。噴灌制度設(shè)計——工作制度1）一個工作位置的灌水時間t噴頭在一個噴點上的噴灑時間與設(shè)計灌水定額、噴頭的流量和噴頭組合間距有關(guān)，可按下列公式求得：干管支管噴頭b噴灌制度設(shè)計——工作制度2）一天工作位置數(shù)n噴頭每日可工作的噴點數(shù)（即噴頭每日可移動的次數(shù)），一般情況下就是指每根支管每日可移動的次數(shù)，用下列公式計算,計算結(jié)果要求取整。噴灌制度設(shè)計——工作制度適宜日灌水時間（單位：ｈ）3）同時工作的噴頭數(shù)每次需要同時工作的噴頭數(shù)可按下式求得：噴灌制度設(shè)計——工作制度4）同時工作的支管數(shù)每次需要同時工作的支管數(shù)可按下式求得

噴灌制度設(shè)計——工作制度5）輪灌組劃分①輪灌組的數(shù)目滿足需水要求，控制的灌溉面積與水源可供水量相協(xié)調(diào)。

②輪灌組的總流量盡可能一致或相近，穩(wěn)定水泵運行，提高動力機和水泵的效率，降低能耗。③輪灌組內(nèi)，噴頭型號一致或性能相似，種植品種一致或灌水要求相近。④輪灌組所控制的范圍最好連片集中便于運行操作和管理。自動灌溉控制系統(tǒng)往往將同一輪灌組中的閥門分散布置，最大限度地分散干管中流量，減小管徑，降低造價。

噴灌制度設(shè)計——工作制度噴頭是噴灌系統(tǒng)的主要組成部分，其作用是把壓力水噴射到空中，形成細小的水滴并均勻地散落在地面上。因此，噴頭的結(jié)構(gòu)形式及其制造質(zhì)量的好壞，直接影響到噴灌質(zhì)量。噴頭噴灌的主要設(shè)備（一）噴頭的分類噴頭的種類很多，通常按噴頭工作壓力或結(jié)構(gòu)形式進行分類。噴灌的主要設(shè)備1.按工作壓力分類按工作壓力分類及其適用范圍如表所示。噴頭類別工作壓力（KPa）射程（m）流量（m3/h）適用范圍低壓噴頭(低射程噴頭)＜200＜15.5＜2.5

射程近、水滴打擊強度低，主要用于苗圃、菜地、溫室、草坪、園林、自壓噴灌的低壓區(qū)或行噴式噴灌機。中壓噴頭(中射程噴頭)200～50015.5～422.5～32

噴灌強度適中，適用范圍廣，果園、草地、菜地、大田及各類經(jīng)濟作物均可使用。高壓噴頭(遠射程噴頭)＞500＞42＞32

噴灑范圍大，但水滴打擊強度也大。多用于對噴灑質(zhì)量要求不高的大田作物和牧草等。噴灌的主要設(shè)備2.按結(jié)構(gòu)形式分類噴頭按結(jié)構(gòu)形式主要有固定式、孔管式、旋轉(zhuǎn)式三類。噴頭采用的材質(zhì)有銅、鋁合金和塑料三種類型。固定式噴頭孔管式噴頭搖臂式噴頭噴灌的主要設(shè)備2.按結(jié)構(gòu)形式分類噴頭按結(jié)構(gòu)形式主要有固定式、孔管式、旋轉(zhuǎn)式三類（如圖）。噴頭采用的材質(zhì)有銅、鋁合金和塑料三種類型。

固定式噴頭噴灌的主要設(shè)備孔管式噴頭示意圖

搖臂式噴頭示意圖1-空心軸套；2-減磨密封圈；3-空心軸4-防砂彈簧；5-彈簧罩；6-噴體；7-換向器；8-反向鉤；9-搖臂調(diào)位螺釘；10-彈簧座；11-搖臂軸；12-搖臂彈簧；13-搖臂；14-打擊塊；15-噴嘴；16-穩(wěn)流器；17-噴管；18-限位環(huán)噴灌的主要設(shè)備

噴頭的工作參數(shù)是選擇噴頭的主要依據(jù)。一般生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品出廠前都已將參數(shù)標定。噴灌的主要設(shè)備噴嘴直徑d1.噴頭的幾何參數(shù)進水口直徑D噴射仰角a2.噴頭的工作參數(shù)工作壓力P噴頭流量q射程R（二）

噴頭的基本性能參數(shù)

噴頭的基本參數(shù)包括噴頭的幾何參數(shù)、工作參數(shù)和技術(shù)參數(shù)。噴灌的主要設(shè)備

α二、噴灌的技術(shù)參數(shù)噴灌強度點噴灌強度平均噴灌強度組合噴灌強度噴灌均勻度水滴打擊強度水滴直徑霧化指標噴灌的主要設(shè)備

（一）噴灌管材1.塑料管2.鋼管3.鑄鐵管4.鋼筋混凝土管5.薄壁鋁合金管6.涂塑軟管

2.2噴灌的主要設(shè)備涂塑軟管三、管道及附件管道是噴灌工程的重要組成部分，管材必須保證在規(guī)定的工作壓力下不發(fā)生開裂、爆管現(xiàn)象，工作安全可靠。管道附件也是管道系統(tǒng)中不可缺少的配件。噴灌的主要設(shè)備

（一）噴灌管材管材在噴灌系統(tǒng)中需用數(shù)量多，投資比重較大，需要在設(shè)計中按照因地制宜、經(jīng)濟合理的原則加以選擇。目前，噴灌工程中可以選用的管材主要有塑料管、鋼管、鑄鐵管、混凝土管、薄壁鋁合金管、涂塑軟管等。一般來講，地埋管道盡量選用塑料管，地面移動管道可選用薄壁鋁合金管以及涂塑軟管。噴灌的主要設(shè)備（二）管道附件噴灌工程中的管道附件主要為控制件和連接件。

控制件的作用是根據(jù)噴灌系統(tǒng)的要求來控制管道系統(tǒng)中水流的流量和壓力，如閥門、逆止閥、安全閥、空氣閥、減壓閥、流量調(diào)節(jié)器等。連接件的作用是根據(jù)需要將管道連接成一定形狀的管網(wǎng)，也稱為管件，如彎頭、三通、四通、異徑管、堵頭等。噴灌的主要設(shè)備豎管+支架插座，方便體水源工程水泵和動力設(shè)備輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)噴頭附屬設(shè)備、附屬工程噴灌系統(tǒng)組成噴灌系統(tǒng)的組成噴灌系統(tǒng)1.水源工程河流、湖泊、水庫、渠道水等都可以作為噴灌系統(tǒng)的水源，但都修建水源工程，如水量調(diào)蓄池和沉淀池等。

水源應(yīng)滿足噴灌在水量和水質(zhì)方面的要求。2.水泵和動力設(shè)備

除利用自然水頭以外，噴灌系統(tǒng)的工作壓力一般由水泵提供，因此還需有配套的動力設(shè)備。比如離心泵、真空泵等。噴灌系統(tǒng)噴灌系統(tǒng)的組成3.輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)噴灌的管道系統(tǒng)一般分為干管、支管和豎管。干管起輸配水的作用；支管是工作管道，支管上按一定間距安裝豎管，豎管上安裝噴頭，壓力水通過干管、支管、豎管，經(jīng)噴頭噴灑在田面上。4.噴頭噴頭是噴灌系統(tǒng)的專用設(shè)備，形式多種多樣，但作用都是將管道內(nèi)的連續(xù)水流噴射到空中，形成細小水滴，灑落到土壤表面。噴灌系統(tǒng)5.附屬設(shè)備、附屬工程如從河流、湖泊、渠道取水，應(yīng)設(shè)攔污設(shè)施；為了保護噴灌系統(tǒng)安全運行，應(yīng)設(shè)進排氣閥、調(diào)壓閥、減壓閥、安全閥、泄水閥等；為觀察噴灌系統(tǒng)的運行狀況，在管路上設(shè)真空表、壓力表以及水表，還需設(shè)置必要的閘閥。噴灌系統(tǒng)噴灌管材1.塑料管2.鋼管3.鑄鐵管4.鋼筋混凝土管5.薄壁鋁合金管6.涂塑軟管

噴灌的主要設(shè)備涂塑軟管管道及附件管道是噴灌工程的重要組成部分，管材必須保證在規(guī)定的工作壓力下不發(fā)生開裂、爆管現(xiàn)象，工作安全可靠。管道附件也是管道系統(tǒng)中不可缺少的配件。噴灌的主要設(shè)備

（一）噴灌管材管材在噴灌系統(tǒng)中需用數(shù)量多，投資比重較大，需要在設(shè)計中按照因地制宜、經(jīng)濟合理的原則加以選擇。目前，噴灌工程中可以選用的管材主要有塑料管、鋼管、鑄鐵管、混凝土管、薄壁鋁合金管、涂塑軟管等。一般來講，地埋管道盡量選用塑料管，地面移動管道可選用薄壁鋁合金管以及涂塑軟管。噴灌的主要設(shè)備（二）管道附件噴灌工程中的管道附件主要為控制件和連接件。

控制件的作用是根據(jù)噴灌系統(tǒng)的要求來控制管道系統(tǒng)中水流的流量和壓力，如閥門、逆止閥、安全閥、空氣閥、減壓閥、流量調(diào)節(jié)器等。連接件的作用是根據(jù)需要將管道連接成一定形狀的管網(wǎng)，也稱為管件，如彎頭、三通、四通、異徑管、堵頭等。噴灌的主要設(shè)備豎管+支架插座，方便體噴頭的選擇考慮灌溉作物：蔬菜——水滴小和噴灌強度較小的中低壓噴頭玉米、高粱等——水滴較大和噴灌強度較大的高壓噴頭考慮土壤：砂壤土——噴灌強度較大的噴頭粘壤土——噴灌強度較小噴頭噴頭的選擇與組合

噴頭的選擇與組合第二節(jié)噴灌的主要設(shè)備噴頭間距a支管間距b正方形組合長方形區(qū)域的噴頭布置形式

狹長區(qū)域的噴頭布置形式

不規(guī)則地塊的噴頭布置形式

獲壓方式噴灑特征噴灌系統(tǒng)分類機壓式噴灌系統(tǒng)自壓式噴灌系統(tǒng)定噴式噴灌系統(tǒng)行噴式噴灌系統(tǒng)設(shè)備組成管道式噴灌系統(tǒng)機組式噴灌系統(tǒng)噴灌系統(tǒng)的類型及特點提水蓄能式噴灌系統(tǒng)1、機組式噴灌系統(tǒng)（1）機組式噴灌系統(tǒng)的分類輕小型噴灌機組中型噴灌機組大型噴灌機組

噴灌機是將噴灌系統(tǒng)中有關(guān)部件組裝成一體，組成可移動的機組進行作業(yè)。噴灌系統(tǒng)的類型及特點1、機組式噴灌系統(tǒng)（1）機組式噴灌系統(tǒng)的分類輕小型噴灌機組中型噴灌機組大型噴灌機組

噴灌機是將噴灌系統(tǒng)中有關(guān)部件組裝成一體，組成可移動的機組進行作業(yè)。噴灌系統(tǒng)的類型及特點1、機組式噴灌系統(tǒng)（1）機組式噴灌系統(tǒng)的分類輕小型噴灌機組中型噴灌機組大型噴灌機組

噴灌機是將噴灌系統(tǒng)中有關(guān)部件組裝成一體，組成可移動的機組進行作業(yè)。噴灌系統(tǒng)的類型及特點（2）機組式噴灌系統(tǒng)的選用地區(qū)與水源影響因地制宜噴灌系統(tǒng)的類型及特點2.管道式噴灌系統(tǒng)固定管道式噴灌系統(tǒng)移動管道式噴灌系統(tǒng)半固定管道式噴灌系統(tǒng)（1）固定管道式噴灌系統(tǒng)

水泵和動力機構(gòu)成固定的泵站，各級管道多埋入地下（也有固定于地面的），噴頭裝在固定于支管的豎管上，亦即系統(tǒng)各組成部分（除噴頭以外）在整個灌溉季節(jié)，甚至常年固定不動。噴灌系統(tǒng)的類型及特點優(yōu)點：運行操作方便，