喷灌系统水力计算
大田灌溉喷灌系统水力计算教程
(二 ) 固定式喷灌系统设计
1、设计基础资料的收集
1）地形图：比例尺为1/1000——1/500的地形图， 了解设计区域的形状、 面积、位置、 地势等 2）气象资料：包括气温、雨量、湿度、风向风速 等，其中风对喷灌影响最大。 3）土壤资料：主要是土壤的物理性能，包括土壤 的质地、持水能力、土层厚度、吸水能力等 ，主要用 以确定喷灌强度和灌水定额的依据。 4）植被情况：植被的种类、种植面积、根系情况 等。 5）水源条件：城市自来水或天然水源。 6）动力来源：重力还是外力
2)设计流量
Qp Nt q
式中：Nt为同时工作喷头数。 根据Hp和Qp，可直接由水泵样本中选定水 泵，一般样本中同时给出了配套电机的参数。
《 园 林 工 程 》
8、注意问题
喷灌系统水的喷洒应该顺主风向，对不同的 植物，喷灌的雾化度也要求不同。 雾化度取决于喷灌水滴细小程度。水滴小则雾 化度高 。水滴小，对作物打击伤害小，但蒸发损 失大；水滴大，对作物打击大，但蒸发损失小。因 此雾化度不宜过高，也不宜过低。
Q
2
令 Sof
管长沿程阻力参数，则
10.28n 2 ，Sof称为单位（或每米） 5.33 d
hf Sof LQ
2
式中：Q—管中流量（注意单位是m3/s)。
表 ： 单 位 管 长 沿 程 阻 力 系 数
值
4
S0f
《 园 林 工 程 》
局部水头损失，可按沿程水头损失值的10%计算。
《 园 林 工 程 》
1、水头损失概念及其分类？ 2、树枝状管网的计算目的？
《 园 林 工 程 》
五、喷灌系统的设计
(一) 喷灌系统简介
喷灌是喷洒灌溉的简称，是借助一套专门 的设备将具有压力的水喷洒到空中，散成水滴 降落到地面，供给植物水分的一种灌溉方法。
喷灌系统水力计算
喷灌系统的分类与组成
分类
喷灌系统可以根据喷头的种类、工作 压力、灌溉方式等因素进行分类。
组成
喷灌系统主要由水源、水泵、管路、 喷头等部分组成。
喷灌系统的应用与发展
应用
喷灌系统广泛应用于农田、园林、果园等领域的灌溉。
发展
随着节水灌溉技术的不断发展，喷灌系统的技术水平和应用范围也在不断提高 和扩大。
喷灌系统水力计算
目录
• 喷灌系统概述 • 水力计算基础知识 • 喷头水力性能计算 • 管路水力计算 • 喷灌系统水力优化设计 • 工程实例分析
01
喷灌系统概述
喷灌系统的定义与特点
定义
喷灌系统是一种通过喷头将水均 匀喷洒到土壤表面的灌溉方式。
特点
喷灌系统能够均匀地湿润土壤， 节水、节能，且适应性强，可用 于各种地形和土壤条件。
考虑风向影响
在布置喷头时，应充分考虑风向的影响，尽量避免风力对喷灌效果的 影响，提高灌溉均匀度。
06
工程实例分析
实例一：小型果园喷灌系统水力计算
计算步骤
首先根据果园的面积和地形条件确定喷头的 数量和布置方式，然后根据喷头的流量和压 力要求，计算水泵的功率和管径。
注意事项
由于小型果园地形可能较为复杂，需要特别 注意喷头的布置和管线的布局，以确保喷灌
均匀灌溉
优化喷头的布置和水量分配，实现灌溉水量的均匀分布， 保证作物生长的均匀性，提高作物产量和品质。
简便操作
喷灌系统的水力设计应便于操作和维护，如采用模块化设 计、易于拆卸的结构等，降低使用难度，提高系统的使用 寿命。
喷灌系统布局优化
充分考虑地形地貌
根据地形地貌的特点，合理规 划喷灌系统的布局，充分利用 自然条件，减少工程量，降低
喷灌工程技术 (5)管道水力计算
管道水力计算
5．1 设计流量和设计水头
5. 2 水头损失计算
5．2．4 机压喷灌系统支管以上各级管道的直径，应通过技术经济分析确定。
5．2．5 自压喷灌系统干管输水段的长度和直径，应根据管道材质、流量，地面坡度和喷灌需要的工作压力水头等因素，经技术经济分析确定。
5．2．6 校核设计计算时，管道最小流速不应低于0．3m／s，最大流速不宜超过2．5m／s。
5．3 水锤压力验算
5．3．1 遇下述情况时，应进行水锤压力验算：
1 管道布设有易滞留空气和可能产生水柱分离的凸起部位。
2 阀门开闭时间小于压力波传播的一个往返周期。
3 对于设有单向阀的上坡干管，应验算事故停泵时的水锤压力；未设单向阀时，应验算事故停泵时水泵机组的最高反转转速。
对于下坡干管应验算启闭阀门时的水锤压力。
5．3．2 遇下列情况时，管道应采取相应的水锤防护措施：
1 水锤压力超过管道试验压力。
2 水泵最高反转转速超过额定转速1．25倍。
3 管道水压接近汽化压力。
5．3．3 当关阀历时符合下式时，可不验算关阀水锤压力：。
园林灌溉系统管网水力学计算
• 计算公式：
L = B*
d *h
式中：L－射程（m） d-喷嘴直径（mm） h-压力水头（m） B-单位换算系数，当 α = 3 2 o B=1.4, 当 α = 2 4 o ， α = 2 1 o 别减少2％和4％。 射程分
• 影响射程的因素
• 举例：
计算下列条件下喷头的射程，喷嘴直径1.2英寸， 压力水头h=600kPa，α = 2 5 o
不同模式的组合
曲线边界
可采用从正方形或矩 形模式变到平行四边 形或三角形模式布置 喷头，还可以再变到 原来的布置模式。这 样既灌溉整个区域， 同时避免在曲线边界 以内喷头过于集中和 灌溉区域超出边界。
边角区域喷头的布置
• 在地块的边角区域，因喷头往往是半圆 或90度而不是全圆喷洒，若选配的喷嘴 与地块中间全圆喷洒的喷头相同，则该 区域内的喷灌强度势必大大超过地块中 间。所以，为保证系统良好的喷洒均匀 度，一般安装在边角的喷头须配置比地 块中间的喷头小2-3个级别的喷嘴。
第三节 喷头的组合
几 种 常 用 的 喷 头 组 合 方 式
正方形布置
水量偏少
正方形布置
• 正方形布置方式灌水覆盖度较差，其原 因是因为对角线上两个喷头间距比边线 上的要长。当边线上两个喷头间距为喷 头的射程时（即50%法），对角线上两个 喷头间距则为射程的70%，使得正方形中 心喷水量偏少。
q = A * Cd * d 2 *
m
3
H
式中:q-喷嘴流量（L/h) Cd-流量系数（＝0.9～0.96） d-喷嘴直径（mm） H-喷嘴进口压力（m）
A－单位换算系数（上述单位时A＝12.5作压力300kPa, 假定Cd=0.94, 计算其流量， 并与样本对比。
滴灌系统水力计算公式(沐禾)
2.设计灌水定额计算公式m=0.1γzp(θmax-θmin)/η
Z土壤计划 θ max为田间 θ min为田 田间持水率 P设计土壤湿 最大持水率 间最大持水 γ 土壤容重g/cm3 湿润层深 θ 田 润比 度m 的90% 率的65% 1.45 0.5 65.00% 90 65 25.5 求T 求区允 [q v ] 许的偏差率 水 头 偏 差 率 [h v ]
0.2 8 0.412
一次灌水延续 时间t (h/组)
3.8
）：A=Qηt/10*Ia
t一次灌水 延续时间 22 求灌溉面 积，亩 6.27
1.水量平衡计算公式（以地定水）：Q=10*Ia*A/ηt
已知 灌溉面积 常数 10 Ia设计耗水 强度mm/d 4.5 A灌溉面 积,hm2 50.53 η 灌溉水利 t一次灌水延 用系数 续时间 0.95 22 求Q 108.80
1.水量平衡计算公式(以水定地）：A=Qηt/10*Ia
已知 灌溉面积 常数 10 Ia设计耗水 强度mm/d 5.0 Q,m3/h 1 η 灌溉水利 用系数 0.95
31.62 6.68
21.09
3.设计灌水周期T=(m/Ia)*η 4.一次灌水延续时间t=m*Se*Sl/qd
m设计灌水定额 (mm) 31.62 qd滴头设计 Se滴头间 Sl毛管间距m 距m 流量L/h 0.3 1.2 3
求t 3.8
系统设计参数表
序号 1 2 3 参数名称 灌溉补充强度I a (mm/d) 系统初定总供水流量 Q (m3/h) 灌溉水有效利用率η 参数值 5 50 0.95 序号 5 6 7 参数名称 参数值 土 壤 湿 润 比 65 p (%) 设计 灌水 定额 31.62/21. 08 m (mm)/(m3/亩) 设计 灌水 周期 6.5 T (d)
喷淋水力计算
喷淋⽔⼒计算内的喷⽔强度不（9．1．l）式中 q——喷头流量（L／min）；P——喷头⼯作压⼒（MPa）；K——喷头流量系数。
可知q/S=8 L/min·m2；⽽S=L*L则，喷头间距L=当最不利点压⼒P=0.1Mpa时，L=3.16m=3.1m；当最不利点压⼒为0.05Mpa时，L=2.66m=2.6m 专业⽂档供参考，如有帮助请下载。
．级，也既喷⽔强度L/minm时，喷头间距2.6m~3.1之间布置。
我们实际布置时1.5，如下图；作⽤⾯积的表述为长边沿着配⽔⽀管划分，并且级的作⽤⾯积160倍1.l.倍15.17；按照图所⽰应该在个与个喷0.17，如果不把个喷头划进来则⼩于规定；所以将个喷2则作⽤⾯积的短边⾄少应16018；那么按照作⽤⾯8.89的位置在⾏与⾏之间，现在我们取⾏与第三⾏中间长；这样作⽤⾯积6*18=10平⽅⽶；⼩16平⽅⽶。
不符合规范，少5平229，这样围成的作⽤⾯积9*18=162 符合规160 8.0.中参考的管径进⾏了标注，这个标注只是暂专业⽂档供参考，如有帮助请下载。
．9.1.4 系统设计流量的计算，应喷头，喷规规定5.0.和5.0.的规定值只喷头围合范围内的平均喷⽔强度，轻危险级5.0.规定值8％；严重危险级和仓库危险级5.0.和5.0.的规定值个喷头围成的⾯积内喷⽔强度m；⼜专业⽂档供参考，如有帮助请下载。
⽔⼒计算⽬的：计算出系统总流量和系统总的压⼒损失，来选择消防泵要求管路流速不⼤5m/经济流节1处压⼒不⼤0.4Mpa忽略短⽴管的损使⽤公式喷头的流量计算公式1q=—喷头流量L/mi—喷头⼯作压⼒M—喷头流量系数（本系统的喷k=8平均流速计算公式=Kc* Qv v-平均流速m/—流量L/—管道的内径m4/(1000*3.14*m/K—流速系数405070251520镀锌钢管管32125150m0.0530.2010.1150.0750.4713.105m/K5.8521.8831.0540.7960.284管道的局部⽔头损失，宜采⽤当量长度法计算1.1.*L=0.0000107*h=i*L=0.0000107*//*Q*L=0.0000107*(=AL1.1.*L/*L=(0.0000107* *L =A* / )* *—管道局部⽔头损失m专业⽂档供参考，如有帮助请下载。
6、树枝状管网和喷灌系统水力计算(4.27)
高位水池
外露式喷头 地埋式喷头
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喷头
1．按非工作状态分类 (1)外露式喷头： 指非工作状态下暴露在地面以上的喷头。这类喷头构造简 单、价格便宜使用方便，对供水压力要求不高，但其射程、射 角及覆盖角度不便调节，且有碍园林景观。因此般用在资金不 足或喷灌技术要求不高的场合。
H2+H3值可依建筑不同层数按有关规定采用。 平房： 二层： 10mH2O 12mH2O
三层 ： 16mH2O 以后每增加一层增加4mH2O
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《 园 林 工 程 》
H4—沿程水头损失和局部水头损失之和（mH2O)
H 4 hy h j hj i L
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⑤ 水头计算
水头损失值 必须考虑 用水点与引水点的高程差 用水点建筑的高低及用水点的水压要求
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《 园 林 工 程 》
公园给水管段所需水压计算式：
用水量（Q)：以秒流量表示
管径（DN）：以mm为单位；
水头（H）：水压(以kg/cm为单位）；米水柱高度 （100KPa=1kg/cm2=10米水柱）
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《 园 林 工 程 》
2、管网计算目的
根据最高时用水量作为设计用水量求出各段管 线的直径和水头损失。 对于引用式给水方式：确定城市给水管网的水 压是否能满足公园用水的要求； 对于自给式给水方式：主要确定水泵所需扬程 及水塔（或高位水池）所需高度，以保证各用水点 有足够的水量和水压。
喷灌系统水力计算ppt
喷灌的缺点之一就是受风影响大,所以做喷灌 工程设计应特别注意此问题。风速风向是确定喷头 布置形式和管道布置方式的重要依据。
风向:一般可分为8个方位， 即东、南、西、 北、东北、西北、东南、西北八个方向。设计风向 是指灌区主要农作物灌水时期内灌水日的主风向。 如此季节没有时显的主风向，应按多风向设计。
4
表
： 单 位 管 长 沿 程 阻 力 系 数
值
S0f
局部水头损失，可按沿程水头损失值的10%计算。
多口系数的引入
求多孔口管道的水头损失时，可引入“多 口系数”，即假定孔口流量相同，依孔口数目求 得的一个折算系数。
可据孔口数查教材1表2-1-16。 其中X按第一个喷头至支管进口的距离与喷 头间距是否相等分别取1或1/2。
解：
进入该支管的流量Q=4.5×4=18m3/h 用谢才公式求hf，从表中查得Sof=5600s2/m6
hf=5600×56×(0.005m3/s)2 =7.84m 喷头数为4，X=8/16=1/2
查表多口系数F=0.393，故支管沿程水头损失为
hf=7.84m×0.393=3.08m
5、单水源管网喷灌管网布置方式
r—土壤容重（g/cm3);
h—计算土层深度，即植物主要根系活动层深度 （cm)，草坪、花卉可取h=20-30cm；
P1—适宜的土壤含水率上限（重量%），可取田间持 水量的80%-100%；
P2—适宜的土壤含水率下限（重量%），可取田间持 水量的60%-70%
田间持水量—是指排水良好的土壤中，排 水后不受重力影响而保持在土壤中的水分含量， 通常以占干土重量的百分比表示，是确定灌水 时间和灌水水量的一个重要指标。
根据Hp和Qp，可直接由水泵样本中选定水 泵，一般样本中同时给出了配套电机的参数。
7、喷灌系统水力计算
第二章 园林给排水工程
第一节 园林给水工程
—喷灌系统设计
LANDSCAPE ENGINEERING
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《 园 林 工 程 》
上节课内容回顾
1、水头损失概念及其分DSCAPE ENGINEERING
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《 园 林 工 程 》
将有关数值代入公式并化简，则：
h f 10.28n
2
L d
5.33
Q
2
令 Sof
管长沿程阻力参数，则
10.28n 2 ，Sof称为单位（或每米） 5.33 d
hf Sof LQ
2
式中：Q—管中流量（注意单位是m3/s)。
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《 园 林 工 程 》
（1）设计灌水定额
灌水定额—一次灌水的水层深度（mm)或一 次灌水单位面积的用水量（m3/亩)。 设计灌水定额—作为设计依据的最大灌水定 额。 注：若以m0表示m3/亩的灌水定额，以m 表示mm的灌水定额，则两者之间的关系为 m0=2/3m 即10mm水深相当于6.67m3/亩的灌水量。
《 园 林 工 程 》
五、喷灌系统的设计
(一) 喷灌系统简介
喷灌是喷洒灌溉的简称，是借助一套专门 的设备将具有压力的水喷洒到空中，散成水滴 降落到地面，供给植物水分的一种灌溉方法。
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LANDSCAPE ENGINEERING
喷灌工程技术 (15)管道水力计算
管道水力计算5．1 设计流量和设计水头5．1．1 由于喷灌管道系统存在水量损失，故喷灌系统设计流量为喷头流量的总和与管道系统水利用系数之比。
5．2 水头损失计算5．2．1 鉴于公式(5．2．1)及表5．2．1中参数已在工程中得到广泛应用，故仍采用该经验公式，但由于石棉水泥管在工程中较少使用，故表中不再列示。
5．2．3 喷灌管道的局部水头损失应逐项按公式计算，然后叠加，得出总的局部水头损失。
但考虑实际工程中有些局部损失难以计算确定，故规定计算时喷灌管道系统的局部水头损失可按沿程水头损失的10％～15％估算，待系统确定后，仍应逐项按公式核算。
5．3 水锤压力验算5．3．1 设有单向阀的机压喷灌系统的最高与最低水锤压力，通常都在事故停泵过程中出现。
如果管道在该压力作用下安全，同时也会满足其他水锤压力的要求，故应以此作为验算管道强度的依据。
未设单向阀的机压喷灌系统的最高水锤压力，远小于设有单向阀的情况，故不宜以此作为验算的依据；同时，由于系统中未设单向阀门，在事故停泵时，必然会发生反转，而且其反转转速还取决于事故停泵时出现的最高水锤压力值，因此验算反转转速也意味着验算其水锤压力。
由于不允许的反转转速首先出现，故应以水泵机组允许的最高反转转速作为验算的依据。
对于下坡干管的最高与最低水锤压力，一般是在迅速关闭或开启管道末端闸阀时产生，故应以此作为验算管道强度的依据。
5．3．2 水锤压力出现的历时极短，对于管道来讲可视为临时性荷载。
同时，此值也应作为是否需要防护措施的依据。
事故停泵时，水泵从正转水泵工况，经制动工况、水轮机工况，最后达到飞逸状态。
在整个过渡过程中水泵承受的转矩都是逐步衰减的，故不能以水泵作为控制条件；电动机是根据允许比额定值超速1．25倍运行2min设计的。
故以此作为判断设置防护措施的依据。
在事故停泵和启闭阀门过程中，管道内的压力如果降低到水的汽化压力，说明管道中的水柱将产生分离现象，这种分离的水柱当其惯性耗尽后又会出现再度弥合现象，这时产生的水锤压力将比根据本规范第4．3．1条的条件计算出的压力大得多。
喷淋水力计算
计算原理参照《自动喷水灭火系统设计规范GB 50084-2001》(2005年版)基本计算公式：1、喷头流量：式中：q -- 喷头处节点流量，L/minP -- 喷头处水压（喷头工作压力）MPaK -- 喷头流量系数2、流速V：式中：Q -- 管段流量L/sDj --管道的计算内径（m）3、水力坡降：式中：i -- 每米管道的水头损失（mH20/m）V -- 管道内水的平均流速（m/s）dj -- 管道的计算内径（m），取值应按管道的内径减１mm确定4、沿程水头损失：式中：L -- 管段长度m5、局部损失（采用当量长度法）：(当量)式中：L(当量) -- 管段当量长度，单位m(《自动喷水灭火系统设计规范》附录C)6、总损失：7、终点压力：管段名称起点压力mH2O管道流量L/s管长m当量长度管径mmK水力坡降mH2O/m流速m/s损失mH2O终点压力mH2O1-2 7.00 1.11 3.10 0.80 25 80 0.539 2.09 2.10 9.10 2-3 9.10 2.38 3.10 1.80 32 80 0.530 2.51 2.60 11.70 3-4 11.70 3.81 1.55 2.10 32 80 1.365 4.02 4.98 16.68 30-31 7.00 1.11 3.10 0.80 25 80 0.539 2.09 2.10 9.10 31-32 9.10 2.38 3.10 1.80 32 80 0.530 2.51 2.60 11.70 32-4 11.70 3.81 1.55 2.10 32 80 1.365 4.02 4.98 16.68 4-5 16.68 7.63 3.40 3.60 50 80 0.645 3.59 4.51 21.20计算结果:所选作用面积:161.0平方米总流量:25.79 L/s平均喷水强度:9.61 L/min.平方米入口压力:43.93 米水柱3、高差计算泵房水池吸水管标高为—10米，最高处喷头标高为7.00，高差Z =6+7=17米。
自动喷水灭火系统管道水力常见的计算方法有
自动喷水灭火系统（Automatic Sprinkler System，简称ASS）是一种常见的火灾防护自动喷水灭火系统（Automatic Sprinkler System，简称ASS）是一种常见的火灾防护设备，其工作原理是通过管道系统将水均匀地喷洒到火源上，以达到灭火的目的。
在设计和安装自动喷水灭火系统时，需要对管道的水力进行计算，以确保系统的有效性和安全性。
以下是一些常见的管道水力计算方法：1. 流量计算：流量是衡量水流速度的物理量，通常用立方米/小时（m³/h）表示。
在自动喷水灭火系统中，流量的计算需要考虑火灾的类型、火源的大小、管道的长度和直径等因素。
一般来说，流量的计算公式为Q=AV，其中Q是流量，A是管道的横截面积，V是水流速度。
2. 压力损失计算：在水流通过管道时，由于摩擦力和局部阻力的作用，水流的速度会减小，这就是压力损失。
在自动喷水灭火系统中，压力损失的计算需要考虑管道的长度、直径、材料和水流速度等因素。
一般来说，压力损失的计算公式为ΔP=fL/D，其中ΔP是压力损失，f 是摩擦因子，L是管道的长度，D是管道的直径。
3. 扬程计算：扬程是衡量水流能量的物理量，通常用米（m）表示。
在自动喷水灭火系统中，扬程的计算需要考虑水源的高度、管道的长度和直径、流量和压力损失等因素。
一般来说，扬程的计算公式为H=ΔP+ρgh+v²/2g，其中H是扬程，ΔP是压力损失，ρ是水的密度，g是重力加速度，h是水源的高度，v是水流速度。
4. 水泵选择：在自动喷水灭火系统中，水泵的选择需要考虑流量、扬程、效率和功率等因素。
一般来说，水泵的流量应大于系统的最大流量，扬程应大于系统的最大扬程，效率应尽可能高，功率应满足系统的需求。
5. 管道布局设计：在自动喷水灭火系统中，管道的布局设计需要考虑火源的位置、水源的位置、管道的长度和直径、流量和压力损失等因素。
一般来说，管道应尽可能短，直径应尽可能大，流量和压力损失应尽可能小。
自动灭火喷淋系统水力计算
自动灭火喷淋系统水力计算
水力计算自动喷水灭火系统的水力计算主要是按照逐点计算法进行计算；这于原规范有很大区别。
原规范是采用估算法进行计算的。
计算方法：1、确定喷头间距规范中给出了如下面所示的间距。
这个间距是最大间距，也就是在0.1Mpa下的间距。
喷水强度
（L/min·m2）正方形布置的边长（m）矩形或平行四边形布置的长边边长（m）一只喷头的最大保护面积（m2）喷头与端墙的最大距离（m）
44.44.520.02.263.64.012.51.883.43.611.51.712~203.03.69.01.5注：1 仅在走道设置单排喷头的闭式系统，其喷头间距应按走道地面不留漏喷空白点确定；
2 货架内喷头的间距不应小于2m，并不应大于3m。
大田灌溉喷灌系统水力计算教程
喷头数为4，X=8/16=1/2
查表多口系数F=0.393，故支管沿程水头损失为 hf=7.84m×0.393=3.08m
《 园 林 工 程 》
5、单水源管网喷灌管网布置方式
“一”字型
“L”字形
“T”字形
狭长地带
《 园 林 工 程 》
“H”形
长“一”字形
狭长地带
《 园 林 工 程 》
梳齿形
鱼骨形
a. 喷洒方式：
喷嘴喷洒的形状有圆形和扇形，一般扇形 只用在场地的边角上，其他用圆形。
《 园 林 工 程 》
b. 喷头布置形式：
也叫喷头的组合形式，指各喷头的相对位 置的安排。在喷头射程相同的情况下，不同的 布置形式，其支管和喷头的间距也不相同。教 材1表2-1-11是常用的几种喷头布置形式和有效 控制面积及使用范围。（常用三角形布局）
《 园 林 工 程 》
风 向 图
《 园 林 工 程 》
2、灌溉制度的设计
（1）设计灌水定额
（2）设计灌溉周期 （3）喷洒方式和喷头组合形式
（4）喷灌强度与喷灌时间
《 园 林 工 程 》
（1）设计灌水定额
灌水定额—一次灌水的水层深度（mm)或一 次灌水单位面积的用水量（m3/亩)。 设计灌水定额—作为设计依据的最大灌水定 额。 注：若以m0表示m3/亩的灌水定额，以m 表示mm的灌水定额，则两者之间的关系为 m0=2/3m 即10mm水深相当于6.67m3/亩的灌水量。
① 近似于天然降水，对 植物全面进行浇灌， 可以洗去树叶上的尘 土，增加空气的湿度。 ② 节约用水。 ③ 节省空间。
喷灌的缺点
① 投资较高。 ② 受风和空气温度影 响大。 ③ 技术要求高。
④ 高、中压灌耗能较
浅谈喷灌灌溉技术与喷灌系统的水力计算
１ 农业高效节水技术体系
一
计算输水水头损失 ， 确定各级管道合理的内 既节约了水又改善 了 城市的 流量， 农业高效用水 冰ｌ 臌术体系包括节水农业 市绿化带进行灌溉 ， 技术、 节水工程技术、 节水管理技术 ３ 个方面 。 农 环境。 径。３ ． 管道流量的确定 ３１ 毛管流量计算： 毛管流 田 灌水器流量的总和， 即： ２ ２有效利用和节约土地 ， 庭院种植与微灌技 量是毛管 匕 到田间的输水 方 田间 转化为土壤水、 经作物 术相结合， 充分利用可供开发的农村庭院空隙（ 我 ∑吼 Ｉ 根系吸收、 通过生理过程到形成产量三个环节。 农 国约 ２０ ｈ 使用微灌技术可减少畦埂、 ０万 ｍ 沟渠 增加的种植面积。土地的使用率提高 ５ ％ ｈ 匕 各条毛管 业高效用水 冰 ｃ 是要将水从水源到进 ＾ 田 的占地， 农 流量 的总和 ， 即： 被作物吸收利用全过程的损失减少到剥 氏程度 。 １ ％。 ０ 采用节水技术不仅可以提高水的利用率 ， 也可 以 ２ ３节水 、 ， 增产 它与地面灌相比， 可节水 ３ ％ ０ Ｑ＝ 吏 ∑ ％ ０ 甚至达到６ ％， ０ 与喷灌灌溉节水相 比， 可节 对作物灌水位置、 时间和均匀度进行有效控制， 可 ５ ， 以 有效提高农作物的产量。 水 １— ０ ， ５ ２ 比喷灌能耗低 ； ％ 在增产方面， 以每立方 ｃ 干管流量计算： 由于支管通常是轮灌 的， 有 采用传统的灌水方法， 可产 时是两条以上支管同时运行， 有时是—条支管运 １ ． １节水农业技术。农业节水技术包括抗旱 米水的产出量来计算， 节水作物品种、 覆盖保墒技术 、 节水栽培技术、 调 土豆 ４ 咖 而用微灌的方法可产土豆 １ ｋ ｍ ， 行。故干管的流量是由于管同时供水的各条支管 ｋ ， ０Ｃ 流量的总和 ， 即： 整作物种植结构以及抗旱、保墒、保水剂的应用 提高了 １０ 。 ５ ％ 等。 ２ 其它优点， ＿ ４ 减少病虫害及杂草的生长 ， 防 ∑ 。 ｌ ２节水工程技术。节水工程技术是农业节 止土壤板结灌 水均匀度高， 可达 ８ ％－ ０ 可 以 ０ ９ ％， 水技术体系自） ， 勺 主要包括漂 道防渗技术、 低压 节 省劳力 ５ ％， ０ ０ － ％。 － ７ 管道输水技术、 、 商灌技术及各种地面灌 喷灌 微 ） ３微喷灌工程规翅｛助设计系统 Ｉ 甫 轮灌区的流量不一定相同， ， 为此 在计算干管流量 溉改进技术等。 近年来， 我国节水灌溉普及 推广工 ３ ． １微喷灌系统的的布置。３ ．１首部枢纽位 时， １ 对每个轮灌区要分别予以计算。 置的确定 。 ３ ２ 管径的 ３ 初选。 干管管径可按毛管进 口 安 作取得了很大的进 。 展 １ ３节水管理技术。 节水管理是农业节水技 的中心， 其位置的选择主要是以投资省， 便于管理 装调压装置时 ， 支管管径的确定方法进行计 算确 —般首部枢纽与水源工程相结合。 如果水 定。 匕 在 述三级管道管径均计算出后， 还应恨据塑 术体系中 很重要的—部分， 遵循水权集中、 统筹兼 为原则。 顾、 分级管理、 均衡受益原则， 按流域对地表水和 源距灌区较远， 首部枢纽可布置在灌区旁边 ， 有条 料管的规格。 最后确定实际各级管道的管径口必 地下水资源进行统一的规划、 管理、 调配 ， 能够根 件时尽可能布置在灌区中心 ，以 减少输水干管的 要时还需根据管道的规格 ， 进—步调整管网的布 据作物的需水 规律对水源进行控制和调配 ，以最 长度。 １ ３ ２毛管和灌水器的布置。 ． 灌水器的布置形 局。 微喷灌系统使用的管材与管件， 必须选择其公 大限度地满足作物对水分的需求 ， 实现区域效益 式一般有矩形、 正方形、 扇形 ３ 种型式 ， 可根据不 称压力符合微喷灌系统设计要求的产品， 地面铺 最佳的农 田水分调控的管理技术。它包括组织管 同的地块进行选择 ， 通常， 有规则的地块可选用正 设的管道并且应不透光 、 抗老化、 施工方便、 连接 理、 工程管理、 经济管理和用水管理。主要是对土 方形和 矩形， 边角不规则的地块可用扇形布置。 牢固可靠。３ ３３管网水头损失的计算。 水流在管道 壤墒情监测与耐民， 节水高效灌溉制度的制定 ， 以 ３ 微喷灌系统工作制度的确定。 ２ 微喷灌系统 中流动时， 有—部分机械能量由于克服水流在管 区域总的效益最大为 目标的预报技术，输配水与 的工作制度主要有续灌和轮灌两种。不同的工作 道中的水流阻力而转化为热能， 表现为水头损失。 因而工程费用也不 同， 水头损失分为两种： 一种是均匀的或渐变的水流 ， 穿于整个节水工作中。 。它始终贯 制度要求系统的流量不同， 在确定工作制度时， 应根据作物种类 、 水源条件和 由于沿全流程的摩擦阻力而损失的水头，叫沿程 进节水灌溉 ， 利用现代科技， 特别是计算机技术的 经济状况等因数作出合理选择。Ｚ１续灌。 ３ 续灌是 水头损失： 另一种则是在流道的局部地方 ， 如管道 广泛应用， 达到最佳的经济效益、 环境效益和社会 对系统内全部管道同时供水 ，灌区内全部作物同 扩大、 缩小、 转弯等处 ， 由于边界形伏的急剧变化， 效 益。 时灌水的一种工作制度。其优点是每株作物都能 使水澎吞动状态发生急剧改变消耗能量而造成 ２喷微灌灌溉技术 得到适时灌水 ， 操作管理简单。其缺点是干管流量 的 ， 叫局部水头损失。直径大于 ８ｕ 的聚乙烯管 ｎｎ 喷灌是利用专门的设备将水加压 佣 泵或利 大， 工程投资和运行费用高般 备利用率低： 在水源 道， 主要用作支、 毛管， 属多孔出流管 ， 管内水流状 灌溉控制面积小。一般只有在小系统中应 态末端管道可能处于层流外 ， 用水源的 自 然落差厢 ， 经管道输送至灌溉地段， 并 不足时， 其余均处于紊流过 由喷头将水射出（ ｑ 流最 大于等于 ２０￣ 空中散 用。 ． ５Ｌ ３ ２轮灌。 ２ 轮灌是支管分成若干组， 由干管轮 渡区。 层流区流速小且管段短 ， 其沿私冰头损失仅 成细小水滴 ， 均匀地散布在田间进行灌溉。 喷灌几 流向各组支管供水，而各组支管内部同时向毛管 占 全管长水头损失的 ５ 左右 。 ％ 可用素流过渡区的 乎适用于灌溉所有 的旱作物 ， 如谷物、 蔬菜、 果树 供水。这种工作制度减少了系统的流量， 从而可减 公式计算全管长的沿程水头损失，层流段所造成 等。 微灌， 即通过低压管路系统与安装在末级管道 少投资， 提高设备的利用率 ， 通常采用这种工作制 的误差 占 整个管段的 １ 左右。因此 ， ％ 对于直径大 上的特制灌水器， 将水肥直接输送到作物根部土 度。 在划分轮灌组时， 要考虑水源条件和作物需水 ８ ｍ的管道 ， ａ ｒ 不分流态， 统一用 ｔ 式计算已有足够 壤的灌水方式。按灌水时水的出流方式的不同可 要求 ，以 使土壤水分能够得到及时补充并便于管 的精度。对于直径小于 ８ ｍ的细管道 ， ｍ 主要用作 分为微喷灌、 滴灌、 渗灌和小管出流。 微喷灌主要 理。 有条件时最好是—个轮灌组集中连片， 各组控 消能调压和微管滴头， 全管道内为同一流态 ， 必须 是灌溉经济类品种为主， 如名贵水果、 比 花卉 、 反 制的 灌溉面积相等。 全系统轮灌组的数目 Ｎ 区分流态才能得到满意的结果。 为： Ｎ＝ ／ ＣＴ ｔ 季节蔬菜、 苗木等。正确有效地利用微灌技术 ， 对 参 考 文献 提高经济效益和改善环境有着积极的意义。 日轮灌次数 Ｎ ’ 【 李光永． １ 】 世界微喷灌发展态势 Ⅱ ｌ节水灌溉， Ｎ’ Ｃ／ － ｔ 微灌与传统灌水的不同在于它能有效地对 ２ ０ ２ ０１． 灌水量进行调节控制 ， 能根据土壤的类型、 作物的 式中 ｃ 一 一 系统 的 日工作 时间 ，要根 据 当地 【吴克 吼 微喷 灌技 术简介Ⅱ 农业 工程 ，０ ２ ２ １ ｌ ２ｏ 种类等适时适量地进行灌溉。主要表现在以下几 水源和农业技术条件确定 ， 一般不大于 ２ Ｏ小时。 『周荣裁 不同灌溉工作制度下的灌溉管网 ３ １ 优化设 点： ３ ３微喷灌系统的水力计算。 微喷灌管道水力 计研神 西北水资源与水工程，０ Ｚ ２０ ２ 适用性广， １ 它可应用于温室 、 大棚或田间 计算 ， 是在己知所选灌水器的工作压力和流量以
喷淋水力计算
计算原理参照《自动喷水灭火系统设计规范GB 50084-2001》(2005年版) 基本计算公式： 1、喷头流量：P K q 10=式中：q -- 喷头处节点流量，L/minP -- 喷头处水压（喷头工作压力）MPa K -- 喷头流量系数 2、流速V ：2π4jxh D q v =式中：Q -- 管段流量L/sD j --管道的计算内径（m ） 3、水力坡降：3.1200107.0jd v i =式中：i -- 每米管道的水头损失（mH 20/m ） V -- 管道内水的平均流速（m/s ） d j -- 管道的计算内径（m ），取值应按管道的内径减１mm 确定 4、沿程水头损失：L i h ×=沿程式中：L -- 管段长度m5、局部损失（采用当量长度法）：L i h ×=局部(当量)式中：L(当量) -- 管段当量长度，单位m(《自动喷水灭火系统设计规范》附录C) 6、总损失： 沿程局部h h h +=7、终点压力： h h h n n +=+1计算结果:所选作用面积:161.0平方米总流量:25.79 L/s平均喷水强度:9.61 L/min.平方米入口压力:43.93 米水柱3、高差计算泵房水池吸水管标高为—10米，最高处喷头标高为7.00，高差Z =6+7=17米。
4、主干管沿程损失及局部损失自吸水管路至三楼最不利区域入口处管路为DN150，管长为120米。
按流量25.79L/s，计算沿程损失和局部损失共计4米。
5、泵站损失取5米。
6、湿式报警阀及水流指示器水损取6米。
7、喷淋泵扬程H=43.93+17+4+5+6=76米。
三、计算结果1、喷淋泵参数现选择的喷淋泵参数为流量100m³/h，扬程76米。
喷灌水嘴水流量计算公式
喷灌水嘴水流量计算公式引言。
喷灌系统是一种灌溉农作物的有效方式，它可以节约水资源并提高作物产量。
而喷灌水嘴是喷灌系统中的重要组成部分，它的水流量决定了灌溉效果。
因此，了解喷灌水嘴水流量计算公式对于灌溉工作者来说非常重要。
本文将介绍喷灌水嘴水流量计算公式及其应用。
喷灌水嘴水流量计算公式。
喷灌水嘴的水流量通常通过以下公式计算：Q = A × V。
其中，Q代表水流量，A代表喷嘴的喷洒面积，V代表水流速度。
喷嘴的喷洒面积A可以通过以下公式计算：A = π× r²。
其中，r代表喷嘴的半径。
水流速度V可以通过以下公式计算：V = √(2gh)。
其中，g代表重力加速度，h代表水头高度。
应用实例。
以一个具体的实例来说明喷灌水嘴水流量计算公式的应用。
假设一个喷嘴的半径为0.1米，水头高度为10米，重力加速度为9.8米/秒²。
我们可以先计算喷嘴的喷洒面积A：A = π× (0.1)²。
≈ 0.0314平方米。
然后计算水流速度V：V = √(2 × 9.8 × 10)。
≈ 14米/秒。
最后计算水流量Q：Q = 0.0314 × 14。
≈ 0.4396立方米/秒。
这样，我们就得到了该喷嘴的水流量，为0.4396立方米/秒。
注意事项。
在使用喷灌水嘴水流量计算公式时，需要注意以下几点：1. 喷嘴的喷洒面积A通常是根据喷嘴的形状来计算的，常见的喷嘴形状有圆形、扇形等，需要根据实际情况选择合适的计算公式。
2. 水头高度h是指水从喷嘴射出后的垂直高度，需要根据实际情况测量。
3. 喷嘴的水流速度V通常是根据水头高度和重力加速度来计算的，需要保证这两个参数的准确性。
结论。
喷灌水嘴水流量计算公式是灌溉工作者必须掌握的基本知识。
通过对喷嘴的喷洒面积、水流速度和水流量的计算，可以更好地设计和调整喷灌系统，提高灌溉效果，节约水资源。
因此，掌握喷灌水嘴水流量计算公式对于灌溉工作者来说非常重要。
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式中：n—粗糙系数，可查表2-1-14。 R—水力半径（m),对于圆管R=d/4，d为 管半径（m)
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表3：各种管材的粗糙系数n值
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第二章 园林给排水工程
第一节 园林给水工程
—喷灌系统设计
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上节课内容回顾
1、水头损失概念及其分类？ 2、树枝状管网的计算目的？
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喷灌的缺点
① 投资较高。 ② 受风和空气温度影 响大。 ③ 技术要求高。
④ 高、中压灌耗能较
大。
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喷灌系统的分类
依喷灌方式，喷灌系统可分为 1、移动式喷灌系统 2、半固定式喷灌系统 3、固定式喷灌系统
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PVC等塑料管正在逐渐取代其他材质的管道， 成为喷灌系统主要的管材。 种类有管材、接头、弯头、异径、堵头、法 兰等。
(二 ) 固定式喷灌系统设计
1、设计基础资料的收集
1）地形图：比例尺为1/1000——1/500的地形图， 了解设计区域的形状、 面积、位置、 地势等 2）气象资料：包括气温、雨量、湿度、风向风速 等，其中风对喷灌影响最大。 3）土壤资料：主要是土壤的物理性能，包括土壤 的质地、持水能力、土层厚度、吸水能力等 ，主要用 以确定喷灌强度和灌水定额的依据。 4）植被情况：植被的种类、种植面积、根系情况 等。 5）水源条件：城市自来水或天然水源。 6）动力来源：重力还是外力
多行多喷头喷洒 相邻多行支管上的多个喷头使用时作全圆形 喷洒，其单喷头实际控制面积为S=ab，故其喷灌 强度可直接按公式计算而不必采用换算系数。
1000QP ab
式中：a—喷头布置间距（m)； b—相邻支管的间距（m)。
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b. 喷头布置形式：
也叫喷头的组合形式，指各喷头的相对位 置的安排。在喷头射程相同的情况下，不同的 布置形式，其支管和喷头的间距也不相同。教 材1表2-1-11是常用的几种喷头布置形式和有效 控制面积及使用范围。（常用三角形布局）
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（2 ）设计灌溉周期
灌水周期—也叫轮灌期，即植物耗水最旺时 期的允许最大灌水间隔时间。 m T W
式中：T—灌水周期（d)； m—灌水定额（mm)； W—作物日平均耗水量或土壤水分消耗速率（mm/d)； η—喷灌水利用系数，取0.7～0.9。
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允许喷灌强度 土壤质地 （mm/h) 砂土 20 砂壤土 15 粉壤土 12
土壤质地
轻质粘土 粘土
允许喷灌强度 （mm/h) 10 8
表2
各类土壤的允许喷灌强度
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②喷灌时间—为了达到既定的灌水定额，喷 头在每个位置上所需的喷洒时间。
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其求解方法： ①利用土壤田间持水量资料计算 ②利用土壤有效持水量资料计算设计灌水定额 （略）
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利用土壤田间持水量资料计算
m 0.1rh( P 1 P 2 ) 1
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田间持水量—是指排水良好的土壤中，排 水后不受重力影响而保持在土壤中的水分含量， 通常以占干土重量的百分比表示，是确定灌水 时间和灌水水量的一个重要指标。 几种常见土壤的容重和P、P′可参照教材1 表2-1-8。
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（1）设计灌水定额
灌水定额—一次灌水的水层深度（mm)或一 次灌水单位面积的用水量（m3/亩)。 设计灌水定额—作为设计依据的最大灌水定 额。 注：若以m0表示m3/亩的灌水定额，以m 表示mm的灌水定额，则两者之间的关系为 m0=2/3m 即10mm水深相当于6.67m3/亩的灌水量。
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设计风速（m/s) 垂直风向 0.3～1.6 1.6～3.3 3.4～5.4 1.1R 1.0R 0.9R
平行风向 1.3R 1.2R 1.1R
无主风向 1.2R 1.1R 1.0R
表1
喷头组合间距
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五、喷灌系统的设计
(一) 喷灌系统简介
喷灌是喷洒灌溉的简称，是借助一套专门 的设备将具有压力的水喷洒到空中，散成水滴 降落到地面，供给植物水分的一种灌溉方法。
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喷灌的缺点之一就是受风影响大,所以做喷灌 工程设计应特别注意此问题。风速风向是确定喷头 布置形式和管道布置方式的重要依据。 风向:一般可分为8个方位， 即东、南、西、 北、东北、西北、东南、西北八个方向。设计风向 是指灌区主要农作物灌水时期内灌水日的主风向。 如此季节没有时显的主风向，应按多风向设计。 风速：指喷灌工作日的平均风速。
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c. 喷头及支管间距：
在确定喷头的布置形式后，选择合适的喷 嘴，每个正规厂家的产品都标明了喷嘴的型 号、射程、喷嘴流量、直径、工作压力等， 然后根据风速和喷嘴的射程R确定喷头的间距 和支管间距。
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(2)地理式喷头： 是指非工作状态下埋藏在地面以下的喷头。工作时，这类喷 头的喷芯部分 在水压的作用下伸出地面，然后按照一定的方式 喷洒；当关闭水源，水压消失，喷芯在弹簧的作用 下又缩回地 面。地埋式喷头构造复杂、工作压力较高，其最大优点是不影响 园林景观效果、不妨碍活动，射程、射角及覆盖角度等喷洒性能 易于调节，雾化效果好，适合于不规则区域的喷灌，能够更好地 满足园林绿地和运动场草坪的专业化喷灌要求。
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风 向 图
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2、灌溉制度的设计
（1）设计灌水定额
（2）设计灌溉周期 （3）喷洒方式和喷头组合形式
（4）喷灌强度与喷灌时间
（4）喷灌强度与喷灌时间
①喷灌强度—单位时间喷洒于田间的水层深度， （mm/h)。 1000QP 1000q S S
式中：ρ—喷灌强度（mm/h)； QP—喷头喷水量（m3/h)； S—喷头控制面积（m2)，其单喷头控制面积 为S=πR2
1000QP R2
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式中：m—设计灌水定额（mm) r—土壤容重（g/cm3); h—计算土层深度，即植物主要根系活动层深度 （cm)，草坪、花卉可取h=20-30cm； P1—适宜的土壤含水率上限（重量%），可取田间持 水量的80%-100%； P2—适宜的土壤含水率下限（重量%），可取田间持 水量的60%-70%
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一般大田作物设计喷灌周期常取5-10日， 蔬菜1-3日，绿地灌溉周期可参考以上数据。
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（3）喷洒方式和喷头组合形式
a. 喷洒方式：
喷嘴喷洒的形状有圆形和扇形，一般扇形 只用在场地的边角上，其他用圆形。
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将有关数值代入公式并化简，则：
h f 10.28n
2
L d
2 Q 5.33
令 Sof
管长沿程阻力参数，则
10.28n 2 ，Sof称为单位（或每米） 5.33 d
h f Sof LQ
2
式中：Q—管中流量（注意单位是m3/s)。
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mS t 1000QP
式中： t—喷灌时间（h)； m—设计灌水定额（mm)； S—喷头有效控制面积（m2);
QP—喷头喷水量（m3/h)。
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3、喷灌系统管道的水力计算
水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失。 沿程水头损失计算公式：
L hf 2 V 2 C R 式中：hf—沿程水头损失（m)； L—管道长度（m)； v—管中水流平均流速（m/s)； R—水力半径（m) C—谢才系数（m1/2/s),常用曼宁公式计算