灌溉管道工程设计知识讲解

灌溉管道工程设计例：（机井配套管网）

5.2.2输配水工程设计

5.2.2.1管网设计流量计算

管网设计流量计算是水力计算的依据，由灌溉设计流量决定。灌溉规模确定之后，根据水源条件、作物灌溉制度和灌溉工作制度计算灌溉设计流量，本项目区灌溉设计流量为40m3 /h。

5.2.2.2管网水力计算

管网水力计算是在管网布置和各级管道流量已经确定的前提和满足约束条件下，计算各级管道的经济管径。由于管道首端水压未知，管网水力计算的目的就在于根据拟订的管径、流量、管道长度和管件等计算水头损失，确定首端工作压力。再根据机井动水位、进出水泵管道水头损失等，计算水泵设计扬程，从而选择适宜机泵。

管网水力计算一般按如下步骤进行，下面以典型田块为例加以说明。

1、控制点的选择

进行管道水力计算，首先确定水力计算的控制点，即管网运行时所需最大的扬程的出流点，即最不利灌水点。一般应选取离管网首端较远且地面高程较高的地点。在本设计中选取离管网首端较远点作为设计控制点，即选取支管最远处。

2、管径及水头损失计算 （1）管径的确定

管径确定的方法有计算简便的经济流速法和界限流量法，还有借助于计算机的多种管网优化计算方法。本次计算采用经济流速法，其计算公式如下：

v

Q d π360041000

设==v

Q 设8

.18

v 为管道内水的经济流速，一般

UPVC 管在1.0-1.5m/s 之

间。设计支管内经济流速支v =1.5m/s 。

经计算：支管内径为d=102.97mm 。结合市场情况，确定商品管径（公称外径）为110mm,内径为103.6mm 。

（2）管道水头损失计算

水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失。 管道沿程水头损失采用下列公式计算:

L d

Q f h b m

f =

式中：

f

h —管道沿程水头损失（m ）； f

—摩阻系数；

Q —流量，（m

3

/h ）

m —流量指数； d —管道内径，mm ； b —管径指数；

PVC 管的各种参数：5

10948.0⨯=f

77.1=m 77.4=b

计算长度L ＝取干管长度一半+支管长度+竖管长度 ＝50m+360m+1.2m ＝411.2m h f =0.948×105

×（50

1.77

/103.6

4.77

）×411.2＝9.66m

为简化局部水头损失计算，本规划采用沿程水头损失的15%计算，即:

f

j h h %15==1.45m

(3) 管网入口设计压力按下式计算：

g j f in H Z h h H +∆++=∑∑

式中：∑f h —计算管线沿程水头损失，m ；

∑j

h —计算管线局部水头损失，m ；

Z ∆—设计控制点与管网入口地面高程差，取

0.5m ；

g H —设计控制点给水栓工作水头，取

0.3 m

H in ＝9.66+1.45+0.5+0.3=11.91m

(4) 水泵扬程计算

对于使用潜水泵或深井泵的井灌区，水泵扬程按下式计算：

H p =H in +H m +h p 式中：

H p —水泵扬程（m ）

H in —管网入口设计压力（取12m ）

H m —机井动水位埋深，根据项目区情况（本项目取

30m）

h p—水泵进出水管总水头损失（本项目取2m）

H p = 12+30+2=44 m

根据以上计算的扬程和系统设计流量，选取水泵的类型为200QJT50-60/4型潜水泵。

5.2 潜水泵规格性能表