低压管道输水灌溉技术4
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总水头损失的计算
六、 系统扬程和系统流量的计算
1.系统扬程的计算
H Z d h f总 h j Z
经计算得：H = 18.57m
2.系统流量的计算
按5%的损失流量计算，Q=46.83m3/h。
七、 水泵及动力机的选择
根据设计流量，设计扬程，查水泵样本，选取
型号为200QJ（R）50-30/2的潜水泵，流量为
55.69(m m) 37.（ 1 m3 / 亩）
案例一
2.机井规划布置 （1）单井控制灌溉面积
F QTt (1 1 ) m 8011 0.8 18 1 0.2 / 40 253.4(亩）
（2）机井眼数
N
（3）机井布置 井群采用方形网格布置，井距
L 25.8 F0 25.8 250 408(m)
案例一
f=0.948×105，m=1.77,b=4.77。 局部水头损失取沿程水头损失的10%计入。
流量 （m3/h) 80 80 40 20 管径 （mm） 160 160 110 75 内径 （mm） 150.2 150.2 103.2 70.4 管长 （ m） 25 325 50 100 沿程损 失 （ m） 0.23 2.98 0.81 2.93
计算结果表明，设计流量小于单井出流量，出水 量满足要求。
根据水泵流量取设计流量为80m3/h
案例一
2.管道流量分配
由系统设计流量和给水栓设计流量（当地给水栓流 量20m3/h)可知，该系统必须采用轮灌方式，按分配计 算各管段流量。 轮灌组数： 各轮灌组同时开启的给水栓数： n/N=16/4=4（个） 编组：支1、2一轮灌组…
低压管道输水灌溉设计实例资料 案例二
某地土壤质地为砂壤土，主要种植小麦、玉米等大田 作物，面积为156亩。井径为1.2m，井深10~20m，机井 动水位10m，单井出流量为60m3/h。设有4m宽的田间作 业路， 2m 宽的生产路。多年平均降雨量为 400mm，蒸 发量约为500mm。 土壤容重为1.4g/cm3，小麦最大日耗水量为5mm/d， 田间持水率为25%（占干土重百分比），土壤计划湿润 层深度为0.5m，灌溉水利用系数为80%，田间水利用系
（ 4 ）最末一级固定管道的走向应与作物种植方向 一致，移动软管或田间垄沟垂直于作物种植行。
四、 管网布局
布置形式
五、 管道水力计算
管材的选择
由于是固定管道，埋于地下，所以要求耐腐蚀， 使用寿命长，能适应一定的地面沉陷，有一定的耐 压性及综合经济等因素，干、支管及连接给水栓的 竖管均选用硬聚氯乙烯管（UPVC管）。
案例一
1.1工程规划布置 1.拟定灌溉制度 （1）设计灌水定额。灌区内小麦是需水量大的作物， 设计时以小麦日需水量最高的灌浆期确定灌水定额
m 1000rs h1 2
100013.5 0.55 25% 95% 65%
（2）灌水周期 T=m/E=56/5.0=11.4(d) 取T=11（d）
Q mA Tt f
经计算得：
Q 32.4 156 44.6 m 3 h 9 14 0.9
计算结果表明，设计流量小于单井出流量，出水 量满足要求。
四、 管网布局
原则要求
（ 1 ）井灌区的管网宜以单井控制面积作为一个完 整系统。
（ 2 ）根据地形、地块、道路等情况布置管道系统 ，要求线路最短，控制面积最大，便于机耕，管理 方便。 （ 3 ）管路尽可能双向分水，节省管材，沿路边及 地块等高线布置。
局部损 失 （ m） 0.023 0.298 0.081 0.293
总损失 （ m） 0.253 3.278 0.891 3.223
案例一
5.水泵的选择 （1）水泵扬程
式中：Hp为水泵的设计扬程，m；H0为管道系统进 口工作压力，m；Zd为机井动水位，根据水文地质 资料分析，该灌区机井动水位25m； 水泵吸水管沿 程和局部水头损之和。 =5.88+0.15+25+0.2+5 =36.23m 选250QJ80-40/2潜水泵
管径的计算 利用经济流速方法确定：
Q d 18.8 V
经计算干、支管的管径分别选用φ125、 φ90的PVC管。
五、 管道水力计算
管道水力计算
以最不利工作点为典型设计，选择满足最远处出 水栓能够正常工作的压力为设计依据。
• • •
干、支管沿程水头损失的计算 干、支管局部水头损失的计算
出水栓的水头损失
Hale Waihona Puke 数为90%。二、 拟定灌溉制度
1. 设计灌水定额
m 0.1H ( 1 2 ) / 田
本例中，适宜土壤含水量上限取田间持水率的 90%，下限取65%，经计算得m=48.6mm=32.4m3/亩。
2. 灌水周期
m 48.6 T 0.9 8.7 d 8d e 5
作物种植种类及面积 社会经济状况
社会生产条件
低压管道输水灌溉设计实例资料
案例一
某新建井灌区长3000m，宽2000m，总面积为6KM2（8996 亩）。土壤为中壤土，土壤密度r=13.5g/cm3，单井出水量 80m3/h，灌区内以种植小麦为主，生育期最大耗水强度 E=5.0mm/d，灌溉期间机泵运行时间18h/d，灌溉水系数为 0.8，抽水消减系数取0.2，田间持水率为25%，土壤含水 率上限取田间持水率的95%，下限取65%，计划湿润层深 度55cm，小麦全生育期需水357mm（238m3/亩）。生育期 内有效降雨量120mm（80m3/亩）。为节约用水，增加产 值，该灌区拟采用低压管道输水灌溉。
第四节 低压管道输水灌溉技术设计实例
一、收集规划所需的资料
地形地貌 气象资料
水源水质
/ / / / / / / / / / / / / / / / / //// / / / / / // / / / / / / / / /
N int(nq / Q设 ) int( 16 20 / 80) 4(个)
案例一
3、管材与管径的选择
Q d 18.8 V
按表3-15可确定经济流速，干管取1.3m/s，支管取1.5m/s，对于井灌区平 均经济流速均在允许的流速范围内，故按平均经济流速确定管道流速后 计算管径
D干≈0.1476m=148mm（80m3/h) D支上≈0.0966m=97mm （40m3/h) D支下≈0.0696m=69mm（20m3/h)
土壤及其特性 水利工程现状
/manage/#m=0&t=0 /
/adminbeat/index.asp /bbs/forum.php /bbs/forum.php
F 8996/ 253.4 35.5(眼） F0
案例一
长边机井布置列数：3000/408≈8 短边机井布置行数：2000/408≈5 实际布置井距为400m，机井40眼，单井实际控制 面积224.9亩
案例一
1.2工程设计 1.设计流量
Q设 mA/Tt 69m3 / h 80m3 / h
三、 水量平衡计算
1. 单井控制面积计算
井灌区设计通常以单井控制面积为单元。则
QTt A m
60 8 14 0.9 210 亩 32.4
说明水量满足灌溉要求。
三、 水量平衡计算
2. 单井控制面积内设计流量的确定
根据设计灌水定额，灌溉面积，灌水周期和每 天开机的时间，可计算出灌溉设计流量，井灌区的 灌溉设计流量应该小于单井的稳定出水量。
50m3/h，即扬程为30m，转速为2900r/min的2级 泵，配套电动机为YQS（U）150-7.5型，功率为 7.5KW。
八、 列出材料及设备相应明细表 九、概预算 十、施工注意事项 十一、运行注意事项
第四章 管道灌溉工程施工与运行管理
一、管道施工的一般要求 严格执行规范和相应的技术标准 （一）施工准备工作 （1）编制施工计划 ，
变径节约管材
案例一
管段 壁厚 管径 许可操 管长 （m （mm） 作压力 （m） m） （MPa） 160 160 160 160 110 75 4.9 4.9 4.9 4.9 3.4 2.3 0.63 0.63 0.63 0.63 0.63 0.63 25 100 100 100 50 100
OA AB BC CD AA‘ A‘A’‘
单井控制面积管径选择表
第一轮灌组进口压力： H1=0.15+0.253+0.891+3.223 =0.15+4.367（0.15为田间灌溉水头） 第四轮灌组进口压力： H4=0.15+3.278+0.891+3.223 1.4管道水力计算 =0.15+7.392 管道系统设计工作压力： 按沿程水头损失共识计算，硬塑料管材 H0=1/2(H1+H2)=5.88+0.15
六、 系统扬程和系统流量的计算
1.系统扬程的计算
H Z d h f总 h j Z
经计算得：H = 18.57m
2.系统流量的计算
按5%的损失流量计算，Q=46.83m3/h。
七、 水泵及动力机的选择
根据设计流量，设计扬程，查水泵样本，选取
型号为200QJ（R）50-30/2的潜水泵，流量为
55.69(m m) 37.（ 1 m3 / 亩）
案例一
2.机井规划布置 （1）单井控制灌溉面积
F QTt (1 1 ) m 8011 0.8 18 1 0.2 / 40 253.4(亩）
（2）机井眼数
N
（3）机井布置 井群采用方形网格布置，井距
L 25.8 F0 25.8 250 408(m)
案例一
f=0.948×105，m=1.77,b=4.77。 局部水头损失取沿程水头损失的10%计入。
流量 （m3/h) 80 80 40 20 管径 （mm） 160 160 110 75 内径 （mm） 150.2 150.2 103.2 70.4 管长 （ m） 25 325 50 100 沿程损 失 （ m） 0.23 2.98 0.81 2.93
计算结果表明，设计流量小于单井出流量，出水 量满足要求。
根据水泵流量取设计流量为80m3/h
案例一
2.管道流量分配
由系统设计流量和给水栓设计流量（当地给水栓流 量20m3/h)可知，该系统必须采用轮灌方式，按分配计 算各管段流量。 轮灌组数： 各轮灌组同时开启的给水栓数： n/N=16/4=4（个） 编组：支1、2一轮灌组…
低压管道输水灌溉设计实例资料 案例二
某地土壤质地为砂壤土，主要种植小麦、玉米等大田 作物，面积为156亩。井径为1.2m，井深10~20m，机井 动水位10m，单井出流量为60m3/h。设有4m宽的田间作 业路， 2m 宽的生产路。多年平均降雨量为 400mm，蒸 发量约为500mm。 土壤容重为1.4g/cm3，小麦最大日耗水量为5mm/d， 田间持水率为25%（占干土重百分比），土壤计划湿润 层深度为0.5m，灌溉水利用系数为80%，田间水利用系
（ 4 ）最末一级固定管道的走向应与作物种植方向 一致，移动软管或田间垄沟垂直于作物种植行。
四、 管网布局
布置形式
五、 管道水力计算
管材的选择
由于是固定管道，埋于地下，所以要求耐腐蚀， 使用寿命长，能适应一定的地面沉陷，有一定的耐 压性及综合经济等因素，干、支管及连接给水栓的 竖管均选用硬聚氯乙烯管（UPVC管）。
案例一
1.1工程规划布置 1.拟定灌溉制度 （1）设计灌水定额。灌区内小麦是需水量大的作物， 设计时以小麦日需水量最高的灌浆期确定灌水定额
m 1000rs h1 2
100013.5 0.55 25% 95% 65%
（2）灌水周期 T=m/E=56/5.0=11.4(d) 取T=11（d）
Q mA Tt f
经计算得：
Q 32.4 156 44.6 m 3 h 9 14 0.9
计算结果表明，设计流量小于单井出流量，出水 量满足要求。
四、 管网布局
原则要求
（ 1 ）井灌区的管网宜以单井控制面积作为一个完 整系统。
（ 2 ）根据地形、地块、道路等情况布置管道系统 ，要求线路最短，控制面积最大，便于机耕，管理 方便。 （ 3 ）管路尽可能双向分水，节省管材，沿路边及 地块等高线布置。
局部损 失 （ m） 0.023 0.298 0.081 0.293
总损失 （ m） 0.253 3.278 0.891 3.223
案例一
5.水泵的选择 （1）水泵扬程
式中：Hp为水泵的设计扬程，m；H0为管道系统进 口工作压力，m；Zd为机井动水位，根据水文地质 资料分析，该灌区机井动水位25m； 水泵吸水管沿 程和局部水头损之和。 =5.88+0.15+25+0.2+5 =36.23m 选250QJ80-40/2潜水泵
管径的计算 利用经济流速方法确定：
Q d 18.8 V
经计算干、支管的管径分别选用φ125、 φ90的PVC管。
五、 管道水力计算
管道水力计算
以最不利工作点为典型设计，选择满足最远处出 水栓能够正常工作的压力为设计依据。
• • •
干、支管沿程水头损失的计算 干、支管局部水头损失的计算
出水栓的水头损失
Hale Waihona Puke 数为90%。二、 拟定灌溉制度
1. 设计灌水定额
m 0.1H ( 1 2 ) / 田
本例中，适宜土壤含水量上限取田间持水率的 90%，下限取65%，经计算得m=48.6mm=32.4m3/亩。
2. 灌水周期
m 48.6 T 0.9 8.7 d 8d e 5
作物种植种类及面积 社会经济状况
社会生产条件
低压管道输水灌溉设计实例资料
案例一
某新建井灌区长3000m，宽2000m，总面积为6KM2（8996 亩）。土壤为中壤土，土壤密度r=13.5g/cm3，单井出水量 80m3/h，灌区内以种植小麦为主，生育期最大耗水强度 E=5.0mm/d，灌溉期间机泵运行时间18h/d，灌溉水系数为 0.8，抽水消减系数取0.2，田间持水率为25%，土壤含水 率上限取田间持水率的95%，下限取65%，计划湿润层深 度55cm，小麦全生育期需水357mm（238m3/亩）。生育期 内有效降雨量120mm（80m3/亩）。为节约用水，增加产 值，该灌区拟采用低压管道输水灌溉。
第四节 低压管道输水灌溉技术设计实例
一、收集规划所需的资料
地形地貌 气象资料
水源水质
/ / / / / / / / / / / / / / / / / //// / / / / / // / / / / / / / / /
N int(nq / Q设 ) int( 16 20 / 80) 4(个)
案例一
3、管材与管径的选择
Q d 18.8 V
按表3-15可确定经济流速，干管取1.3m/s，支管取1.5m/s，对于井灌区平 均经济流速均在允许的流速范围内，故按平均经济流速确定管道流速后 计算管径
D干≈0.1476m=148mm（80m3/h) D支上≈0.0966m=97mm （40m3/h) D支下≈0.0696m=69mm（20m3/h)
土壤及其特性 水利工程现状
/manage/#m=0&t=0 /
/adminbeat/index.asp /bbs/forum.php /bbs/forum.php
F 8996/ 253.4 35.5(眼） F0
案例一
长边机井布置列数：3000/408≈8 短边机井布置行数：2000/408≈5 实际布置井距为400m，机井40眼，单井实际控制 面积224.9亩
案例一
1.2工程设计 1.设计流量
Q设 mA/Tt 69m3 / h 80m3 / h
三、 水量平衡计算
1. 单井控制面积计算
井灌区设计通常以单井控制面积为单元。则
QTt A m
60 8 14 0.9 210 亩 32.4
说明水量满足灌溉要求。
三、 水量平衡计算
2. 单井控制面积内设计流量的确定
根据设计灌水定额，灌溉面积，灌水周期和每 天开机的时间，可计算出灌溉设计流量，井灌区的 灌溉设计流量应该小于单井的稳定出水量。
50m3/h，即扬程为30m，转速为2900r/min的2级 泵，配套电动机为YQS（U）150-7.5型，功率为 7.5KW。
八、 列出材料及设备相应明细表 九、概预算 十、施工注意事项 十一、运行注意事项
第四章 管道灌溉工程施工与运行管理
一、管道施工的一般要求 严格执行规范和相应的技术标准 （一）施工准备工作 （1）编制施工计划 ，
变径节约管材
案例一
管段 壁厚 管径 许可操 管长 （m （mm） 作压力 （m） m） （MPa） 160 160 160 160 110 75 4.9 4.9 4.9 4.9 3.4 2.3 0.63 0.63 0.63 0.63 0.63 0.63 25 100 100 100 50 100
OA AB BC CD AA‘ A‘A’‘
单井控制面积管径选择表
第一轮灌组进口压力： H1=0.15+0.253+0.891+3.223 =0.15+4.367（0.15为田间灌溉水头） 第四轮灌组进口压力： H4=0.15+3.278+0.891+3.223 1.4管道水力计算 =0.15+7.392 管道系统设计工作压力： 按沿程水头损失共识计算，硬塑料管材 H0=1/2(H1+H2)=5.88+0.15