第五章 灌溉管道系统(1)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
“一”字形
“T”形
“L”形
当控制面积较大,地块近似成方形,作物种植方向与灌水方 向相同或不相同时树枝状管网可布置成梳齿形或丰字形。
梳齿形
“丰”字形
“工”字 形
环状管网: ①水源位于田块中心,控制面 积约 6.7—10 hm2 ,田块长宽比≤ 2 的环状 管网布置形式见下图a。 ②水源位于田块 一侧、控制面积较大的环状管网布置形式
环 状 管 网
梯田管灌区 管网布置图
山丘区辐射树枝 状管网布置图
第四节 管道附件
在灌溉管道系统中,除直管和接头外,还要有一些 特殊的配件,这些配件可以分为两大类,一是控制 件、二是连接件。 控制件的作用是根据灌溉的需要来控制管道系统中 水流的流量和压力,如阀门,压力调节器,空气阀、 安全阀等。 连接件的作用是根据需要将管道连接成一定形状的 管网,也称为管件,如弯头、三通、四通、异径管、 堵头等。
概述 灌溉管道系统规划布置 输配水管道及管网设计 管道灌溉系统的运行管理 本章的重点是要掌握 管道系统的规划与设计 ,利用水力学知识进行管道的水力学 计算、确定各级管网管径。本章节的内容涉及水力学中的 管道水力学及沿程与局部的水头损失计算。
第五章 灌溉管道系统
灌溉管道系统的特点
优点: 1) 节水效益显著; 2 )土地利用 率高;3)适应性强;4)输水速度快、 效率高; 5 )维修养护省工、省时、管 理方便;6)灌水及时。 缺点:1)需要的材料和设备较多;2)投 资较高;3)规划设计内容较复杂;4)对 水源的水质要求较高,尤其是微灌系统, 对水质的要求更高。
1 m
m Q1m L1 (Q Q1) L2
两边开 m次方, Q1 L1 Q1 Q L2 m L1
1 m 1
(Q Q1 ) L2 m
1
L2
1
m
, Q2 Q Q1
第五章 灌溉管道系统
第七节
灌溉管道系统的结构设计
◆ 灌溉管道系统由直管、接头、管件、控制件等构成 后,如何安置在田间。这就是结构设计所应当考虑 的问题。 灌溉管道系统结构设计主要包括以下几个面: 1.确定埋深与坡度 2.镇墩与支墩的设置 3.柔性接头与伸缩接头 4.排气与泄水设施 5.阀门井 6.竖管与支柱
n—系统支管数目;
r—系统运行系数; n1—在灌溉季节内可能同时供水的支管 数; Q支—支管流量, m3/h。
第五章 灌溉管道系统
(4)首部设计工作压力的推算 首先在灌区内选择一个或几个典型点,然后按下式计 算出各自的工作压力,取其最大或次大者为设计工作压力。
H H0 h f h j
第五章 灌溉管道系统
第二节 灌溉管道系统的规划布置
(1)小型管网的布置 千亩以下,或千亩以上灌溉管道系统中的第二、三级管 道以下的管网。 平原地区:管道为直线,上下 级管道互相垂直,上级管道布置 在地块中间,向两边分水,末级 管道一般与耕作方向相一致。 山丘地区:末级管道(支管或 毛管)一般沿等高线布置,避免 走逆坡。
第五章 灌溉管道系统
多口 系数
——假定管内流量沿程不变,而且都 等于多口 出流管的首端流量时之沿程水头损失,m ——多口出流量管道实际的沿程水头损失,m 多口系数可用下式计算,也可将其列成表格,供设计 时查用。
N—出流孔口数; m—流量指数。 X—多孔管首孔位置系数,即多孔管入口至第一个出 流孔管口的距离与各出流孔口间距之比.
第五章 灌溉管道系统
第二节 灌溉管道系统的规划布置 3. 灌溉面积分区
对于较大的灌溉系统,一般不是整个系统同时灌溉,而是 分成若干个区进行轮灌,在划分轮灌区时应考虑以下几个因素:
在区内作物要一样。 各区所需的流量相近,便于轮灌。 尽量考虑与农业管理体制的范围相一致,以便于管理。 一个系统中应有一定数目的轮灌区,便于充分利用每天 可灌溉的时间安排轮灌。
第五章 灌溉管道系统
(2)局部水头损失计算
局部水 头损失
局部阻力系 数
管道内水流 的流速 重力加速度
管道总的水头损失等于沿程水头损失加上局部水 头损失的迭加,即
总沿程水头损 失
总水头 损失
h损 h f h j
总局部水 头损失
第五章 灌溉管道系统
(2)局部水头损失计算
水头损失通常用流速水头的倍数表示:
第五章 灌溉管道系统
各种管径的f,m,b值可参照下表:
第五章 灌溉管道系统
◆在灌溉管道系统中遇到等距等流量多出口管道,就是隔一 定相等的间隔就有相同的流量分出,这样各分流点后的流 量就发生变化。 ◆在计算时沿程水头损失应分段计算,但是当用手算时就过 于繁复,有时为了简化计算,常先假定管内流量沿程不变 一直流到末端,按进口处最大流量计算水头损失(即不考 虑分流)然后乘上一个小于1的多口系数F进行校正。
第五章 灌溉管道系统
第二节 灌溉管道系统的规划布置
影响灌溉管道系统布置
的因素有:水源与灌区的
相对位置、灌区的面积大 小、形状和地形、作物的
分布、耕作方向、灌溉季
节的风速风向等。
第五章 灌溉管道系统
第二节 灌溉管道系统的规划布置 1.水源工程的布置
水源工程包括取水、蓄水和供水建筑物和设 施等。水源工程的布置首先要研究有多少个可 能被采用的水源,根据其水量、水位和水质情 况,取水的难易程度与灌区的相对位置等因素 选定其中技术可行、工程简单而且投资较少的 作为灌区的水源。
h损
Leabharlann Baidu
v 2g
2
水头损失系数
第五章 灌溉管道系统
(3)不同工作制度下各级管道设计流量的推算
Q xQ0 1 1 1 x [1 K ] r n1 n Q0 n1 Q支 r C r 24
x—系数;
Q0—连续供水时的干管流量,m3/h; K — 与管理工作保证率有关的系数,当 管理工作保证率为95%时, K =1.645; C—系统日运行小时数, h ;
球墨铸铁蝶阀
铸铁蝶阀
第四节 管道附件
逆止阀
第四节 管道附件
(7)配水井
第四节 管道附件
(8)放水井
第四节 管道附件
2.连接件
三通和四通 弯头 异径管 堵头 乙字管 短管
第四节 管道附件
3.快速接头 快速接头的结构形式很多,常用的硬管 的快速接头有以下几种: 杠杆紧扣式 搭扣式 弹簧锁紧式 暗销式 偏心扣式
1)按结构形式分类 开敞式 封闭式 半封闭式 2)按工作压力分类 无压灌溉管道系统 低压灌溉管道系统 中压灌溉管道系统 高压灌溉管道系统
第五章 灌溉管道系统
2.灌溉管道系统的分类
3)按照各部分在灌溉季节中可移动程度分类 固定式灌溉管道系统 移动式灌溉管道系统 半固定式灌溉管道系统 4)按灌水方法分类 喷灌系统 ,滴灌系统 ,微喷灌系统 , 低压管道输水地面灌溉系统 5)按压力的来源分类 自压灌溉管道系统 ,机压灌溉管道系统
第五章 灌溉管道系统
第二节 灌溉管道系统的规划布置
2.首部枢纽的组成及布置
首部枢纽包括引水建筑物、泵站(或水泵机 组)、沉沙、过滤设备、肥料和化学药剂注入设备、 控制器、压力或流量调节器、阀门和测量设备等。 首部枢纽的位置的确定,要考虑水源的位置和管 网布局方便。
第五章 灌溉管道系统
第二节 灌溉管道系统的规划布置
第五章 灌溉管道系统
第二节 灌溉管道系统的规划布置
4.灌溉管道系统形式的选择
确定采用的灌水方法; 确定各级管道是移动的还是固定的(根据当地 地形、作物、经济及设备条件,考虑各种形式的 优缺点来选定)。
5.管道系统的布置
灌溉管道系统中的输配水管道一般是指支管 (或毛管)以上的管网。 布置时要考虑路径及管网内压力的分布,以 使支管(或毛管)的出口压力一致,从而使整个 灌区灌水均匀。
第五章 灌溉管道系统
第六节 管道灌溉系统的流量与压力推算
1.树枝状管网的水力计算
1)沿程水头损失计算 沿程水头损失即管路摩擦损失水头,它是发生在管道 均匀流的直线段,由于水流内部摩擦而消耗的机械能, 对于圆管有压水流可用下式计算:
摩擦系数
沿程水 头损失
hf
fLQ b d
m
流量指数
管径指数
管道内径
第五章
灌溉管道系统
第五章 灌溉管道系统
本章的教学目的
讲述管道灌溉系统的组成和分类,输水管网 的规划布置;输配水管道及管网优化设计;输 水管网建筑物、管材及管料;管道灌溉系统的 运行管理。
要求具备灌溉管道系统运行管理及维护的一 般知识,掌握灌溉管道系统规划设计方法。
第五章 灌溉管道系统
本次学习提纲
因此有两个未知量 Q1 , Q2 需用两个方程来求解。 (1)连续方程 ( 2)能量方程 Q1 Q2 Q
m Q1m L1 Q2 L2 f1 f 2 b d1b d2
取d1 d 2,选相同管径,又有 f1 f 2。
m 所以有 Q1m L1 Q2 L2
将Q2 Q Q1
代入上式:
第五章 灌溉管道系统
第一节 灌溉管道系统的组成及分类
1.灌溉管道系统的组成
灌溉管道系统 是指从水源取水,并通过压力管网输水、 配水及向农田供水、灌水的工程系统。一个完整的灌溉管道 系统通常都由水源与首部枢纽、输配水管网、田间灌水装置 以及附属建筑物和附属装置等部分组成。
第五章 灌溉管道系统
2.灌溉管道系统的分类
第五章 灌溉管道系统
第五节 管道系统的工作制度
(2)轮灌方式
轮灌:指上一级管道按预先划分好的轮灌组分组或逐一 地向下一级管道配水或灌水的方式,管灌系统轮灌方式也 有集中轮灌和分组轮灌两种。 轮灌方式的特点:下一级管道即实施轮灌的管道在灌水 时期内是轮流工作的,因此,其灌水时间和灌水量均较集 中,有利于与农业操作、田间管理相配合,并可提高人工 控制灌水的工作效率。但其管径稍大,尤其是集中轮灌, 其上下级管道流量相同,管径也将一样,从而会增大管道 系统投资。
管道附件
第四节 管道附件
1.控制件
给水栓 阀门 安全阀 逆止阀 空气阀 流量调节器
半 固 定 式 给 水 栓
第四节 管道附件
移 动 式 给 水 栓
第四节 管道附件
铸铁闸阀
黄铜闸阀
青铜截止阀
第四节 管道附件
软 管 旋 塞 阀 青 铜 止 回 阀
青 铜 球 阀
黄 铜 球 阀
第四节 管道附件
轮灌方式
第五章 灌溉管道系统
第五节 管道系统的工作制度 (3)随机方式
当灌溉系统面积较大,灌区内的用水单位多,而且各种 作物种植比例分散,各用水单位在各个时期的需水、用水 要求又各不相同,带有随意性时,应采用随机取用水方式 或称按需分配方式。 随机取用水方式的特点是把管道系统各给水栓、配水井或 出水口的取用水都看作是一个个独立的随机事件,每个给 水栓、配水井或出水口在任何时候都可以由管网中取水, 也可以不取水;并把它们作为一个取用水计算单位,在此 基础上应用概率论和数理统计法推算各级管道的设计流量。
快 速 接 头
第五章 灌溉管道系统
第五节 管道系统的工作制度
管道系统的工作制度是指管道系统的运行工作顺序及进 行输水、配水和灌水的方式。管道系统最常用的工作制度 有续灌、轮灌和随机灌3种方式:
(1)续灌方式
续灌:指上一级管道向所有下一级管道同时配水的方式。 续灌的特点:上一级管道和所有下一级管道内同时有水 流通过,其过流时间与设计所规定的灌水时间完全相同。 在续灌方式下,下一级配水管道管径小,可降低管道系统 总投资,但工作时间长。
工作 水头 首部到典型点 之间管路沿程 水头损失之和 首部到典型点 之间管路局部 水头损失之和
为典型点高程与水源水面的高差,m。
第五章 灌溉管道系统
2 .环状管网的水力计算举例
单环网说明:(示意图见下图)
水泵位于A点 若开启出水口C, 则水流分两条线 路流向C; 一条为ABCE 一条为ADEC
第五章 灌溉管道系统