喷灌管道的水力计算
农业灌溉水管流量计算公式
农业灌溉水管流量计算公式在农业生产中，灌溉是非常重要的一环。
通过灌溉，可以为作物提供充足的水源，促进作物的生长和发育。
而在灌溉过程中，灌溉水管的流量是一个非常重要的参数。
只有准确计算出灌溉水管的流量，才能保证作物得到足够的水源。
因此，农业灌溉水管流量的计算公式就显得非常重要。
灌溉水管流量的计算公式主要是根据水力学原理和管道流体力学原理来推导的。
在实际应用中，可以根据不同的情况选择不同的计算公式。
下面我们就来介绍一些常用的农业灌溉水管流量计算公式。
1. 管道流量计算公式。
在农业灌溉中，常用的管道流量计算公式有很多种，其中最常用的是根据流体力学原理推导出来的流量计算公式。
根据流体力学原理，管道中的流量与管道的截面积、流速和流体的密度有关。
因此，可以根据以下公式来计算管道的流量：Q = A V。
其中，Q表示管道的流量，单位是立方米每秒；A表示管道的截面积，单位是平方米；V表示流体的流速，单位是米每秒。
在实际应用中，可以根据管道的截面形状和流速的变化情况选择不同的计算公式。
例如，对于圆形截面的管道，可以使用以下公式来计算流量：Q = π r^2 V。
其中，r表示管道的半径，π表示圆周率。
2. 管道阻力计算公式。
在管道中，流体的流速会受到管道壁面的阻力影响。
因此，在计算管道流量时，还需要考虑管道的阻力。
根据流体力学原理，管道的阻力与管道的长度、管道的粗糙度和流体的流速有关。
因此，可以根据以下公式来计算管道的阻力：Hf = f (L/D) (V^2/2g)。
其中，Hf表示管道的阻力，单位是米；f表示摩擦阻力系数；L表示管道的长度，单位是米；D表示管道的直径，单位是米；V表示流体的流速，单位是米每秒；g表示重力加速度，单位是米每秒的平方。
在实际应用中，可以根据管道的材质和粗糙度选择不同的摩擦阻力系数。
例如，对于光滑的管道内壁，可以选择较小的摩擦阻力系数；而对于粗糙的管道内壁，需要选择较大的摩擦阻力系数。
3. 管道流速计算公式。
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
节水灌溉工程管网水力计算
节水灌溉工程管网水力计算开发果节水灌溉面积310亩，布设水源井4眼、水源井位于地塊中间冲沟中，布设节水灌溉管路76160m。
通过管网水力计算，第一，五灌溉区根据设计流量Q=12.8m3/s，设计扬程66.33m，选择水泵型号SJ12-15。
标签：节水灌溉；管网；水力计算工程建设地点：阜新蒙古族自治县蜘蛛山镇，果树节水灌溉310亩，布设水源井4眼、水源井位于地块中间，其中新建水源井2眼，维修水源井2眼，布设节水灌溉管路76160m。
1毛管水力计算1）灌水器工作水头偏差率计算小孔出流的均匀度Cu=95%，流量偏差率qv=0.2，流态指数x=0.8，设计工作水头hd=10m，流量5L/h，灌水器工作水头偏差率：Hv= qv×[1+0.15 ×qv×（1-x）/x]/x=0.2522）毛管允许的出口数计算毛管允许的出口数Nm：Nm=（5.533Hvd4.75/KSqd1.75）0.364式中：Nm—毛管的极限分流孔数Hv—灌水器工作水头偏差率d—毛管内径（13.6mm）K—局部水头损失扩大系数，K=1.1s—毛管上分流孔的间距（3m）qd—毛管上灌水器的设计流量L/hNm=（5.446×0.252×13.64.75/（1.1×3×51.75）0.364 =24个本灌区毛管长度采用21m，毛管的分流孔数N=21/3+1=8<Nm=24个。
3）毛管允许的最大长度Lm=NmS+SO式中：Lm—毛管允许的最大长度So—毛管进口至第一个分流孔的间距So=1.5mS—毛管上分流孔的间距Lm=24×3+1.5=73.5mL2=21m<Lm=73.5m4）毛管的设计进口水头按下式计算ho=hd+kh′fh′f=fsqmd/db×[（N+0.48）m+1/（m+1）-Nm（1-So/S）]式中：k—扩大系数ho—设计毛管进口水头hd—灌水器设计水头h′f—毛管沿程水头损头f、m、b—水头损失计算涵数、指数别按0.6、1.7、4.7取值N—分流口总数ho= hd+kh′f=10+1.2×0.02=10.03m2分支管的水头损失计算1）沿程损失按下式计算：h′f=iL =iL hf=F h′f=iL式中：h′f—无分流孔管路沿程损失i—每米管路的沿程损失L—分支管长度hf—多孔出流管道沿程损失F—多孔系数i=0.001，F=0.428。
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)
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
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。
QP—喷头喷水量（m3/h)。
《 园 林 工 程 》
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
【例2】一根喷灌主管上接有8根支管，每根支管上 有四个喷嘴，已选喷嘴的流量Qp=0.9m³ /h，喷嘴的 连接管DN=20mm，设计要求至少2根支管能同时工作， 求出立管、支管和主管管径。
解：
已知Qp=0.9m³ /h， 每根支管的流量 Q=4Qp=4ⅹ0.9=3.6m³ /h 主管的设计流量 Qz≥2Q=7.2m³ / h 喷灌系统为便于安装和运输，一般多用钢 管和pvc塑料管，现采用镀锌钢管，查钢管水力 计算表得： 立管DN=20mm 支管DN=40mm 主管DN=50mm
灌溉输水管道水力计算
灌溉输水管道水力计算
灌溉输水管道的水力计算涉及到管道的流量、压力损失、管道尺寸等多个方面。
首先，我们需要确定所需的流量，这取决于灌溉系统的设计要求和所需的灌溉面积。
然后，根据流量和管道材料、长度、管壁粗糙度等参数，可以计算出管道的摩阻系数和雷诺数，从而确定管道的流态（层流或紊流）。
接着，根据流态和流量，可以计算出管道的压力损失，这涉及到计算管道的阻力、摩擦压力损失和局部阻力等。
在进行水力计算时，还需要考虑管道的起始和终点的高程差，以及可能存在的陡坡、弯头、阀门等附属设施对流体流动的影响。
最后，根据所需的压力和流量，可以确定合适的管道尺寸，以满足灌溉系统的需要。
在进行水力计算时，需要充分考虑流体力学、水力学、土木工程等相关知识，并结合实际工程情况进行综合分析和计算。
此外，还需要遵循相关的国家标准和规范，以确保灌溉输水管道的设计和施工符合安全、可靠的要求。
希望这些信息能够帮助你更全面地理解灌溉输水管道水力计算的相关内容。
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林
水管道的密度就不太大，但一般管段的长度却比较长。
工 3、用水点水头变化大
程
喷泉、喷灌设施等用水点的水头与园林内餐饮、鱼池等
技 术
用水点的水头就有很大变化。 （水压、位置、速度） 4、用水高峰时间可以错开
园林中灌溉用水、娱乐用水、造景用水等的具体时间都
︼
是可以自由确定的；也就是说，园林中可以做到用水均
术 瀑布等生产和造景用水方面，而生活用水方面的
︼
则一般很少，只有园内的餐饮、卫生设施等属于 这方面。
2、 园林中用水点较分散
由于园林内多数功能点都不是密集布置的，在各功能点
︻
之间常常有较宽的植物种植区，因此用水点也必然很分
园
散，不会像住宅、公共建筑那样密集；就是在植物种植 区内所设的用水点，也是分散的。由于用水点分散，给
❖ 内容
❖ 园林给排水工程设计的基本原理
︻ ❖ 工程计算的基本方法 园 ❖ 给排水设施的选用和设计 林 ❖ 施工 工 程 技 术 ︼
第一节 园林给水工程
一、给水工程的组成
︻ 给水工程是由一系列构筑物和管道系统构成的。 园 从给水的工艺流程来看，它可以分成三个部分。
林 1 、取水工程
工 是从地面上的河、湖和地下的井、泉等天然水源
︼
2、 环形管道网
主干管道在园林内布置成一个闭合的大环形，再
︻ 从环形主管上分出配水支管向各用水点供水。这 园 种管网形式所用管道的总长度较长，耗用管材较 林 多，建设费用稍高于树枝形管网。但管网的使用 工 很方便，主干管上某一点 程 出故障时，其它管段仍能 技 通水。用水的可靠性较高。 术 ︼
在实际布置管道网的工作中，常常将两种布置方 式结合起来应用，称为混合管网 。在园林中用
❖ 知识目标
❖ 了解园林给水的基本知识；
︻ 园 林 工 程
❖ 了解园林给水管网设计的方法： ❖ 掌握固定式喷灌系统设计、施工的方法 ❖ 掌握园林排水的基本知识； ❖ 了解雨水管渠设计的方法：
技 ❖ 掌握排水系统的施工方法。
术 ❖ 能力目标
︼ ❖ 能进行固定式喷灌系统的设计、施工
❖ 能进行园林排水系统的设计、施工。
程
中取水的一种工程，取水的质量和数量主要受取 水区域水文地质情况影响。
技 术
2 、净水工程 这项工程是通过在水中加药混凝、沉淀（澄清）、
︼ 过滤、消毒等工序而使水净化，从而达到园林中
的各种用水要求。
3、配水工程
它是通过输水管道把经过净化的水输送到各用水
︻ 点的一项工程。下图， 是以河水水源为例的给 园 水工艺流程示意。 林 工 程
林 水的来源可以分为：
工 1、地表水源
程
来源于大气降水，包括江、河、湖水。由于地表水直接
技
与大气相接触，长期暴露地在面，易受周围环境污染。 在各种因素的作用下，地表水的浑浊度一般较高，细菌
术
含量大，因此水质较差。但地表水水量充沛，取用较方
︼
便。地表水如比较清洁或受污染较轻可直接用于植物养
护或水景用水。
工 方工程量；
程 （4）干管应尽量埋设于绿地下，避免穿越或设于园
技 路下；
技 术 ︼
二、园林用水的分类及要求
公园和其它公共绿地是群众休息和游览活动的场
︻ 所，又是花草树木、各种鸟兽比较集中的地方。
园 由于游人活动的需要、动植物养护管理及水景用
林 水的补充等，园林绿地用水量是很大的。水是园
工
林生态系统中不可缺少的要素。因此，解决好园 林的用水问题是一项十分重要的工作。
程 公园用水的类型大致可分以下几个方面：
四、给水管网的布置
（一）公园用水的特点
︻ 园林绿地给水与城市居住区、机关单位、工厂企
园 业等的给水有许多不同，在用水情况、给水设施
林 工 程
布置等方面都有自己的特点。其主要的给水特点 如下：
1、 生活用水较少，其它用水较多
除了休闲、疗养性质的园林绿地之外，一般园林
技 中的主要用水是在植物灌溉、湖池水补充和喷泉、
︼ 5 、消防用水
公园中为防火灾而准备的水源，如消火栓、消防水池等。
古建筑或主要建筑物的周围应设置消防栓。
三、水源、水质
园林给水工程的首要任务，是要按照水质标准来合理地
︻
确定水源和取水方式。在确定水源的时候，不但要对水 质的优劣、水量的丰缺情况进行了解，而且还要对取水
园
方式、净水措施和输配水管道布置进行初步计划。
技 术
1 、生活用水
︼
如餐厅、内部食堂、茶室、小卖部、消毒饮水器 及卫生设备的用水。生活饮用水对水质要求较高，
必须经过严格的净化和消毒，符合国家颁布的水
质标准。
2 、养护用水
包括植物灌溉、动物笼舍的冲洗及夏季广场道路喷洒用水
等。养护用水对水质要求不高，有条件时可直接从园内或
︻ 附近的河湖、池塘中抽取。
园 3、 造景用水
林
各种水体包括溪流、湖池等，和一些水景如喷泉、瀑布、 跌水，以及北方冬季冰景用水等。对水质的要求与养护用
工 水基本相同，通常采用循环供水。
程 4 、游乐用水
技
一些游乐项目，如“激流探险”、“碰碰船”、滑水池、 戏水池、休闲娱乐的游泳池等等，平常都要用大量的水，
术 而且还要求水质比较好。
作为生活用水则需净化消毒处理。
2、地下水源
︻ 是由大气降水渗入地层，或者河水通过河床渗入 园 地下面形成的。地下水一般水质澄清、无色无味、 林 水温稳定、分布面广，并具不易受到污染，水质 工 较好。通常可直接使用，即使用作生活用水仅需 程 做一些必要的清毒，不再净化处理。 技 3、自来水 术 城市给水管网中的水已经过净化消毒，一般能满 ︼ 足各类用水对水质的要求。
匀，不出现用水高峰。
（二）给水管网布置的形式
1、 树枝形管道网
︻ 是以一条或少数几条主干管为骨干，从主管上分
园 出许多配水支管连接到各用水点。在一定范围内，
林
采用树枝形管网形式的管道总长度比较短，管网 建设和用水的经济性比
工 程 技 术
较好，但如果主干管出故障， 则整个给水系统就可能断水， 用水的可靠性较差。
︻ 水点密集的区域，采用环形管道网；而在用水点 园 稀少的局部，则采用分支较少的树枝形管网。或 林 者，在近期中采用树枝形，而到远期用水点增多 工 时，再改造成环形管道网形式。
程
技 术
︼
（三）给水管网布置的要点
（1）干管应靠近主要供水点；
︻ 园 林
（2）干管应靠近调节设施（如高位水池或水塔）
（3）在保证不受冻的情况下，干管宜随地形起伏敷 设，避开复杂地形和难于施工的地段，以减少土石