节水灌溉管道水力计算
喷灌管道的水力计算
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
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。
水力系统计算
附录2 水力系统计算1.低压管道灌溉系统设计1.1灌溉制度与灌水周期（1）灌水定额根据项目区的土壤条件，灌溉实验资料及当地实际灌水经验，参照小麦关键生育阶段的需水情况，田间持水量取0.24，确定作物灌水定额。
m=667Hγ(β1-β 2 ) /η田式中：m—灌水定额（m3/亩）；H—计划湿润层深度（m），取0.6m;r—土层内平均干容重（t/ m3）;取1.4β1—适宜土壤含水量上限，取田间持水量的90%；β2—适宜土壤含水量下限，取田间持水量的60%；η田—田间水的有效利用系数，取0.85。
经计算，小麦抽穗期净灌水定额为47m3/亩，即70mm。
按管系水利用系数0.95计算，毛灌水定额为50m3/亩。
（2）设计灌水周期计算公式：T＝mη/Ep式中：T……灌水周期（天）；m……设计灌水定额（mm）；η……田间水利用系数为0.85；Ep……作物日需水量（mm/d取大田作物日需水量为5.5mm）。
灌水周期：大田作物T＝70×0.85/5.5=10.8（d）（3）灌溉制度的拟定根据理论计算，参照项目区不同作物需水规律和农民群众灌溉经验，制定项目区主要作物灌溉制度详见表2-1。
表2-1 不同作物计划采用的节水灌溉制度表2-2 灌溉用水量计算表(3)管道设计流量计算公式：Q＝10mA/Ttη式中:Q……管道的设计流量（m3/h）；m……设计灌水定额（mm）；A……控制灌溉面积（hm2）；T……灌水周期（天）；t……每天灌水小时数（小时），t取12小时；η…… 灌溉水利用系数（取0.85）根据《低压管道输水技术规范》2.4.8节，并结合当地灌溉情况，Q＝10mA/Ttη=（10×60×60）÷（15×9.3×12×0.85）=25 m3/h,确定管道设计流量为40m3/h。
1.2确定管径采用经济流速来确定管径，计算公式为：d=1.13 (Q/V)1/2根据《低压管道输水技术规范》选用经济流速V=1.2m/s，经计算d＝0.109m，故选用外径为110mm,内径为105mm的聚丙管材。
水力计算公式选用
水力计算公式选用水力计算是指利用水的流动性质进行流量、压力和速度等相关参数的计算。
在水力学中，常用的水力计算公式主要有流量计算公式、速度计算公式和压力计算公式。
下面将介绍几种常用的水力计算公式。
一、流量计算公式：1.泊松公式：流量计算公式是通过测定流速和截面积的方式来计算流量。
泊松公式是最常用的流量计算公式之一，其公式为：Q=A×v其中，Q为流量，A为流体通过的截面积，v为流速。
2.管道流量公式：当涉及到管道流量计算时，可以使用伯努利公式来计算流量，伯努利公式为：Q=π×r²×v其中，Q为流量，r为管道的半径，v为流速。
3.梯形槽流量公式：当涉及到梯形槽流量计算时，可以使用曼宁公式来计算流量，曼宁公式为：Q=(1.49/A)×R^(2/3)×S^(1/2)其中，Q为流量，A为梯形槽的横截面积，R为梯形槽湿周和横截面积之比，S为梯形槽的比降，1.49为曼宁系数。
二、速度计算公式：1.波速计算公式：在涉及到波浪速度计算时，可以使用波速公式进行计算，波速公式的一般形式为：c=λ×f其中，c为波速，λ为波长，f为频率。
2.重力加速度和液体高度差计算公式：当涉及到重力加速度和液体高度差计算时，可以使用水头计算公式，水头计算公式的一般形式为：H=v²/2g+z其中，H为水头，v为速度，g为重力加速度，z为液体的高度。
三、压力计算公式：1.应力计算公式：当涉及到液体对物体的压力计算时，可以使用应力计算公式，应力计算公式的一般形式为：P=F/A其中，P为压力，F为受力大小，A为受力的面积。
2.流体静压力计算公式：当涉及到流体的静压力计算时，可以使用静压力计算公式，静压力计算公式的一般形式为：P=ρ×g×h其中，P为压力，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为液体的高度。
以上是一些常用的水力计算公式，可以根据不同的情况和具体要求选择合适的公式进行计算。
节水灌溉管网水力计算设计图
水力计算公式选用
水力计算公式选用水力计算是指通过水力学原理和公式来计算液体在管道、河道等流动过程中的各种参数和特性。
水力计算公式是水力学研究的基础，能够用来预测流体的流速、压力、流量等参数，对水利工程的设计和运行具有重要意义。
下面介绍几种常用的水力计算公式及其选用情况。
1.流量计算公式流量是指单位时间通过其中一截面的液体体积，常用的流量计算公式有：流量计算公式为：Q=A×v，其中Q为流量，A为流动截面的横截面积，v为流速。
该公式适用于对流量有明确要求的场合，如管道流量、水库泄洪流量等。
2.流速计算公式流速是指单位时间内通过其中一截面的液体速度，常用的流速计算公式有：流速计算公式为：v=Q/A，其中v为流速，Q为流量，A为流动截面的横截面积。
该公式适用于需要计算流速的情况，如河流流速、管道流速等。
3.压力计算公式压力是指液体对单位面积所产生的压力，常用的压力计算公式有：压力计算公式为：P=γh，其中P为压力，γ为液体的密度，h为液体的压力高度。
该公式适用于计算液体的静态压力，如水塔的压力、泵站的压力等。
4.速度计算公式速度是指液体在流动过程中的速度，常用的速度计算公式有：速度计算公式为：v=√(2gh)，其中v为速度，g为重力加速度，h为液体的压力高度。
该公式适用于计算液体的速度，如水流速度、潜流速度等。
5.阻力计算公式阻力是指液体在流动过程中由于各种因素的作用而产生的阻碍力，常用的阻力计算公式有：阻力计算公式为：f=KLRV^2/2g，其中f为阻力，K 为阻力系数，L为流动的长度，R为流动的半径，V为流体的速度，g为重力加速度。
该公式适用于计算流动中的阻力，如管道流动阻力、水泵阻力等。
在选用水力计算公式时，需要根据具体情况进行考虑。
首先要了解需要计算的参数，并根据参数的性质选择相应的计算公式。
其次要考虑计算公式的适用范围和精度，以及参数的测量方法和所需数据的可获取性。
最后还要结合实际应用需求，选择合适的计算公式进行计算和分析。
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。
园林灌溉系统管网水力学计算
q = 12.5 • 0.94 • 5 • 30 = 1610L / h
2
喷头射程
• 定义： 喷头喷射出来的水滴所能达到的最远距离。国家标准喷
头试验规范”中规定，喷头的射程是指雨量桶收集的水深为 0.3mm/h(喷头流量小于250L/h的喷头为0.15 mm/h )的那一点至喷 头中心的距离，单位:m,一般用 R 表示.
1、喷灌系统的喷灌强度
• 定义：
喷灌系统单位时间内喷洒在单位面 积土地上的水量，mm/h
喷灌强度
q 1000q ρ＝ = A1 S m• S l
• 式中：q=喷头流量m3/h Sm＝支管间距m Sl＝喷头间距m
土壤的入渗速率
随着入渗时间的延长，由于入渗路径 加长，从地面到入渗锋面的水势梯度 逐渐减小，所以入渗速度it也不断地 减小，最后趋于一稳定值if,它接近于 该种土壤的渗透系数K。
0.1m
0.8m
1m
60m 0.5m B A 1m a b c C
动水压强示意图
3、管道摩擦损失
影响管道摩擦损失的因素
• • • • 流量 管道的直径与局部变化 管道长度 管道材质
4、水头损失的计算
∆H
H1 H2 H3
•
水头损失：
水流经过管道过程中机械能的损失，分为局部水头损失和沿程 水头损失。
L = 1 . 4 • 0 . 98
1 . 2 * 25 . 4 * 60 = 59 m
单喷头的喷灌强度
• 定义：
单位时间内喷洒在微小面积土地上的水量，或单位时 间内喷洒的水深, 单位：mm/h
W q•t q = ρ0 = = t • ∆A ∆A • t ∆A
式中：q=喷头的流量 ∆A ＝微小面积