第13章 滴灌系统的水力设计.doc

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1、第13章 滴灌系统的水力设计水力设计的主要目的是使整个滴灌系统滴头流量保持适当的均匀性。设计过程应遵守从下游到上游的原则，从滴头开始，然后是毛管，再次是支管，最后是干管。第节 滴头的选择滴头是滴灌系统的心脏，一个滴灌工程设计的好坏，在很大程度上首先取决于滴头选择的正确与否，它不仅决定着工程投资的大小，也决定着管理是否方便和灌溉质量的优劣。滴头性能指标详见第3章3.4.2，滴头水力学见第4章第2节。选择滴头应遵循以下原则：13.1.1应考虑的因素滴头选择受多种因素的制约和影响，主要凭借设计人员的经验并通过计算、分析来确定。作物种类和种植模式不同的作物对灌水的要求不同，相同作物不同的种植模式对灌水

2、的要求也不同。如条播作物，要求带状湿润土壤，湿润比大；而对于果树及高大的林木，其株、行距大，需要绕树湿润土壤。作物不同的株行距种植模式，对滴头流量、间距要求也不同。土壤质地土壤质地对滴灌入渗的影响很大，对于砂土，宜选用较大流量的滴头，以增大水分的横向扩散范围。对于粘性土壤宜选用流量小的滴头，以免造成地表径流。工作压力及范围任何滴头都有其适宜的工作压力和范围。工作压力大，对地形适应性好，但能耗大，例如压力补偿式滴头就需要较高的工作压力；一次性薄壁滴灌带就不能承受较高的工作压力；温室、大棚需要的工作压力就更低。流量压力关系压力与流量变化之间的关系是灌水器的一个重要特征值。流量指数变化在01之间，完

3、全补偿灌水器0，紊流灌水器=0.5，层流灌水器1。值越大，流量对压力的变化越敏感。目前，层流灌水器已被淘汰，国内外大量使用的滴灌灌水器的流量指数，滴头和滴灌管一般在0.20.5之间；滴灌带一般在0.40.6之间。制造精度滴灌的出水均匀度与其制造精度密切相关，在许多情况下，滴头的制造偏差所引起的流量变化，有时超过水力学引起的流量变化。对温度变化的敏感性滴头流量对水温的敏感程度取决于两个因素：水流流态，层流型滴头的流量随水温的变化而变化，而紊流型滴头的流量受水温的影响小；滴头的某些零件的尺寸和性能易受水温的影响，如压力补偿滴头所用的弹性片。对堵塞的敏感性滴头对堵塞的敏感性主要取决于滴头的流道尺寸和

4、滴头内的水流速度。抗堵塞能力差的滴头要求高精度的过滤系统，就可能增大系统的造价。滴头流道大、流速高，抗堵塞能力强，但流量将加大，也将增大系统造价。价格一个滴灌系统有成千上万的滴头，其价格的高低对工程投资的影响很大。13.1.2应遵循的原则滴头类型的选择一年生大田作物（棉花、加工番茄、玉米等）及大面积栽培的露地蔬菜、甜西瓜，应选用一次性滴灌带； 葡萄、啤酒花和密植果园，一般采用滴头出水量合适、可多年使用的滴灌管；保护地栽培，宜选用专用小直径滴灌管或滴灌带；中等以上间距果树视每棵数需要滴头的多少，灵活选用适合的滴头；沿毛管铺设方向地形平坦、铺设长度短情况下，拟选择非压力补偿式滴头；沿毛管铺设方向地

5、形复杂、铺设长度长情况下，拟选择压力补偿式滴头。滴头流量的选择滴头流量选择的主要依据是土壤质地，为了降低系统投资，在可能的情况下应选择小流量滴头；在毛管和滴头布置方式确定的情况下，所选滴头流量必须满足湿润比的要求；满足灌溉制度的要求。在水量平衡的前提下，如果在规定的灌水周期内和系统日最大允许工作小时数内，不能将整个灌溉面积灌完，在不增加滴头数量的情况下，就需要重新选择更大流量的滴头（显然，这将显著增加系统的投资费用，极不合理，是不得已之举）。滴头性能质量的选择尽可能选用紊流型滴头；选择制造偏差系数Cv值小的滴头；选择抗堵塞性能强的滴头；选择使用年限长而价格低的滴头。 第节 滴灌系统工作制度与轮

6、灌组划分13.2.1滴灌系统工作制度分类滴灌系统的工作制度有续灌、轮灌和随机取水3种情况。工作制度影响着系统的工程费用。在确定工作制度时，应根据系统大小、作物种类、水源条件、管理模式和经济状况等因素做出合理的选择。续灌续灌是同时灌溉灌区内所有作物的一种工作制度。在灌溉面积小的灌区，例如小于6.67hm2的果园，种植单一的作物时可采用续灌的工作制度。续灌较大的滴灌系统通常采用轮灌的工作制度。一般是将若干灌水小区分成若干组，由干管轮流向各灌水小区供水。随机取水当灌水小区很多，且各自的用水时间无法预计时。例如保护地栽培基地大棚温室群，往往有几十座甚至几百座温室或大棚。各温室大棚栽种的作物种类繁多，时

7、间也前后不一；即使同一温室或大棚，受市场的影响或作物倒茬的需要，今年和明年所种的作物可能不同；即使种同种作物也有种植早晚的不同，而同种作物的生育阶段不同。在这种情况下应采取能适应随机取水的供水方式进行设计。关于续灌和轮灌的经济性问题，在第6章第3节已有详细论述，请参阅。13.2.2轮灌组划分应遵循的原则控制面积相等每个轮灌组控制的面积应尽可能相等或接近，以便水泵工作稳定，提高动力机和水泵的效率，减少能耗。与管理体制相适应轮灌组的划分应照顾农业生产责任制和田间管理的要求，尽可能减少农户之间的用水矛盾，并使灌水与其他农业技术措施加施肥、修剪等得到较好地配合。方便管理为了便于运行操作和管理，手动控制

8、时，通常一个轮灌组管辖的范围宜集中连片，轮灌顺序可通过协商自上而下或自下而上进行。降低管网造价可能情况下，应分散干管流量并尽量减少轮灌次数。在采用自动控制时，为了减少输水干管的流量，宜采用插花操作的方法划分轮灌组。13.2.3轮灌组的划分方法轮灌组的个数取决于灌溉面积、系统流量、所选滴头的流量、日运行最大小时数、灌水周期和一次灌水延续时间等。首先利用式（13-1）粗估轮灌组个数。 （13-1）式中：整个灌溉面积上的滴头总流量，m3/h； 水量平衡要求的最小系统设计流量，m3/h。但最大轮灌组数目应满足： （13-2）式中：最大轮灌组数目； 系统日最大运行时数，h； 最大设计灌水周期，d； 一次

9、灌水延续时间，h。如果N不为整数，可采用两种办法：一是水源供水允许的情况下，增大水泵流量，但不宜增大过多，否则会增大系统投资；二是微调滴头设计水头来调节滴头流量，使式13-1计算值为整数。第节 滴灌管道水力计算常用公式滴灌管道水力计算公式在第4章已进行详细论述，此处仅简单介绍常用公式。13.3.1沿程水头损失计算实际使用的滴灌系统管路，其水流流态几乎均为光滑紊流。推荐采用勃拉休斯（Blasius ）公式： （13-3）式中：水头损失，m； 水的运动粘度（运动粘滞系数），cm2/s；根据进入管路的水温由表13-1选用； 流量，L/h； 管道长度，m； 管道内径，mm。 表13-1 不同水温时的运

10、动粘度（粘滞性系数）水温（）（cm2/s）水温（）（cm2/s）0510150.01780.01520.01310.0114202530350.01010.00900.00800.006613.3.2多孔出流管的沿程水头损失计算因为毛管和支管均属多孔出流管，为简化计算，先假设所有的水流都通过管道全长，计算出该管路的水头损失，然后再乘以多孔系数。目前，全等距、等流量多孔管的多孔系数近似计算通用公式是克里斯琴森（Christiansen）公式： （13-4）式中：多口系数； 管道上出水口数目； 流量指数，层流=1，光滑紊流层流=1.75，完全紊流=2； 进口端至第一个出水口的距离与孔口间距之比。表

11、13-2 滴灌管道多口系数值表=1.75=1.75=1.75=1=0.5=1=0.5=1=0.52345678910111213140.6500.5460.4980.4690.4510.4380.4280.4210.4150.4100.4060.4030.4000.5330.4560.4260.4100.4010.3950.3900.3870.3840.3820.3800.3790.378151617181920212223242526270.3980.3950.3940.3920.3900.3890.3880.3870.3860.3850.3840.3830.3820.3770.3760.3

12、750.3740.3740.3730.3730.3720.3720.3720.3710.3710.3712829303234364045506070801000.3820.3810.3800.3790.3780.3780.3760.3750.3740.3720.3710.3700.3690.3700.3700.3700.3700.3690.3690.3680.3680.3670.3670.3660.3660.365【例13-1】有一滴灌支管，内径，管长，上面有20个出水口，出水口的间距，每个出水口的流量，水温。试计算该支管的沿程水头损失。解：由表13-1，当水温时，水的粘滞性系数，由公式13-

13、3：（m）由表13-2，多口系数，因此：该支管沿程水头损失（m）。13.3.3局部水头损失计算在滴灌系统中，各种连接管件：接头、旁通、三通、弯头、阀门等，以及水泵、过滤器、肥料罐等装置都产生局部水头损失。局部水头损失计算详见第4章（4.3.4）。可采用式13-5进行计算。 （13-5）式中：局部水头损失，m； 管内平均流速，m/s； 重力加速度，9.81m/s2； 局部损失系数，见表13-3。表13-3 局部水头损失系数值表直角进口0.5渐细接头0.1分流三通1.5喇叭进口0.2渐粗接头0.25直流分三通0.10.5滤网23逆止阀1.7斜三通0.150.30带底阀滤网58全开闸阀0.10.5断

14、面突大(1+2/1)2900弯头0.20.3直流三通0.1断面突小(0.52/1)450弯头0.10.15折流三通1.5出口1注：为断面面积。如有条件，干管上的局部水头损失最好进行计算确定。如参数缺乏，干支管的局部水头损失可按沿程水头损失的5%10%计算，即局部水头损失扩大系数为1.051.1；毛管的局部水头损失根据滴头与毛管连接时其内壁的阻力情况，可取沿程水头损失的10%20%，即局部水头损失扩大系数取1.11.2。水表、过滤器、施肥装置等产生的局部水头损失应使用企业样本上的测定数据。第节 灌水小区的水力设计规范规定，一条支管所控制的面积称为一个灌水小区。它是滴灌系统的最基本设计单元，一个滴

15、灌系统，特别是大型滴灌系统往往由很多个进口压力一样的灌水小区所组成。关于灌水小区的基本概念问题在本书第6章已进行了详细论述。13.4.1灌水小区中允许水头差的分配灌水小区中水头差由支管水头差和毛管水头差两部分所组成，它们各自所占的比例由于所采用的管道直径和长度不同，可以有许多种组合，因此存在着水头差如何合理地分配给支管和毛管的问题。允许水头差的最优分配比例受所采用的管道规格、管材价格、灌区地形条件等因素的影响，应通过技术经济比较确定（详见第6章）。规范规定，均匀坡情况下的分配比按张志新公式（13-6）进行计算。 （13-6） （13-7）式中：允许水头偏差分配给支管的比例； 允许水头偏差分配给

16、毛管的比例； 灌水小区允许的压力水头差，m； 、支管长度和毛管长度，m； 、沿支管和沿毛管地形比降； 支管上毛管布置系数，单侧布置时为1，双侧布置时为2； 支管上单侧毛管根数；指数，由管道价格与管内径（mm）按6-11式回归求出。为了简化计算将国内主要滴灌管材生产厂家近期的和值列于表13-4中可参考使用。表13-4 国内主要生产厂家滴灌管材管径指数表生产厂家U-PVC管直径范围（mm）管径指数值宝硕屯河天业5040020400203551.95811.88991.42750.200.200.36注： 0.4MpaU-PV管，按7500元/吨计算。显然，在无坡度情况下，康公式形式为： （13-8

17、）符号意义同前。 上述分配方法是将压力调节装置装在支管进口的情况，故允许水头差分配给支、毛管两级。当在毛管进口安装调压装置时，可使各毛管获得均等的进口压力，支管上的水头变化不再影响灌水小区内滴头出水的均匀度。因此，允许水头差可全部分配给毛管，即： （13-9）这种做法虽然要求支管上有较高的工作压力且安装比较麻烦，但可以使支管和毛管的使用长度加长，有利于降低管网投资。 【例13-2】某滴灌系统设计滴头流量偏差率，现有两种滴头，第一种滴头的流量压力关系为，第二种滴头的流量压力关系为，设计工作水头均为，试求灌水小区中支、毛管允许的水头差。支、毛管长度分别为60m和90m，毛管根数40条，支管铺设方向

18、地面坡度为0，毛管顺坡单向布置其地面坡度为1%，试求支、毛管各自的允许水头差。解：第一种滴头，。允许的最大水头 （m）允许的最小水头 （m）灌水小区允许的最大水头差为：（m）分配给支管的允许水头差计算：若采用宝硕管材，由表13-4，=0.20，代入所给数据由式13-6：由式13-7：，因此，支、毛管的允许水头差为： （m） （m）第二种滴头，。允许的最大水头 （m）允许的最小水头 （m）灌水小区允许的最大水头差为：（m）分配给支管的允许水头差计算：若采用宝硕管材，由表13-4，=0.20，代入所给数据由式13-6：由式13-7：，因此，支、毛管的允许水头差为： （m） （m）【例13-3】上例

19、中，若已知滴头制造偏差为5%，每棵树安装6个滴头，要求设计灌水均匀度试求灌水小区允许的最大水头差。解：第一种滴头，设计水头时，滴头设计流量。 （L/h） (m) (m)第二种滴头，设计水头时，滴头设计流量。 （L/h） （m）由上述两例结果明显看出，选用值小的滴头，可以有较大的允许水头差，当毛管直径和要求的灌水均匀度一定时，可以增加毛管铺设长度。13.4.2毛管极限孔数和极限长度毛管极限孔数的计算1）平坡条件下，依据规范4.3.6按式13-10计算： （13-10）式中：毛管极限孔数； 将括号内实数舍去小数成整数； 毛管允许水头差，m； 毛管内径，mm； 水头损失扩大系数，为毛管总水头损失与沿

20、程水头损失的比值，一般取=1.11.2； 毛管上滴头的间距，m； 滴头设计流量，L/h。 2）均匀坡时，依据规范附录C按下列步骤计算：降比由式13-11计算： （13-11）式中：摩阻系数，一般取； 其余符号意义同前。压比由式13-12计算： （13-12）计算极限孔数：A、当降比1时，按式13-13试算： （13-13）式中符号意义同前。B、当降比1时，按下述方法确定极限孔数：a计算。 （13-14）b. 计算 （13-15）c. 根据值，试算：当1时， （13-16）当1时， （13-17）毛管极限长度的计算毛管极限长度可按下式计算： （13-18）上述各公式中：为毛管进口至第一个滴头（出

21、水孔）的距离，m；其余符号意义同前。【例13-4】某果园果树株距为，采用内径为16mm的毛管，每棵树安装6个带微管的滴头，滴头流量压力关系为，设计水头，滴头设计流量2L/h，滴头流态指数，局部水头损失扩大系数，试求地形坡度为0时，设计流量偏差率分别为和时的毛管的最大允许铺设长度。解：毛管上每个出水孔的流量（L/h）。1）时，计算毛管允许的最大水头差当时，【例13-1】已求得灌水小区允许的最大水头差为：，平坡情况下毛管允许的最大水头差为：由式13-10计算毛管极限孔数由式13-18计算毛管极限长度（m）2）时，计算毛管允许的最大水头差当时，灌水小区允许的最大水头差为： （m）毛管允许的最大水头差

22、为：由式13-10计算毛管极限孔数由式13-18计算毛管极限长度（m）由本例结果可以明显看出，允许流量偏差率越大，毛管的极限长度越长。13.4.3毛管实际长度在进行田间管网布置时，许多情况下毛管不能按极限长度布设，而按照田快的尺寸并结合支管的布置进行适当的调整。但实际长度必须小于极限长度。然后根据毛管的实际铺设长度，考虑地形坡度后计算出毛管实际的水头差，此时支管的允许水头差变为： （13-19）13.4.4均匀坡双向布置毛管时，上下坡毛管长度的确定支管平行于等高线布置，毛管铺设方向为均匀坡、且毛管在支管两侧双向布置时，由于地形高差的存在，为提高灌水均匀度，降低系统造价，上坡毛管和下坡毛管的铺设

23、长度应该上短下长。各自的长度，应在使上下坡毛管末端的水头相同或接近的原则下，通过试算确定。现通过下例进行说明。【例13-5】一矩形地块 （60m140m），长边方向地形高差2m，支管平行于等高线布置，毛管垂直于等高线布置，毛管采用双向布置，如图13-1所示。毛管上滴头间距为Se=0.5m，滴头流量为q=2 L/h。毛管内径 15.2mm毛管末端工作压力为h末端=9m，试确定上下坡毛管各自的铺设长度（确定支管位置）。解：1）假定毛管上下坡长度均为70m，即支管布置在地块中间。对于下坡毛管：下坡毛管滴头数为：；下坡毛管进口流量：（L/h）；多孔系数；毛管水头损失为： （m）毛管末端工作压力：毛管末

24、端至进口处地形高差为：；毛管进口水头为：（m）对于上坡毛管：毛管长度和下坡毛管相同，毛管水头损失也与下坡毛管相同，即：毛管水头损失为：（m）管末端工作压力：毛管末端至进口处地形高差为：；毛管进口水头为：（m）图13-1 支管位于地块中央时，毛管水头分布示意图 2）改变上下坡毛管铺设长度进行试算，直至毛管进口压力相同。计算结果见表13-2。当上坡毛管长度，下坡毛管长度时，可使上下坡毛管进口压力相同，末端压力也相同。必须注意的是：上面所计算单侧毛管的水头差必须小于毛管允许的最大水头差。如果超过，应减小毛管长度重新进行计算。图13-2 上下坡毛管进口压力相同，末端压力也相同时的支管位置表13-5 上

25、下坡毛管铺设长度计算表参数符号单位第一次试算第二次试算第三次试算逆坡顺坡逆坡顺坡逆坡顺坡毛管长度Lm7070509031.5108.5毛管流量Qm3/h0.280.280.200.360.130.43出水口数目N个14014010018063217多孔系数F0.3650.3650.3650.3650.3650.365毛管水头损失hfm0.620.620.251.240.072.07毛管末端水头Hminm9.09.09.09.09.09.0地形高差Zm1.00-1.000.71-1.290.54-1.55毛管进口水头H毛m10.628.629.968.959.529.52 结论：上坡毛管铺设长度

26、，下坡毛管铺设长度。第节 各级管路的流量计算13.5.1毛管流量毛管进口流量为： （13-20）式中：毛管进口流量，L/h； 毛管上的滴头（或滴头组）数目；线源滴头为毛管长度，m； 毛管上的滴头（或滴头组）流量，L/h；线源滴头为单长流量，L/hm；若毛管上滴头(或滴头组)平均流量（线源滴头为平均单长流量）为，则： （13-21）如果根区在一次灌水延续时间内用最小流量可以得到完全灌溉，则： （13-22）式中：毛管上的滴头（或滴头组）最小流量，L/h；线源滴头为单长流量，L/hm； 灌溉水利用系数。为简化计算，可将滴头设计流量视为滴头平均流量计算毛管流量，即： （13-23）史中：毛管上滴头（

27、或滴头组）设计流量，L/h；其余符号同前。13.5.2支管流量 单向分水任一段支管P的流量为： （13-24）式中：第i条毛管进口流量，L/h； 支管上最末一条毛管号。支管进口流量（P=1）为： （13-25）同毛管一样，因为沿支管压力水头的变化，毛管进口无压力流量调节设备情况下，事实上各毛管进口的流量也是不一样的。为简化计算，将视为个毛管进口的平均流量，则： （13-26）双向分水任一段支管P的流量为： （13-27）式中：、分别为第条毛管左边毛管和右边毛管的进口流量，L/h。支管进口流量（P=1）为： （13-28）为简化计算，将视为个毛管进口的平均流量，则： （13-29）式中：、分别为

28、左右侧毛管上的滴头数； 整条毛管上的滴头数。13.5.3干管流量采用轮罐方式的滴灌系统图13-3 轮罐方式示意图为了减小干管尺寸，一般均采用轮灌方式进行设计。如图13-3所示，干管上有8条支管，为田块编号，若分为4个轮灌区进行轮灌，且轮灌区划分如下：第1轮灌区：第2轮灌区：第3轮灌区：第4轮灌区：则各段干管的流量如下：第1轮灌区浇水时：第2轮灌区浇水时：第3轮灌区浇水时：第4轮灌区浇水时： 干管的设计流量如下：取、当中最大者；取、当中最大者；取；取、当中最大者；取、当中最大者；。随机取水方式的滴灌系统按轮灌方式供水设计的干管，比较经济。但当系统中有多个用户情况下，常感使用不便。特别是在当前农业

29、生产普遍实行联产承包责任制情况下，各用户在用水时间上常常发生矛盾。要求设计成各用户无论什么时候需要，都可进行灌溉的系统。随机取水干管流量一般采用克莱门特（Clement）公式进行计算： （13-30） （13-31）式中：随机取水情况下干管或系统的流量； 系数； 按连续灌溉推求的干管或系统流量； 系统运行系数，为干管每日的工作小时数。对于滴灌，一般不小于0.667，对于温室大棚应取更大值，建议取0.917； 系统运行保证率参数（见表13-6），对于滴灌，保证率一般选用9599%，相应的值为1.6352.327，建议温室大棚取大值； 干管上同时供水的支管数，为支管流量； 干管上的支管总数。表13

30、-6 参数值系统运行保证率参数70808590959999.90.5250.8421.0331.2821.6452.3273.09克莱门公式是假定从干管上分水的全部支管都是具有相同的运行频率和流量而推导出来的。实践中，一般情况下都将各支管控制面积规划成完全一样并种同种作物外，如遇各支管流量不一样情况，可将支管分组。流量一样或接近一样的分为一组，按小组进行计算，得出小组流量，然后将各小组流量相加即为干管设计流量。第节 毛管设计向各个滴头(或滴头组)供水的管路称为毛管管路。滴灌管和滴灌带是一种滴头和毛管本身结合为一体的毛管管路。毛管管路与一般管路相比有如下特点：毛管管路上的流量是沿程逐渐减小的，一

31、般管末流量为零；使用毛管一词时，通常意味着毛管管路和它上面的滴头。滴头的形式（点源滴头或线源滴头）和种类、滴头与毛管连接方式及滴头的间距是各不相同的，因而各种毛管管路的输水阻力也大不一样。由于毛管直径较小，局部水头损失往往较大，时间时必须予以充分考虑。沿毛管长度方向滴头流量的变化受到制造偏差和水压变化的巨大影响。滴头和毛管的制造偏差可在实验室进行测试，也可从生产厂家的报告中得到。在通常实践中，制造偏差和水压变化是分开处理的。这就是说挑选制造精良的滴头和毛管进行设计时，只需根据水压变化进行设计。13.6.1毛管设计的方式和方法毛管的设计方式有三种：整条毛管的管径不变，采用水头损失可以变化的滴头，

32、以补偿压力的变化;管径不变，采用固定流量滴头，但限制毛管长度，以使压力变化不超出设计范围；采用固定流量滴头，用几种不同管径的毛管，以适应压力的变化。第一种方式只适用于安装微管滴头，第三种方式安装施工比较麻烦。由于滴灌技术的发展，新型滴灌设备的大量涌现，现一般均采用第二种方式进行设计。如第五章所述，毛管上的压力变化是由摩擦损失和线路坡度共同确定的。因为对于等距离安装的给定滴头，能坡线是一条曲线，在均匀坡度情况下，管坡线是一直线，所以压力的变化是肯定无疑的，它必将引起毛管长度方向上的滴头流量变化。毛管设计的主要标准，就是要达到满意的滴头流量变化或均匀系数。毛管设计应满足如下两个条件：一是毛管上诸滴

33、头的平均工作压力（流量）与设计工作压力（流量）相吻合；二是要求毛管的最大压力偏差小于允许压力偏差。当滴头和滴头间距根据作物需水量和土壤情况选定后，在毛管长度给定情况下，毛管进口断面的总流量就能确定。为了选择毛管断面尺寸，可用公式（444）和（445）分别计算均匀和非均匀坡度情况下的压力变化。当压力变化H已知时，滴头流量的变化可用公式（456）确定。可通过两种途径获得适当的毛管设计。一种是选择给定流程长度的毛管尺寸，使其能在希望的均匀度范围内，供给作物所需要的水分；另一种是当毛管规格限制在某一专门尺寸时，根据给定的流量和地面坡度确定最大毛管长度。毛管内径范围一般在820mm之间。可通过水力计算或

34、设计图表进行设计。13.6.2非压力补偿式滴头毛管设计毛管铺设方向为平坡毛管长度给定确定需要的毛管直径当毛管长度给定、灌水小区允许压力差和分配给毛管的比例确定的情况下，毛管的允许水头损失是确定的。根据式13-3，考虑了多口系数后的计算公式为： （13-32）式中：水头损失，m； 水的运动粘度（运动粘滞系数），cm2/s；根据进入管路的水温由表13-1选用； 流量，L/h； 管道长度，m； 管道内径，mm； 多口系数，由13-4计算求得。用于毛管，式13-32可写为： （13-33）式中：所需毛管内径，mm； 水的运动粘度（运动粘滞系数），cm2/s；根据水温由表13-1选用； 毛管入口流量，L

35、/h； 毛管允许水头损失，由灌水小区水力设计确定，m； 考虑了局部水头损失的毛管计算长度，m； 实际毛管长度，m； 多口系数，由13-4计算求得。【例13-6】某果园果树株行距均为，支、毛管长度分别为和，每棵树安装6个带微管的滴头，滴头设计流量2L/h，滴头流量压力关系为，设计水头，局部水头损失扩大系数，支、毛管方向地形坡度均为0，灌溉期水温20，设计流量偏差率为时，求所需要的毛管内径。解：计算灌水小区和毛管的允许水头差由式11-20：允许的最大水头 （m）允许的最小水头 （m）灌水小区允许的最大水头差为：（m）分配给支管的允许水头差计算：若采用宝硕管材，由表13-4，=0.20，代入所给数据

36、由式13-8：由式13-7：，因此，支、毛管的允许水头差为： （m） （m）求所需要的毛管内径一棵树6个滴头，株距5m，毛管长度为162.5m有树32棵，一条毛管上的滴头数为326=192个，由表13-2，；由式13-23，；水温20由表13-1，；，由式13-33： 选用内径15mm的聚乙烯微灌管材即可。毛管直径给定确定毛管铺设长度用式13-10和式13-18进行计算，见本章13.4.2【例13-4】。毛管铺设方向为均匀坡毛管长度给定确定需要的毛管直径采取初选毛管直径用式13-1113-18进行试算的办法，确定给定长度毛管所需要的直径。【例13-7】某果园果树株行距均为，支、毛管长度分别为和

37、，每棵树安装6个带微管的滴头，滴头设计流量2L/h，滴头流量压力关系为，设计水头，局部水头损失扩大系数，支、毛管方向地形坡度均为1%，灌溉期水温20，设计流量偏差率为时，求所需要的毛管内径。解：1、计算灌水小区和毛管的允许水头差由式11-20：允许的最大水头 （m）允许的最小水头 （m）灌水小区允许的最大水头差为：（m）分配给支管的允许水头差计算：若采用宝硕管材，由表13-4，=0.20，代入所给数据由式13-6：由式13-7：，因此，支、毛管的允许水头差为： （m） （m）2、求所需要的毛管内径假设所需要的毛管直径，由式13-11：由式13-12：由式13-14：由式13-15： 因为，由式13-16： 整理后得：通过试算求得，由式13-18：与给定的毛管长度相符合，即所需要的毛管内径为：。毛管直径给定确定毛管铺设长度【例13-8】某果园果树株距为，采用内径为15mm的毛管，每棵树安装6个带微管的滴头，滴头流量压力关系为，设计水头，滴头设计流量2L/h，滴头流态指数，局部水头损失扩大系数，试求地形坡度为1%、毛管允许水头差时的毛管最大允许铺设长度。解：计算降比：已知，由规范直径大于8mm的PE管，由式13-11：计算压比：由式13-12：，由式13-14：由式13-15： 计算极限孔数：因为，由式13-16： 整理后得：通过试算求