在实际工程中,有时为节省投资而采用变径支管,或受地块形状影响出水口不一定是等间距和等流量,这时就需要对支管分段进行计算。
支管的水力计算往往是一个反复的过程。在喷头选型、布置和支管长度确定后,水力计算的基本流程为:计算支管流量→初设管径→计算水头损失→校核出水口处压力差是否小于等于20% H设→若超过20% H设,调整管径后重复计算→后确定支管管径。
设计时,一般不用对所有支管进行计算,可选取“危险条件”下的支管做水力计算。“危险条件”在大多数情况下发生在距首部远的支管,或系统内地形高部位的支管。若系统的压力能满足这些支管的压力要求,也就自然满足其他支管的压力要求。
各类土壤的允许喷灌强度(ρ允许)的参考值见下表:
各类土壤的允许喷灌强度(mm/h)
土壤类别
砂土
壤砂土
砂壤土
壤土
粘土
允许喷灌强度
20
15
12
10
8
喷头组合喷灌强度的计算公式为:ρ组合(mm/h)=1000q/A
式中:q为单喷头的流量(m3/h);A为单喷头的有效控制面积(m2)。
另外,土壤的允许喷灌强度随着地形坡度的增加而显著减小。如坡度大于12%时,土壤的允许喷灌强度将降低50%以上。因此,对于地形起伏的工程,在喷头选型时需格外注意。
管径的初步确定
管道的管径,特别是干管的大小对灌溉系统的总投资影响较大。管径太大,投资增加,经济上不合理;管径太小,水头损失大,需配置较大水泵,系统运行费用高,且管内流速大,易产生水击现象,对管道的安全不利。干管管径的初步估算可采用以下经验公式:
D = 11Q1/2 (Q<120m3/h时)
式中:D为管径(mm);Q为流量(m3/h)。
或采用经济流速法公式:D = 22.36(Q/V)1/2
式中:D为管径(mm);Q为流量(m3/s);V为经济流速,根据经验一
般取V≤3m/s。
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