管道系统设计

第17卷第2期水利科技与经济VoL. 17 No.22011年2月Water Conservancy Science and Technology and EconomyFeb. ,2011管道系统设计宋广旭',郭丽名2(1. 汤原县水务局,黑龙江汤原154700; 2. 大庆市松嫩工程管理处，黑龙江大庆163311)[摘要]结合实际通过管材、管径的选择,管道剖面设计、管道系统结构设计、管道各控制点.压力的确定等一系列理论数值的确定,并结合工作实践经验,着重阐述了管道系统结构设计的几个要点。[关键词]喷灌;管道设计;管道连接;管径 ;埋深[中图分类号] TV212 [ 文献标识码] B [文章编号] 1006 -7175(2011 )02 -0038 -02式中h。为同一支管上任意两喷头间支管段水头损失,m;1管材的选择0Z为该两喷头的进水口高程差,m;顺坡铺设支管时,Z可用于喷灌的管道种类很多,应该根据唢灌区的具的值为负 值,逆坡铺设支管时,0Z的值为止;h,为喷头设体情况,如地质.地形、气候.达输、供应以及使用环境和工计工作压力水头,m。作压力等条件,结合各种管材的特性及适用条件进行选同一支管上工作压力差最大的两喷头间允许的水头择。一般情况下,对于地理因定管道，可选用钢筋混凝土损失即为:管、钢丝网水泥管.铸铁管和硬塑料管。选用塑料管时- -h.≤0.2h, - 0Z定要注意.不同材质的塑料管在几何尺寸相同的情况F,当一条支管选用同管径的管子时,可直接用沿程水可承受的工作压力相差甚远。特别是在使用低密度聚乙头损失来代替其总水头损失。烯管时,一定要注意管壁的厚度。用于喷灌地埋管道的对于固定管道式喷灌系统,地輝支管的管径可以不塑料管,最好选用硬聚氯乙烯管( UPVC管)。对于地面移同,但规格不宜太多,同一条支管-一般最多变径两次。动管道,则应优先采用带有快速接头的薄壁铝合金管。2.2支管以 上各级管道管径的确定2管径的选择-般情况下,这些管道的管径是在满足下- ~级管道流敏和压力的前提下按费用最小的原则选择的。管道的当轮癯编组和轮灌顺序确定之后,各级管道在每-费用常用年费来表示。随着管径的增大,管道的投资造轮灌组进行喷酒时所通过的流址即叮知道。通常选用同价( 常用折旧费表示)将随之增高.而管道的年运行费随一级管道在各轮灌组中叮能通过的最大流量.作为本级之降低。所以应经过比较后再确定管径。管道的设计流量.依据这个设计流量米确定管道的管径。对下规模不算太大的喷灌工程,也可用如下一些经2.1支管管径的确定验公式来估算这类管道的管径:支管是指直接安装竖管和喷头的那-.级管道,亦称Q =5D2喷酒支管。支管管径的选择主要依据喷酒均匀的原则。式中 Q为管道流量,m'/h;D 为管径,m。管径选得越大，支管运行时的水头损失就越小，同一支管当Q<120 m'/h时,D =51Q"上各喷头的实际工作压力和喷水量就越接近,喷洒均匀当(≥120 m'/h时,D =45Q'2度就越接近设计状况.但这样增大了支管的投资。管径3管道纵剖面设计选得小，支管投资减少,但由于运行时支管内水头损失增大,同一支管1.各喷头的实际1.作压力和喷水敏差别增管道纵剖面设计应在系统平面布置图绘制后进行，大,结果造成田面|:各处受水量不一致,影响喷灌质量。设计的主要内容是确定各级固定管道在立面上位置及各为了保证同一支管上各喷头之间的工作压力差≤20% :同种管 道附件的位置。管逍的纵削面应求平顺,减少折-支管上任意两个喷头之间的工作压力差应在设计工作点,有起伏时应避免产生负压。压力的20%以内。若支管铺设在地形起伏的地面上,则3.1 埋深及坡度其最大的工作压力差并不见得发生在首末喷头之间。考荷载和机耕要求虑地形高差0Z的影响时上述规定表示为:确定。中国煤化工~ 1.2 m;在农村h. + AZ≤0.2h,机桃道CNMHG冷地区,埋深应在[收稿日期] 2010-11-20 .[作者简介]米广旭(1982 - ).男,黑龙汇汤原人,助理工.程师;郭丽名( 1976-),男,黑龙江大庆人, T.程师.一38-宋广旭，等:管道系统设计第2期最大冻土层深度以下。管道坡度不得超过1:1,常用的是了依据,更重要的是为指导系统正确运行提供了基础数控制在1:1.5-1:3以下。若为土基,应视土质的均匀密居。实程度来定,尽量采用原土基或进行夯实后冉铺管。若根据国家标准(GBJ 85 - 85)中任何喷头的实际工作土质很差,管径义大,还应设置由浆砌砖石或混凝土砌筑压力不得低于设计L作压力的90%的规定,以及同- -支的支墩支撑管道。管上两喷头间允许的最大压力降为喷头设计工作压力的3.2管道连接及 附件20%的规定,支管入口压力应保证任-喷头的实际工作压地埋管道的连接多采用承插或粘接的形式,转向处力在喷头设计工作压力的90% ~ 110%的范围之内。用弯头,分水处用三通或四通,管径改变处用异径接头，确定入口压力常用卜面介绍的计算方法近似确定。管道末端用堵头。为方便施T.和安装,同类管件应考虑5.1 按支管 上工作压力最低的喷头推算其规格尽量统一。计算公式为:为了按计划进行输水、配水,管道系统上应装置必要H生=H', + 0Z +0.9h,的控制阀。各级管道的首端应设进水阀或分水阀;当管式中H&为支管人口的压力水头,m;H",为用多口系数法道过长或压力变化过大时,应设-一个节制阀。自乐喷灌计算的支管相应管段的沿程水头损失,m;OZ为支管入口系统的进水口和各类水泵吸水管的底端应分别设置栏污地面高程到1.作压力最低的喷头进水口的高程差,顺坡栅和滤网,管道起伏的高处应设排气装置,管道起伏的低时 为负值,m;h,为喷头设计[.作压力水头,m。处及管道术端应设泄水装置,管道可能发生最大水锤压5.2按降低 0. 25h盾r,未来计算力处应设置安全阀。Hx=H',+ 0Z +h, -0. 25hm.*管道纵剖面设计后应绘出管道纵剖面图。在管道纵式中hm.为支管上首末两喷头间管段的沿程水头损失,剖面图中,通常高程比例尺取1: 100或1: 200;水平距比n。例尺取1:1 000或1:2 000。此方法适用于支管沿线地势平坦且支管上喷头数较4管道系统结构设计多(N>5)的情况。各级管道的半面位置和立面位置确定后,即可进行计算出支管入口的压力后.即可根据系统在各轮灌组运行时的流量，分别计算各分干管、干管的沿程水头损管逍系统的结构设计。设计时应注意:失,最后计算出各控制点在各轮潍组作业时的压力。(1)竖管的高度应以作物植株不阻碍喷头的正常喷洒为最低限。6结论(2)管道的适当位置应留有安装压力表的测压孔,以管道式喷灌系统在早田节水灌溉工程中应用广泛。监测管网压力是否达到设计要求。(3)地埋管道的阀门处建阀[ J井,阀门井的尺寸以便较好地掌握管道系统结构设计要点,叮以降低系统工程造价，确保工程充分发挥效益,加快早田喷滞节水灌溉技于操作检修为宜。术的全面推广。(4)对温度和不均匀沉陷比较敏感的固定管道应设柔性接头。柔性接头间隔距离应视管材.管径、地形.地基[参考文献]等情况确定。[1]施金亮.窦以松.朱尧洲.喷灌设备与喷灌系统规划(5)对于管径较大或管坡较陡的固定管道,为了稳定设计[ M].北京:中国水利电力出版社,1979.管道位置,在管道的变坡.转弯的分界处应设镇墩。[2]刘耀泉。喷灌微灌设备使用与维修[M].北京:中5管道系统各控制点压力的确定国农业出版社,2000.[3] GBJ 81 - 85 ,喷灌工程技术规范[S].管道系统各控制点的压力是指支管、分干管、干管入[4] 刘耀泉.喷灌与微灌设备[M].北京:中国水利水电口和其他特殊点的侧管水压力。通常设有调节阀门和压出版社1998.力表,以保证系统正常运行。计算各控制点在不同轮灌[5] SL 207 -98,节水灌溉技术规范[S].组作业时的压力水头并列表表示,不仅为选掸水泵提供(编辑:杨文)中国煤化工MYHCNMHG-39-