自压微水头膜下软管灌溉.doc

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1、自压微水头膜下软管灌 1目录序言4第1章 定义和原理51.1定义和原理51.2组成与结构5第2章 适用范围62.1作物62.2地形坡度62.3灌溉水质62.4水位压差6第3章 规划及田间布置73.1多孔软管铺设长度的确定73.1.1实验室测试成果73.1.2分析计算成果83.1.3推荐软管铺设长度103.2干管、支管的布置103.2.1三级管网103.2.2二级管网113.3多孔软管的布置123.3.1铺设间距的确定123.3.2软管组布设方式15第4章 多孔软管的水力学特性164.1多孔管的水力计算164.1.1沿程水头损失的计算164.1.2沿程压力水头的计算194.2多孔软管的水力计算2

2、04.2.1自压微水头软管灌软管的特点204.2.2入口流量和平均单孔流量计算公式204.2.3沿程出水孔流量计算公式214.2.4多孔软管流量计算公式224.2.5多孔软管沿程水头损失的计算22第5章 自压微水头软管灌的水力设计235.1多孔软管的管型选择和铺设间距的确定235.1.1一般原则235.1.2验算多孔软管的供水强度I235.2水量平衡计算235.3多孔软管铺设长度的确定245.3.1计算法245.3.2经验法245.4灌溉制度的确定和轮灌组的划分255.4.1设计灌水定额255.4.2设计灌水周期255.4.3灌水历时265.4.4轮灌组的划分265.5设计流量与设计水头285

3、.5.1设计流量推算285.5.2设计水头285.6支、干管管径的选择29第6章 自压微水头软管灌系统设计实例306.1设计步骤306.2三级管网系统设计实例316.2.1基本资料316.2.2 系统规划设计326.2.3水力计算366.2.4验算426.3二级管网系统设计实例426.3.1基本资料426.3.2系统规划设计436.3.3水力计算476.3.4验算48第7章 软管灌系统的施工和运行管理497.1自压微水头软管灌的施工497.1.1播种前的准备工作497.1.2软管的铺设497.1.3软管的连接497.1.4干管与斗渠的连接507.2自压微水头软管灌系统的运行管理507.2.1系

4、统运行507.22软管灌灌溉制度51第8章 自压微水头软管灌的成本和效益528.1自压微水头软管灌成本分析528.2自压微水头软管灌使用效果55结束语57第1章 定义和原理1.1定义和原理自压微水头软管灌溉系统从渠道中水流供水，利用其与田间地面的水位压差灌溉水进入铺设于地表的三级（干管支管多孔软管）或二级（支管多孔软管）PE塑料软管系统，由毛管上的出水孔流出，通过作物根部附近地表渗入根层土壤，供作物吸收。该技术不同于传统地面灌，它的主要特点有三：其一，属局部灌溉的一种形式。灌水量比地面灌小，且灌水质量相对较高；其二，自压。利用渠道水面与田间地面的水位差灌溉，不需动力；其三，微水头。多孔软管入口

5、压力水头仅2030。它的主要优点是：无须动力，技术相对简单，用户易于掌握，一次性投入远低于喷灌和滴灌。自压微水头软管灌溉系统一般是以一个自然农田地块为一个灌溉区。在播种时同时铺设多孔软管和地膜，而后人工铺设干管、支管（三级系统）；干管（二级系统时为支管）铺设时要选择地势较高处，与农渠直接相连，进水口需加纱网进行简单过滤；干管和支管用四通接头连接（三级系统），接头上部不密闭，以起到排气作用并防止管网中水压过大而爆管；多孔软管与支管用简易接头相连。1.2组成与结构自压微水头软管灌溉系统由水源、斗农渠、简易过滤设施、节制闸、施肥箱、干管、支管、毛管，即多孔软管等部分组成，田间布置形式分鱼骨形和梳形两

6、种方式。现将主要组成部分介绍如下（以下均以三级系统进行描述）：1、节制闸、施肥箱：节制闸是农渠与主管连接处的重要设施，主要作用是调节和控制渠道水位以调节和控制主管进水量的大小。在节制闸上方设置一个施肥箱，需要施肥时通过施肥箱将肥料溶液均匀连续地注入主管，肥料随水通过灌溉管网系统进入作物根区土壤。施肥量的大小根据作物需要量和水流大小，由施肥箱上的流量表控制。2、干管：一般沿条田中心纵向布置，干管的首端与斗农渠上的节制闸相接，入水口装有过滤网和量水设备，尾部与条田最后一个灌水地段的支管相连。干管直径一般为380和330两种规格（折径分别为600和520），壁厚0.170.18，用高压聚乙烯吹塑而成

7、。3、支管：一般沿条田横向布置，用四通或三通与主管垂直相接。支管直径一般为240（折径380），壁厚0.130.15。支管间距取决于多孔软管的最大允许铺设长度，一般按4060m进行排列。4、毛管（多孔软管）：毛管是软管灌的核心设备，在播种时与地膜同时铺设。多孔软管用高压聚乙烯吹塑而成，直径规格目前有30和50（折径50和80）两种，壁厚0.050.06，孔径1.01.2，孔距150、200两种规格，孔眼呈三角形布置对穿。多孔软管用简易接头与支管相连，多孔软管间距取决于播种行距和土壤质地，常用一管两行和一管四行布置方式。目前软管灌设备规格型号比较混乱，产品标准化、系列化是该技术迫切需要解决的关键

8、问题。应根据软管水力学试验成果和近两年示范、推广中的经验和教训，认真总结和研究，制定出科学的软管灌设备规格、型号及产品质量标准，以利该技术的健康发展。4第2章 适用范围2.1作物 自压微水头软管灌灌溉技术比较适合于行距较大的条播作物，如棉花、加工番茄、蔬菜、部分瓜果等。对于密植作物，适当改变种植方式也可采用。同滴灌一样，软管灌条件下的作物栽培模式应该相应地改变，做到协调一致，以最大限度地降低设备用量，提高作物产量，获得最佳的经济效益。2.2地形坡度自压微水头软管灌溉对地形的坡度和地面的平整度要求甚严，田面必须平坦，不能有局部起伏，要求土壤要松碎。自压微水头软管灌溉系统的多孔软管对地面坡度的要求

9、比较严格，若i表示作物条播方向的地面坡度，则：当i=13时，在此坡度范围内多孔软管的铺设长度最长，是自压微水头软管灌的最佳使用坡度；当i=0、i=0.5、i=35时，可以使用，但多孔软管的铺设长度较短；当i5时，多孔软管铺设长度很短，系统不经济，不宜使用（如果每隔510m用绳子将多孔软管绑扎一下人为地增加局部水头损失以消除因地形增加的压力水头，也可采用）；当i0时，多孔软管铺设长度太短，系统将很不经济，不能使用。2.3灌溉水质自压微水头软管灌溉对水质的要求比滴灌要低得多，但实践业已表明，倘若忽视水质问题，又将产生非常严重的后果。自压微水头软管灌管网中水的流速很低，特别是多孔软管，相当一部分管段

10、水流的流态为层流，泥砂极容易在管道中沉积，多孔软管上出水孔孔径仅1.01.2，极易被进入管中的有机、无机物颗粒所堵塞。因此，必须重视灌溉水的水质问题，要根据不同的水质条件，对进入软管灌溉系统的水源进行必要和恰当的处理。2.4水位压差自压微水头软管灌对水位压差的要求也非常严格，压差范围比较小，既不能太高也不能太低。高了不但灌水均匀度会降低，而且会爆管；低了水流不能正常进入管网，无法进行灌溉。根据生产实践和试验成果资料分析，多孔软管进口处的压力水头为0.150.25m比较适宜。以此推算，一般情况下，干管（三级系统）或支管（二级系统）进口处的水头应控制在0.250.5m。6第3章 规划及田间布置3.

11、1多孔软管铺设长度的确定多孔软管是本技术措施的核心和使用效果的关键，其铺设长度、孔径、出水孔大小及间距相互关联和影响，又受地形坡度、进水处压力水头的制约。必须十分重视毛管各项技术参数的合理选用。3.1.1实验室测试成果根据兵团节水灌溉建设办公室组织兵团节水技术推广服务中心、石河子大学于2002年1011月在天业股份有限公司测试中心对农八师一四八团生产的两种多孔软管（折径79、壁厚0.06，孔径1.2，孔距分别为150和200）进行试验所得成果，由“相同地形坡度、相同水头情况下，两种管型软管的出水孔流量沿管长方向上的变化曲线图”，采用几何方法分析、计算确定的两种管型软管在不同管坡、不同水头情况下

12、流量偏差率分别为0.2和0.3时的最大铺设长度见表1。图3-1、图3-2是根据表3-1作出的所测试两种管型在流量变差20%情况下不同管坡、进口压力水头与铺设长度关系图。所测试的两种型号软管，铺设长度随着管坡的变化出现两端短、中间长的变化规律，即在平坡、负坡和i1情况下和i3情况下铺设长度较短，在1i3情况下铺设长度较长，测试软管存在一个铺设长度最长的适宜地形坡度范围，当坡度小于或大于它时软管铺设长度均减小，坡度越小和越大铺设长度越短。在适宜坡度范围内软管的铺设长度在测试水头范围内变化不大，但大部分呈现管首水头为1520时铺设长度相对较长，说明存在一个铺设长度最长的适宜进口压力问题，软管进口水头

13、小于或大于这个水头铺设长度均减小。在使用所测试两种型号软管时，可以利用表3-1和图3-1、图3-2初步确定软管适宜的铺设长度。表3-1. 不同水头、管坡情况下两种管型软管的最大铺设长度 （m）管型水头()i=-0.001i=0.000i=0.0005i=0.001i=0.003i=0.006i=0.009水箱管首流量偏差率流量偏差率流量偏差率流量偏差率流量偏差率流量偏差率流量偏差率0.20.30.20.30.20.30.20.30.20.30.20.30.20.32015.26.9101528344070515848629143022.412.5132020404551556352663134

14、14214026.217.620232841405251644855314120315032.724.926312848424953635668243329442014.36.1151938383646475148508113019.910.720253846444548526070323812184025.115.327373947434646505568425016245030.421.72536395344474755556043542030试验成果是在实验室试验条件下取得的，与现场实际使用条件有一定的出入，主要表现在以下两个方面：铺设面的糙度差异较大造成的差别；压膜铺设与无膜铺设过流断

15、面和孔口出流条件不太一致造成的差别。因此，该成果用于生产现场还应考虑实际条件。3.1.2分析计算成果根据微灌工程技术规范SL103-95，微灌系统毛管上灌水器（对于多孔软管而言为出水孔）的流量偏差率按下式计算：860式中：软管出水孔流量偏差率，%；出水孔最大流量，L/h；出水孔最小流量，L/h； 出水孔设计流量，L/h。利用软管流量计算公式、软管沿程水头损失计算公式和软管压力水头计算公式，可以计算不同管径、不同长度、不同水头及不同坡度条件下软管水流的最大和最小工作水头，然后利用软管流量计算公式计算出最大、最小和设计流量，即可计算出相应的流量偏差率。规范规定灌水器的设计允许流量偏差率不应大于20

16、%，基于上述计算结果可整理得到相应于流量偏差率为20%的多孔软管的铺设长度，见表3-2、表3-3。表3-2 软管进口装置水头H=0.30m，出水孔间距S=0.15m 单位：m软管折径（）坡 度()-100.511.522.533.54754563.891.773.349.87042.258.88375.8526553.673.678.55439.86048.264.5815641.65542.555.2735843.55046.258.56045.14546.25646.74041.847.838.2表3-3 软管进装置口水头H=0.30m，出水孔间距S=0.20m 单位：m软管折径（）坡 度

17、()-100.511.522.533.54754563.89273.249.870425983.576526553.573.578.55439.86048.64.58156.441.65542.555.2735843.55046.258.56045.24546.25646.74041.847.838.2由表3-2、表3-3，两种不同孔距的软管其铺设长度基本一样。地形坡度1、进口装置水头30、流量变差率0.2情况下,折径79、孔径1.2、孔距150和200两种管型实验和理论计算的最大铺设长度见下表： 表3-4孔口间距（mm）软管最大铺设长度（m）实验计算1505391.72004792 二者的差

18、距太大。因为在公式推导过程中加入了等流量连续出流、管径、孔径不变等假设条件，与软管的实际情况有较大出入，再加之生产工艺中的制造偏差二者之间差异较大是难免的。3.1.3推荐软管铺设长度根据实验成果和各师一些团场的生产实践经验，为可靠起见，建议在农业生产中按以下数值选取软管铺设长度：当软管进口压力水头为0.150.25m时，软管铺设地面坡度i=12.5时，可获得较长的铺设长度， 软管铺设长度建议采用5060m；当软管铺设坡度为0.5i1和2.5i3时，软管铺设长度建议采用4050m；当软管铺设坡度为4i3和0i0.5时，软管铺设长度建议采用3540m；当软管铺设坡度为i=0 时，软管铺设长度建议采

19、用3035m；当软管铺设坡度为5i4 时，软管铺设长度建议采用2030m；当软管铺设坡度i=5和0i-1时，软管铺设长度不能大于20m，此时系统造价将很高，不经济；当软管铺设坡度i5，i-1；时，不宜使用。以上推荐值适用于折径为5575的多孔软管，较大的坡度可用较小的管径。3.2干管、支管的布置3.2.1三级管网当供水渠道在条田的横向端，即与条田纵向作物种植方向垂直时，则采用干、支、毛（多孔软管）【注：为突出软管灌的特点，以下均称多孔软管而不称毛管】三级管网布置(见图3)。干管沿条田纵向布置，尽可能布设在地表的较高处。当条田横向坡度为零或很小时，干管布设在条田中间位置以使两侧的支管长度相同；当

20、有一定横向坡度时，应顺坡方向长逆坡方向短，其长短应根据坡度的大小而定。干管长度不宜超过800m,地面纵坡i3时，要缩短干管长度，并采取相应措施，使多孔软管进口处的压力水头不超过0.3m.。支管在干管上取水，它与干管垂直，可布设在干管的单侧或两侧，当在一侧布置时，其长度与条田横向宽度相应。支管的间距主要依据多孔软管的铺设长度而定。支管渠道进水口干管多孔软管7080m200m800m图3-3. 三级管网布置3.2.2二级管网 当供水渠道方向与条田纵向平行，纵横向都有一定坡度或横向坡度很小，不管渠道在条田的一侧或条田的中间，都可采用支、多孔软管二级管网（1）布置形式（图3-4）；支管在渠道上直接进水

21、，其走向与渠道垂直或基本沿地形等高线稍成坡度布设。若纵向坡度很小时多孔软管也可采用双向布置，即二级管网（2）布置形式（图3-5）。当条田不太宽时支管长度与条田宽度相同；支管的间距随毛管的铺设长度而定。 图3-4. 二级管网布置（1）支管多孔软管渠道进水口坡度方向坡度方向图3-5. 二级管网布置（2）支管多孔软管进水口坡度方向3.3多孔软管的布置3.3.1铺设间距的确定多孔软管铺设间距应根据土壤质地和作物栽培模式而定，最好能根据软管灌的特点摸索出不同土壤质地条件下既丰产、软管用量又少的作物栽培模式。但目前主要还是沿用地面沟畦灌的作物栽培模式，多孔软管一般有一管两行和一管四行两种布置形式。轻质土壤

22、建议采用一管两行；土壤质地较重时可采用一管四行。根据调查统计，目前多孔软管布置间距有以下几种：棉花栽培方式：带状高密度超宽膜一膜二管八行配置。一膜二管，多孔软管间距130（农1师）；（图3-6）棉花栽培方式：行距（20402060），株距10cm，一膜一管，多孔软管间距140（农6师）；（图3-7） 图3-6 农1师带状高密度超宽膜一膜二管八行“一管四行”苗行多孔软管130cm55cm55cm55cm10cm10cm10cm10cm图3-7 农6师一膜一管“一管四行”20cm20cm20cm苗行40cm60cm40cm140cm多孔软管20cm30cm图3-8 新湖总场一膜两管苗行80cm30

23、cmmm50cmmmm50cm30cm50cm30cm多孔管图3-9 农二师机采棉多孔软管配置10cm苗行152cm66cm66cm66cm10cm10cm棉花栽培方式：大三膜30+50+30。一膜一管，多孔软管间距160；一膜两管，“一管两行”多孔软管间距80（新湖总场）；（图3-8）棉花栽培方式：机采棉棉花行距10+66+10。一膜一管，“一管四行”多孔软管间距152（农2师）。（图3-9）3.3.2软管组布设方式灌水时必须控制多孔软管的开启数目，多孔软管的启闭数量很大，为了减少多孔软管的启闭数量，农一师12团将其进行了改进，利用四通、三通和弯头，捆扎一处可控制5根多孔软管的启闭。这样，减

24、少了软管启闭数量，使多孔软管在支管上的开口数减少，多孔软管与支管的连接件减少，但增加了辅管和多孔软管管件。多孔软管支管三通弯头四通图3-10 多孔软管组布置图辅管第4章 多孔软管的水力学特性4.1多孔管的水力计算4.1.1沿程水头损失的计算直接计算法多孔管水流为沿程变量流，即在管径和出水孔孔径不变情况下，沿程的孔口出水量是变化的，沿管长出水孔流量的变化是一个以距离为参数的复杂函数。对于微灌而言，可以做到沿管长灌水器出水量变化不大且灌水器布设一般较密，在推导公式时假定管中水流连续且为均匀出流。在此假设条件下，以管进口处第一个孔处断面为坐标原点，则距原点为x处的管段流量为： (1)式中：管道入口处

25、流量，即多孔管总流量；均匀出流情况下多孔管的孔口出流量；多孔管出水孔数目，；距原点的距离；孔口间距。管径不变情况下，管内流速也为线性变化： (2)式中：距原点x处的管段流速；管道横断面面积，为管道直径；管道入口处流速。有压管道沿程水头损失的基本表达式是达西威斯巴哈（Darcy-Weisbach）公式，在一微小管段上的沿程水头损失是： (3)式中：管段上的沿程水头损失；沿程阻力系数。沿程阻力系数值与管壁的粗糙度和雷诺数有关。勃拉休斯（Blassius）推导出了多孔光滑紊流管沿程水头损失计算公式： (4)式中：管道沿程总水头损失，m；管道入口断面流量，m3/s；管道内径，m；管道长度，m；流量指数

26、，；管径指数，；摩阻系数，当水温为10时，；当水温为14.5时，。同理，管道首孔断面至管道x处断面的沿程水头损失可用下式计算： (5)多孔系数法也可用普拉休斯（Blassius）非多孔光滑紊流管沿程水头损失计算公式计算出沿程水头损失后乘以多孔系数求得。计算光滑管水头损失的达西威斯巴哈（Darcy-Weisbach）公式： （6）式中：水头损失，（m）；阻力系数，随管道内水流流态的不同而不同；管道长度，（m）；流量，（L/h）；管道内径，（mm）。根据大量光滑管试验数据，勃拉休斯（Blassius）提出不同流态下阻力系数的经验公式如下：层流 Re2300 （7）过渡流和紊流 Re2300 （8）

27、雷诺数 （9）式中：管道中的水流速度，（cm/s）；水流的运动粘滞系数，（cm2/s）；随水温而变化（见下表）；其余符号同前。表4-1 不同水温时的运动粘滞系数水温（）运动粘滞系数（cm2/s）水温（）运动粘滞系数（cm2/s）00.0178200.010150.0152250.0090100.0131300.0080150.0114350.0066 一般微灌系统管路，其水流流态几乎均为光滑紊流。将（9）式代入（8）式再代入（6）式，经整理后得勃拉休斯（Blassius）公式： （10）式中：管道水流流态为光滑紊流时得沿程水头损失，（m）；管道长度，（m）；管道流量，（L/h）；水的运动粘滞系

28、数，（cm2/s）；管道直径，（mm）。对于多孔出流管，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： （11）式中：多孔系数；流量指数。层流m=1，光滑紊流m=1.75，完全紊流m=2；孔口数。考虑多孔系数的勃拉休斯（Blassius）公式为： （10）4.1.2沿程压力水头的计算图4-1xH0L0H根据能量方程可得多孔出流管道断面x处的压力水头公式为： （12）当x=0时，可得首孔断面的压力水头为： （13）由（12）式和（13）式可得任意断面x处的压力

29、水头为： （14）当x=L时，得管道末端的压力水头为： （15）利用式（13）、式（14）和式（15）就可计算出多孔出流管首孔断面、任意断面和末端断面的压力水头，由此，即可为判断多孔管出流能否满足允许流量偏差率提供依据。如果忽略流速水头，则可得多孔管沿程压力水头的近似计算公式： （16）对式（16）沿流程求导，并令，可得多孔管压力水头最小点的相对位置： （17）令 （18）则压力水头最小点的相对位置可根据r值选用下式之一计算：当r0 （i0）时， 当r1 时， 当0r1 时， （19）由于沿程压力水头是连续变化的，而且0，即压力水头曲线是一上凹曲线，因此可分别计算首孔压力水头，末端压力水头及0

30、r1时由（19）式所确定位置的压力水头，然后即可确定多孔管最大工作水头和最小工作水头。4.2多孔软管的水力计算4.2.1自压微水头软管灌软管的特点对于自压微水头软管灌，由于软管系由聚乙烯吹塑而成，管壁很薄、质软并具有一定弹性，软管过水断面和出水孔孔径随压力的变化而变化。由于自压微水头膜下软管灌软管工作水头很小，从断面的能量方程（能量关系）分析，位置水头（即地形坡度）是影响孔口出水量的最为关键的因素。软管平均单孔出流量随着管道铺设坡度的增大而增大；流量偏差率主要受管道铺设坡度的影响。由于自压微水头膜下软管灌软管工作水头很小，软管进口水头基本上都在30以下，管中流速度很小，很大一部分管段流态为层流

31、。以上特点必然导致自压微水头膜下软管灌软管水力性能的特殊性。因此，不能不加分析地照搬一般微灌和喷灌中的一些规律和水力计算公式。4.2.2入口流量和平均单孔流量计算公式兵团节水办组织石河子大学等单位对148团生产的两种多孔软管（折径79、壁厚0.06、孔径1.2、孔距15和20）在实验室进行了试验，根据两种型号软管在不同自压水头（1530），流量偏差率相对较小的管坡（0.53）条件下的软管进口流量值，经曲线拟合得出： （20）式中：软管进口流量，m3/s；软管进口水头，m；软管铺设坡度；软管铺设长度，m。曲线拟合的相关系数为：R2=0.9405软管的出水孔平均单孔流量可按下式计算： （21）式中

32、：平均单孔流量，L/h；S 孔口间距，m；孔口总数。在试验条件下，当出水孔间距为S=0.15m时， （22）在试验条件下，当出水孔间距为S=0.20m时， （23）利用以上两式即可计算类似条件下的平均单孔流量。4.2.3沿程出水孔流量计算公式多孔软管上的出水孔出流为小孔口自由出流，因此应按小孔口自由出流公式计算： （24）式中：第I断面处的流量，L/h；出水孔口面积，m2；第i断面处的压力水头，m；流量系数，与软管管径、出水孔间距、出水孔口特性有关。当出水孔孔径不变时，（24）式可简化为： （25）式中：系数。根据对前述148团生产的两种管型在不同压力水头、不同坡度情况下出水孔口流量与压力水头

33、的试验数据，通过处理分析得：折径79mm、壁厚0.06mm、孔径1.2mm、孔距15cm多孔软管： （L/h） （26）折径79mm、壁厚0.06mm、孔径1.2mm、孔距20cm多孔软管： （L/h） （27）在与上述参数和工作条件类似情况下，如能计算得出沿程压力水头，就可利用（26）式或（27）式计算软管沿程的出水孔口流量。4.2.4多孔软管流量计算公式根据水力学基本理论可知，沿程均匀泄流管道的输水能力与压力水头、管径、管长及管道铺设坡度等因素有关。根据理论分析，多孔出流管的流量公式可写成如下形式： （28）式中：多孔出流管流量，m3/s；与管道铺设长度有关的变系数；指数，；与铺设长度有关

34、的指数，变化范围为22.7143。利用极限条件下的理论分析计算，结合兵团节水办试验所确定的流量资料，石河子大学率定的多孔软管流量计算公式为： （29）式中：多孔软管流量，m3/s；多孔软管铺设长度，m；多孔软管内径，m；自压水头，m；多孔软管铺设坡度。根据（29）式可计算出不同管径、不同铺设长度、不同压力水头和不同铺设坡度条件下的多孔软管入口流量。此公式是在实验条件i=09，管长L=50m，S=15cm和S=20cm条件下得出的，条件不同时不要简单照搬。多孔软管出水孔的平均流量可按（21）式计算。4.2.5多孔软管沿程水头损失的计算鉴于自压微水头软管灌中多孔软管的特点：管壁薄、质软并具有一定弹

35、性，过水断面和出水孔孔径随充水压力的变化而变化。因此，其沿程水头损失不仅取决于雷诺数、流量与管径，而且明显受工作压力的影响，此外还与软管铺设地面的平整程度、管上地膜压的松紧以及软管铺设的顺直状况有关。在进行膜下软管灌灌溉系统设计时，多孔软管的沿程水头损失在用多孔管沿程水头损失计算公式计算以后还应根据软管铺设地面的平整程度、管上地膜压的松紧以及软管铺设的顺直状况乘一个水头损失扩大系数，该系数一般可取1.11.5。第5章 自压微水头软管灌的水力设计自压微水头软管灌的水力设计与一般微灌系统水力设计的方法步骤基本相同，其主要任务是：多孔软管的管型选择和铺设间距的确定；多孔软管铺设长度的确定；轮灌组的划

36、分和灌溉制度的确定；支、干管流量的计算；支、干管水头损失的计算和管径确定；干管入口处需要保证的压力水头计算。5.1多孔软管的管型选择和铺设间距的确定5.1.1一般原则多孔软管的管型选择和铺设间距确定是系统设计中一项最基础性的工作，其涉及因素较多，需认真选定。目前，生产中使用的多孔软管的折径大多在5575之间，在适用范围内，较大的坡度可选用较小的管径。关于出水孔间距，原则上讲土壤质地较轻时选用出水孔距较小的多孔软管，反之则选用出水孔距较大的多孔软管。多孔软管铺设间距应根据土壤质地和作物栽培模式而定，最好能根据软管灌的特点摸索出不同土壤质地条件下既丰产、软管用量又少的作物栽培模式。但目前主要还是沿

37、用地面沟畦灌的作物栽培模式，多孔软管一般有一管两行和一管四行两种布置形式。轻质土壤建议采用一管两行；土壤质地较重时可采用一管四行（详见3.3.1）。5.1.2验算多孔软管的供水强度I根据多孔软管出水孔间距、平均流量，多孔软管铺设间距，可按下式计算多孔软管的供水强度： （30）式中：多孔软管供水强度，mm/h；多孔软管出水孔平均流量，L/h；多孔软管铺设间距，m；多孔软管出水孔间距，m。5.2水量平衡计算在水源供水流量稳定且无调蓄时，用下式计算灌溉面积： （31） （32）式中：可灌面积，hm2；可供流量，m3/h；设计供水强度，mm/d；设计耗水强度，mm/d；有效降雨量，mm/d；水源每日供水小时数，h/d；灌溉水利用系数。5.3多孔软管铺设长度的确定5.3.1计算法在已知软管铺设坡度、软管管径、软管出水孔间距和软管进口出自压水头情况下，应按满足流量偏差率的要求确定多孔软管的铺设长度。可按下述方法及步骤确定：根据工程实际经验初步假设多孔软管铺设长度L；计算多孔软管总流量Q，即软管入口处的流量；计算多孔软管沿程水头损失Hf；确当压力最小点位置；计算多孔软管上最大压力水头hmax和最小压力水头hmin；验算流量偏差率qv；分析判断：