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-β2)/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作物名称灌水次数灌水日期灌水定额灌溉定额（m3/亩）生育阶段灌水时间（日/月）小麦1苗期28/10-4/11501502拔节5/4—12/4503抽穗—灌浆8/5—15/550玉米1播前18/6—25/6501002抽穗—灌浆28/8—4/950棉花1播前24/4—1/5501002花铃期19/8—26/850表2-2灌溉用水量计算表灌水方式灌溉作物保证率（%）灌水定额（m3/亩）灌水次数灌溉定额（m3/亩）灌溉面积（亩）用水量（m3）管灌小麦50503150487200玉米50502100484800棉花50502100323200合计8015200(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）=25m3/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。1.3管网的布置形式及运行方式管道分为干、支两级，均为固定聚丙烯管，埋入深度0.8m，支管沿种植方向布置，间距为70m，共4条，出水口间距为35m，出水口为双向分水。干管垂直于支管布置。管道水量集中供给一个出水口，待该出水口运行完毕后，再集中供给另一个出水口，依照灌水计划轮流进行灌溉。按照土壤条件及入畦流量，设计灌水畦长35m,畦宽2m。具体布置形式详见乐亭县节水灌溉项目管道布置设计图。1.4出水口工作时间t＝（a×b×m）/(1000×Q)式中：t……出水口工作时间（h）；a……出水口间距（m）；b……支管间距（m）；m……设计灌溉定额（mm）；Q……出水口设计流量（m3/h）。经计算，出水口工作时间为3.7h，本系统总计16个出水口，一次运行1个出水口。出水口1次工作时间3.7h，系统日运行12h，轮灌周期16×3.7/12＝4.9＜9.3天，满足设计要求。1.5管道水力计算(1)国产塑料管的水力计算公式采用下式：H干、支＝9.48×104×L×Q1.77／d4.77式中：Q……设计流量（m3/h）；L……管道长度（m）；d……管道内径（mm）；h干、支……沿程水头损失（m）。经计算h干、支＝9.48×104×345×401.77／1054.77=5.1m(2)泵管水力计算Hf=6.25×105×L×Q1.9/d5.1式中：Hf----沿程水头损失（m）；Q----设计流量（m3/h）；d----管径90(mm)；L----计算管道长度15（m）。h泵管＝6.25×105×15×401.9／1055.1=0.51m。考虑到塑料管埋设地下，地形局部起伏，所以管节连接间难以平直，有部分管件，由此增加部分水头损失和局部水头损失，计算值按沿程水头损失的0.2系数计算，经计算经计算干、支总水头损失为6.12m，泵管水头损失为0.51m。1.6机泵的选型低压管道输水灌溉系统设计扬程确定：H＝h干、支+H泵+Δh+ΔH+ΔZ式中：H－设计扬程（m）；H干、支－干、支管总水头损失（m）；H泵－泵管总水头损失（m）；Δh－出水口工作压力（m），一般为0.3m；ΔH－备用扬程，一般为2.0m；ΔZ－动水位埋深（m），取15.0m；经计算，设计扬程H=23.9m。选用效率较高的QJ井用潜水电泵，根据设计扬程和流量选择具体的水泵型号，选用200QJ40-26，配套功率为5.5Kw。
