基本原理

连续性方程

在稳定流条件下，流入节点的总流量等于流出节点的总流量，即 ∑Q_入 = ∑Q_出。T形管网每个节点的流量守恒，确保水流分配均衡。

能量方程（伯努利方程）

其中：

• z：位置水头（高程差，单位：m）
• p/ρg：压力水头（单位：m）
• v²/2g：流速水头（单位：m）
• h_f：水头损失（包括沿程和局部损失）

计算步骤

1. 确定管网布置和参数

• 基础数据：田块尺寸（长L、宽B）、灌水器类型、间距（毛管间距y、灌水器间距x）、管材（PE、PVC等）及管径
• 管网示意图：标注干管、支管、毛管节点，确保支管垂直于等高线布置

2. 计算各管段流量

• 灌水器流量（q）：根据工作水头查产品手册确定（单位：L/h）
• 毛管流量（Q_毛管）：Q_毛管 = q × n （n = 毛管长度/x + 1）
• 支管流量（Q_支管）：为所连毛管流量之和

水头损失计算

沿程水头损失（h_f）

• f：摩阻系数（硬塑管0.464，PE管0.595）
• C：糙率系数（PE管C=150，PVC管C=140）
• D：管道内径（mm）
• 多孔管修正：支管/毛管为多口出流时，需乘以多口系数F（0.3~0.6）

局部水头损失（h_j）

按沿程损失的10%~15%估算，或公式 h_j = ξ · v²/2g（ξ取0.1~0.3）

系统工作压力

最不利点选择

通常为管网末端或地形最高点的灌水器，需计算从水源到该点的总水头损失（Σh_f + Σh_j）并叠加灌水器工作水头 H₀

水泵扬程（H_泵）

其中ΔZ为水源与管网进口的高程差

实际应用注意事项

管材选择

• PE管糙率低（C=150），水头损失小
• PVC管（C=140）成本低但抗冲击性较差

管网优化

• 管径调整：支管分段变径可降低水头损失
• 轮灌组划分：通过分组轮灌减少同时运行支管数量