第二章　噴滴灌常用材料及設備

第一節　管道材料

正確選擇管道材料可以顯著降低工程造價，選材應從材質、直徑、壓力三方面考慮。

一、材質的選擇

1.PE管

聚乙烯（PE）管具有柔韌性，能適應復雜的地形和基礎輕度沉陷，使爆破的概率接近于零。地下管道以PE管最為理想。PE管分為PE63級、PE80級、PE100級，分別表示每平方厘米能承受的應力，隨著數值變大，其特性由“柔”變“剛”，也代表了PE材料發展的歷程。目前PE63級僅用于加工微噴水帶，以利用其“柔”性；考慮到生產工藝和安裝需要，PE80級一般用于加工直徑不大于50mm的管子；直徑大于50mm的管子大多用PE100級材料，以盡量發揮其“剛”性。相關國家標準中PE100級材料沒有DN63、DN75、DN90等小口徑的規格，但只要在實踐中需要，且工程中也證明可以用，則可以要求相關工廠專門為之生產。PE100級原料價格一般比PE80級高200～300元/t，但有時價格基本相同。相同壓力等級、相同口徑的管子，PE100級管壁薄一個等級，即重量輕20％左右，價格也同比例降低，故應優先選用。

2.PVC管

聚氯乙烯（PVC）管，由于本身存在“脆性”特點，而且其中摻入的碳酸鈣容易引起爆破，現已逐漸被性能更好的PE管取代。

目前上水管道（自來水、噴滴灌）均用PE管，下水管道（排水管）用PVC管，PP-R管只在熱水管中使用。近年來，從燃氣管道到排污管均采用PE管材。

3.鋼管

鋼管價格是PE管的2倍以上，且易銹蝕、壽命短、影響水質，在地埋管道中一般不使用，但安裝噴頭的豎管和跨溝的懸空管必須使用，因為其“剛性”更好。

二、直徑的計算

干管直徑可以按1.5倍水泵口徑估算，例如水泵直徑65mm，則干管直徑為97.5mm，向上取為100mm，再計及管壁厚度，選擇外徑為110mm的管。水在泵內的流速是3m/s左右，直徑放大1.5倍。管道斷面擴大2.25倍，管內流速會降至1.3m/s，這是水在管道內的“經濟流速”，先估算把握方向，然后計算校核。

塑料管道的公稱直徑均指外徑，每種外徑有6種以上壁厚規格，相應有不小于6種內徑，這樣簡化了管道附件的規格。

1.管道允許水力損失

受材料力學上“材料許用應力”概念的啟發，筆者提出“管道允許水力損失”的新概念，并得出其計算公式為

式中　H——噴滴灌系統總揚程，m；

hp——噴頭或滴頭工作壓力，m；

Z——噴頭至水面高差，m；

hg支——預留支管允許水力損失，m。

2.管徑精準計算公式

常規設計中管道沿程損失的計算公式為

將式（2-2）再變形為

式中　d——管徑，mm；

b——塑料管徑指數，b=4.77；

f——塑料管摩阻系數，f=0.948×105；

Q——管中流量，m3/h；

m——塑料管流量指數，m=1.77。

則式（2-3）可直接表示為

式（2-4）中已知管道長度L、管中流量Q、允許水力損失hg允3個參數，可得出管徑的精確結果，實現從定性的“經濟管徑”到定量的“精準管徑”，避免了管道材料和水泵電機功率等的浪費。管徑的計算也可以直接查表（附錄三）。從附表三中可以看出，管中流速在1～1.5m/s是經濟的，每百米主管允許水力損失控制在2m以內是合理的。

三、確定管道壓力

噴灌系統工作總揚程為55m（平原），一般不超過60m，所以管道壓力選0.6MPa，微噴灌和滴灌設計總揚程一般不大于45m，因此管道壓力選0.4MPa。由于管路系統設有安全閥、減壓閥，而且管道材料短時間內具1.5倍耐壓安全裕量，即使系統在運行中短時間內有水錘產生，也不會發生爆破。1977年我國定型設計的噴灌專用水泵，把主要泵型的揚程確定為55m和45m，如今看來是十分正確的。PE管材常用規格參數見表2-1和表2-2，管道經濟流量見表2-3，SDR為外徑與壁厚之比。

按經濟型設計，主管每百米允許水力損失不大于2m，支管每百米允許水力損失不大于4m計算，得到常用管道允許流量，見表2-3。