第二章　喷滴灌常用材料及设备

第一节　管道材料

正确选择管道材料可以显著降低工程造价，选材应从材质、直径、压力三方面考虑。

一、材质的选择

1.PE管

聚乙烯（PE）管具有柔韧性，能适应复杂的地形和基础轻度沉陷，使爆破的概率接近于零。地下管道以PE管最为理想。PE管分为PE63级、PE80级、PE100级，分别表示每平方厘米能承受的应力，随着数值变大，其特性由“柔”变“刚”，也代表了PE材料发展的历程。目前PE63级仅用于加工微喷水带，以利用其“柔”性；考虑到生产工艺和安装需要，PE80级一般用于加工直径不大于50mm的管子；直径大于50mm的管子大多用PE100级材料，以尽量发挥其“刚”性。相关国家标准中PE100级材料没有DN63、DN75、DN90等小口径的规格，但只要在实践中需要，且工程中也证明可以用，则可以要求相关工厂专门为之生产。PE100级原料价格一般比PE80级高200～300元/t，但有时价格基本相同。相同压力等级、相同口径的管子，PE100级管壁薄一个等级，即重量轻20％左右，价格也同比例降低，故应优先选用。

2.PVC管

聚氯乙烯（PVC）管，由于本身存在“脆性”特点，而且其中掺入的碳酸钙容易引起爆破，现已逐渐被性能更好的PE管取代。

目前上水管道（自来水、喷滴灌）均用PE管，下水管道（排水管）用PVC管，PP-R管只在热水管中使用。近年来，从燃气管道到排污管均采用PE管材。

3.钢管

钢管价格是PE管的2倍以上，且易锈蚀、寿命短、影响水质，在地埋管道中一般不使用，但安装喷头的竖管和跨沟的悬空管必须使用，因为其“刚性”更好。

二、直径的计算

干管直径可以按1.5倍水泵口径估算，例如水泵直径65mm，则干管直径为97.5mm，向上取为100mm，再计及管壁厚度，选择外径为110mm的管。水在泵内的流速是3m/s左右，直径放大1.5倍。管道断面扩大2.25倍，管内流速会降至1.3m/s，这是水在管道内的“经济流速”，先估算把握方向，然后计算校核。

塑料管道的公称直径均指外径，每种外径有6种以上壁厚规格，相应有不小于6种内径，这样简化了管道附件的规格。

1.管道允许水力损失

受材料力学上“材料许用应力”概念的启发，笔者提出“管道允许水力损失”的新概念，并得出其计算公式为

式中　H——喷滴灌系统总扬程，m；

hp——喷头或滴头工作压力，m；

Z——喷头至水面高差，m；

hg支——预留支管允许水力损失，m。

2.管径精准计算公式

常规设计中管道沿程损失的计算公式为

将式（2-2）再变形为

式中　d——管径，mm；

b——塑料管径指数，b=4.77；

f——塑料管摩阻系数，f=0.948×105；

Q——管中流量，m3/h；

m——塑料管流量指数，m=1.77。

则式（2-3）可直接表示为

式（2-4）中已知管道长度L、管中流量Q、允许水力损失hg允3个参数，可得出管径的精确结果，实现从定性的“经济管径”到定量的“精准管径”，避免了管道材料和水泵电机功率等的浪费。管径的计算也可以直接查表（附录三）。从附表三中可以看出，管中流速在1～1.5m/s是经济的，每百米主管允许水力损失控制在2m以内是合理的。

三、确定管道压力

喷灌系统工作总扬程为55m（平原），一般不超过60m，所以管道压力选0.6MPa，微喷灌和滴灌设计总扬程一般不大于45m，因此管道压力选0.4MPa。由于管路系统设有安全阀、减压阀，而且管道材料短时间内具1.5倍耐压安全裕量，即使系统在运行中短时间内有水锤产生，也不会发生爆破。1977年我国定型设计的喷灌专用水泵，把主要泵型的扬程确定为55m和45m，如今看来是十分正确的。PE管材常用规格参数见表2-1和表2-2，管道经济流量见表2-3，SDR为外径与壁厚之比。

按经济型设计，主管每百米允许水力损失不大于2m，支管每百米允许水力损失不大于4m计算，得到常用管道允许流量，见表2-3。