【文章內(nèi)容簡介】 950985966917獨立費小計19111911510098合 計16661006001001066100 從上表可以看出，管道及其附件、安裝費三者合計節(jié)本貢獻達77%，所以說降低管道成本是降低整個工程造價的關(guān)鍵所在，是節(jié)本潛力中的“西瓜”，當(dāng)然經(jīng)濟型噴滴灌設(shè)計中“西瓜要摘，芝麻也要撿”，是在每個環(huán)節(jié)降低成本。 2怎樣降低干管成本？ 從表 21 可見，干管成本占管道成本的52%，可見干管對造價的影響最大，而干管的直徑處決于輪灌面積，參見表2 4。表24 輪灌面積與干管成本的關(guān)系輪灌面積(畝)51020304050流量(m3/h)183672108144180直徑壁厚(mm)7590125160180200單價(元/m)142038607795概化成本(元/畝)100150300450580710注：干管材料為PE100級。 從上表看出，輪灌面積每擴大10畝，干管成本就增加130～150元/畝，即干管成本是由輪灌面積決定的，干管可節(jié)約的空間最大，因此我提出了“輪灌面積決定論”。 2什么叫“干管河網(wǎng)化”？ 南方河道多，而且農(nóng)田標(biāo)準(zhǔn)化后一般田頭都有排水溝或灌水渠，在田間布置固定管道時，往往有沿著河道、溝渠埋設(shè)干管道，這實在是很大的浪費。經(jīng)濟型設(shè)計是以河道、溝渠代替干管道，而在河邊或溝渠邊設(shè)立進水栓，供移動水泵機組連接，把水送向分干管和支管，這樣每畝可以節(jié)省5～10米干管，相應(yīng)可節(jié)約150～300元。參見圖 2圖 22。圖21 常規(guī)設(shè)計示意 圖22 河道代替干管示意固定泵站，干管，閘閥，分干管， 支管， 噴頭，河道或溝渠，道路，移動水泵機組，進水栓，1進水管。 2管道材料用哪種好？ (1) PE（聚乙烯）管最為理想 外表特征：黑色，外壁鑲有天藍色帶。 突出優(yōu)點：具有“韌性”和“柔性”，不易破損，適宜于復(fù)雜地形鋪設(shè)，并可節(jié)省彎頭、接頭等管道附件，價格低廉，是近十幾年中被人們所推崇的“新寵”。(2) PVC（聚氯乙烯）管美中不足外表特征：供水管為灰色，排水管為白色。 主要特點：價格最低，但因有“硬性”和“脆性”的缺點，使用中容易破裂，接頭較多，安裝成本相對于PE管較高，已逐漸淡出噴滴灌和城鄉(xiāng)供水等“上水”系統(tǒng)，僅在雨水排水系統(tǒng)中“一統(tǒng)天下”。 (3) PP—R（聚丙烯）管不宜選用 外觀特征：白色，管外鑲有紅色線條，管壁很厚。 主要特點：具有“耐熱性”，使用溫度可達120℃，可作于熱水管道，是家庭自來水管道的首選。但因有“冷脆性”，卻價格高，不宜用于噴滴灌系統(tǒng)中。(4) 鋼管盡量不用一是價格高，為塑料管的2倍以上，二是容易銹蝕，影響水質(zhì)卻壽命短，故盡量不用，只有在無法埋入地下的局部地段用鋼管。 當(dāng)然安裝噴頭的豎管因為需要較好的剛性應(yīng)該用鋼管，但如果存在金屬容易被盜這個社會問題，豎管也不得不用塑料管。 2常規(guī)設(shè)計怎樣計算干管直徑？管道材料選定后，管道直徑是影響成本的主要因素。常規(guī)設(shè)計中，選擇管徑公式為：D = 13 （Q ≤120m3/h）　　　 　 (2—1)D = （Q 120m3/h）　　　　 (2—2)式中：D為管道流量。這對公式有兩點不足，一是沒有考慮管道長度的因素，二是沒考慮不同管徑對流速的制約。例管徑15～160mm之間有13種管徑，但只有一種流速，（從式 21中得出），管徑大于160mm還有近10種管徑，也只有一種流速，（從式 2—2得出），顯然不合理。水流過管道時產(chǎn)生的機械損失稱為水頭損失，選擇管徑的本質(zhì)是控制合理的水頭損失。我從力學(xué)上“許用應(yīng)力”概念引伸出“允許水頭損失”新概念，用允許水頭損失反推管徑，可達到“精準(zhǔn)”的程度，做到不浪費，實現(xiàn)經(jīng)濟管徑、經(jīng)濟流速、經(jīng)濟造價。允許水頭損失如何求得？ 常規(guī)設(shè)計中噴滴灌系統(tǒng)總水頭的計算公式（經(jīng)簡化）為： H = hp + Z + Σhf （23） 式中：H——系統(tǒng)總水頭，即水泵總揚程（米、m） hp——噴頭工作壓力 (米、m) Z——從水源水面到噴（滴）頭的高差（米、m） Σhf——管道水頭損失總和（米、m） 這個公式的設(shè)計思路是水泵選擇在最后，處于被動地位，這樣容易造成管徑選擇不合理或者水泵揚程浪費。我采用逆向思維：先確定水泵總揚程，因為我國已有了噴灌專用水泵，平原地區(qū)為55米，山區(qū)則為55米加上山地的高度。 式23變形即得出干管允許水頭損失hg允： hg允 = hp — Z — hz （24）wxdavid注：上式應(yīng)為：hg允 = H—hp—Z—hz 式中：hg允——干管允許水頭損失；包括沿程損失和局部損失； hz ——為支管預(yù)留的水頭損失，也包括沿程、局部兩方面。 例如：當(dāng)水泵總揚程H = 55米，噴頭工作壓力hp = 30米，噴頭與水面高差Z=5米，預(yù)留支管水頭損失hz = 5米時，干管允許水頭損失hg允= 15米。 3怎樣根據(jù)允許水頭損失計算管徑？ 常規(guī)設(shè)計中管道沿程水頭損失公式為： hf = f （25） 現(xiàn)在我們需要求的是管徑d，則把公式(25)變形為： d = b （26） 式中：d——管徑(mm) b—— f——105 Q——管中流量 (m3/h) m—— 則式（26）變?yōu)椋? d = （27） 式中包括管長L、流量Q、允許水頭損失hg允三個要素，由此算出的管徑非常精確，避免了管道材料和水泵設(shè)備的浪費。對此，在初學(xué)設(shè)計時應(yīng)學(xué)會計算，但大量設(shè)計時可以從表中查取，參見表2 5。表25 塑料管水頭損失表外徑(mm)水流速 V = m/s用途m3/h100im3/h100im3/h100im3/h100im3/h100i20221455毛管25284232支管40162210501012166313172126751319263238干管9019283746561102841566983干管長800～1500m500～800m500m用于自壓噴滴灌注：塑料管的直徑均指外徑，不同壁厚外徑不變，而內(nèi)徑變化，以便于與管道附件聯(lián)接。m3/h，即每小時流量，100i為百米管長水力損失。 從表中可見，當(dāng)干管長度在500米以內(nèi)，百米管長水力損失應(yīng)在5米左右，～。當(dāng)干管長度在500～800米時，百米管損在3米左右，～；只有當(dāng)干管長度在800～1500米時。 在山區(qū)對高水頭的自壓灌溉，則要采取縮小管徑，加快流速，有意增大管道水力損失，以抵消過高的水頭。3支管直徑如何計算？根據(jù)噴灌設(shè)計規(guī)范，同支管上兩個噴頭間的壓力差不能大于設(shè)計壓力的20%，設(shè)計噴頭工作壓力20～30米，即為4～6米，取中值為5米。這就是支管的“允許水頭損失”。設(shè)計支管應(yīng)采用“變徑設(shè)計”，因支管流量是逐漸減小的，同口徑到底就不合理。人是大自然的“精靈”，經(jīng)長期的進化，人體這架最精密的“機器”，5只手指中有4只是3節(jié)，一只2節(jié)，都逐節(jié)變細，這是經(jīng)典的“變徑設(shè)計”！但變徑太多，安裝又太復(fù)雜，一般不多于3種。以典型支管為例，參見圖2表26。圖23 支管變徑設(shè)計示意表26 支管逐段水頭損失各段流量 (m3/h)12345hz合計(米)成 　本元元/畝節(jié)省(元/畝)同 徑DN63水頭損失(米)1146382變 徑(1)DN63DN50DN32水頭損失(米)736245137變 徑（2）ND50ND40水頭損失（米）530177205由表可見，采用變徑設(shè)計，水頭損失在允許范圍之內(nèi)，但支管成本分別節(jié)約137元/畝、205元/畝。 3管道附件怎樣解決？附件與管道同時應(yīng)用，但不在同一家廠生產(chǎn)，正如手表和表帶同時使用，但各有廠家。管道附件有專業(yè)的生產(chǎn)廠家，其中有鑲金屬螺紋的，經(jīng)濟型噴滴灌均用全塑料的，價格低，卻符合使用要求。PE管附件價格見表27，初搞設(shè)計時需要逐個附件計算，從中得出附件占管材價格的比例，以后搞預(yù)算時就不必每個附件計算。我得出的比例是12%，考慮到管件會有遺失損耗，搞預(yù)算時按管材價格的15%估算。3管壁厚對成本影響有多大？與金屬材料產(chǎn)品一樣，塑料管道也是按重量計價的，而管道重量與壓力等級成正比，在設(shè)計中如壓力超過實際需要就造成浪費。一張塑料布埋在地下10年不爛，塑料飯盒的降解問題還是個令人頭疼的問題。PE管道的預(yù)期工作壽命是50年，沒有必要通過加厚“增加安全性”，超過實際需要的“安全”是不科學(xué)的。表28說明了管壁厚與價格的關(guān)系。表27 承插式（PE）管件價格表名稱規(guī)格(mm)單價(元)名稱規(guī)格(mm)單價(元)名稱規(guī)格(mm)單價(元)名稱規(guī)格(mm)單價(元)90176。彎頭20管套20異徑管套2520異徑三通252025253220322032323225322540404020402050504025402563634032403275755020502090905025502511011050325032正三通20管帽20504050402525632063203232632563254040633263325050634063406363635063507575755075329090756375401101109040755045176。彎頭2090507563259063905032907590634011050907550110631104063110751105075110901106390110注：本表由寧波市繁華塑膠批發(fā)部提供。鄞州區(qū)下應(yīng)北路218號，咨詢電話13805886284。 表28 PE管道壁厚與價格的關(guān)系 壓力管徑(mm)4050637590110平均比值壁厚(mm)1重量(kg/m)1價格(元/m)24361壁厚(mm)重量(kg/m)價格(元/m)1420304420壁厚(mm)重量(kg/m)價格(元/m)22304466注：材料為80級，價格均以20元/kg計