1、低壓管道輸水第六章 低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)第一節(jié)概述一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成1、定義 所謂管道輸水，是指以管道代替明渠的一種輸水工程措施，通過一定的壓力，將灌溉水由分水設(shè)施輸送到田間，可直接由管道分水口分水進(jìn)入田間溝、畦、或在分水口處連接軟管輸水進(jìn)入溝、畦。其特點(diǎn)是出水口流量較大，出水口所需壓力較低。管道輸水具有節(jié)水、省時(shí)、省工、省地 、灌水及時(shí)、增產(chǎn)增效、省電、便于管理和機(jī)耕等優(yōu)點(diǎn)。 我國目前采用的管道輸水一般是指低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)，實(shí)際上，噴灌、微灌都離不開管道輸水。 一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成2、低壓管道輸水灌溉與噴灌、微灌的區(qū)別低壓管道輸水灌溉工程 ：由自然落差或水泵加壓形成

2、的有壓水流，通過壓力管網(wǎng)送至田間出水口，進(jìn)行地面灌溉的工程。給水栓流量大，出口壓力2-3m.噴灌：由自然落差或水泵加壓形成的有壓水流，通過壓力管網(wǎng)送至田間噴頭，以均勻噴灑形式進(jìn)行灌溉的工程。噴頭流量大于等于250L/h，工作壓力大于10m。微灌工程 ：由自然落差或水泵加壓形成的有壓水流，通過壓力管網(wǎng)送至田間專門的微灌水器以水滴、細(xì)小水流形成濕潤作物根部附近土壤的灌溉工程。灌水器流量小于250L/h，灌水器工作水頭5-10m。一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成3、管道系統(tǒng)組成 水源與取水工程 田間灌水設(shè)施 輸水配水管網(wǎng) 系統(tǒng)組成一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成3、管道系統(tǒng)組成 水源與取水工程管道輸水灌溉系

3、統(tǒng)的水源有井、泉、溝、渠道、塘壩、河湖和水庫等。一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成3、管道系統(tǒng)組成 輸水配水管網(wǎng)輸配水管網(wǎng)包括各級管道、分水設(shè)施、保護(hù)裝置和其他附屬設(shè)施。在面積較大的灌區(qū)，管網(wǎng)可由干管、分干管、支管、分支管等多級管道組成。一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成3、管道系統(tǒng)組成 田間灌水設(shè)施田間灌水設(shè)施指分水口以下的田間部分，包括田間農(nóng)、毛渠，田間閘管系統(tǒng)等。灌溉田塊應(yīng)進(jìn)行平整，畦田長寬適宜，灌水溝長度宜短。為達(dá)到灌水均勻、減小灌水定額的目的，通常將長畦改為短畦，長溝改短溝。 一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成4、管道系統(tǒng)分類 輸配水方式 水泵提水輸水系統(tǒng)自壓輸水系統(tǒng) 一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成4、

4、管道系統(tǒng)分類 水泵提水輸水系統(tǒng)水源水位不能滿足自壓輸水，需要利用水泵加壓將水輸送到所需要的高度，方可進(jìn)行灌溉。包括水泵直接將水送入管道系統(tǒng) 和水泵通過管道將水輸送到高位水池在進(jìn)管道。平原井灌區(qū)管道系統(tǒng)大部分為水泵直送式。 一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成4、管道系統(tǒng)分類 自壓輸水系統(tǒng) 利用地形自然落差所提供的水頭滿足管道系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)所需的工作壓力。在渠道位置較高的自流灌區(qū)多采用這種形式。一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成4、管道系統(tǒng)分類 管網(wǎng)形式 樹狀管網(wǎng)輸水系統(tǒng)環(huán)狀管網(wǎng)輸水系統(tǒng)一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成4、管道系統(tǒng)分類 移動式固定方式固定式 半固定式 除水源外，管道及分水設(shè)備都可移動，管道多采用薄膜

5、塑料或維綸涂塑軟管，簡便易行，成本低，使用靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，能夠跨溝過路任意轉(zhuǎn)彎。 管道系統(tǒng)的一部分固定，另一部分移動。一般是干管或干、支管為固定地埋管，由分水口聯(lián)接移動軟管輸水入田間。管道系統(tǒng)中的各級管道及分水設(shè)施均埋入地下，固定不動。給水栓或分水口直接分水進(jìn)入田間溝、畦 。 一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成4、管道系統(tǒng)分類 水壓力低壓管道系統(tǒng)非低壓管道系統(tǒng)一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成4、管道系統(tǒng)分類 低壓管道系統(tǒng) 其最大工作壓力一般不超過0.4 MPa，最遠(yuǎn)出口的水頭一般在0.20.3 m，該形式對管材承內(nèi)壓要求不高。我國大部分平原井灌區(qū)管道輸水灌溉系統(tǒng)采用這種形式。 一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組

6、成4、管道系統(tǒng)分類 非低壓管道系統(tǒng) 工作壓力超過0.4 MPa時(shí)為非低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)，該形式對管材質(zhì)量要求較高，一般應(yīng)采取塑料管、鋼筋混凝土管、鋼管等，管道系統(tǒng)中的分水、調(diào)壓等附屬設(shè)備要求配套齊全，多在輸水量較大或地形高差較大的灌區(qū)應(yīng)用。 一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成4、管道系統(tǒng)分類 開敞式結(jié)構(gòu)方式封閉式 半封閉式 一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成4、管道系統(tǒng)分類 開敞式是指在上下游高差不太大的一些部位設(shè)有自由水面調(diào)節(jié)井槽的管道系統(tǒng)形式。調(diào)節(jié)井槽除具有調(diào)壓作用外，一般還兼有分水、泄水功能。 一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成4、管道系統(tǒng)分類 半封閉式在輸水過程中，管道系統(tǒng)不完全封閉，在適宜的位置保持

7、自由水面或使用浮球閥控制閥門啟閉的一種輸水形式。一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成4、管道系統(tǒng)分類 封閉式水流在全封閉的管道中從上游管端流向下游管道末端。輸水過程中管道系統(tǒng)不出現(xiàn)自由水面。二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃內(nèi)容：1、確定適宜的引水水源和取水工程的位置、規(guī)模及形式2、論證管網(wǎng)類型、研究管網(wǎng)中管道線路的走向和布置3、擬定可供選擇的管材、管件、給水栓、保護(hù)裝置、控制閘門等設(shè)施的系列范圍 二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃規(guī)劃布設(shè)原則： 1、低壓管灌系統(tǒng)的布設(shè)應(yīng)與水源、道路、林帶、供電線路和排水等緊密結(jié)合，統(tǒng)籌安排并盡量充分利用當(dāng)?shù)匾延械乃O(shè)施及其他工程設(shè)施。2、低壓管灌系統(tǒng)布設(shè)時(shí)應(yīng)

8、綜合考慮低壓管灌系統(tǒng)各組成部分的設(shè)置及其銜接。3、在山丘地區(qū)，大中型自流灌區(qū)和抽水灌區(qū)內(nèi)部以及一切有可能利用地形坡度提供自然水頭的地方，只要在最末級管道最不利出水口處有0.3-0.5m的壓力水頭，應(yīng)首先考慮布設(shè)自壓式低壓管灌系統(tǒng)。對于地埋暗管，沿管線具有51000左右的地形坡度，就可滿足自壓式低壓管灌系統(tǒng)輸水壓力能坡線的要求二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃規(guī)劃布設(shè)原則： 4、小水源如單并、群井、小型抽水灌區(qū)等應(yīng)選用布設(shè)全移動式低壓管灌系統(tǒng)。群井聯(lián)用的井灌區(qū)和大的抽水灌區(qū)及自流灌區(qū)宜布設(shè)固定式低壓管灌系統(tǒng)。5、輸水管網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)力求管線總長度最短，控制面積最大；管線平順，無過多的彎轉(zhuǎn)和起伏；盡量避免逆

9、坡布置。6、田間末級暗管和地面移動軟管的布設(shè)方向應(yīng)與作物種植方向或耕作方向及地形坡度相適應(yīng)，一般應(yīng)取平行方向布置。7、田間給水栓或出水口的間距應(yīng)依據(jù)現(xiàn)行農(nóng)村生產(chǎn)管理體制和田園化規(guī)劃確定，以方便用戶管理和實(shí)行輪灌8、低壓管灌系統(tǒng)布局應(yīng)有利于管理運(yùn)用，方便檢查和維修，保證輸配水和灌水安全可靠。二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃步驟：調(diào)查收集規(guī)劃前所需要的資料，并應(yīng)進(jìn)行核實(shí)和分析。進(jìn)行水量平衡分析，確定管道輸水灌溉區(qū)規(guī)模。實(shí)地勘測并繪制規(guī)劃區(qū)平面圖，在圖中標(biāo)明溝、渠、路、林及水源的位置和高程等。確定取水工程位置、范圍和形式。進(jìn)行田間工程布置，確定管網(wǎng)形式和畦田規(guī)格。根據(jù)管網(wǎng)類型，給水栓位置，選擇適宜的管網(wǎng)

10、線路，確定保護(hù)設(shè)施及其他附屬建筑物位置，匯總管網(wǎng)各級管道長度、給水栓、保護(hù)設(shè)施、連接管件及其他附屬建筑物的數(shù)量。選擇適宜的管材、給水分水裝置及保護(hù)設(shè)施。提供的規(guī)劃成果。二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃1、基本資料收集 基本資料的收集及有關(guān)技術(shù)參數(shù)的選用，是搞好工程系統(tǒng)規(guī)劃的前提，要求做到準(zhǔn)確可靠，必要時(shí)應(yīng)對有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測、試驗(yàn)和分析論證。資料包括：地形地貌、農(nóng)業(yè)氣象、灌溉水源、土壤及土壤特性、土地利用現(xiàn)狀、水利工程設(shè)施狀況、管材管件資料、社會經(jīng)濟(jì)等。二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃2、水量供需平衡分析（1）設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)的合理選擇是正確確定工程標(biāo)準(zhǔn)，為設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，管灌工程的設(shè)計(jì)參數(shù)

11、主要有以下幾個(gè)：灌溉設(shè)計(jì)保證率。根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件和經(jīng)濟(jì)條件確定，但應(yīng)不低于75%管道灌溉系統(tǒng)水利用系數(shù)。井灌區(qū)應(yīng)不低于0.95，渠灌區(qū)應(yīng)不低于0.9田間水利用系數(shù)。應(yīng)不低于0.85灌溉水利用系數(shù)。井灌區(qū)不低于渠灌區(qū)不低于0.8，渠灌區(qū)應(yīng)不低于0.7規(guī)劃區(qū)灌水定額。根據(jù)當(dāng)?shù)卦囼?yàn)資料確定，無資料地區(qū)可參考鄰近地區(qū)試驗(yàn)資料確定。設(shè)計(jì)保證率條件下二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃2、水量供需平衡分析（2）供水量分析1）地下水可開采量平原地區(qū)井灌區(qū)以開采淺層地下水為主，由于淺層地下水的補(bǔ)給隨氣象(降雨、蒸發(fā)等)和水文條件而變化。所以，在確定開采量之前，必須進(jìn)行規(guī)劃區(qū)地下水資源的分析計(jì)算。即根據(jù)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)資料

12、分析計(jì)算出地下水補(bǔ)給量，以此作為井灌區(qū)規(guī)劃的依據(jù)。降雨入滲補(bǔ)給量。降雨是淺層地下水的主要補(bǔ)給源之一，降雨入滲補(bǔ)給量與降雨強(qiáng)度、雨型、土壤的初始含水率及地下水等因素有關(guān)。為簡化計(jì)算，可根據(jù)灌溉設(shè)計(jì)保證率選取設(shè)計(jì)降雨年，然后從當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)資料中查得降雨入修補(bǔ)給系數(shù)，下式計(jì)算降雨入滲補(bǔ)給量：二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃2、水量供需平衡分析（2）供水量分析1）地下水可開采量側(cè)向補(bǔ)給量。側(cè)向補(bǔ)給是影響淺層地下水量的因素之一。根據(jù)區(qū)域均衡法原理將規(guī)劃區(qū)作為一個(gè)儲水整體，計(jì)算1年內(nèi)區(qū)域邊界補(bǔ)給或排泄的水量。二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃2、水量供需平衡分析（2）供水量分析1）地下水可開采量灌溉回歸水量。規(guī)劃區(qū)

13、內(nèi)渠灌和井灌水均會部分入滲補(bǔ)給地下水。灌溉回歸水量受多種因素影響。因此，一般由當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)資料查得的灌溉回歸系數(shù)計(jì)算灌溉回歸水量。地下水總補(bǔ)給量(可開發(fā)利用量)。地下水埋深較淺時(shí)，潛水蒸發(fā)是地下水主要消耗項(xiàng)之一，但平原井灌區(qū)地下水一般埋深較大，通常可不考慮該項(xiàng)。因此，地下水總補(bǔ)給量計(jì)算如下：二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃2、水量供需平衡分析（2）供水量分析2）河渠供水量根據(jù)河流水文站提供的水文資料進(jìn)行頻率分析與計(jì)算后，求出設(shè)計(jì)年的河流來水量，結(jié)合流域規(guī)劃確定低壓管道輸水系統(tǒng)的引水流量和引水時(shí)段。3）水庫、塘壩引水量根據(jù)設(shè)計(jì)年降水量及水庫、塘壩壩址以上的集雨面積，可以計(jì)算出低壓管道輸水灌溉引用的庫

14、容調(diào)蓄水量二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃2、水量供需平衡分析（2）需水量分析1）灌溉用水量Wn。灌溉用水量是指作物灌溉需要的水量，它是根據(jù)灌溉面積、作物種植情況、土壤、水文地質(zhì)和氣象條件等因素抉定。灌溉用水量隨年降水量及降雨的年內(nèi)分配情況而變化。因此，必須在對歷年降水資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，按己確定的灌溉設(shè)計(jì)保證率確定典型水文年份進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。一般以典型水文年份的氣象資料作為依據(jù)計(jì)算灌溉用水量，通常選75%和50的水文年份作為典型水文年份。二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃2、水量供需平衡分析（2）需水量分析2)工業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用水量Wg。規(guī)劃區(qū)內(nèi)工業(yè)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用水量根據(jù)其生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品內(nèi)容，按萬元產(chǎn)

15、值取水量計(jì)算。3)生活用水量Ws。規(guī)劃區(qū)內(nèi)人畜用水量根據(jù)人口數(shù)量、日用水量及大小牲畜數(shù)量計(jì)算，日用水量參考人畜供水標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。4)其他用水量Wq。除農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活用水量以外的部門用水量。5）總需水量二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃2、水量供需平衡分析（3）水量供需平衡分析與計(jì)算水量供需平衡可按下式計(jì)算： 水量供需平衡分析應(yīng)考慮到工業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展及人口的增長。若可供水量大于或等于總用水量之和，說明管灌系統(tǒng)規(guī)劃的面積有灌溉保證，不會引起地下水超采。若可供水量小于總用水量，應(yīng)開辟新水源。無新水源可開辟時(shí)，應(yīng)調(diào)整作物種植結(jié)構(gòu)布局，或凋少灌溉面積。 為了達(dá)到整個(gè)規(guī)劃區(qū)節(jié)水增產(chǎn)的目的，應(yīng)采用先進(jìn)的節(jié)水灌溉

16、技術(shù)，減小灌水定額，但絕不應(yīng)以超量開采地下水來提高供水保證程度。二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃例：某井灌區(qū)控制面積1500hm2，鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地在區(qū)內(nèi)，灌區(qū)內(nèi)人口1.5萬人,大小牲畜2.5萬頭，工副業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用水量為32.8萬m3。全部采用低壓管道輸水灌溉后，冬小麥種植面積1200hm2，夏玉米復(fù)種面積1150hm2，棉花250hm2，另外種植部分蔬菜。水源以淺層地下水為主，灌區(qū)周邊主要承受北部邊界地下水補(bǔ)給，南部邊界有少量排出，東西邊界無地下水補(bǔ)給和排出，南北部邊界長Lns5.2km，北界水力坡度Jn=0.005，南界水力坡度Jn0.0015，東西邊各長Lew3.0km地下水埋深大于8m；該區(qū)多年

17、平均降雨量P650mm；灌區(qū)范圍內(nèi)為砂壤土，含水層厚度h含25m滲透系數(shù)K25md。試對該井灌區(qū)進(jìn)行水量供需平衡分析與計(jì)算。二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃解：根據(jù)已知條件計(jì)算如下：（1）供水量分析1）降雨入滲補(bǔ)給W1是根據(jù)灌區(qū)范圍內(nèi)土質(zhì)及地下水埋深，由表查得降雨人滲補(bǔ)給系數(shù)=0.12，補(bǔ)給面積A=5.23.015.6km2，然后按公式計(jì)算：W1=0.001PA=0.0010.1265015.6106=121.68萬m32)側(cè)向補(bǔ)給W2W2=365Kh含Lns（Jn-J）=36525255200(0.005-0.0015)415.19萬m33) 地下水埋深大于8m，可忽略不計(jì)灌溉回歸入滲量。因此，

18、可供水量為 W供Wl+W2536.87萬m3二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃(2)需水量計(jì)算。由中國主要農(nóng)作物需水量等值線圖查得該井灌區(qū)所在區(qū)域主要作物生長期需水量見表。蔬菜灌溉定額按每年平均800mm計(jì)。二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃1)灌溉用水量，灌溉水利用系數(shù)取0.9,計(jì)算結(jié)果見表2）該區(qū)工副業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用水量為328萬m3。二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃3）生活用水量按人均日用水量40L，大小牲畜日用水量平均35L，則Ws=(1.54010-3+2.53510-3)36553.8 萬m3規(guī)劃區(qū)的總需水量如表。 (3)供需平衡分析。由可供水量和需水量比較可知，多年平均和50水文年份時(shí)供需基本平衡

19、，即供略大于需。75水文年份時(shí)尚缺水量119萬m3。可通過減少小麥種植面積、降低灌溉定額、采用非充分灌溉技術(shù)、引地表水補(bǔ)源等措施解決水源短缺問題。二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃3、取水工程規(guī)劃布置取水工程是管灌系統(tǒng)的重要組成部分，對于新建井灌區(qū)，當(dāng)W供W需時(shí)，應(yīng)進(jìn)行整體規(guī)劃，合理確定井位。（1）單井控制灌溉面積 F0=QTt(1-1)/mF0為單井控制面積，畝；Q為單井出水量，m3/h，由水文地質(zhì)條件確定； 灌溉水利用系數(shù)；T為規(guī)劃區(qū)輪灌一次所需的時(shí)間，d；t每天開機(jī)時(shí)間，h； 1干擾抽水的水量消減系數(shù)；m為綜合凈灌水定額，m3/畝。（2）井距大型灌區(qū)，井的布置通才采用方形或梅花形兩種排列方形：

20、 梅花形：二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃3、取水工程規(guī)劃布置（3）井?dāng)?shù) N=F/F0式中：N規(guī)劃區(qū)內(nèi)機(jī)井的眼數(shù)；F規(guī)劃區(qū)面積。（4）井群布置原則（1）便于輸水和控制最大灌溉面積。地形平坦，井應(yīng)布置在灌區(qū)中央；地形起伏較大，井應(yīng)布置在高處。（2）沿河地帶，井應(yīng)平行于河流布置。（3）應(yīng)與輸變電、交通及排灌渠道統(tǒng)籌結(jié)合。對于舊井灌區(qū)，在長期運(yùn)行中，井的質(zhì)量及出水量都發(fā)生了變化，形成了不合理的機(jī)井布局。因此，在管網(wǎng)規(guī)劃時(shí)應(yīng)對規(guī)劃內(nèi)現(xiàn)有機(jī)井狀況進(jìn)行普查，調(diào)整不合理井位，以便進(jìn)行合理的管網(wǎng)規(guī)劃布置。二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃4、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式管網(wǎng)布置形式應(yīng)根據(jù)水源位置、地形、田間工程配套和用戶用水情況，

21、通過方案比較確定。 根據(jù)水源位置、控制范圍、地面坡度、田塊形狀、作物種植方向等條件，管網(wǎng)布設(shè)成樹枝狀或環(huán)狀兩類。二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃4、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式（1）井灌區(qū)管網(wǎng)典型布置形式 適應(yīng)條件：機(jī)井位于地塊一側(cè)，控制面積較大且地塊近似成方形 。圭字形布置 二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃4、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式（1）井灌區(qū)管網(wǎng)典型布置形式 適應(yīng)條件：機(jī)井位于地塊一側(cè)，控制面積較大且地塊近似成方形 。形布置 二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃4、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式（1）井灌區(qū)管網(wǎng)典型布置形式 適應(yīng)條件：機(jī)井位于地塊一側(cè)，控制面積較大且地塊近似成方形 。單環(huán)形布置 雙環(huán)形布置 二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃4

22、、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式（1）井灌區(qū)管網(wǎng)典型布置形式 適應(yīng)條件：機(jī)井位于地塊一側(cè)，地塊呈長條形L形布置 二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃4、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式（1）井灌區(qū)管網(wǎng)典型布置形式 適應(yīng)條件：機(jī)井位于地塊一側(cè)，地塊呈長條形T形布置 二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃4、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式（1）井灌區(qū)管網(wǎng)典型布置形式 適應(yīng)條件：機(jī)井位于地塊中心，地塊長寬比不大于2 H形布置 二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃4、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式（1）井灌區(qū)管網(wǎng)典型布置形式 適應(yīng)條件：機(jī)井位于地塊中心，地塊長寬比大于2 長一字形布置 二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃4、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式（2）渠灌區(qū)管網(wǎng)典型布置形式平坦地形，管道輸水灌溉區(qū)

23、控制面積大，并有均一坡度情況下的典型樹枝狀管網(wǎng)的布置形式，其管網(wǎng)由斗管、分管和引管組成。 二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃4、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式（3）山丘區(qū)管網(wǎng)典型布置形式梯田樹枝狀管網(wǎng)的布置形式：布置干管沿地形坡度走向，即干管垂直等高線布置。這樣干管可雙向布置支管，支管均沿梯田地塊方向，平行等高線布置。每塊梯田布置一條支管，各自獨(dú)立由干管引水。 二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃山丘區(qū)提水渠灌區(qū)管道輸水灌溉系統(tǒng)呈輻射樹枝狀管網(wǎng)的布置形式。干管垂直等高線布置，以使管線最短；支管平行于等高線布置斗管以輻射狀由支管分出，并沿山脊線垂直等高線走向。 二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃水泵高

24、位水池2高位水池1二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃河網(wǎng)提水灌區(qū)管道輸水灌溉系統(tǒng)的泵站大多位于河、溝、渠的一邊，這就決定了河網(wǎng)提水灌區(qū)管灌系統(tǒng)主要有兩種布置形式?！笆猃X”式:干管沿河（溝）岸布置，支管垂直于干管排列，形成二級管網(wǎng)。 “魚骨”式:干管垂直河（溝）岸，支管垂直于干管，沿河溝方向布置。 三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)1、灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量設(shè)計(jì)流量是指灌溉期間管道通過的最大流量。當(dāng)灌溉規(guī)模確定后，根據(jù)水源條件、作物灌溉制度、灌溉面積、作物種植結(jié)構(gòu)等因素確定。設(shè)計(jì)流量是管道灌溉系統(tǒng)水力計(jì)算的主要依據(jù)。（1）設(shè)計(jì)灌水定額定義：單位面積一次灌水的灌水量或水層深度。設(shè)計(jì)中，采用作物生育期內(nèi)各次灌水量中最

25、大一次作為設(shè)計(jì)灌水定額，對于種植不同作物的灌區(qū)，通常采用設(shè)計(jì)時(shí)段內(nèi)主要作物的最大灌水定額作為設(shè)計(jì)灌水定額。三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)1、灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量確定方法：根據(jù)灌溉試驗(yàn)資料確定或公式計(jì)算。m=1000sh（1-2）h土壤計(jì)劃濕潤層深度，一般大田作物0.4-0.6，蔬菜0.2-0.4，果樹0.8-1.0土壤計(jì)劃濕潤層深度：實(shí)施灌水時(shí)計(jì)劃調(diào)節(jié)、控制土壤水分狀況的土層深度。一般可取為作物的主要根系活動層。1、2土壤適宜含水率的上下限，上限田間持水率的85-95%，下限田間持水率的60-65%三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)1、灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量土壤適宜含水量：最適宜作物生長的含水量。土壤適宜含水量

26、介于max與min之間，隨作物品種及其生育階段、土壤性質(zhì)等因素而變化。由于田間作物需水的持續(xù)性及農(nóng)田灌水或降雨的間歇性，計(jì)劃濕潤層內(nèi)的土壤含水量不可能經(jīng)常維持在最適宜含水量水平，為了保證作物生長，應(yīng)將土壤含水量控制在適宜的上限max與下限min之間。既不產(chǎn)生深層滲漏，又要滿足作物對土壤空氣含量的要求，故一般可取為田間持水量。土壤含水量的下限土壤允許最小含水率min應(yīng)大于凋萎系數(shù)，以作物生長不受抑制為準(zhǔn)，一般以占田間持水量的百分?jǐn)?shù)計(jì)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取60%左右的田間持水量（毛管斷裂點(diǎn)）比較適宜。三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)1、灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量（2）設(shè)計(jì)灌水周期灌水周期就是作物一次灌水延續(xù)的天數(shù)。應(yīng)根據(jù)

27、灌水臨界期內(nèi)作物最大日需水量計(jì)算出理論灌水周期，因?qū)嶋H灌水中可能出現(xiàn)停水，故取設(shè)計(jì)灌水周期小于理論灌水周期。單一作物：多種作物：三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)1、灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量（3）設(shè)計(jì)流量灌溉面積、設(shè)計(jì)灌水定額確定后，灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量為：為控制性作物種植比例；為灌溉水利用系數(shù)，取0.8-0.9當(dāng)Q0大于水泵流量時(shí)，應(yīng)取Q0等于水泵流量，并相應(yīng)減小灌溉面積或調(diào)整種植比例。三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)（4）、灌溉工作制度灌溉工作制度是指管網(wǎng)輸配水及田間灌水的運(yùn)行方式和時(shí)間。有續(xù)灌、輪灌和隨機(jī)灌溉三種方式。 續(xù)灌方式： 灌水期間，整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)的出水口同時(shí)出流的灌水方式稱為續(xù)灌。在地形平坦且引水流量

28、和系統(tǒng)容量足夠大時(shí)，可采用續(xù)灌方式。輪灌方式： 在灌水期間，將輸配水管分組，以輪灌組為單元輪流灌溉。系統(tǒng)同時(shí)只有一個(gè)出水口出流時(shí)稱為集中輪灌；有兩個(gè)或兩個(gè)以上的出水口同時(shí)出流時(shí)稱為分組輪灌隨機(jī)方式： 隨機(jī)方式用水是指管網(wǎng)系統(tǒng)各個(gè)出水口的啟閉在時(shí)間和順序上不受其他出水口工作狀態(tài)的約束，管網(wǎng)系統(tǒng)隨時(shí)都可供水，用水單位可隨時(shí)取水灌溉。 三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)（5）管道設(shè)計(jì)流量（1）樹狀網(wǎng)管網(wǎng)中上一級管道流量等于下一級管道流量之和，支管各管段設(shè)計(jì)流量按其控制的出水口個(gè)數(shù)及各出水口設(shè)計(jì)流量推算，干管各管段設(shè)計(jì)流量按其控制的支管條數(shù)及各支管入口流量推算。當(dāng)各出水口流量相同時(shí)，樹狀網(wǎng)各級管道設(shè)計(jì)流量為

29、：Q為管道設(shè)計(jì)流量，Q0為灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量；N為全系統(tǒng)同時(shí)開啟的給水栓個(gè)數(shù)；n為管道控制范圍內(nèi)同時(shí)開啟的給水栓個(gè)數(shù)。三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)（4）管道設(shè)計(jì)流量（2）環(huán)狀網(wǎng)環(huán)狀網(wǎng)各段流量在管徑未確定時(shí)不是唯一的，一般首先按滿足節(jié)點(diǎn)水流連續(xù)條件初步分配管段流量，然后選定管徑，再按各環(huán)滿足能量平衡方程進(jìn)行平差計(jì)算，得到最終的管段設(shè)計(jì)流量。對于單井控制的單環(huán)管網(wǎng)，每條管段可分配大致相同的流量，管道設(shè)計(jì)流量可按下式計(jì)算:三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)2、水頭損失計(jì)算（1）沿程水頭損失（2）局部水頭損失局部水頭損失也可按沿程水頭損失的10%-15%估算。管材種類f（Q:m3/s,d:m）f（Q:m3/h

30、,d:mm）mb混凝土糙率為0.0130.001741.3121062.005.33糙率為0.0140.002011.5161062.005.33糙率為0.0150.002321.7491062.005.33舊鋼管、舊鑄鐵管0.001796.2501051.905.10石棉水泥管0.001181.4551051.854.89硬塑料管0.0009150.9481051.774.77鋁質(zhì)管及鋁合金管0.0008000.8611051.744.74三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)2、水頭損失計(jì)算等距等流量多出口管道沿程水頭損失：1)分段計(jì)算2)間接計(jì)算三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)第一步：先按進(jìn)口處最大流

31、量且沿程不變計(jì)算沿程水頭損失第二步：乘以多口系數(shù)F校正出流孔口數(shù)流量指數(shù)多孔管首孔位置系數(shù)，即多孔管入口至第一個(gè)出流孔管的距離與各出流孔口間距之比三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì) 3、管徑確定管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括各級管道的管材選擇與管徑的確定。豎管一般采用鍍鋅鋼。根據(jù)流量大小及豎管高度等因素，選用DN25或DN32管徑。（1）管材的選擇管材種類很多，應(yīng)該根據(jù)灌區(qū)的具體情況，如地質(zhì)、地氣候、運(yùn)輸、供應(yīng)以及使用環(huán)境和工作壓力等條件，結(jié)合各種管材的特性及適用進(jìn)行選擇。對于地埋固定管道，可選用硬塑管、鋼筋混凝土管或鋼絲網(wǎng)水泥管等。對于地面移動管道，則應(yīng)優(yōu)先采用帶有快速接頭的薄壁鋁合金管，塑料管經(jīng)常暴露在陽

32、光下使用，易老化，縮短使用壽命，因此，地面移動管最好不宜采用塑料管。三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)（2）直徑的確定管徑通常是在滿足下一級管道流量和壓力的前提下按綜合年費(fèi)用最小的原則選擇。隨著管徑的增大，管道的投資將隨之增高，其折算年值也相應(yīng)增加，而管道的年運(yùn)行費(fèi)隨之降低管道的綜合年費(fèi)用為投資的折算年值和年運(yùn)行費(fèi)之和，且必定存在一個(gè)最小值，該最小值所對應(yīng)的管徑即經(jīng)濟(jì)管徑。管徑一般應(yīng)采用經(jīng)濟(jì)管徑，即根據(jù)最小費(fèi)用法確定管徑。三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，經(jīng)濟(jì)管徑一般根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速或經(jīng)驗(yàn)公式確定。1）根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速確定管徑2）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定經(jīng)濟(jì)管徑一般情況下，應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速來確定干管管徑，對

33、于規(guī)模不算太大的工程，常用經(jīng)驗(yàn)公式估算管道的管徑。但為了保證管道的安全，鋼管流速應(yīng)控制在2.5以下，塑料管流速應(yīng)控制在1.8以下。三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)4、設(shè)計(jì)水頭（1）管道系統(tǒng)最大工作水頭（2）管道系統(tǒng)最小工作水頭參考點(diǎn)2地面高程，在平原井區(qū)，參考點(diǎn)2一般為距水源最遠(yuǎn)的出水口管道系統(tǒng)進(jìn)口高程參考點(diǎn)2出水口中心線與地面的高差，出水口中心線高程應(yīng)為控制的田間最高地面高程加0.15m管路沿程水頭損失管路局部水頭損失參考點(diǎn)1地面高程，在平原井區(qū)，參考點(diǎn)1一般為距水源最近的出水口參考點(diǎn)1出水口中心線與地面的高差管路沿程水頭損失管路局部水頭損失三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)（3）管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作水頭

34、，按最大和最小工作水頭的平均值近似取用（4）灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)揚(yáng)程式中： Zd為機(jī)井的動水位；hf0、hj0為水泵吸水管進(jìn)水口至管道系統(tǒng)進(jìn)水口之間的沿程水頭損失和局部水頭損失。三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)5、水擊水擊：有壓管道中，由于閥門的啟閉或水泵突然啟動或停止，會使管內(nèi)流速急劇變化而引起管道中動水壓強(qiáng)急劇上升或下降，這種現(xiàn)象稱之為水擊或水錘對于低壓管道，由于管內(nèi)流速不大，一般情況下水擊壓力不會很大，只要配齊安全保護(hù)裝置，嚴(yán)格按操作規(guī)程運(yùn)行，可不進(jìn)行水擊壓力計(jì)算，但必須進(jìn)行水擊壓力驗(yàn)算。在管道系統(tǒng)設(shè)置單向閥時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算突然停泵時(shí)水擊壓力，遇到下列情況時(shí)，應(yīng)采取水擊防護(hù)措施：a水擊情況下，管道內(nèi)壓力超

35、過管材公稱壓力；b水擊情況下，管道內(nèi)可能出現(xiàn)負(fù)壓。三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)A 、水擊壓力計(jì)算（1）水擊波速（2）水擊分類 水擊在管路中往返一次所需的時(shí)間稱為相長，用T表示直接水擊：Ts2L/a時(shí)，閥門處的壓強(qiáng)不受閥門關(guān)閉時(shí)間長短的影響，稱為直接水擊間接水擊：Ts2L/a時(shí)，閥門處的壓強(qiáng)與閥門關(guān)閉時(shí)間長短有關(guān)，稱為直接水擊直接水擊壓強(qiáng)大于間接水擊壓強(qiáng)三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計(jì)B、減小水擊壓強(qiáng)的措施（1）延長閥門啟閉時(shí)間，從而避免產(chǎn)生直接水擊（2）設(shè)計(jì)中控制管內(nèi)流速不超過允許最大值（3）對于長管可以采取每隔一定距離設(shè)調(diào)壓井或安全閥和進(jìn)氣閥（4）應(yīng)盡量選用大管徑的薄壁管三、低壓管道輸水灌溉工程

36、設(shè)計(jì)6、設(shè)計(jì)成果（1）應(yīng)提交工程設(shè)計(jì)說明書。（2）說明書附圖，應(yīng)包括下列主要圖件: a) 1：1 000或1：2 000的管道系統(tǒng)平面布置圖; b)管線縱剖面圖; c)必要的連接安裝圖; d)附屬建筑物設(shè)計(jì)圖; e)管槽斷面圖; f)典型田間工程布置圖。第一節(jié)概述低壓管道輸水灌溉簡稱管道輸水灌溉、管灌，在田間灌水技術(shù)上，仍屬于地面灌溉類。它是利用低耗能機(jī)泵或由地形落差所提供的自然壓力水頭將灌溉水加壓（一般不超過0.2MPa），然后再通過低壓管道網(wǎng)輸配水到農(nóng)田進(jìn)行灌溉，以充分滿足作物的需水要求。在輸配水上，它是以管道代替明渠輸水灌溉系統(tǒng)的一種工程形式。在田間灌水上，通常采用畦灌、溝灌等地面灌水方

37、法。其典型的特點(diǎn)是最末一級管道壓力是最不利出水口的工作壓力，一般比噴灌、微灌等噴灑口的工作壓力低，通常只需控制在2-3KPa。一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的組成與類型1、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的類型不同的分類標(biāo)準(zhǔn)有不同的叫法，一般可按以下兩類進(jìn)行分類。1）按低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)在灌溉季節(jié)中各組成部分的可移動程度分類（1）固定式低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)管道灌溉系統(tǒng)中的水源和各級管道及分水設(shè)施均埋入地下，固定不動。給水栓或分水口直接分水進(jìn)入田間溝、畦，沒有軟管連接。田間毛渠較短，固定管道密度大，標(biāo)準(zhǔn)高。這類系統(tǒng)一次性投資大，但運(yùn)行管理方便，灌水均勻。有條件的地方應(yīng)逐漸推行這種形式。一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的

38、組成與類型（2）移動式低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)除水源外，管道及分水設(shè)備都可移動，機(jī)泵有的固定，有的也可移動，管道多采用軟管，簡便易行，一次性投資低，多在井灌區(qū)臨時(shí)抗旱時(shí)應(yīng)用。但是勞動強(qiáng)度大，管道易破損。（3）半固定式低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)其管道灌溉系統(tǒng)的一部分固定，另一部分移動。一般是水源固定，干管或支管為固定地埋管，由分水口連接移動軟管輸水進(jìn)入田間。這種形式工程投資介于移動式和固定式之間，比移動式勞動強(qiáng)度低，但比固定式管理難度大，是目前渠灌區(qū)低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)使用最廣泛的類型。一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的組成與類型2）按獲得壓力的來源分類（1）機(jī)壓式低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)它又分為水泵直送式和蓄水池式

39、。當(dāng)水源水位不能滿足自壓輸水要求時(shí)，要利用水泵加壓將水輸送到所需要的高度或蓄水池中，通過分水口或管道輸水至田間。在其他條件相同的情況下，這類系統(tǒng)因需要消耗能量，故運(yùn)行管理費(fèi)用高。目前，我國井灌區(qū)和提水灌區(qū)的低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)均為此類型。目前，井灌區(qū)大部分采用直送式。一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的組成與類型（2）自壓式低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)當(dāng)水源較高時(shí)，可利用地形自然落差所提供的水頭作為管道輸水所需要的工作壓力。一般地形坡度只要有1/250-6/1000的地面坡度，即可滿足自壓式低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)正常運(yùn)行所需的工作壓力。這類型不用水泵加壓，故可大大降低工程投資，特別適宜在引水自流灌區(qū)、水庫自流灌區(qū)

40、和大型提水灌區(qū)內(nèi)田間工程應(yīng)用。有地形條件可利用的地方均應(yīng)首先考慮自壓式低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)。一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的組成與類型目前，我國單井、群井匯流灌區(qū)和規(guī)模小的提水灌區(qū)及小型塘壩自流灌區(qū)多采用移動式低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)，其管網(wǎng)采用一級或兩級地面移動的塑料軟管或硬管。面積較大的群井聯(lián)用灌區(qū)、抽水灌區(qū)以及水庫灌區(qū)和自流灌區(qū)主要采用半固定式低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)，其固定管道多為地埋暗管，田間灌水則采用地面軟管2、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成管道輸水灌溉系統(tǒng)由水源與取水樞紐、輸水配水管網(wǎng)系統(tǒng)、田間灌水系統(tǒng)、附屬建筑物和裝置等部分組成低壓管道輸水一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的組成與類型一、低壓管道輸水灌溉系

41、統(tǒng)的組成與類型1）水源管道輸水灌溉系統(tǒng)的水源有井、泉、溝、渠道、塘壩、河湖和水庫等。水質(zhì)應(yīng)符合農(nóng)田灌溉用水標(biāo)準(zhǔn)，且不含有大量雜草、泥沙等雜物。2）取水樞紐取水樞紐形式主要取決于水源種類，其作用是從水源取水，并進(jìn)行處理以符合管網(wǎng)與灌溉在水量、水質(zhì)和水壓三方面的要求。需要機(jī)壓的低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)必須要有水泵和動力?？筛鶕?jù)用水量和揚(yáng)程的大小，選擇適宜的水泵類型和型號。一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的組成與類型在有自然地形落差可利用的地方，可采用自壓式，以節(jié)省投資。灌區(qū)有條件時(shí)，應(yīng)盡量發(fā)展自壓式，以節(jié)省投資。在自流灌區(qū)或大中型抽水灌區(qū)及灌溉水中含有大量雜質(zhì)的地區(qū)建設(shè)低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)，取水樞紐必須設(shè)置進(jìn)

42、水閘和量水建筑物外，還必須設(shè)置攔污柵、沉淀池或水質(zhì)凈化處理等設(shè)施。3）輸配水管網(wǎng)輸配水管網(wǎng)是由低壓管道、管件及附屬管道裝置連接成的輸配水管網(wǎng)。在灌溉面積較小的灌區(qū)，一般只有單機(jī)泵、單級管道輸水和灌水的形式。在面積較大的灌區(qū)，輸配水管網(wǎng)主要由干管、支管等多級管道組成。一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的組成與類型井灌區(qū)輸配水管網(wǎng)一般采用1-2級地面移動管道，或1級地理管和1級地面移動管。渠灌區(qū)輸配水管網(wǎng)多由多級管道組成，一般均為固定式地理管。地埋管管材目前主要有混凝土管、硬塑料管、鋼管、石棉水泥管和一些當(dāng)?shù)夭牧瞎?。輸配水管網(wǎng)的最末一級管道可采用固定式地理管，也可采用地面移動管道。地面移動管道目前主要有薄塑

43、料軟管、涂塑布管、硬塑管、錦綸管、尼龍管、鋁合金管等。一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的組成與類型4）田間灌溉系統(tǒng)田間灌水系統(tǒng)指出水口以下的田間部分，它仍屬地面灌水，因而應(yīng)采取地面節(jié)水灌溉技術(shù)，達(dá)到灌水均勻并減小灌水定額的目的。目前常用有以下3種形式。（1）采用田間灌水管網(wǎng)輸水和配水，應(yīng)用地面移動管道來代替田間毛渠和輸水壟溝，并運(yùn)用退管灌法在農(nóng)田內(nèi)進(jìn)行灌水。這種方式輸水損失最小，可避免田間灌水時(shí)灌溉水的浪費(fèi)，而且管理運(yùn)用方便，也不占地，不影響耕作和田間管理。井灌區(qū)多采用這種形式。一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的組成與類型（2）采用明渠田間輸水壟溝輸水和配水，在田間用常規(guī)畦、溝灌等地面灌水方法進(jìn)行灌水。這種方

44、式不可避免地還要產(chǎn)生田間灌水的無益損耗和浪費(fèi)勞動強(qiáng)度大，田間灌水工作也困難，而且輸水溝還要占用農(nóng)田耕地。（3）田間輸水壟溝采用地面移動管道輸、配水，而農(nóng)田內(nèi)部灌水時(shí)仍采用常規(guī)畦、溝灌等地面灌水方法。這種方式的優(yōu)缺點(diǎn)介于前兩種方式之間，但因無需大量的田間灌地用軟管，因此投資可大為減少。田間移動管可用閘孔管道、虹吸管或一般引水管向畦、溝放水或配水。一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的組成與類型5）附屬建筑物和裝置管灌系統(tǒng)一般都有2-3級地理固定管道，因此必須設(shè)置各種類型的管灌系統(tǒng)建筑物或裝置。依建筑物或裝置在管灌系統(tǒng)中所發(fā)揮的作用不同，可把它們劃分為以下9種類型：（1）引水取水樞紐建筑物：包括進(jìn)水閘門或閘閥

45、、攔污柵、沉淀他或其他凈化處理設(shè)施等；（2）分水配水建筑物：包括干管向支管、支管向各農(nóng)管分水配水用的閘門或閘閥；（3）控制建筑物：各級管道上為控制水位或流量所設(shè)置的閘門或閥門；（4）量測建筑物：包括量測管道流量和水量的裝置或水表，量測水壓的壓力表等；一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的組成與類型（5）保護(hù)裝置：為防止管道發(fā)生水擊或水壓過高或產(chǎn)生負(fù)壓等致使管道變形、彎曲、破裂、吸扁等現(xiàn)象，以及為管道開始進(jìn)水時(shí)向外排氣，泄水時(shí)向內(nèi)補(bǔ)氣等，通常均需在管道或管道適當(dāng)位置處設(shè)置通氣孔、進(jìn)排氣閥、減壓裝置或安全閥等；（6）泄退水建筑物：為防止管道在冬季凍裂，在冬季結(jié)凍前將管道內(nèi)的余水退凈泄空設(shè)置的泄水閘門或閥門；（

46、7）交叉建筑物：管道若和道路、渠、溝等建筑物交叉，則需設(shè)置虹吸管、倒虹吸管、有壓涵管等；（8）田間出水口和給水栓：由地埋輸配水暗管向田間畦、溝配水時(shí)需要裝置豎管和給水栓，灌溉水流流出地面處應(yīng)設(shè)置出水口。（9）管道附件及連通建筑物：如三通、四通、變徑接頭、同徑接頭以及為聯(lián)通管道所需設(shè)置的井式建筑物等。二、輸配水管網(wǎng)規(guī)劃布置的基本要求1、輸配水管網(wǎng)的規(guī)劃布置應(yīng)使網(wǎng)總長度最短，管道順直，水頭損失小，總造價(jià)小，而且管理運(yùn)用方便。2、輸配水地埋固定管道應(yīng)盡可能布設(shè)在堅(jiān)實(shí)的地基上，盡量避開填方區(qū)以及可能發(fā)生滑坡的地帶和受山洪威脅的地帶，若管道因地形條件限制，必須鋪設(shè)在松軟地基或有可能發(fā)生不均勻沉隱的地段，

47、則應(yīng)對管道地基進(jìn)行處理。3、根據(jù)水源和用戶情況，輸配水管網(wǎng)在平原地區(qū)可采用環(huán)狀封閉式管網(wǎng)或樹枝狀管網(wǎng)，應(yīng)盡量采取兩側(cè)分水的布置形式；在山區(qū)丘陵地區(qū)宜采用樹枝狀管網(wǎng)，其主要管道應(yīng)盡量沿山脊布置，以盡量減少管道起伏。對于直徑大于100mm且鋪設(shè)在地面上的固定管道，應(yīng)在其拐彎處和直管段超過30m處設(shè)置鎮(zhèn)墩。埋設(shè)深度應(yīng)在凍土層深度以下，且不小于70cm。二、輸配水管網(wǎng)規(guī)劃布置的基本要求4、輸配水管網(wǎng)的進(jìn)口設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)壓力，應(yīng)根據(jù)全灌溉管道系統(tǒng)所需要的設(shè)計(jì)流量和大多數(shù)配水管進(jìn)口所需要的設(shè)計(jì)壓力確定。若局部地區(qū)供水壓力不足，而提高全系統(tǒng)工作壓力又不經(jīng)濟(jì)時(shí)，應(yīng)采取增壓措施。若部分地區(qū)供水壓力過高，則可結(jié)合

48、地形條件和供水壓力要求，設(shè)置壓力分區(qū)，采取減壓措施，或采用不同等級的管材和不同壓力要求的灌水方法，布置成不同的灌溉系統(tǒng)在進(jìn)行各級管道水力計(jì)算時(shí)，應(yīng)同時(shí)驗(yàn)算各級管道產(chǎn)生水錘的可能性以及水錘壓力，以便采取水錘防護(hù)措施。特別是在管道縱向拐彎處，應(yīng)檢驗(yàn)是否會產(chǎn)生水錘和真空現(xiàn)象，并依此條件，在管道工作壓力中預(yù)留2-3m水頭的余壓二、輸配水管網(wǎng)規(guī)劃布置的基本要求5、輸配水管網(wǎng)各級管道進(jìn)口必須設(shè)置節(jié)制閥，并應(yīng)裝設(shè)壓力和流量的調(diào)節(jié)裝置。分水口較多的輸配水管道，每隔3-5個(gè)分水口應(yīng)設(shè)置一個(gè)節(jié)制閥。管道最低處應(yīng)設(shè)置退水泄水閥在水泵出口閘閥的下游、壓力池放水閥的下游以及可能產(chǎn)生水錘負(fù)壓或水柱分離的管道處，應(yīng)安裝進(jìn)氣

49、閥在管道的駝峰處或管道最高處應(yīng)安裝排氣閥在水泵逆止閥的下游或閘閥的上游處安裝水錘防護(hù)裝置6、應(yīng)盡可能發(fā)揮輸配水管網(wǎng)綜合利用功能，把農(nóng)田灌溉與農(nóng)村供水以及水產(chǎn)、環(huán)境美化等相結(jié)合，充分發(fā)揮輸配水管網(wǎng)的效益。三、低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)1、節(jié)水節(jié)能低壓管道輸水系統(tǒng)有效防止了水的滲漏和蒸發(fā)損失，其輸水過程中的有效利用率可達(dá)90%以上，而土渠輸水灌溉，其水的有效利用率只有45%左右。因此，井灌區(qū)管道輸水比土渠輸水節(jié)水30%，比土渠輸水灌溉節(jié)能20%-30%。2、省地省工用土渠輸水，田間渠道用地一般占灌溉面積的12，有的多達(dá)35，而管道輸水只占灌溉面積的0.5，提高了土地利用率。同時(shí)管道輸水速度快，

50、避免了跑水漏水現(xiàn)象，縮短了灌水周期，節(jié)省了巡渠和清淤維修用工。三、低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)3、擴(kuò)大灌溉面積低壓管道輸水灌溉，減少水量損失，可有效擴(kuò)大灌溉面積，用管道輸水代替土渠輸水，單井灌溉面積可由40-60畝擴(kuò)大100-120畝。4、灌水及時(shí)，促進(jìn)增產(chǎn)增收管道輸水灌溉，灌水及時(shí)，縮短了輪灌周期，改善了田間灌水條件，從而有效地滿足了作物生長的需水、可收到增產(chǎn)增收的效果。特別是在作物需水關(guān)鍵期，土渠灌溉往往因?yàn)檩喒嘀芷陂L，灌水不及時(shí)，而影響作物生長，造成減產(chǎn)，管道輸水灌溉較好克服了這一缺點(diǎn)，從而起到增長增收的效果。三、低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)5、適應(yīng)性強(qiáng)，管理方便低壓管道灌溉系統(tǒng)設(shè)備

51、簡單，技術(shù)容易掌握，使用靈活方便，可適用于各種地形和不同作物與土壤，不影響農(nóng)業(yè)機(jī)耕和田間管理，小坡小坎能爬、小彎能拐，溝路林能穿；能適用當(dāng)前農(nóng)村生產(chǎn)責(zé)任制管理體制；能解決零散地塊和局部旱地、高地灌不上水以及單戶農(nóng)民修渠占地和爭水矛盾等問題。管灌系統(tǒng)非常適宜單戶或聯(lián)戶農(nóng)民自行管理模式。第二節(jié)低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)規(guī)劃與布置一、規(guī)劃內(nèi)容與原則規(guī)劃內(nèi)容：1、確定適宜的引水水源和取水工程的位置、規(guī)模及形式。在井灌區(qū)應(yīng)確定適宜的井位，在渠灌區(qū)則應(yīng)選擇適宜的引水渠段。2、確定田間灌溉工程標(biāo)準(zhǔn)，溝畦的適宜長、寬，給水栓入畦方式及給水栓連接軟管時(shí)軟管的適宜長度。3、選擇管網(wǎng)類型、確定管網(wǎng)的布置方案及管網(wǎng)中各控制

52、閥門、保護(hù)裝置、給水栓及附屬建筑物的位置。4、擬定可供選擇的管材、管件、給水栓、保護(hù)裝置、控制閥門等設(shè)施的系列范圍。一、規(guī)劃內(nèi)容與原則規(guī)劃布設(shè)原則： 1、低壓管灌系統(tǒng)的布設(shè)應(yīng)與水源、道路、林帶、供電線路和排水等緊密結(jié)合，統(tǒng)籌安排并盡量充分利用當(dāng)?shù)匾延械乃O(shè)施及其他工程設(shè)施。2、低壓管灌系統(tǒng)布設(shè)時(shí)應(yīng)綜合考慮低壓管灌系統(tǒng)各組成部分的設(shè)置及其銜接。3、在山丘地區(qū)，大中型自流灌區(qū)和抽水灌區(qū)內(nèi)部以及一切有可能利用地形坡度提供自然水頭的地方，只要在最末級管道最不利出水口處有0.3-0.5m的壓力水頭，應(yīng)首先考慮布設(shè)自壓式低壓管灌系統(tǒng)。對于地埋暗管，沿管線具有51000左右的地形坡度，就可滿足自壓式低壓管

53、灌系統(tǒng)輸水壓力能坡線的要求一、規(guī)劃內(nèi)容與原則4、小水源如單并、群井、小型抽水灌區(qū)等應(yīng)選用布設(shè)全移動式低壓管灌系統(tǒng)。群并聯(lián)用的井灌區(qū)和大的抽水灌區(qū)及自流灌區(qū)宜布設(shè)固定式低壓管灌系統(tǒng)。5、輸水管網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)力求管線總長度最短，控制面積最大；管線平順，無過多的彎轉(zhuǎn)和起伏；盡量避免逆坡布置。6、田間末級暗管和地面移動軟管的布設(shè)方向應(yīng)與作物種植方向或耕作方向及地形坡度相適應(yīng)，一般應(yīng)取平行方向布置。7、田間給水栓或出水口的間距應(yīng)依據(jù)現(xiàn)行農(nóng)村生產(chǎn)管理體制和田園化規(guī)劃確定，以方便用戶管理和實(shí)行輪灌。8、低壓管灌系統(tǒng)布局應(yīng)有利于管理運(yùn)用，方便檢查和維修，保證輸配水和灌水安全可靠。二、設(shè)計(jì)參數(shù)的確定設(shè)計(jì)參數(shù)的合理選

54、擇是正確確定工程標(biāo)準(zhǔn)，為設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，管灌工程的設(shè)計(jì)參數(shù)主要有以下幾個(gè)：1、灌溉設(shè)計(jì)保證率。根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件和經(jīng)濟(jì)條件確定，但應(yīng)不低于75%2、管道灌溉系統(tǒng)水利用系數(shù)。井灌區(qū)應(yīng)不低于0.95，渠灌區(qū)應(yīng)不低于0.93、田間水利用系數(shù)。應(yīng)不低于0.854、灌溉水利用系數(shù)。井灌區(qū)不低于渠灌區(qū)不低于0.8，渠灌區(qū)應(yīng)不低于0.75、規(guī)劃區(qū)灌水定額。根據(jù)當(dāng)?shù)卦囼?yàn)資料確定，無資料地區(qū)可參考鄰近地區(qū)試驗(yàn)資料確定。三、基本資料的收集與整理基本資科的收集與整理是進(jìn)行低壓管道灌溉工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和前提，基本資料的準(zhǔn)確與否將直接影響著設(shè)計(jì)的質(zhì)量。管灌工程規(guī)劃設(shè)計(jì)需要收集的資料主要包括：當(dāng)?shù)刂?、長期農(nóng)業(yè)

55、發(fā)展規(guī)劃、水利建設(shè)規(guī)劃和農(nóng)田基本建設(shè)規(guī)劃資料；灌區(qū)位置及地形資料；水文氣象資料；土壤及農(nóng)作物資料；水源狀況；水利工程現(xiàn)狀；管材管件生產(chǎn)供應(yīng)狀況；社會經(jīng)濟(jì)狀況。三、基本資料的收集與整理（1）近期與中長期發(fā)展規(guī)劃。近期與中長期發(fā)展規(guī)劃包括農(nóng)田基本建設(shè)規(guī)劃、農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、水利區(qū)劃和水利中長期發(fā)展供求規(guī)劃等，以及規(guī)劃區(qū)今后人口增長、工業(yè)與農(nóng)業(yè)發(fā)展目標(biāo)、耕地面積與灌溉面積變化趨勢和可供水資源量與需水量。（2）地形地貌。灌區(qū)規(guī)劃階段用1：50001：10000地形圖。管網(wǎng)布置用1：5001：2000局部地形圖。局部地形圖上要標(biāo)明行政區(qū)劃、灌區(qū)位置、控制范圍邊界線， 以及耕地、村莊、溝渠、道路、林帶、池塘、

56、井泉、水庫、河流、泵站和輸電線路等。地形變化明顯處要注明高程。三、基本資料的收集與整理（3）水文氣象。年、月、旬平均氣溫，最低、最高氣溫；多年、月平均降水量，降水特征，旱、澇災(zāi)情特點(diǎn)；年、月平均蒸發(fā)量，最大、最小月蒸發(fā)量；月或旬日照小時(shí)數(shù)；無霜期及始、終日期；土壤凍結(jié)及解凍時(shí)間，凍土層深度；主風(fēng)向及風(fēng)速等。（4）土壤及其特性。土壤類型及分布，土壤質(zhì)地和層次，耕作層厚度及養(yǎng)分狀況，土壤：要物理化學(xué)性能等。如土壤的干密度、田間持水率、適宜含水率等。三、基本資料的收集與整理 (5)灌溉水源。地下水：年內(nèi)最高與最低埋深及出現(xiàn)時(shí)間，含水層厚度及埋藏深度、地下水水力坡度、流速、給水度、滲透系數(shù)及井的涌水量

57、等有關(guān)資料。入滲補(bǔ)給量、入滲補(bǔ)給系數(shù)等參數(shù)；河水：收集當(dāng)?shù)鼗蛳嚓P(guān)水文站中不同水平年水位及流量的年內(nèi)分配過程，水位流量關(guān)系曲線及年內(nèi)含沙量的分配等資科；水庫搪壩：收集流域降雨徑流情況、歷年蓄水情況、水位庫容曲線、水庫調(diào)節(jié)性能及可供灌溉用水量。三、基本資料的收集與整理 (6)水利工程現(xiàn)狀。掌握現(xiàn)有水利設(shè)施狀況，在井灌區(qū)要搜集己建成井的數(shù)量、分布、出水量、機(jī)泵性能、運(yùn)行狀況、歷年灌溉面積等。對于引河和水庫灌區(qū)還要搜集水庫和引水建筑物類別、有關(guān)尺寸、引水流星、灌溉面積、供水保證程度、各級渠道配套情況、設(shè)施完好狀況、渠系水利用系數(shù)和灌溉水利用系數(shù)等。（7）灌溉試驗(yàn)資科。搜集當(dāng)?shù)鼗蝾愃频貐^(qū)已有的灌溉試驗(yàn)資

58、料。包括灌溉回歸系數(shù)、降雨入滲補(bǔ)給系數(shù)、潛水蒸發(fā)系數(shù)、主要作物需水量以及各生育階段適宜土壤含水率、需水規(guī)律、灌溉制度、灌水技術(shù)要素及渠灌區(qū)各級渠道水利用系數(shù)等。三、基本資料的收集與整理（8）管材管件資料。調(diào)查廠家生產(chǎn)管材管件的規(guī)格、性能、造價(jià)和質(zhì)量。若廠家出廠產(chǎn)品有關(guān)技術(shù)參數(shù)不足時(shí)，還要通過試驗(yàn)取得設(shè)計(jì)所需要的數(shù)據(jù)。（9）社會經(jīng)濟(jì)。社會經(jīng)濟(jì)包括規(guī)劃區(qū)內(nèi)人口、勞力，耕地面積、林果面積、作物種類、種植比例，糧棉等作物產(chǎn)量，農(nóng)、林、牧、副各業(yè)產(chǎn)值，分配與積累，交通能源，建設(shè)狀況等。四、水量供需平衡分析水量供需平衡分析是灌溉工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，通過水量的供需平衡分析，可以合理確定工程的規(guī)模，即一

59、定水源條件下可以發(fā)展的灌溉面積或一定灌溉面積需要的水源供水能力。對充分挖掘水資源潛力，提高灌溉效益起著非常重要的作用。在此以平原井灌區(qū)為例介紹水量平衡分析的方法(引水灌溉工程的水量平衡分析見農(nóng)田水利學(xué))。 水量供需平衡分析應(yīng)以區(qū)劃為單元進(jìn)行。井灌區(qū)如己超采，規(guī)劃時(shí)應(yīng)根據(jù)水量供需平衡分析結(jié)果，確定適宜的管灌面積和作物種植結(jié)構(gòu)，以控制地下水超采。平原井灌區(qū)水量平衡分析的基本內(nèi)容如下：四、水量供需平衡分析1、可供水量分忻 平原地區(qū)井灌區(qū)以開采淺層地下水為主，由于淺層地下水的補(bǔ)給隨氣象(降雨、蒸發(fā)等)和水文條件而變化。所以，在確定開采量之前，必須進(jìn)行規(guī)劃區(qū)地下水資源的分析計(jì)算。即根據(jù)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)資料分

60、析計(jì)算出地下水補(bǔ)給量，以此作為井灌區(qū)規(guī)劃的依據(jù)。（1）降雨入滲補(bǔ)給量。降雨是淺層地下水的主要補(bǔ)給源之一，降雨入滲補(bǔ)給量與降雨強(qiáng)度、雨型、土壤的初始含水率及地下水等因素有關(guān)。為簡化計(jì)算，可根據(jù)灌溉設(shè)計(jì)保證率選取設(shè)計(jì)降雨年，然后從當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)資料中查得降雨入修補(bǔ)給系數(shù)，下式計(jì)算降雨入滲補(bǔ)給量：四、水量供需平衡分析四、水量供需平衡分析（2）側(cè)向補(bǔ)給量。側(cè)向補(bǔ)給是影響淺層地下水量的因素之一。根據(jù)區(qū)域均衡法原理將規(guī)劃區(qū)作為一個(gè)儲水整體，計(jì)算1年內(nèi)區(qū)域邊界補(bǔ)給或排泄的水量。四、水量供需平衡分析（3）灌溉回歸水量。規(guī)劃區(qū)內(nèi)渠灌和井灌水均會部分人滲補(bǔ)給地下水。灌溉回歸水量受多種因素影響。因此，一般由當(dāng)?shù)厮牡?/p>