自流灌区低压管道灌溉工程设计要点.docx

自流灌区低压管道灌溉工程设计要点张茂堂 ,李中华(云南省水利水电科学研究所 ,云南 昆明 650228)[ 摘要 ] 自流灌区管道灌溉尚处于试验探索阶段 ,通过试点工程测试研究 ,较全面地分析了自流灌区管灌工程设计要点 ,论述了管道系统的布置 ,设计流量的确定 ,管网水力计算 ,管道结构设计及管材的选择等 ,并提出了加强关 键技术问题研究的建议 。[ 关键词 ] 低压管灌 ;自流灌区 ;管道 ;设计[ 中图分类号 ] S275[ 文献标识码 ] B[ 文章编号 ] 1003 - 1510 (2007) 05 - 0042 - 03(1)管道系统布置应做到灌溉 、排水 、道路等1概述低压管道输水灌溉是使用不超过 012 M Pa 的系统紧密结合 ,统筹安排 ,管网供水可靠性高 ,排水通畅 ,机耕方便 ,并充分利用原有工程设施 。对稻田 灌区 ,应保证排水系统独立可靠运行 。压力 ,通过压力管道系统 ,把水输送到田间或斗渠进行农田灌溉的一种灌溉技术 ,自“七五”攻关研究以 来 ,由于水资源日益紧张 ,使这项节水技术得到飞速发展 ,目前全国低压管道输水灌溉面积已超过 533万 hm2 ,主要分布于北方提水井灌区 。我国井灌区 的低压管道输水灌溉技术已趋于成熟 ,1995 年 7 月水利部已批准了行业标准《低压管道输水灌溉工程 技术规范 (井灌区部分) 》,而自流灌区在工程规模和运行方式上与井灌区有较大差异 ,国内自流灌区的 低压管道输水灌溉技术尚处于试验探索阶段 ,没有 技术规范标准 。就云南省而言 ,大多为自流灌区 ,地 形起伏较大 ,梯田多 ,粮食作物以水稻为主 ,灌溉水 含泥沙量大 ,土壤大多为土质较硬的粘土 。这些自 然条件和耕作方式与北方井灌区有较大的差异 ,因 而增大了推广应用低压管道灌溉技术的难度 。但云南省耕地面积少 , 粮食产量低 , 有效灌溉水资源缺乏 ,用水浪费严重 ,发展低压管道灌溉是增强国家农 业经济基础的重要举措 。从 1993 年起 ,我们进行了不同工程类型的自流灌区低压管灌技术应用试点 ,在工程的规划 、设计 、管材选择及施工设计等方面取 得了一些成功的经验 。现就自流灌区低压管道灌溉 工程设计中的要点进行分析 ,供设计阶段参考 。(2)管道系统布置应力求管线总长度短 ,控制面积大 ,管线平顺 ,减少拐弯和起伏 。(3)管道系统的管道级数 ,应根据灌区自然环境 (供排水条件 、灌溉面积) 和经济条件进行综合比较确定 。灌区内较高位置有干渠或水源点较多时 , 可分散取水 ,管道级数可少一些 ; 通常 300 亩以内 , 考虑单级管道 ,超过 300 亩就要考虑二级管道 ;工程 投资条件好的地区 ,灌区标准较高 ,单个出水口控制 面积小 ,管道级数可多些 。212 设计流量的确定灌溉系统的设计流量为灌水高峰期所需流量 , 它由作物灌溉制度 、作物种植结构 、灌溉面积 、灌水 定额 、灌水周期 、灌溉水利用系数等因素综合考虑确 定 ,它是管径选择 、管道水力计算等的主要依据 。设 计流量应按下式计算 :Q = m A / T tη式中 : Q ———灌溉系统设计流量 ,m3 / s ;m ———灌水定额 ,m3 / hm2 ;A ———灌溉面积 ,hm2 ;T ———灌水周期 ,d ;t ———日灌水时间 ,s ;η———灌溉水利用系数 。( 1)2 自流灌区管灌工程设计要点211管道系统布置(1)灌溉制度的制定 。设计灌溉制度是指符[ 收稿日期 ] 2007208223[ 作者简介 ] 张茂堂 ( 1965 - ) ,男 ,云南洱源人 ,云南省水利水电科学研究所工程师 ,主要从事农田水利研究设计工作 。42广西水利水电GX WA T ER R ESOU RCES H YDRO POW ER EN GIN EER IN G 2007 (5)合设计标准代表年的灌溉制度 ,可根据当地试验资料或多年灌溉经验分析制定 。主要指标有灌水次 数 、灌水时间 、灌水定额及灌溉定额 。(5)进水池或调压水位高程 。首先通过计算确定能满足自流灌溉条件的所需工作水头最大的出水口 ,然后由此水口逐级向取水口方向推算 ,可确定 出水池水位高程 。(2)灌水定额 。灌水定额可根据灌溉实验资料确定 ,稻田可采用泡田定额作为设计灌水定额 。(6)经济管径选择 。首先确定在设计水位下(3)灌水周期 。根据灌水定额 、设计代表年灌的最大水头损失管线 ,然后试算 ,直至给水栓出口的剩余水头为 012 m 左右 ,且管内流速大于 015 m/ s时的管径即为设计经济管径 。水期最大日需水量确定 。对水稻自流管灌区 ,可取泡田时间为灌水周期 ,一般为 7～15 d ,灌区面积较 大时取较大值 ,从而可选择较小管径的输水