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其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。——《论语》
1渠灌区管灌系统的组成及系统优化设计
渠灌区灌溉水源为地表水,渠灌区管道输水灌溉系统由首部工程(泵房、水泵
机组、控制柜)、管网系统(各级管道、管件)和附属设施(给水栓、出水池、泄
水阀等)3部分组成。
综合考虑水源、地形、管材、工程投资等多方面因素,通过研究和试验,确定
管网系统的主要技术参数,包括管网布置形式、单个灌溉系统适宜控制规模、管
网的设计工作压力标准等。
1.1管灌系统的管网主要布置模式
管网布置主要是根据水源位置、田间沟渠布置和走向、作物品种和种植方向
等因素确定,主要布置形式可分为梳齿形和鱼骨形2种。
1.2管灌系统适宜规模的确定
渠灌区管灌系统的控制规模不受水源水量的影响,但直接关系到技术、经济、
管理各个方面。系统规模越大,意味着流量越大,管径越粗,管线越长。在技术上
随着管径增大,对管材的要求相应提高,并且管道接口技术复杂。在投资上,系统
规模大,首部工程(泵房、机组、控制柜)单位面积造价低,而管网造价提高,这是
因为管材、管件价格随管径加大大幅度提高;在施工上,管径大,施工难,效率低,
增加施工费用;在管理上,由于每个给水栓的出水量为50～70m3/h,工程规模
大,则同时开启的给水栓数量增多,多个给水栓同时运行,对管理协调程度要求较
高,产生误操作的几率增加,造成系统破坏的危险增大。相反,系统规模较小时,
技术把握大,管理上要求较低,管网投资小,但首部工程单位面积投资较大。
从以上分析可以看出,系统过大、过小都不合适。多大规模比较适宜,必须结
合工程实际,进行分析计算。选择典型的梳齿型管网布置形式,泵站在干管中间位
置,支管、出水口间距均为50m,支管长度300m,设计灌溉参数相同,在上述条
件下,对13.3～53.3hm2的系统进行工程投资计算分析。计算结果见表1。
从上面分析计算可以看出,系统面积小于20hm2或大于40hm2时,工程投
资明显加大,20～40hm2时单位面积投资相差较小。因此,渠灌区单个管灌系统
的控制规模最好是20～40hm2。
其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。——《论语》
1.3管道的设计工作压力标准
综合考虑管材、电力、单系统规模和水泵等因素,管道的设计工作压力需满
足以下几个前提:①管材允许承受的内水压力不大于0.2MPa;②单系统最佳
控制面积20～40hm2,相应的系统设计灌溉流量为100～300m3/h;③根据
系统流量和压力范围,离心泵是渠灌区管道输水灌溉提水加压的最佳选择。
1.4系统优化设计
采用多目标方法进行系统优化设计,其思路为:建立模型、确定非劣解集,然
后根据决策者的偏好信息选择最满意解。
(1)优化目标。多目标包括3个方面:经济性,指年费用最小;可靠性,指系
统在规定条件和规定时间内完成设计功能的能力;适应性,指系统适应多种作物
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