低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述

1、低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述第三章第三章低壓管道輸水灌溉技術(shù)低壓管道輸水灌溉技術(shù) 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、低壓管道輸水灌溉技術(shù)一、低壓管道輸水灌溉技術(shù) 低壓管道輸水灌溉簡稱管道輸水灌溉，在田間灌水技術(shù)上，仍屬于地面灌溉類，它是以管道代替明渠輸水灌溉系統(tǒng)的一種工程形式。灌水時使用較低的壓力，通過壓力管道系統(tǒng)，把水輸送到田間溝、畦，灌溉農(nóng)田。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述低壓管道輸水低壓管道輸水低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述低壓管道輸水主要特點： 低壓管道輸水是在低壓條件下運用的。目前主要用于輸配水系統(tǒng)層次少(一級或二級)的小型灌區(qū)(特別是井灌區(qū))，也可用于輸

2、配水系統(tǒng)層次多的大型灌區(qū)的田間配水系統(tǒng)。其工作壓力相對于噴灌、微噴灌等較低。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 二、壓力范圍二、壓力范圍 根據(jù)低壓管道輸水灌溉的運用條件、通過研究和實踐，其管道系統(tǒng)的壓力一放不超過0.2MPa，在克服管道的輸水壓力損失之后。管道最遠處出口壓力應(yīng)控制在0.002-0.003MPa。有時受管材承壓能力的限制，管道的輸水壓力還得相應(yīng)地降低。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述三、管道系統(tǒng)組成三、管道系統(tǒng)組成 低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)，根據(jù)各部分承擔的功能由：水源(機井)、輸水管道、給配水裝置(出水口、給水栓)、安全保護設(shè)施(安全閥、排氣閥)、田間灌水設(shè)施等部分組成,見圖1-1所

3、示。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 (一)水源 低壓管道輸水灌溉的水源有井、河、渠、水庫、塘等，配套的提水動力多為機泵(有自壓條件的除外)。 (二)輸水系統(tǒng) 輸水系統(tǒng)是由輸水管道、管件(三通、四通、彎頭、變徑接頭等)連接成的輸水通道。按管道材料可分為混凝上管、水泥砂土管、缸瓦管、石棉水泥管、塑料管等。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 (三)給配水裝置 由地下輸水管道向田間溝、畦配水的給水裝置，一般稱出水口，如能連接下一級田間移動管道的，則稱給水栓。 (四)保護設(shè)備 為防止水泵突然關(guān)閉或其它事故等產(chǎn)生的水錘, 在管道系統(tǒng)首部或適當位置安置調(diào)壓或進排氣閥等保護設(shè)置。

4、 (五)田間灌水設(shè)施 田間灌水設(shè)施一股是指與出水口相連接的閘管系統(tǒng) 。低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述第二節(jié)第二節(jié) 低壓管道輸水灌溉的優(yōu)點低壓管道輸水灌溉的優(yōu)點 一、節(jié)水一、節(jié)水 管道輸水系統(tǒng)可以減少滲漏和蒸發(fā)損失，提高水的有效利用率。各地井灌區(qū)低壓管道輸水灌溉的實踐表明，一般可比土渠輸水節(jié)約水量30%左右。是一項有效的節(jié)水灌溉工程措施。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 二、輸水快和省時、省力二、輸水快和省時、省力 管道輸水灌溉是在一定壓力下進行的，一般比土渠輸水流速大、輸水快，供水及時，有利于提高灌水效率，適時供水，節(jié)約灌水勞力。 三、減少土渠占地三、減少土渠占地 以管代渠在井灌區(qū)一般可比土渠

5、減少占地2%左右。對于我國土地資源緊缺，人均占有耕地不足1.5畝的現(xiàn)實來說，這是一個很大的社會和經(jīng)濟效益，其意義極為深遠。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 四、節(jié)能四、節(jié)能 用管道輸水灌溉，比土渠輸水多消耗一定能耗，但通過節(jié)水，提高水的有效利用率所減少的能耗，一般可節(jié)省能耗20%一25%。 五、灌水及時促進增產(chǎn)增收五、灌水及時促進增產(chǎn)增收 管道輸水灌溉，減少水量損失，同時改善了田間灌水條件，縮短了輪灌周期，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。 另外，采用管道輸水，還便于管理便于機耕 。低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述第三節(jié)第三節(jié) 低壓管道輸水灌溉技術(shù)低壓管道輸水灌溉技術(shù)的發(fā)展與

6、展望的發(fā)展與展望 一、國外發(fā)展概況一、國外發(fā)展概況 美國：美國：早在20年代就在加利福尼亞州的圖爾洛克灌區(qū)應(yīng)用低比管道輸水灌溉技術(shù)，其形式是地面閘管系統(tǒng)和地下管道閥門系統(tǒng)。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 前蘇聯(lián)：前蘇聯(lián)：典型的(相當于農(nóng)渠一級的)低壓管網(wǎng)系統(tǒng)采用地下固定式石棉管或塑料硬管，從架空的“U”型槽的斗渠通道虹吸管或管式放水口引水。 日本：日本：灌溉輸水系統(tǒng)已由部分管道輸水向多級組合的完整的管道輸水系統(tǒng)發(fā)展。 以色列：以色列：以色列為干旱半干旱地區(qū)，有300萬畝灌溉土地，90以上實現(xiàn)了管道化水的有效利用系數(shù)很高。全國主要水系已連結(jié)成統(tǒng)一水網(wǎng)。 其他如羅馬尼亞、保加利業(yè)等國家，管道輸水

7、灌溉發(fā)展也都比較快。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述二、我國發(fā)展概況二、我國發(fā)展概況 我國低壓管道輸水灌溉技術(shù)的運用為時已很早，但集中連片的使用，是在50年代以后。進入80年代以來，我國北方一些地區(qū)連年干旱，地面與地下水資源日益緊張，使得低壓管道輸水灌溉這項節(jié)水技術(shù)得到飛速發(fā)展。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述管道工程規(guī)劃管道工程規(guī)劃 第一節(jié)第一節(jié) 基本資料與技術(shù)參數(shù)基本資料與技術(shù)參數(shù) 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，要求做到準確可靠，必要時應(yīng)對有關(guān)數(shù)據(jù)進行觀測、試驗和分析論證。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述一、地形地貌一、地形地貌 地形地貌可應(yīng)用已有的航測圖、

8、鄉(xiāng)村農(nóng)田基本建設(shè)圖作為規(guī)劃參考。在理區(qū)規(guī)劃階段應(yīng)有l(wèi)5000l10000地形圖；灌區(qū)管網(wǎng)布置應(yīng)有12000一15000地形圖。 在地形圖上應(yīng)標出行政區(qū)別、灌區(qū)位置及控制范圍邊界線耕地、襯莊、溝渠、道路、林帶、池塘、井、河流、泵站、高（低）壓輸電線路等。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述二、農(nóng)業(yè)氣象二、農(nóng)業(yè)氣象 低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃中需要的農(nóng)業(yè)氣象資料有：（1）溫度 （2）風速 （3）濕度 （4）日照 （5）氣壓 （6）地溫（7）降水 （8）蒸發(fā) （9）無霜期始終日期低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述三、灌溉水源三、灌溉水源 灌溉水源為地下水時、應(yīng)收集補給區(qū)內(nèi)含水層厚度及埋藏深度、地下水位變幅、流

9、速、給水度、滲透系數(shù)、影響半徑和水力梯度、單位降深、涌水量等行關(guān)資科。 灌溉水源為地表水時，應(yīng)收集當?shù)鼗蛳嚓P(guān)水文測站中平水年、中等干旱年、豐水年的水量及年內(nèi)分配，即上述各典型年的流量過程線、水位過程線、水位流量關(guān)系曲線，及年內(nèi)含砂量的分配等資料。 灌溉水源為小型水庫時，應(yīng)收集典型年的逐月逐旬流量、水位庫容曲線、設(shè)計年的洪水流量過程線等。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述四、土壤及土壤特性四、土壤及土壤特性 為編制作物灌溉制度、在規(guī)劃區(qū)土壤普查資料的基礎(chǔ)上，主要核實如下幾項內(nèi)容。 1 1土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地 在野外可用指測法鑒定土壤質(zhì)地，也可取樣進行顆粒分析鑒定土壤質(zhì)地，見表2-1。 低壓管道輸水灌溉

10、技術(shù)第一節(jié)概述表21 土壤質(zhì)地分類表 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述2 2土壤主要物理性能土壤主要物理性能（1） 土壤干容重 自然狀態(tài)下單位體積干土重。（2） 土壤田間持水量 是土壤中作物有效水分含量的上限，也就是灌溉后土壤含水量的上限。一般作物的適宜含水量應(yīng)保持田間持水量的60100。不同土壤作物耕作層田間持水量見表22。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述表22 耕作層土壤主要參數(shù) 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 五、土地利用現(xiàn)狀五、土地利用現(xiàn)狀 1）規(guī)劃區(qū)耕地面積、林果面積、灘涂和鹽堿地面積、荒地面積、池塘水面面積及其他用地等項數(shù)量分布。 2）作物種類、播種面積、種植比例。 六、水利工程設(shè)施

11、狀況六、水利工程設(shè)施狀況 規(guī)劃區(qū)內(nèi)的灌、排工程及設(shè)備。 七、社會經(jīng)濟七、社會經(jīng)濟 重點收集規(guī)劃區(qū)內(nèi)人口、勞力、人均占行耕地，糧棉等作物產(chǎn)量，農(nóng)、林、牧、副產(chǎn)值。低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述第二節(jié)第二節(jié) 水源分析與供需水量計算水源分析與供需水量計算 一、水源分析一、水源分析 管道輸水灌溉工程規(guī)劃中進行水源分析的目的、是為準確的掌握不同設(shè)計保近率年份水源可供開采的水量、水位變化、水質(zhì)等情況，為工程設(shè)計提供依據(jù)。 （一）管道輸水灌溉對水源水質(zhì)的要求 農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準見表23。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述表23 農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準值 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 據(jù)渠灌區(qū)研究資料認為，用含有平均

12、粒徑為0.028mm(其中粒徑0.025m m占47，小于0.01mm的占9)，含量大于6(重量比)的水灌溉農(nóng)田，對玉米、棉花等作物生長不利。從低壓管道輸水防淤角度要求，粒徑大于0.15mm的泥沙不允許進入管道。泥沙含量不得大于10kgm3。 (二) 供水量的計算 供水量的計算，通常是根據(jù)規(guī)劃區(qū)的供水資科進行頻率計算，選擇與灌溉設(shè)汁標準相應(yīng)的年份為設(shè)計代表年。灌溉設(shè)計保證率見表24。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述表2-4 灌溉設(shè)計保證率 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 1 1地下水可開采量地下水可開采量 地下水可開采量根據(jù)水文地質(zhì)資料分析計算，單井出水量應(yīng)根據(jù)抽水試驗資料確定。在平原井灌區(qū)內(nèi)

13、發(fā)展“管灌”，以開采潛層地下水為主、 其地下水的來源主要有三部分?？筛鶕?jù)當?shù)厮牡刭|(zhì)資科分分析計算地下水量。低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述(1) (1) 降雨入滲量降雨入滲量W1 0.001PA 式中: 0.001 換算系數(shù) 入滲系數(shù)、從當?shù)厮牡?質(zhì)資料中查選； P 設(shè)計年降水量（m m） A 補給地下水面積（m2）低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述(2) (2) 側(cè)向補給側(cè)向補給 W2 365K h含 L J （m3/a） 式中: K 含水層滲透系數(shù)（m /d）; h含 補給區(qū)中地下水含水層厚度(m); L 補給區(qū)周邊長度（m）; J 補給區(qū)內(nèi)地下水坡度 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述(3)

14、(3) 灌溉回歸水量灌溉回歸水量W3 MA 式中: 灌溉回歸系數(shù)，從當?shù)厮牡刭|(zhì)資料中查選; M 灌溉定額(m3畝)，由灌溉試驗資料提供; A 灌溉面積(m2) 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 2 2河河( (渠渠) )水供給量水供給量 首先根據(jù)河流水文測站提供的水文資料，進行頻率分析與計算后，求出設(shè)計年的河流來水量，結(jié)合流域規(guī)劃確定“管灌”引水流量和引水時段。 3 3水庫、塘壩引水量水庫、塘壩引水量 根據(jù)設(shè)計年降水量P及庫(塘壩)壩址以上的集雨面積Ar可供“管灌”引用的庫容調(diào)蓄的水量W，按下式計算：低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 W 1000蓄fPAr （m3/a） 式中: W 調(diào)蓄水量（m

15、3）; 蓄 考慮蒸發(fā)和滲漏后的蓄水有效利用系數(shù), 蓄 = 0.6-0.7; f 徑流系數(shù); P 設(shè)計年降雨量; Ar 水庫、塘壩、壩址以上集雨面積(km2)。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述二、灌溉用水量分析與計算二、灌溉用水量分析與計算 ( (一一) )作物需水量的計算作物需水量的計算 農(nóng)作物生長發(fā)育過程中，從播種至收獲消耗于植株葉面蒸騰和株間蒸發(fā)的水分的總和，稱為作物需水量，也叫作物耗水量或騰發(fā)量，它是農(nóng)田灌溉工程的一項基本參數(shù)。 作物需水量常用的計算方法如下： 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述1.1.修正彭曼公式法修正彭曼公式法E Kc ET0式中: E 作物需水量（mm）或（m3/畝）;

16、 Kc 作物系數(shù); ET0 潛在騰發(fā)量（mm）或（m3/畝）。 計算ET0時按彭曼公式計算。關(guān)于彭曼公式農(nóng)田水利學(xué)書上有詳細的介紹，這里就不在贅述了。 我國華北地區(qū)于“六五”期間對作物需水量進行大量試驗。主要作物潛在騰發(fā)量見圖2l、圖22、圖23，供參考選用。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 (2)(2)作物系數(shù)作物系數(shù)KcKc值的選擇值的選擇 影響Kc值的主要因素是作物種類、作物生理特性、發(fā)育階段、播種日期、生長期長短及常遇到的氣候條件等。 計算作物需水量時，選用Kc值通常參考聯(lián)合國糧農(nóng)組織灌溉及排水從

17、書第24卷提出的作物生育四階段標淮劃分。 初期、發(fā)展期、中期、后期。低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 根據(jù)當?shù)鼗驐l件相似地區(qū)的生產(chǎn)實踐及試驗資科確定作物生長階段的大致天數(shù)， 見表24。 Kc值選擇初期見圖24，中期見表25。發(fā)展期的Kc值由初期與中期內(nèi)插、完熟時見表2。當最小濕度介于2070時內(nèi)插。 按華北地區(qū)“六五”期間灌溉試驗資料，主要作物Kc值見表26，表27，表28。低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述表2-4 部分作物生長階段天數(shù)（d） 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述表25部分作物在生長中期和完熟時的Kc值低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述表26 冬小麥作物系數(shù)Kc

18、 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述表27 夏玉米作物系數(shù)Kc低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述表28 棉花作物系數(shù)Kc 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 2需水系數(shù)法 在確定規(guī)劃地區(qū)作物需水量時，可以采用近似地區(qū)灌溉試驗所提供的需水量值(通常稱為需水系數(shù))根據(jù)規(guī)劃區(qū)計劃產(chǎn)量計算作作物需水量物需水量，見下式：E E KYKY 式中 E 作物需水量(m3/畝)； K 需水系數(shù)(m3/畝)； Y 作物單位面積上的產(chǎn)量(kg畝)。 “六五”期間華北地區(qū)試驗成果。見表29、表2-10。主要作物需水量與模系數(shù)見表211。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述表29 冬小麥需水系數(shù)與產(chǎn)量關(guān)系 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概

19、述表210 夏玉米需水系數(shù)與產(chǎn)量關(guān)系 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述表211 棉花需水系數(shù)與產(chǎn)量關(guān)系 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述( (二二) )灌溉用水量灌溉用水量 在灌溉設(shè)計年內(nèi)，為保證作物各生育期需水要求，除該時段的降水供給水量外、尚有部分虧缺水量，需灌溉補給，這部分虧缺水量為凈灌溉用水量?？紤]各級輸水損失及田間損失、要求水源提供的水量為毛灌溉水量毛灌溉水量按式(25)計算。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述Mg Mg 0.667 (E-Pe) A /0.667 (E-Pe) A /水水式中 Mg毛灌溉水量(m3/畝) E 作物需水量(m m1； A 灌溉面積(畝)； 水 水利用系數(shù)，“

20、管灌”0.8-0.95； Pe 有效降水量(m m)。PeP，為有效 降雨系數(shù)，一般根據(jù)實測資料而定。規(guī)劃時可根據(jù)一次降雨量大小取值，見表2-12。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述表212 P-棉花需水系數(shù)與產(chǎn)量關(guān)系低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述三、供需水量平衡分析與計算三、供需水量平衡分析與計算 供需水量平衡分析與計算的目的在于：規(guī)劃管道輸水控制面積；確定作物種植結(jié)構(gòu)及其種植比例；為合理開發(fā)利用水資源提供依據(jù)；確保在同一灌溉設(shè)計年內(nèi)的供水量與需水量平衡，若出現(xiàn)需水量大于供水量時，應(yīng)提出補源措施或調(diào)整灌溉面積和種植計劃。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 例2-1 某地平原井灌區(qū)擬采用低壓管道輸

21、水灌溉、規(guī)劃面積l0500畝，初步計劃種植冬小麥8745畝，與夏玉米夏種8379畝，棉花1300畝，少量的瓜菜和工副業(yè)用水。試進行供需水量平衡分析與計算。 解： 1可供開采地下水量計算 根據(jù)當?shù)厮臍庀蠹八牡刭|(zhì)資料提供。該區(qū)地下水補給來源由降雨入滲、側(cè)向補給、灌溉回歸水入滲等三部分組成。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 (1)(1)降雨入滲補給量降雨入滲補給量W W1 1 當?shù)貙崪y37年降水資料、經(jīng)分析取多年平均降雨量P603mm，降雨入滲系數(shù)0.1、補給面積A22003700(m2)。W1 0.001PA 490842m3 (2) (2) 側(cè)向補給量側(cè)向補給量W W2 2 由當?shù)厮牡刭|(zhì)資

22、料中查得。該區(qū)范圍內(nèi)為砂質(zhì)壤土，地下平均含水層厚度20m，層內(nèi)滲透系數(shù)20md，周邊主要承受南部邊界地下水補給，北邊界略有排除、東邊界和西邊界地下水坡降為0。由地下水等值線圖分析確定補給區(qū)：低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述南邊長L13700m，坡降J10.004；西邊長L22200m坡降J20；東邊長L32200m，被降J30；北邊長L43700m，坡降J40.001。側(cè)向補給量 W2365K h含（ L1J1L2J2 L3J3L4J4） 1620600 m3低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 (3)(3)田間灌溉回歸水入滲量田間灌溉回歸水入滲量W W3 3 由當?shù)毓喔仍囼炋岢?，作物灌溉定額M200

23、m3畝實測灌溉回歸系數(shù)=0.02灌溉面積10500畝。W3 MA42000 m3 。 該區(qū)地下水總補給量(開發(fā)利用量) W W1 W2 W3，所以W215.3442萬m3。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 2 2需水量計算需水量計算 (1)(1)灌溉需水量灌溉需水量 根據(jù)當?shù)毓喔仍囼炠Y料選取作物各生育期作物需水量，設(shè)計年取中等干旱年即灌溉保證率75時的作物階段降水量。按降水有效利用系數(shù)0(小麥0 l。夏玉米0 0.8，棉花0 0.9)。 折算后得有效降水量，由作物需水量減去有效降水量，虧缺水量即為凈灌溉水量。取管灌水利用系數(shù)0.85，試計算毛灌溉水量。灌溉總需水量為202.03+15.05+2

24、0.8=237.88萬m3。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 (2)林、果、瓜、菜等及其他需水量 按規(guī)劃要求,林、果、瓜、菜總需水量30萬m314.6萬m3，工副業(yè)需水量42.9萬m3 ， 合計87.5 m3 。 該區(qū)總需水量為 237.88+ 87.5325.38 萬m3 。 3供需平衡分析及處理辦法 供水量 215.34萬m3 需水量 325.38萬m3 本區(qū)缺水 325.38 - 2l5.34110.04萬mm3 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 為保持供需水量基本平衡，建議用兩種辦法解決。一是調(diào)整作物種植結(jié)構(gòu)，改變作物布局，減少冬小麥種植面積，控制在6000畝左右為宜，適當增大復(fù)種指數(shù)。

25、推行一年兩熟制，加大瓜菜種植面積，錯開灌水高峰期。二是有條件時建議采用補源措施。灌區(qū)外的某干渠，引水流量0.5m3/s。通過二級揚水，將干渠水調(diào)入本灌區(qū)，以達水資源來補平衡。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述第三節(jié)第三節(jié) 管道系統(tǒng)布置管道系統(tǒng)布置 一、管道系統(tǒng)布置的基本原則一、管道系統(tǒng)布置的基本原則 1)1)管道系統(tǒng)布置應(yīng)做到排水、道路、林帶、供電等系統(tǒng)緊密結(jié)合，統(tǒng)籌安排，并充分利用原有水利和其他工程設(shè)施。 2)2)根據(jù)當?shù)氐慕煌?、能源、材料供?yīng)等條件及經(jīng)濟、技術(shù)、勞力等情況。因地制宜地選擇管材。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 3)3)管網(wǎng)布置力求管線總長度短控制面積大、并作到管線平順，減少拐

26、彎、起伏等現(xiàn)象。達到投資少效益高的目的。 4)4)支管(田間末級地埋管道)走向應(yīng)與作物種植方向及地形坡度相適應(yīng)。 5)5)根據(jù)現(xiàn)行生產(chǎn)管理體制，確定出水口間距、使之適用于用戶管理、有利于輪灌、達到省水、節(jié)能的目的。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述管路鋪設(shè)管路鋪設(shè)低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述二、管網(wǎng)類型二、管網(wǎng)類型 (1)(1)移動式移動式 是指輸水、配水管道均可移動。 (2)(2)半固定式半固定式 是指輸水管固定，配水管移動。 (3)(3)固定式固定式 是指輸水、配水管道均固定。 (4)(4)管渠結(jié)合式管渠結(jié)合式 是指輸水管固定，田間毛渠配水 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述三、固定管網(wǎng)布置三

27、、固定管網(wǎng)布置 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。常見有以下幾種形式。 (1)(1)水源水源( (機井機井) )位于田塊一側(cè)位于田塊一側(cè) 常采用常采用 “一一”字形、字形、“T T”形、形、 “L L”形三種形式。形三種形式。分別見圖2-5、圖2-6，圖2-7。這三種形式適用于井的出水量20-40 m3h，控制灌溉面積50-100畝，田塊的長寬比(1b)不大于3。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 (2)(2)水源水源( (機井機井) )位于田塊中心

28、常采用位于田塊中心常采用“H H”形或環(huán)形或環(huán)形形，分別見圖2-8，圖2-9。這兩種形式適用于井出水量40-60 m3h、控制面積100-150畝，田塊的長寬比(1b)2。當長寬比2時，采用長“一”字形布置，見圖2-l0 。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 (3)(3)水源位于田塊一側(cè)，水源位于田塊一側(cè)，控制面積較大成近似方形地塊、作物種植方向與灌水方向不同時，可布置成梳齒形(或環(huán)狀網(wǎng))、龜骨形（或環(huán)狀網(wǎng)）兩種形式。見圖 211，圖2l2，圖2-13。這些布置形式適用于出水量60100m3/h，控制面積1

29、50-300畝h，田塊的長寬比(1b)l的情況。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 四、移動管網(wǎng)使用四、移動管網(wǎng)使用 移動管網(wǎng)管材可分為移動軟管、移動硬管、軟管硬管組合式三種類型。常用的使用方法主要有三種方式。低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 長畦雙澆：單口控制面積0.09-0.18畝，移動管長20m，畦田規(guī)格為： 長寬(15-20)(46)m，地面坡度平緩，見圖2-14。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 長畦單澆：地面坡度較陡、灌水方向不易雙向控制時，采用長畦單澆，見圖2-15。 方畦雙澆：畦的長寬比約等于

30、l (或0.6-1.0)時，采用方畦雙澆。管長不宜大于10m，畦長不宜大于10m，見圖2-16。 五、閘管在田間的使用五、閘管在田間的使用 移動閘管可以與機井連接，也可與固定輸水管道給水拴連接，閘管或移動軟管順畦長方向放置。按畦的寬度設(shè)控制閘，使用時操作閘，直接向畦塊配水。畦的規(guī)格及灌水方法與移動管網(wǎng)使用相同。閘管最大長度不得大于20m。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述管道工程設(shè)計管道工程設(shè)計第一節(jié)第一節(jié) 管道設(shè)計流量的確定管道設(shè)計流量的確定 管道輸水灌溉設(shè)計流量是指灌水時期管道所需通過的最大流量，它由水源條件、水源條件、作物灌溉制度

31、、管道工作制度、灌溉面積、作物灌溉制度、管道工作制度、灌溉面積、作物種植結(jié)構(gòu)等因素作物種植結(jié)構(gòu)等因素綜合考慮確定，它是管網(wǎng)布置、管徑選擇、管材強度復(fù)核、管管網(wǎng)布置、管徑選擇、管材強度復(fù)核、管道水力學(xué)計算道水力學(xué)計算等的主要依據(jù)。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 一、灌溉制度一、灌溉制度 農(nóng)作物的灌溉制度灌溉制度是指播種前及全生育期的灌水次數(shù)、灌水日期、灌水定額及灌溉定額。 作物的灌水定額和灌水周期隨年份和生育階段不同而不同。在管道設(shè)計中，應(yīng)選擇符合設(shè)計代表年的最大灌水定額和灌水周期作為設(shè)計依據(jù)。具體的計算方法，等同于噴灌工程，這里就不在贅述。下面只介紹一些實際中的例子。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第

32、一節(jié)概述 (一)灌水定額 例3-1 某試區(qū)各小麥抽穗期土壤計劃濕潤層深為0.6m，土壤平均干容重1.45t m3 ，田間持水量田22，求冬小麥抽穗期灌水定額。 解: m = 667 H (1 - 2) /田 = 6670.61.45(0.209-0.143)/0.95 40(m3/畝) 冬小麥抽穗期灌水定額為40m3畝。 灌水定額常以單位面積用水量表示（ m3 畝），有時也可以水層深度(mm)表示：1mm2/3 m3畝。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 例 3 - 2 某 灌 區(qū) 冬 小 麥 抽 穗 期 日 需 水 量Ep=7.5mm/d，同期灌水定額40 m3畝，求冬小麥抽穗期灌水周期。 解

33、： T m/Ep = 40 /（7.52/3）8（d） (一)灌水周期 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述第二節(jié)第二節(jié) 管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計與管徑選擇管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計與管徑選擇 管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計，主要是優(yōu)化管網(wǎng)布置與各級管道管徑的選擇。為此。將管網(wǎng)布置要素( (包括各級管道的位置、走向、間距、條數(shù)、包括各級管道的位置、走向、間距、條數(shù)、長度、分水口個數(shù)及位置、出水口個數(shù)及田間長度、分水口個數(shù)及位置、出水口個數(shù)及田間分布等分布等) )及各級管道的管徑及各級管道的管徑作為優(yōu)化分析的決策因素。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 影響管網(wǎng)系統(tǒng)費用的主要因素是管網(wǎng)系統(tǒng)的形管網(wǎng)系統(tǒng)的形式、布置方式、管材及管徑式、布置方式、管材

34、及管徑等。管網(wǎng)系統(tǒng)投資由基建投資和運行管理費用兩部分組成。當管網(wǎng)系統(tǒng)布置型式和管材一定時，管徑增大，投資增大，由于管徑增大，水頭損失減少，從而減少了運行費用。反之，亦成立。因此，在各級管道管徑的多種組合中必有一種最優(yōu)管徑的組合，使總投資最低。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 優(yōu)化設(shè)計優(yōu)化設(shè)計是分析社會投入及產(chǎn)出大小的一種手段，可以采用不同的經(jīng)濟指標作入優(yōu)化分析的目標。例如，在費用一定的條件下、效益最大?；蛟诮?jīng)濟效益一定的前提下，投資最小，經(jīng)濟效益與費用比最大。 具體的設(shè)計，參考噴灌工程設(shè)計，這里不在贅述。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述第三節(jié)第三節(jié) 管道水力計算管道水力計算 一、沿程水頭損失計

35、算一、沿程水頭損失計算 （一）有壓管道沿程水頭損失計算 有壓管道沿程水頭損失，常用達西公式計算。 （二）硬質(zhì)塑料管道沿程水頭損失計算。 （三）混凝土等當?shù)夭牧系墓艿姥爻虛p失計算。 （四）地面移動軟管的沿程水頭損失野外測試值 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 二、局部水頭損失計算二、局部水頭損失計算 1串聯(lián)管道系統(tǒng) 2并聯(lián)管道系統(tǒng) 3連續(xù)出流管道 三、管網(wǎng)水力計算三、管網(wǎng)水力計算 1 枝狀管網(wǎng) 2 環(huán)狀管網(wǎng) 四、多孔系數(shù)四、多孔系數(shù) 五、水擊壓強計算五、水擊壓強計算低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 例36 有一地下輸水管道，機井至出水口距離為200m，混凝土管直徑100cm，壁厚10cm，管中流速1

36、.5ms，求出水口在2.5s和10s時間內(nèi)關(guān)閉時的最大水擊壓強升高值。 解：經(jīng)查表知0.1，水擊波速為： C1435/(1+d/)0.5=1018(m/s) 判別水擊類型： T傳2l/C2200/10180.4(s) T關(guān)2.5s或10s, T傳T關(guān) ，均為間接水擊。 T關(guān)2.5s時， H間2lv0/（g(T傳T關(guān))）21.1(m) T關(guān)10s時， H間2lv0/（g(T傳T關(guān))）5.9(m) 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述水泵及其動力機水泵及其動力機 水泵按能量轉(zhuǎn)換方式，通?？煞譃橛修D(zhuǎn)子有轉(zhuǎn)子泵和無轉(zhuǎn)子泵泵和無轉(zhuǎn)子泵兩類。前一類如葉片泵、容積泵和渦漩泵等；后一類如水錘泵、射流泵電磁泵等。 葉

37、片泵效率高、成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、使用簡便、運轉(zhuǎn)可靠、適用范圍廣、是最通用的一種水泵。低壓輸水灌溉系統(tǒng)中應(yīng)用的水泵都是葉片泵，而且多數(shù)都是離心泵和井泵。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述50NB-2050NB-20型清水離心泵機組型清水離心泵機組低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 一、水泵的分類一、水泵的分類 低壓輸水管道灌溉系統(tǒng)中，主要采用葉片泵中的離心泵包括單級單吸離心泵單級單吸離心泵(如BA型、B型、IB型、IS等)，單級雙吸離心泵單級雙吸離心泵(如Sh型、S型等)及井泵井泵(包括長軸深井泵，如JD型、J型、JC型等及深井潛水電泵，如QJ型、JQ型、NQ型)等。對于其他的一些農(nóng)用泵，如軸流泵、混流

38、泵等，因低壓輸水灌溉系統(tǒng)比較少用，在此不作介紹。 低壓管灌中的水泵選型等與噴灌工程基本相同，請設(shè)計人員參考，這里就不在贅述了。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述井泵的幾種安裝形式 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述第二節(jié)第二節(jié) 動力機的選型配套動力機的選型配套 泵站動力機的選配，首先取決于建站地區(qū)的能源供應(yīng)情況，然而結(jié)合工程實際選定。 泵站最常用的動力機有電動機和柴油機電動機和柴油機。對于井泵而言，一般是成套供應(yīng)的，尤其潛水電泵、其電動機與水泵是組合成整機銷售的。只有當長軸井泵和電功機(或柴油機)不成套供應(yīng)時，才需另行配套。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 ( (一一) )選配原則選配原則 1)對于

39、離心泵站(或淺井)配用電動機時，應(yīng)根據(jù)電源容量大小、電壓等級、水泵軸功率、轉(zhuǎn)速以及傳動方式等條件來確定電動機的類型、容量、電壓和轉(zhuǎn)速等工作參數(shù)。 2)對于小型泵站和井泵站中，一般選用三相交流感應(yīng)電動機中的鼠籠式或繞線式電動機。 當功率小于100kW時 功率在100300kw時。低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述管管 材材 管材管材是低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的重要組成部分它直接影響工程質(zhì)量和造價。本章除簡要介紹國家標準塑料管外，將重點介紹“七五”攻關(guān)項日中各地研制應(yīng)用的一批適合低壓輸水的新型管材。第一節(jié)第一節(jié) 塑料管塑料管 塑料管具有重量輕、內(nèi)壁光滑、輸水阻力小、耐腐蝕、施工安裝方便等特點。 低壓管道輸

40、水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 一、國家標準塑料管一、國家標準塑料管 國家標準塑料管主要有聚氯乙烯管（聚氯乙烯管（PVCPVC）高）高密度聚乙烯管密度聚乙烯管(HDPE)(HDPE)、低密度聚乙烯管（、低密度聚乙烯管（LDPFELDPFE），），改性聚丙烯管改性聚丙烯管(PP)(PP)。國家標準中有關(guān)上述管材的規(guī)格，公稱壓力和壁厚的關(guān)系，管材的性能指標要求查相關(guān)規(guī)范，除規(guī)范中所列性能指標要求外，在選用時還要對管材的外觀進行檢查，如管材內(nèi)外壁應(yīng)光滑、平整、不允許有氣泡、裂隙、顯著的波紋、凹陷、雜質(zhì)、顏色不均及分解變色線等。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述維塑軟管維塑軟管低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述低壓管

41、道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述第二節(jié)第二節(jié) 水泥預(yù)制管水泥預(yù)制管 近年來研制了多種預(yù)制管，如水泥砂土管、水泥砂管、水泥土管、水泥石屑管、水泥爐渣管、路壁混凝土管等。 第三節(jié)第三節(jié) 現(xiàn)場連續(xù)澆注管現(xiàn)場連續(xù)澆注管 現(xiàn)場連續(xù)澆注管(簡稱現(xiàn)澆管)，指在現(xiàn)場澆注成型的素混凝土管或水泥砂漿管等。該類管材在現(xiàn)場連續(xù)澆注成型，整體性好且可應(yīng)用當?shù)夭牧?，造價低廉。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述管件與附屬設(shè)備管件與附屬設(shè)備 低壓輸水管道系統(tǒng)的管件把管道連接成完整的管路系統(tǒng)。管件包括三通、彎頭、四通、堵頭三通、彎頭、四通、堵頭等等。附屬設(shè)備是指能使管道安全、正常運行并實施科學(xué)管理的裝置、包括供水裝置、保護裝置和量測設(shè)施等。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述第一節(jié)第一節(jié) 管管 件件 從材質(zhì)上分，有混接土、塑料、鋼、鑄鐵等不同原材料制成的管件。第二節(jié)第二節(jié) 給給 水水 裝裝 置置 給水裝置是低壓輸水管道的主要田間灌水裝置。給水裝置有兩類，一類是直接向土渠供水，稱出水口出水口；另一類是可以接下一級軟管或閘管系統(tǒng)的，稱給水栓給水栓。一般情況每個出水口(包括給水栓)控制面積在10畝左右。出水口壓力個小于0.002MPa。 低壓管道輸水灌溉技術(shù)第一節(jié)概述 選用出水口(包括給水栓)應(yīng)從它的技術(shù)性能指標、造價和在田間工作的適應(yīng)性綜合考慮。盡量滿足以下條件： 1)1)結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用。結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用。