管道輸水灌溉工程設計

1、管道輸水灌溉工程管道輸水灌溉工程 一、管道輸水灌溉技術簡述一、管道輸水灌溉技術簡述 第一講第一講 管道輸水灌溉技術的發(fā)展管道輸水灌溉技術的發(fā)展 所謂管道輸水，是指以管道代替明渠的一種輸水工程所謂管道輸水，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，將灌溉水由分水設施輸送到田間，措施，通過一定的壓力，將灌溉水由分水設施輸送到田間，可直接由管道分水口分水進入田間溝、畦、或在分水口處可直接由管道分水口分水進入田間溝、畦、或在分水口處連接軟管輸水進入溝、畦。其特點是出水口流量較大，出連接軟管輸水進入溝、畦。其特點是出水口流量較大，出水口所需壓力較低。管道輸水具有節(jié)水、省時、省工、省水口所需壓

2、力較低。管道輸水具有節(jié)水、省時、省工、省地地 、灌水及時、增產增效、省電、便于管理和機耕等優(yōu)點。、灌水及時、增產增效、省電、便于管理和機耕等優(yōu)點。 我國目前采用的管道輸水一般是指低壓管道輸水灌溉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)，實際上，噴灌、微灌都離不開管道輸水。系統(tǒng)，實際上，噴灌、微灌都離不開管道輸水。 u低壓管道輸水灌溉工程低壓管道輸水灌溉工程 ：由自然落差或水泵加壓形由自然落差或水泵加壓形成的有壓水流，通過壓力管網送至田間出水口，進成的有壓水流，通過壓力管網送至田間出水口，進行地面灌溉的工程。行地面灌溉的工程。給水栓流量大，出口壓力給水栓流量大，出口壓力2-3m.u噴灌

3、噴灌：由自然落差或水泵加壓形成的有壓水流，通由自然落差或水泵加壓形成的有壓水流，通過壓力管網送至田間噴頭，以均勻噴灑形式進行灌過壓力管網送至田間噴頭，以均勻噴灑形式進行灌溉的工程。溉的工程。噴頭噴頭流量大于等于流量大于等于250L/h，工作壓力大，工作壓力大于于10m。u微灌工程微灌工程 ：由自然落差或水泵加壓形成的有壓水流，由自然落差或水泵加壓形成的有壓水流，通過壓力管網送至田間專門的微灌水器以水滴、細通過壓力管網送至田間專門的微灌水器以水滴、細小水流形成濕潤作物根部附近土壤的灌溉工程。小水流形成濕潤作物根部附近土壤的灌溉工程。灌灌水器水器流量小于流量小于250L/h，灌水器工作水頭，灌水器

4、工作水頭5-10m。低壓管道輸水灌溉低壓管道輸水灌溉與噴灌、微灌的區(qū)別與噴灌、微灌的區(qū)別 第一講第一講 管道輸水灌溉技術的發(fā)展管道輸水灌溉技術的發(fā)展 第一講第一講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展輸配水方式輸配水方式 水泵提水水泵提水輸水系統(tǒng)輸水系統(tǒng)自壓輸水自壓輸水系統(tǒng)系統(tǒng) 第一講第一講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展水水泵泵提提水水輸輸水水系系統(tǒng)統(tǒng)水源水位不能滿足自壓輸水，需要利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，用水泵加壓將水輸送到所需要的高度，方可進行灌溉。包括水泵直接將水送方可進行灌溉。包括水泵直接將水送入管道系統(tǒng)

5、入管道系統(tǒng) 和水泵通過管道將水輸和水泵通過管道將水輸送到高位水池在進管道。平原井灌區(qū)送到高位水池在進管道。平原井灌區(qū)管道系統(tǒng)大部分為水泵直送式。管道系統(tǒng)大部分為水泵直送式。 第一講第一講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展自自壓壓輸輸水水系系統(tǒng)統(tǒng) 利用地形自然落差所提供的水利用地形自然落差所提供的水頭滿足管道系統(tǒng)在運行時所需頭滿足管道系統(tǒng)在運行時所需的工作壓力。在渠道位置較高的工作壓力。在渠道位置較高的自流灌區(qū)多采用這種形式。的自流灌區(qū)多采用這種形式。 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管管網網形形式式 樹狀管網樹狀管網輸水系統(tǒng)輸水系統(tǒng)環(huán)狀管網

6、環(huán)狀管網輸水系統(tǒng)輸水系統(tǒng) 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展樹樹狀狀管管網網輸輸水水系系統(tǒng)統(tǒng) 管網為樹枝狀，水流從管網為樹枝狀，水流從“樹干樹干”流向流向“樹枝樹枝”，即在干管、支管、分支管即在干管、支管、分支管中從上游流向末端，只有中從上游流向末端，只有分流而無匯流。分流而無匯流。 第第一一講講 管道輸水灌溉技術的發(fā)展管道輸水灌溉技術的發(fā)展環(huán)環(huán)狀狀管管網網輸輸水水系系統(tǒng)統(tǒng) 管網通過節(jié)點將各管道聯(lián)管網通過節(jié)點將各管道聯(lián)結成閉合環(huán)狀網。根據(jù)給結成閉合環(huán)狀網。根據(jù)給水栓位置和控制閥啟閉情水栓位置和控制閥啟閉情況，水流可作正逆方向流況，水流可作正逆方向流動。動。 第第

7、一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展移動式移動式固固定定方方式式固定式固定式 半固定式半固定式 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展移移動動式式 除水源外，管道及分水設備都除水源外，管道及分水設備都可移動，管道多采用薄膜塑料可移動，管道多采用薄膜塑料或維綸涂塑軟管，簡便易行，或維綸涂塑軟管，簡便易行，成本低，使用靈活，適應性強，成本低，使用靈活，適應性強，能夠跨溝過路任意轉彎。能夠跨溝過路任意轉彎。 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展半半固固定定式式 管道系統(tǒng)的一部分固定，另管道系統(tǒng)的一部分固定，另一部分移

8、動。一般是干管或一部分移動。一般是干管或干、支管為固定地埋管，由干、支管為固定地埋管，由分水口聯(lián)接移動軟管輸水入分水口聯(lián)接移動軟管輸水入田間。田間。 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展固固定定式式 管道系統(tǒng)中的各級管道及管道系統(tǒng)中的各級管道及分水設施均埋入地下，固分水設施均埋入地下，固定不動。給水栓或分水口定不動。給水栓或分水口直接分水進入田間溝、畦直接分水進入田間溝、畦 。 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展水水壓壓力力低壓管道低壓管道系統(tǒng)系統(tǒng)非低壓管非低壓管道系統(tǒng)道系統(tǒng) 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程

9、技術的發(fā)展低低壓壓管管道道系系統(tǒng)統(tǒng) 其最大工作壓力一般不超過其最大工作壓力一般不超過0.4 0.4 MPaMPa，最遠出口的水頭一般在，最遠出口的水頭一般在 m0.3 m，該形式對管材承，該形式對管材承內壓要求不高。我國大部分平內壓要求不高。我國大部分平原井灌區(qū)管道輸水灌溉系統(tǒng)采原井灌區(qū)管道輸水灌溉系統(tǒng)采用這種形式。用這種形式。 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展非非低低壓壓管管道道系系統(tǒng)統(tǒng) 工作壓力超過0.4 MPa時為非低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)，該形式對管材質量要求較高，一般應采取塑料管、鋼筋混凝土管、鋼管等，管道系統(tǒng)中的分水、調壓等附屬設備要

10、求配套齊全，多在輸水量較大或地形高差較大的灌區(qū)應用。 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展開敞式開敞式結結構構方方式式封閉式封閉式 半封閉式半封閉式 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展開開敞敞式式是指在上下游高差不太大的一些部位是指在上下游高差不太大的一些部位設有自由水面調節(jié)井槽的管道系統(tǒng)形設有自由水面調節(jié)井槽的管道系統(tǒng)形式。調節(jié)井槽除具有調壓作用外，一式。調節(jié)井槽除具有調壓作用外，一般還兼有分水、泄水功能。般還兼有分水、泄水功能。 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展半半封封閉閉式式在輸水過程中，管道

11、系統(tǒng)不完全在輸水過程中，管道系統(tǒng)不完全封閉，在適宜的位置保持自由水封閉，在適宜的位置保持自由水面或使用浮球閥控制閥門啟閉的面或使用浮球閥控制閥門啟閉的一種輸水形式。一種輸水形式。 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展封封閉閉式式水流在全封閉的管道中從上游管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。中管道系統(tǒng)不出現(xiàn)自由水面。1 1、節(jié)水、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

12、。 2 2、輸水快和省時、省力、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。 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展3 3、減少土渠占地、減少土渠占地 以管代渠在井灌區(qū)一般可比土渠減少占地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濟效益，其意義極為深遠。 4 4、節(jié)能、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%。5 5、灌水及時促進增產增收、灌水及時

13、促進增產增收 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、可收到增產增收的效果。 另外，采用管道輸水，還便于管理便于機耕 。 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展 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、輸水管道、給配水裝置(出水口、給水栓)、安全保護設施(安全閥、排氣閥)、田間灌水設施等部分組成。 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展 系系統(tǒng)統(tǒng)組組成成 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸

14、水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉系統(tǒng)的水源有井、管道輸水灌溉系統(tǒng)的水源有井、泉、溝、渠道、塘壩、河湖和水泉、溝、渠道、塘壩、河湖和水庫等。庫等。 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展輸配水管網包括各級管道、分水設施、輸配水管網包括各級管道、分水設施、保護裝置和其他附屬設施。在面積較保護裝置和其他附屬設施。在面積較大的灌區(qū)，管網可由干管、分干管、大的灌區(qū)，管網可由干管、分干管、支管、分支管等多級管道組成。支管、分支管等多級管道組成。 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展田間灌水設施指分水口以下的田間部分，包田間灌水設施指分水口以下的田間

15、部分，包括田間農、毛渠，田間閘管系統(tǒng)等。灌溉田括田間農、毛渠，田間閘管系統(tǒng)等。灌溉田塊應進行平整，畦田長寬適宜，灌水溝長度塊應進行平整，畦田長寬適宜，灌水溝長度宜短。為達到灌水均勻、減小灌水定額的目宜短。為達到灌水均勻、減小灌水定額的目的，通常將長畦改為短畦，長溝改短溝。的，通常將長畦改為短畦，長溝改短溝。 對于自流灌區(qū)，由于水源工程的類型（水庫、蓄水池、渠對于自流灌區(qū)，由于水源工程的類型（水庫、蓄水池、渠道、山泉溪水等）不同，取水設施的形式也不同。從渠道道、山泉溪水等）不同，取水設施的形式也不同。從渠道取水，取水設施包括進水閘、攔污柵、量水堰、沉沙池、取水，取水設施包括進水閘、攔污柵、量水堰

16、、沉沙池、壓力管道、進口部分組成。在進水閘和沉沙池前設置攔污壓力管道、進口部分組成。在進水閘和沉沙池前設置攔污柵，以防渠中雜物進入，管道進口還設置了攔物籠罩，再柵，以防渠中雜物進入，管道進口還設置了攔物籠罩，再次防止細的雜物進入管道；沉沙池主要沉淀顆粒較大的推次防止細的雜物進入管道；沉沙池主要沉淀顆粒較大的推移質泥沙進入管道，池子定期人工清洗，冬季排水以防凍移質泥沙進入管道，池子定期人工清洗，冬季排水以防凍脹破壞，起沉沙和穩(wěn)定水位作用。這是一種開敞式取水，脹破壞，起沉沙和穩(wěn)定水位作用。這是一種開敞式取水，適用于水源中雜草和泥沙含量較大的特點。當然，可根據(jù)適用于水源中雜草和泥沙含量較大的特點。當

17、然，可根據(jù)水源情況采用較簡單的進水口設施。例如，在某自壓管道水源情況采用較簡單的進水口設施。例如，在某自壓管道輸水灌溉工程中，由于渠道水源來自水庫，雜草、泥沙含輸水灌溉工程中，由于渠道水源來自水庫，雜草、泥沙含量少，將管段直接地埋穿過渠岸，有壓取水。這種方式只量少，將管段直接地埋穿過渠岸，有壓取水。這種方式只需設置進水控制閘門，從而降低了工程投資。需設置進水控制閘門，從而降低了工程投資。 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展 第一講第一講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展6、國外管道輸水灌溉技術發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢、國外管道輸水灌溉技術發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

18、 灌溉形式灌溉形式發(fā)展中國家發(fā)展中國家發(fā)達國家發(fā)達國家世界世界面積面積比例比例面積面積比例比例面積面積比例比例地面灌地面灌18025518025597%97%466284662868.6%68.6%22688322688389.5%89.5%噴灌噴灌150015000.85%0.85%125921259218.5%18.55%5.5%微灌微灌2002000.15%0.15%100010001.5%1.5%120012000.5%0.5%管道管道輸水灌溉輸水灌溉368536852%2%7740774011.4%11.4%11425114254.5%4.5%世界灌溉發(fā)展世

19、界灌溉發(fā)展 第一講第一講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展 第一講第一講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展發(fā)展中國家（地區(qū)）發(fā)展中國家（地區(qū)）發(fā)達國家發(fā)達國家國家（地區(qū)）國家（地區(qū)）面積面積國家國家面積面積中國中國25002500美國美國73107310印度印度10001000法國法國200200孟加拉孟加拉1010日本日本6060（估計）（估計）非洲非洲100100澳大利亞澳大利亞4040尼泊爾尼泊爾5 5西班牙、葡萄牙西班牙、葡萄牙130130東南亞東南亞2020南美洲南美洲5050合計合計36853685合計合計77407740主要國家低壓管道輸水

20、灌溉發(fā)展情況主要國家低壓管道輸水灌溉發(fā)展情況 1000hm2 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展 經過十幾年的進一步發(fā)展，目前世界發(fā)達國經過十幾年的進一步發(fā)展，目前世界發(fā)達國家最新的研究已將計算機技術、自動控制技術、信家最新的研究已將計算機技術、自動控制技術、信息技術、息技術、3S（GIS、RS、GPS）等技術應用于管道）等技術應用于管道輸水灌溉工程規(guī)劃設計及管理，實現(xiàn)集信息采集輸水灌溉工程規(guī)劃設計及管理，實現(xiàn)集信息采集處理處理

21、決策決策信息反饋信息反饋監(jiān)控為一體的調度系統(tǒng)，監(jiān)控為一體的調度系統(tǒng)，低壓管道輸水灌溉技術正在朝著自動化、信息化、低壓管道輸水灌溉技術正在朝著自動化、信息化、智能化方向發(fā)展；在管材開發(fā)中積極探索新的途徑智能化方向發(fā)展；在管材開發(fā)中積極探索新的途徑以降低管材生產成本，增強管材強度，增大管材口以降低管材生產成本，增強管材強度，增大管材口徑，并向復合型材料方向發(fā)展。徑，并向復合型材料方向發(fā)展。 第第一一講講 管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展 第第一一講講 低壓管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展低壓管道輸水灌溉工程技術的發(fā)展7、國內低壓管道輸水灌溉技術發(fā)展現(xiàn)狀、國內低壓管道輸水灌溉技術發(fā)展現(xiàn)

22、狀 我國自五十年代開始嘗試低壓管道輸水灌我國自五十年代開始嘗試低壓管道輸水灌溉技術的開發(fā)應用，進入溉技術的開發(fā)應用，進入80年代后，隨著我國年代后，隨著我國北方水資源供需矛盾的日益加劇和農村經濟的北方水資源供需矛盾的日益加劇和農村經濟的發(fā)展，經過發(fā)展，經過“七五七五”對關鍵技術的聯(lián)合攻關，對關鍵技術的聯(lián)合攻關，以井灌區(qū)為重點的低壓管道輸水灌溉技術得到以井灌區(qū)為重點的低壓管道輸水灌溉技術得到迅速推廣和應用。截至迅速推廣和應用。截至2008年底，全國管道輸年底，全國管道輸水面積水面積8800萬畝，占節(jié)水灌溉面積的萬畝，占節(jié)水灌溉面積的29%。噴灌面積4200萬畝占14%微灌面積1900萬畝，占6%

23、渠道防滲面積1.57億畝，占51%管道輸水面積8800萬畝占29%截止截止20082008年底，節(jié)水灌溉面積達到年底，節(jié)水灌溉面積達到3 3億畝，占灌溉面積的億畝，占灌溉面積的3333第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃u管道輸水工程規(guī)劃須與當?shù)剞r業(yè)區(qū)劃、農業(yè)發(fā)展計劃、水管道輸水工程規(guī)劃須與當?shù)剞r業(yè)區(qū)劃、農業(yè)發(fā)展計劃、水利規(guī)劃及農田基本建設規(guī)劃相適應。利規(guī)劃及農田基本建設規(guī)劃相適應。u近期需要與遠景發(fā)展規(guī)劃相結合。近期需要與遠景發(fā)展規(guī)劃相結合。u系統(tǒng)運行可靠。系統(tǒng)運行可靠。u運行管理方便。運行管理方便。u綜合考慮管道系統(tǒng)各部分之間的聯(lián)系，取得最優(yōu)化方案。綜合考慮管道系統(tǒng)各部分之間

24、的聯(lián)系，取得最優(yōu)化方案。 8、管道輸水工程的規(guī)劃布局的原則、管道輸水工程的規(guī)劃布局的原則 9、管道輸水工程的規(guī)劃內容、管道輸水工程的規(guī)劃內容u確定適宜的引水水源和取水工程的位置、規(guī)確定適宜的引水水源和取水工程的位置、規(guī)模及形式模及形式u論證管網類型、研究管網中管道線路的走向論證管網類型、研究管網中管道線路的走向和布置和布置u擬定可供選擇的管材、管件、給水栓、保護擬定可供選擇的管材、管件、給水栓、保護裝置、控制閘門等設施的系列范圍裝置、控制閘門等設施的系列范圍 第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃10 10、規(guī)劃步驟、規(guī)劃步驟u調查收集規(guī)劃前所需要的資料，并應進行核實和分析。調查收

25、集規(guī)劃前所需要的資料，并應進行核實和分析。u進行水量平衡分析，確定管道輸水灌溉區(qū)規(guī)模。進行水量平衡分析，確定管道輸水灌溉區(qū)規(guī)模。u實地勘測并繪制規(guī)劃區(qū)平面圖，在圖中標明溝、渠、路、實地勘測并繪制規(guī)劃區(qū)平面圖，在圖中標明溝、渠、路、林及水源的位置和高程等。林及水源的位置和高程等。u確定取水工程位置、范圍和形式。確定取水工程位置、范圍和形式。u進行田間工程布置，確定管網形式和畦田規(guī)格。進行田間工程布置，確定管網形式和畦田規(guī)格。u根據(jù)管網類型，給水栓位置，選擇適宜的管網線路，確定根據(jù)管網類型，給水栓位置，選擇適宜的管網線路，確定保護設施及其他附屬建筑物位置，保護設施及其他附屬建筑物位置，u匯總管網各

26、級管道長度、給水栓、保護設施、連接管件及匯總管網各級管道長度、給水栓、保護設施、連接管件及其他附屬建筑物的數(shù)量。其他附屬建筑物的數(shù)量。u選擇適宜的管材、給水分水裝置及保護設施。選擇適宜的管材、給水分水裝置及保護設施。u提供的規(guī)劃成果。提供的規(guī)劃成果。第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃11 11、規(guī)劃所需基本資料、規(guī)劃所需基本資料 基本資料的收集及有關技術參數(shù)的選用，基本資料的收集及有關技術參數(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，必要時應對有關數(shù)據(jù)進行觀測、試驗可靠，必要時應對有關數(shù)據(jù)進行觀測、試驗和分析論證。和分析論證。 資

27、料包括：地形地貌、農業(yè)氣象、灌溉水資料包括：地形地貌、農業(yè)氣象、灌溉水源、土壤及土壤特性、土地利用現(xiàn)狀、水利源、土壤及土壤特性、土地利用現(xiàn)狀、水利工程設施狀況、管材管件資料、社會經濟等。工程設施狀況、管材管件資料、社會經濟等。第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃12、為何要重視管道布置、為何要重視管道布置151m179m106m303m158m132m164m132m187m151m106m164m184.1m131.1mL1=1973mL2=1682mL1-L2=291m可節(jié)省管道長可節(jié)省管道長度度14.75%第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃13、管網布置的方

28、法、管網布置的方法 管網布置的目標函數(shù)是年費用最低，各項技術經管網布置的目標函數(shù)是年費用最低，各項技術經濟指標處于較理想的數(shù)值。濟指標處于較理想的數(shù)值。方案分析方法的具體步驟是：方案分析方法的具體步驟是：u綜合綜合分析原始資料，經過充分協(xié)商，初步選定若干個分析原始資料，經過充分協(xié)商，初步選定若干個布置方案；布置方案；u進行不同布置方案的工程量、投資、年運行費計算和進行不同布置方案的工程量、投資、年運行費計算和相關節(jié)水、省工、省電、省地等效益分析計算；相關節(jié)水、省工、省電、省地等效益分析計算；u分析確定優(yōu)化布置方案；分析確定優(yōu)化布置方案；u進行典型地塊布置；進行典型地塊布置；u進行全區(qū)工程總體布

29、局。進行全區(qū)工程總體布局。第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃（1）方案分析法）方案分析法13、管網布置的方法、管網布置的方法 管道經濟布置的具體方法是：首先根據(jù)圖論理論，管道經濟布置的具體方法是：首先根據(jù)圖論理論，將水源至各給水栓之間用最短的管線連接起來，構成最將水源至各給水栓之間用最短的管線連接起來，構成最小生成樹，再采用費爾馬點法進行修正，最后視條件情小生成樹，再采用費爾馬點法進行修正，最后視條件情況決定是否采用環(huán)狀管網。況決定是否采用環(huán)狀管網。第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃 （2）經濟布置法）經濟布置法（3）管道布置優(yōu)化的）管道布置優(yōu)化的120規(guī)劃規(guī)劃

30、 相比最小生成樹法，相比最小生成樹法，120規(guī)劃更具優(yōu)點，它可以規(guī)劃更具優(yōu)點，它可以求得各節(jié)點連接的最短路線，而不僅是相鄰節(jié)點的最求得各節(jié)點連接的最短路線，而不僅是相鄰節(jié)點的最短連接，通過增加節(jié)點，使得該節(jié)點到相鄰幾點短連接，通過增加節(jié)點，使得該節(jié)點到相鄰幾點(一般一般為三點或四點為三點或四點)的矢量和為的矢量和為0 ，從而實各節(jié)點之間的最，從而實各節(jié)點之間的最優(yōu)化連接，確定管線布置。優(yōu)化連接，確定管線布置。 14 14、管道系統(tǒng)布置的基本原則、管道系統(tǒng)布置的基本原則u井灌區(qū)的管網一般以單個井為單元進行布置。在井群統(tǒng)一管理調度情況下，也可以采用多井匯流方式，但應進行充分的技術經濟論證。u渠灌區(qū)

31、應根據(jù)地形條件、地塊形狀及水源位置和作物布局、灌溉要求等分區(qū)布置管網，盡量將供水壓力接近的地塊劃分在同一分區(qū)。u應根據(jù)水源位置（機井位置或管網入口位置）、地塊形狀、種植方向及原有工程配套等因素，通過比較，確定采用樹狀管網或環(huán)狀管網。 第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃u管網布置應滿足田間灌水技術要求，在平原區(qū)，各級管道盡可能采用雙向供水。u管網布置應力求控制面積大，且管線平順，減少折點和起伏。若管線布置有起伏時，應避免管道內產生負壓。u管網布置應緊密結合水源位置、道路、林帶、灌溉明渠和排水溝以及供電線路等，統(tǒng)籌安排，以適應機耕和農業(yè)技術措施的要求，避免干擾輸油、輸氣管道及電訊線

32、路等。u布置管網時應充分利用已有的水利工程，如穿路倒虹吸和涵管等。第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃u管網級數(shù)，應根據(jù)系統(tǒng)灌溉面積（或流量）和經濟條件等因素確定。在井灌區(qū)，當系統(tǒng)流量小于30m3/h時，可采用一級固定管道；系統(tǒng)流量在3060 m3/h時，可采用干管（輸水）、支管（配水）兩級固定管道；系統(tǒng)流量大于60 m3/h時，可采用兩級或多級固定管道。在渠灌區(qū)，目前主要在支渠以下采用管道輸水灌溉技術，其管網級數(shù)一般分斗管、分管、引管三級。 第第二二講講 管道輸水灌溉工程規(guī)劃管道輸水灌溉工程規(guī)劃 管線布置應與地形坡度相適應。如地形平坦，為充分利用地面坡降，干（支）管應盡量垂直等

33、高線布置；若在山丘區(qū)，地面坡度較陡時，干（支）管布置應平行等高線，以防水頭壓力過大。田間末級管道，其走向應與作物種植方向一致，移動軟管或田間壟溝垂直于作物種植行。給水栓和出水口的間距應根據(jù)生產管理體制、灌溉計劃確定。在已確定給水栓位置的前提下，力求管道總長度最短。充分考慮管路中量水、控制和保護等裝置的適宜位置。 第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃 15、管網布置步驟、管網布置步驟 根據(jù)管網布置原則，按以下步驟進行管網規(guī)劃布置根據(jù)管網布置原則，按以下步驟進行管網規(guī)劃布置 (1) 分析確定管網類型。分析確定管網類型。 (2) 確定給水栓的適宜位置。確定給水栓的適宜位置。 (3) 確

34、定管網中各級管道的走向與長度。確定管網中各級管道的走向與長度。 (4) 在縱斷面圖上標注各級管道樁號、高程、給水裝在縱斷面圖上標注各級管道樁號、高程、給水裝置、保護設施、連接管件及附屬建筑物的位置。置、保護設施、連接管件及附屬建筑物的位置。 (5) 對各級管道、管件、給水裝置等，列表分類統(tǒng)計對各級管道、管件、給水裝置等，列表分類統(tǒng)計第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃16、管道系統(tǒng)布置的基本形式、管道系統(tǒng)布置的基本形式 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，管網布設成樹枝狀或環(huán)狀兩類。第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃 適應條件：適應條件

35、：機井位于機井位于地塊一側，控制面積較地塊一側，控制面積較大且地塊近似成方形大且地塊近似成方形 。圭字形布置 （1）井灌區(qū)管網典型布置形式）井灌區(qū)管網典型布置形式第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃 適應條件：適應條件：機井位于機井位于地塊一側，控制面積較地塊一側，控制面積較大且地塊近似成方形大且地塊近似成方形 。形布置 第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃 適應條件：適應條件：機井位于地塊一側，控制面積較機井位于地塊一側，控制面積較大且地塊近似成方形大且地塊近似成方形 。單環(huán)形布置單環(huán)形布置 雙環(huán)形布置雙環(huán)形布置 第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃

36、 適應條件：適應條件：機井位于地塊一側，地塊呈長條形機井位于地塊一側，地塊呈長條形L形形布布置置 第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃 適應條件：適應條件：機井位于地塊一側，地塊呈長條形機井位于地塊一側，地塊呈長條形T形布置形布置 第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃 適應條件：適應條件：機井位于地塊中心，地塊長寬比不大于機井位于地塊中心，地塊長寬比不大于2 H形布置形布置 第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃 適應條件：適應條件：機井位于地塊中心，地塊長寬比大于機井位于地塊中心，地塊長寬比大于2 長一字形布置長一字形布置 第第二二講講 管道輸水工程的

37、規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃平坦地形，管道輸水灌溉區(qū)控制面積大，并有均一坡度平坦地形，管道輸水灌溉區(qū)控制面積大，并有均一坡度情況下的典型樹枝狀管網的布置形式，其管網由斗管、情況下的典型樹枝狀管網的布置形式，其管網由斗管、分管和引管組成。分管和引管組成。 （2）渠灌區(qū)管網典型布置形式渠灌區(qū)管網典型布置形式第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃梯田樹枝狀管網的布置形式：布置干管沿地形坡度走向，梯田樹枝狀管網的布置形式：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。每塊梯田布置管均沿梯

38、田地塊方向，平行等高線布置。每塊梯田布置一條支管，各自獨立由干管引水。一條支管，各自獨立由干管引水。 （3）山丘區(qū)）山丘區(qū)管網典型布置形式管網典型布置形式第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃梯田樹枝狀管網的布置形式梯田樹枝狀管網的布置形式 第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(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)呈輻射樹枝狀管網的布置形式。干管垂直等高線布置，以使管線最短；支的布置形式。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

39、等高線走向。脊線垂直等高線走向。 第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃南方南方旱作區(qū)旱作區(qū)每個灌溉泵站控制面積為每個灌溉泵站控制面積為1000畝，溝與管道相間，支溝間畝，溝與管道相間，支溝間距距250m左右，長度左右，長度600m左右；斗溝長度左右；斗溝長度250m，溝間距，溝間距100m。田塊布置為。田塊布置為10040m。給水栓單口灌溉面積為。給水栓單口灌溉面積為47畝，農田固定管道的畝均長度宜為畝，農田固定管道的畝均長度宜為810m/畝。畝。第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃南方南方稻作區(qū)稻作區(qū) 每個灌溉泵站控制面積為每個灌溉泵站控制面積為1000畝，溝與管

40、道相間，支溝間畝，溝與管道相間，支溝間距距250m左右，長度左右，長度600m左右；斗溝長度左右；斗溝長度250m，溝間距，溝間距60m。田塊布置為田塊布置為6030m。給水栓單口灌溉面積為。給水栓單口灌溉面積為24畝，農田畝，農田固定管道的畝均長度宜為固定管道的畝均長度宜為1214m/畝。畝。第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃南方南方經濟作物區(qū)經濟作物區(qū) 每個灌溉泵站控制面積為每個灌溉泵站控制面積為1000畝，溝與管道相間，支畝，溝與管道相間，支溝間距溝間距250m左右，長度左右，長度600m左右；斗溝長度左右；斗溝長度250m，溝，溝間距間距50m。田塊布置為。田塊布置為5

41、030m。給水栓單口灌溉面積為。給水栓單口灌溉面積為24畝，農田固定管道的畝均長度宜為畝，農田固定管道的畝均長度宜為1315m/畝。畝。第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃河網提水灌區(qū)管道輸水灌溉系統(tǒng)的泵站大多位于河、溝、渠河網提水灌區(qū)管道輸水灌溉系統(tǒng)的泵站大多位于河、溝、渠的一邊，這就決定了河網提水灌區(qū)管灌系統(tǒng)主要有兩種布置的一邊，這就決定了河網提水灌區(qū)管灌系統(tǒng)主要有兩種布置形式。形式?！笆猃X梳齒”式式:干管沿河（溝）干管沿河（溝）岸布置，支管垂直于干管排岸布置，支管垂直于干管排列，形成二級管網。列，形成二級管網。 “魚骨魚骨”式式:干管垂直河（溝）干管垂直河（溝）岸，支管垂直

42、于干管，沿河岸，支管垂直于干管，沿河溝方向布置。溝方向布置。 第第二二講講 管道輸水工程的規(guī)劃管道輸水工程的規(guī)劃 灌溉工作制度是指管網輸配水及田間灌水的運行方式和灌溉工作制度是指管網輸配水及田間灌水的運行方式和時間。有續(xù)灌、輪灌和隨機灌溉三種方式。時間。有續(xù)灌、輪灌和隨機灌溉三種方式。 續(xù)灌方式：續(xù)灌方式： 灌水期間，整個管網系統(tǒng)的出水口同時出流的灌灌水期間，整個管網系統(tǒng)的出水口同時出流的灌水方式稱為續(xù)灌。在地形平坦且引水流量和系統(tǒng)容量足夠大水方式稱為續(xù)灌。在地形平坦且引水流量和系統(tǒng)容量足夠大時，可采用續(xù)灌方式。時，可采用續(xù)灌方式。輪灌方式：輪灌方式： 在灌水期間，將輸配水管分組，以輪灌組為在

43、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)同時只有一個出水口出流時稱為集中輪單元輪流灌溉。系統(tǒng)同時只有一個出水口出流時稱為集中輪灌；有兩個或兩個以上的出水口同時出流時稱為分組輪灌灌；有兩個或兩個以上的出水口同時出流時稱為分組輪灌。隨機方式：隨機方式： 隨機方式用水是指管網系統(tǒng)各個出水口的啟閉在隨機方式用水是指管網系統(tǒng)各個出水口的啟閉在時間和順序上不受其他出水口工作狀態(tài)的約束，管網系統(tǒng)隨時間和順序上不受其他出水口工作狀態(tài)的約束，管網系統(tǒng)隨時都可供水，用水單位可隨時取水灌溉。時都可供水，用水單位可隨時取水灌溉。 1717、灌溉工作制度、灌溉工作制度第三講第三講 管道輸水工程設計管道輸水

44、工程設計 Q0灌溉系統(tǒng)設計流量（m3/h）；A設計灌溉面積 (hm2)；t系統(tǒng)日工作小時數(shù) (h/d)；灌溉水利用系數(shù)；e灌水高峰期同時灌水的作物種類； 灌溉系統(tǒng)設計流量是選配水泵和初選最大管徑的依據(jù)，其值灌溉系統(tǒng)設計流量是選配水泵和初選最大管徑的依據(jù)，其值為灌水高峰期所需流量；但是，水源流量應為系統(tǒng)設計流量的上為灌水高峰期所需流量；但是，水源流量應為系統(tǒng)設計流量的上限。當水源或水泵流量小于灌溉所需流量時，必須減少灌溉面積限。當水源或水泵流量小于灌溉所需流量時，必須減少灌溉面積或（和）調整種植比例，使設計流量與灌溉面積相匹配。或（和）調整種植比例，使設計流量與灌溉面積相匹配。 eiiitATm

45、Q10第三講第三講 管道輸水工程設計管道輸水工程設計 樹狀管網各級管道流量計算樹狀管網各級管道流量計算 ：續(xù)灌方式：因為整個系統(tǒng)出水口同時出流，所以管網中上一級管道流量等于其下一級各管道流量之和。支管各管段設計流量按其控制的出水口個數(shù)及各出水口設計流量推算；同樣，干管各管段設計流量按其控制的支管條數(shù)及各支管入口流量推算。 njjiqQ1支mjjiQ1Q支干輪灌方式：包括開啟一個出水口的集中輪灌方式運行，此時輪灌方式：包括開啟一個出水口的集中輪灌方式運行，此時各條管道的流量均等于系統(tǒng)流量；同時開啟的出水口個數(shù)超各條管道的流量均等于系統(tǒng)流量；同時開啟的出水口個數(shù)超過兩個時，按輪灌組計算各級管道流量

46、。過兩個時，按輪灌組計算各級管道流量。 第三講第三講 管道輸水工程設計管道輸水工程設計 環(huán)狀管網管道流量計算環(huán)狀管網管道流量計算 ：環(huán)狀管網管道各管段的流量與各節(jié)點的流量均有聯(lián)系，流環(huán)狀管網管道各管段的流量與各節(jié)點的流量均有聯(lián)系，流向任何一節(jié)點的流量不止一條路徑。因此，應根據(jù)質量守向任何一節(jié)點的流量不止一條路徑。因此，應根據(jù)質量守恒定理進行流量分配，即流向任一節(jié)點的流量必須等于流恒定理進行流量分配，即流向任一節(jié)點的流量必須等于流出該節(jié)點的流量出該節(jié)點的流量。 一個給水栓出水的單水源單環(huán)網管道的設計流量為一個給水一個給水栓出水的單水源單環(huán)網管道的設計流量為一個給水栓的出流量的一半。栓的出流量的一

47、半。0qQiji第三講第三講 管道輸水工程設計管道輸水工程設計 19 19、管道設計壓力、管道設計壓力 水泵加壓式水泵加壓式 采用水泵加壓輸水采用水泵加壓輸水的管道系統(tǒng)大多為的管道系統(tǒng)大多為封閉式管道系統(tǒng)封閉式管道系統(tǒng), ,管管道設計壓力為輸配道設計壓力為輸配水所需的水頭差水所需的水頭差+ +用用戶（田塊）所需要戶（田塊）所需要的水頭差的水頭差+ +水錘水錘壓力壓力第三講第三講 管道輸水工程設計管道輸水工程設計 19 19、管道設計壓力、管道設計壓力自壓式自壓式 管道設計壓力為靜管道設計壓力為靜水頭水頭- -輸配水所需的輸配水所需的水頭差水頭差+ +水錘壓力。水錘壓力。并用靜水頭校核并用靜水頭

48、校核第三講第三講 管道輸水工程設計管道輸水工程設計 2020、管道允許流速、管道允許流速 最大流速：最大流速：在管道流量設計時，所采用的最大平均流速不應對管道內壁產生磨損。一般來說，最大平均流速隨著管道內壁狀況及接頭抗?jié)B性的不同而有所不同，混凝土管一般不超過3m/s，其它類型管材一般不超過5m/s。 最小流速：最小流速：為了防止水中懸浮物質在管道內沉淀，在設計流量條件下，管內最小流速不應低于0.3m/s；當配水管兼有病蟲防治和施肥任務時，最小流速不應低于0.6m/s。第三講第三講 管道輸水工程設計管道輸水工程設計 2121、設計流速、設計流速 自壓式管道：自壓式管道：對于自壓式管道系統(tǒng)，其管道

49、直徑主要取決于各對于自壓式管道系統(tǒng)，其管道直徑主要取決于各種水力條件，在設計時只需滿足適宜流速即可。流速大管道直種水力條件，在設計時只需滿足適宜流速即可。流速大管道直徑就會小，也最為經濟，但流速大水擊的危險大，因此一般以徑就會小，也最為經濟，但流速大水擊的危險大，因此一般以不超過不超過2m/s2m/s為宜。為宜。 水泵加壓式管道：水泵加壓式管道：與自壓式相同，管道流速越小，管道直徑越與自壓式相同，管道流速越小，管道直徑越小，管道費用就越低，而管道輸水阻力則增大，水頭損失也隨小，管道費用就越低，而管道輸水阻力則增大，水頭損失也隨之增大，所需水泵揚程也就越大，工程設備費和運行管理費越之增大，所需水

50、泵揚程也就越大，工程設備費和運行管理費越高；相反，管道流速越小，管道直徑越大，但管道工程費用就高；相反，管道流速越小，管道直徑越大，但管道工程費用就越大。因此，在設計時應認真考慮它們之間的關系，在設計流越大。因此，在設計時應認真考慮它們之間的關系，在設計流量條件下，使管道管徑在經濟合理的范圍內。根據(jù)量條件下，使管道管徑在經濟合理的范圍內。根據(jù)國外國外的經驗的經驗，直徑，直徑150mm150mm以下管道，流速不超過以下管道，流速不超過1m/s1m/s；直徑；直徑200-400mm200-400mm，流，流速不超過速不超過1.6m/s1.6m/s。第三講第三講 管道輸水工程設計管道輸水工程設計 2

51、222、如何合理選擇管徑如何合理選擇管徑 第三講第三講 管道輸水工程設計管道輸水工程設計 u從管道輸水功能方面考慮，應首先根據(jù)設計灌溉制度從管道輸水功能方面考慮，應首先根據(jù)設計灌溉制度所確定的灌水率，擬定管道設計流量，再根據(jù)設計流所確定的灌水率，擬定管道設計流量，再根據(jù)設計流量初擬管道內徑；量初擬管道內徑；u采用經驗法初選干管管徑，對于管道流量小于采用經驗法初選干管管徑，對于管道流量小于120m3/h，管徑管徑D=13Q1/2，管道流量大于，管道流量大于120m3/h，管徑，管徑D=11.5Q1/2；u對于小型管網，干管的經濟管徑可以在設計流量已知對于小型管網，干管的經濟管徑可以在設計流量已知

52、的條件下，根據(jù)經濟流速擬定管徑。的條件下，根據(jù)經濟流速擬定管徑。 2323、經濟管徑確定方法、經濟管徑確定方法第三講第三講 管道輸水工程設計管道輸水工程設計 管徑大小決定著工程投資和運行成本，一般按一定年限內管徑大小決定著工程投資和運行成本，一般按一定年限內管網造價和運行費用之和為最小的流速，即經濟流速確定管網造價和運行費用之和為最小的流速，即經濟流速確定經濟管徑。經濟管徑。 2424、經濟流速、經濟流速 在井灌區(qū)和其他一些非重點的管道工程設計中，多采在井灌區(qū)和其他一些非重點的管道工程設計中，多采用計算工作量較小的經濟流速法。經濟流速受當?shù)毓懿膬r用計算工作量較小的經濟流速法。經濟流速受當?shù)毓懿?/p>

53、價格、使用年限、施工費用及動力價格等因素的影響較大：格、使用年限、施工費用及動力價格等因素的影響較大：若當?shù)毓懿膬r格較低，而動力價格較高，經濟流速應選取若當?shù)毓懿膬r格較低，而動力價格較高，經濟流速應選取較小值，反之則選取較大值。因此在選取經濟流速時應充較小值，反之則選取較大值。因此在選取經濟流速時應充分考慮當?shù)氐膶嶋H情況。分考慮當?shù)氐膶嶋H情況。對于塑料管，建議經濟流速按對于塑料管，建議經濟流速按1.01.5m/s選取，對于混凝土管按選取，對于混凝土管按0.51.0m/s選取等選取等。第三講第三講 管道輸水工程設計管道輸水工程設計 2525、管道水力計算、管道水力計算 水頭損失計算水頭損失計算

54、（1）壓管道沿程水頭損失計算式中：hf沿程水頭損失，m；L管長，m；Q 體積流量，m3/h；m 流量指數(shù)；f 管材摩阻系數(shù)；d 管道內徑，mm；b 管徑指數(shù)。（2）無壓管道沿程水力計算： LdQfbmfhRICv RnC6/11第三講第三講 管道輸水工程設計管道輸水工程設計 第三講第三講 管道輸水工程設計管道輸水工程設計 管材種類f（Q:m3/s,d:m） f（Q:m3/h,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

55、0.001796.2501051.905.10石棉水泥管0.001181.4551051.854.89硬塑料管0.0009150.9481051.774.77鋁質管及鋁合金管0.0008000.8611051.744.74f、m、b值表值表五、管道水力計算五、管道水力計算 串聯(lián)管道系統(tǒng)并聯(lián)管道系統(tǒng) 第第三三講講 管道輸水灌溉工程規(guī)劃設計管道輸水灌溉工程規(guī)劃設計 )(11hhihhjinifniwiwQQQQhhhhwwww321321地面移動軟管地面移動軟管：由于軟管壁薄、質軟并具有一定的彈性，輸由于軟管壁薄、質軟并具有一定的彈性，輸水性能與一般硬管不同。過水斷面隨充水壓力而變化，其沿程阻水性

56、能與一般硬管不同。過水斷面隨充水壓力而變化，其沿程阻力系數(shù)和沿程水頭損失不僅取決于雷諾數(shù)、流量及管徑，而且明力系數(shù)和沿程水頭損失不僅取決于雷諾數(shù)、流量及管徑，而且明顯受工作壓力影響，此外還與軟管鋪設地面的平整程度及軟管的顯受工作壓力影響，此外還與軟管鋪設地面的平整程度及軟管的順直狀況等有關。在工程設計中，地面軟管沿程水頭損失通常采順直狀況等有關。在工程設計中，地面軟管沿程水頭損失通常采用塑料硬管計算公式計算后乘以一個系數(shù)，該系數(shù)根據(jù)軟管布置用塑料硬管計算公式計算后乘以一個系數(shù)，該系數(shù)根據(jù)軟管布置的順直程度及鋪設地面的平整程度取的順直程度及鋪設地面的平整程度取1.11.5。2525、管道水力計算

57、、管道水力計算 多口出流管沿程水頭損失的計算多口出流管沿程水頭損失的計算首先根據(jù)管首流量計算沿程流量不變時（不考慮分流）的水頭損失hf,然后再乘以一個小于1的折減系數(shù)（多口系數(shù)）F 即得多口管的沿程水頭損失： 多口系數(shù)F與出流孔數(shù)目，孔口位置及流量指數(shù)等有關，其計算公式為：HFhff21161211111NmNmFxNxFNFxll1 第第三三講講 低壓管道輸水灌溉工程設計低壓管道輸水灌溉工程設計 27、水力計算中應關注問題、水力計算中應關注問題 為了保持一定的灌水質量，微灌限定滴頭流量差別在為了保持一定的灌水質量，微灌限定滴頭流量差別在20%以內，噴灌限定噴頭流量差別在以內，噴灌限定噴頭流量

58、差別在10%以內；低壓管道輸水以內；低壓管道輸水灌溉也必須限制同一輪灌組中各給水栓的出流量差別。由灌溉也必須限制同一輪灌組中各給水栓的出流量差別。由于井灌區(qū)的管道灌溉工程基本上只開一個給水栓，缺乏溝、于井灌區(qū)的管道灌溉工程基本上只開一個給水栓，缺乏溝、畦灌條件下給水栓出流差別與田間水利用系數(shù)的試驗研究；畦灌條件下給水栓出流差別與田間水利用系數(shù)的試驗研究；同時，考慮到國內目前的設備狀況，初定為同時，考慮到國內目前的設備狀況，初定為25%以內。以內。 maxmin75. 0QQ 第第三三講講 低壓管道輸水灌溉工程設計低壓管道輸水灌溉工程設計 井灌區(qū)用管道系統(tǒng)的設計工作水頭（平均工況）來井灌區(qū)用管道

59、系統(tǒng)的設計工作水頭（平均工況）來選泵，是考慮到管道灌溉系統(tǒng)的水泵運行工況不是水泵選泵，是考慮到管道灌溉系統(tǒng)的水泵運行工況不是水泵特性曲線上的一個點，而是一個范圍。以平均工況選泵，特性曲線上的一個點，而是一個范圍。以平均工況選泵，會使水泵工作點變動在額定點左右，有利于節(jié)能；而最會使水泵工作點變動在額定點左右，有利于節(jié)能；而最大揚程與最小揚程工作點（即工作點范圍的上下界），大揚程與最小揚程工作點（即工作點范圍的上下界），將通過工作點核算，使其位于高效區(qū)內。將通過工作點核算，使其位于高效區(qū)內。 第第三三講講 低壓管道輸水灌溉工程設計低壓管道輸水灌溉工程設計 自流和較大規(guī)模管自流和較大規(guī)模管道輸水工程

60、的設計道輸水工程的設計工作水頭以最不利工作水頭以最不利點為基準進行推求。點為基準進行推求。 第第三三講講 管道輸水工程設計管道輸水工程設計 28、 管道結構計算 （1）管道的剛性判別）管道的剛性判別 管道從結構上可以分為柔性管和剛性管，管道的剛性由下式判別：式中 管道剛性指數(shù)； E管道材料彈性模量； Ed管側填土綜合變形模量； 管壁厚度； Dc管道中徑。 當1時，為柔性管，如聚氯乙稀管、聚乙稀管、鋼管；當1時，為剛性管，包括離心式鋼筋混凝土管、滾壓式鋼筋混凝土管、預應力混凝土管、石棉水泥管等。 3dcEED 第第三三講講 管道輸水工程設計管道輸水工程設計 柔性管與剛性管在力學性質上有很大差別，