《節(jié)水灌溉工程》課件-第六章 低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)

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，出水口所需壓力較低。管道輸水具有節(jié)水、省時、省工、省地、灌水及時、增產(chǎn)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系統(tǒng)，實際上，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的有壓水流，通過壓力管網(wǎng)送至田間出水口，進行地面灌溉的工程。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

一、低壓管道輸水灌溉系統(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3、管道系統(tǒng)組成

一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成水源與取水工程管道輸水灌溉系統(tǒng)的水源有井、泉、溝、渠道、塘壩、河湖和水庫等。3、管道系統(tǒng)組成

一、低壓管道輸水灌溉系統(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。3、管道系統(tǒng)組成

一、低壓管道輸水灌溉系統(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、減小灌水定額的目的，通常將長畦改為短畦，長溝改短溝。

4、管道系統(tǒng)分類

一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成輸配水方式

水泵提水輸水系統(tǒng)自壓輸水系統(tǒng)4、管道系統(tǒng)分類

一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成水泵提水輸水系統(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管道。平原井灌區(qū)管道系統(tǒng)大部分為水泵直送式。

4、管道系統(tǒng)分類

一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成自壓輸水系統(tǒng)利用地形自然落差所提供的水頭滿足管道系統(tǒng)在運行時所需的工作壓力。在渠道位置較高的自流灌區(qū)多采用這種形式。4、管道系統(tǒng)分類

一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成管網(wǎng)形式

樹狀管網(wǎng)輸水系統(tǒng)環(huán)狀管網(wǎng)輸水系統(tǒng)4、管道系統(tǒng)分類

一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成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，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入田間溝、畦

。4、管道系統(tǒng)分類

一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成水壓力低壓管道系統(tǒng)非低壓管道系統(tǒng)4、管道系統(tǒng)分類

一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成低壓管道系統(tǒng)其最大工作壓力一般不超過0.4MPa，最遠出口的水頭一般在0.2～0.3m，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。

4、管道系統(tǒng)分類

一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成非低壓管道系統(tǒng)工作壓力超過0.4MPa時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。4、管道系統(tǒng)分類

一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成開敞式結(jié)構(gòu)方式封閉式

半封閉式

4、管道系統(tǒng)分類

一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成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。

4、管道系統(tǒng)分類

一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成半封閉式在輸水過程中，管道系統(tǒng)不完全封閉，在適宜的位置保持自由水面或使用浮球閥控制閥門啟閉的一種輸水形式。4、管道系統(tǒng)分類

一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)組成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。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?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5／1000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行輪灌8、低壓管灌系統(tǒng)布局應(yīng)有利于管理運用，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)進行核實和分析。進行水量平衡分析，確定管道輸水灌溉區(qū)規(guī)模。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。確定取水工程位置、范圍和形式。進行田間工程布置，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)線路，確定保護設(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。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)計參數(shù)設(shè)計參數(shù)的合理選擇是正確確定工程標準，為設(shè)計提供可靠依據(jù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，管灌工程的設(shè)計參數(shù)主要有以下幾個：灌溉設(shè)計保證率。根據(jù)當?shù)刈匀粭l件和經(jīng)濟條件確定，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?shù)卦囼炠Y料確定，無資料地區(qū)可參考鄰近地區(qū)試驗資料確定。設(shè)計保證率條件下二、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，必須進行規(guī)劃區(qū)地下水資源的分析計算。即根據(jù)當?shù)厮牡刭|(zhì)資料分析計算出地下水補給量，以此作為井灌區(qū)規(guī)劃的依據(jù)。<1>降雨入滲補給量。降雨是淺層地下水的主要補給源之一，降雨入滲補給量與降雨強度、雨型、土壤的初始含水率及地下水等因素有關(guān)。為簡化計算，可根據(jù)灌溉設(shè)計保證率選取設(shè)計降雨年，然后從當?shù)厮牡刭|(zhì)資料中查得降雨入修補給系數(shù)，下式計算降雨入滲補給量：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<2>側(cè)向補給量。側(cè)向補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)作為一個儲水整體，計算1年內(nèi)區(qū)域邊界補給或排泄的水量。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<3>灌溉回歸水量。規(guī)劃區(qū)內(nèi)渠灌和井灌水均會部分入滲補給地下水。灌溉回歸水量受多種因素影響。因此，一般由當?shù)厮牡刭|(zhì)資料查得的灌溉回歸系數(shù)計算灌溉回歸水量。<4>地下水總補給量(可開發(fā)利用量)。地下水埋深較淺時，潛水蒸發(fā)是地下水主要消耗項之一，但平原井灌區(qū)地下水一般埋深較大，通?？刹豢紤]該項。因此，地下水總補給量計算如下：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)劃確定低壓管道輸水系統(tǒng)的引水流量和引水時段。3）水庫、塘壩引水量根據(jù)設(shè)計年降水量及水庫、塘壩壩址以上的集雨面積，可以計算出低壓管道輸水灌溉引用的庫容調(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行統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上，按己確定的灌溉設(shè)計保證率確定典型水文年份進行規(guī)劃設(shè)計。一般以典型水文年份的氣象資料作為依據(jù)計算灌溉用水量，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)值取水量計算。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)量計算，日用水量參考人畜供水標準計算。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算水量供需平衡可按下式計算：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，應(yīng)調(diào)整作物種植結(jié)構(gòu)布局，或凋少灌溉面積。為了達到整個規(guī)劃區(qū)節(jié)水增產(chǎn)的目的，應(yīng)采用先進的節(jié)水灌溉技術(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給，南部邊界有少量排出，東西邊界無地下水補給和排出，南北部邊界長Lns＝5.2km，北界水力坡度Jn=0.005，南界水力坡度Jn＝0.0015，東西邊各長Lew＝3.0km地下水埋深大于8m；該區(qū)多年平均降雨量P＝650mm；灌區(qū)范圍內(nèi)為砂壤土，含水層厚度h含＝25m滲透系數(shù)K＝25m／d。試對該井灌區(qū)進行水量供需平衡分析與計算。二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃解：根據(jù)已知條件計算如下：（1）供水量分析1）降雨入滲補給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給系數(shù)α=0.12，補給面積A=5.2×3.0＝15.6km2，然后按公式計算：W1=0.001αPA=0.001×0.12×650×15.6×106=121.68萬m32)側(cè)向補給W2W2=365Kh含Lns（Jn-J）=365×25×25×5200×(0.005-0.0015)＝415.19萬m33)地下水埋深大于8m，可忽略不計灌溉回歸入滲量。因此，可供水量為

W供＝Wl+W2＝536.87萬m3二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃(2)需水量計算。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。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32．8萬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=(1.5×40×10-3+2.5×35×10-3)×365＝53.8萬m3規(guī)劃區(qū)的總需水量如表。二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃

(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％水文年份時供需基本平衡，即供略大于需。75％水文年份時尚缺水量119萬m3?？赏ㄟ^減少小麥種植面積、降低灌溉定額、采用非充分灌溉技術(shù)、引地表水補源等措施解決水源短缺問題。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W供>W需時，應(yīng)進行整體規(guī)劃，合理確定井位。（1）單井控制灌溉面積

F0=QTtη(1-η1)/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；

η灌溉水利用系數(shù)；T為規(guī)劃區(qū)輪灌一次所需的時間，d；t每天開機時間，h；η1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：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）井數(shù)N=F/F0式中：N規(guī)劃區(qū)內(nèi)機井的眼數(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，形成了不合理的機井布局。因此，在管網(wǎng)規(guī)劃時應(yīng)對規(guī)劃內(nèi)現(xiàn)有機井狀況進行普查，調(diào)整不合理井位，以便進行合理的管網(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，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)典型布置形式二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃

適應(yīng)條件：機井位于地塊一側(cè)，控制面積較大且地塊近似成方形。圭字形布置

4、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式（1）井灌區(qū)管網(wǎng)典型布置形式二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃

適應(yīng)條件：機井位于地塊一側(cè)，控制面積較大且地塊近似成方形。π形布置

4、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式（1）井灌區(qū)管網(wǎng)典型布置形式二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃

適應(yīng)條件：機井位于地塊一側(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

4、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式（1）井灌區(qū)管網(wǎng)典型布置形式二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃

適應(yīng)條件：機井位于地塊一側(cè)，地塊呈長條形L形布置

4、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式（1）井灌區(qū)管網(wǎng)典型布置形式二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃

適應(yīng)條件：機井位于地塊一側(cè)，地塊呈長條形T形布置

4、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式（1）井灌區(qū)管網(wǎng)典型布置形式二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃

適應(yīng)條件：機井位于地塊中心，地塊長寬比不大于2

H形布置

4、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式（1）井灌區(qū)管網(wǎng)典型布置形式二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃

適應(yīng)條件：機井位于地塊中心，地塊長寬比大于2

長一字形布置

4、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式（2）渠灌區(qū)管網(wǎng)典型布置形式二、低壓管道輸水灌溉工程規(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。4、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式（3）山丘區(qū)管網(wǎng)典型布置形式二、低壓管道輸水灌溉工程規(guī)劃梯田樹枝狀管網(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)?！棒~骨”式:干管垂直河（溝）岸，支管垂直于干管，沿河溝方向布置。1、灌溉系統(tǒng)設(shè)計流量設(shè)計流量是指灌溉期間管道通過的最大流量。當灌溉規(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)計流量是管道灌溉系統(tǒng)水力計算的主要依據(jù)。（1）設(shè)計灌水定額定義：單位面積一次灌水的灌水量或水層深度。設(shè)計中，采用作物生育期內(nèi)各次灌水量中最大一次作為設(shè)計灌水定額，對于種植不同作物的灌區(qū)，通常采用設(shè)計時段內(nèi)主要作物的最大灌水定額作為設(shè)計灌水定額。三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計1、灌溉系統(tǒng)設(shè)計流量確定方法：根據(jù)灌溉試驗資料確定或公式計算。m=1000γsh（β1-β2）h土壤計劃濕潤層深度，一般大田作物0.4-0.6，蔬菜0.2-0.4，果樹0.8-1.0土壤計劃濕潤層深度：實施灌水時計劃調(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。Β1、β2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1、灌溉系統(tǒng)設(shè)計流量土壤適宜含水量：最適宜作物生長的含水量。土壤適宜含水量介于θmax與θmin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[θmax]與下限[θmin]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[θmin]應(yīng)大于凋萎系數(shù)，以作物生長不受抑制為準，一般以占田間持水量的百分數(shù)計。根據(jù)經(jīng)驗取60%左右的田間持水量（毛管斷裂點）比較適宜。三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計1、灌溉系統(tǒng)設(shè)計流量（2）設(shè)計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)灌水臨界期內(nèi)作物最大日需水量計算出理論灌水周期，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1、灌溉系統(tǒng)設(shè)計流量（3）設(shè)計流量灌溉面積、設(shè)計灌水定額確定后，灌溉系統(tǒng)設(shè)計流量為：α為控制性作物種植比例；η為灌溉水利用系數(shù)，取0.8-0.9當Q0大于水泵流量時，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（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行方式和時間。有續(xù)灌、輪灌和隨機灌溉三種方式。續(xù)灌方式：灌水期間，整個管網(wǎng)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)容量足夠大時，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隨機方式：隨機方式用水是指管網(wǎng)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(wǎng)系統(tǒng)隨時都可供水，用水單位可隨時取水灌溉。三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計（5）管道設(shè)計流量（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)計流量按其控制的出水口個數(shù)及各出水口設(shè)計流量推算，干管各管段設(shè)計流量按其控制的支管條數(shù)及各支管入口流量推算。當各出水口流量相同時，樹狀網(wǎng)各級管道設(shè)計流量為：Q為管道設(shè)計流量，Q0為灌溉系統(tǒng)設(shè)計流量；N為全系統(tǒng)同時開啟的給水栓個數(shù)；n為管道控制范圍內(nèi)同時開啟的給水栓個數(shù)。三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計（4）管道設(shè)計流量（2）環(huán)狀網(wǎng)環(huán)狀網(wǎng)各段流量在管徑未確定時不是唯一的，一般首先按滿足節(jié)點水流連續(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行平差計算，得到最終的管段設(shè)計流量。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)計流量可按下式計算:三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計2、水頭損失計算（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。三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計管材種類f（Q:m3/s,d:m）f（Q:m3/h,d:mm）mb混凝土糙率為0.0130.001741.312×1062.005.33糙率為0.0140.002011.516×1062.005.33糙率為0.0150.002321.749×1062.005.33舊鋼管、舊鑄鐵管0.001796.250×1051.905.10石棉水泥管0.001181.455×1051.854.89硬塑料管0.0009150.948×1051.774.77鋁質(zhì)管及鋁合金管0.0008000.861×1051.744.742、水頭損失計算等距等流量多出口管道沿程水頭損失：1)分段計算2)間接計算三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計第一步：先按進口處最大流量且沿程不變計算沿程水頭損失第二步：乘以多口系數(shù)F校正三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計出流孔口數(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出流孔管的距離與各出流孔口間距之比

3、管徑確定管道系統(tǒng)設(shè)計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（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，而管道的年運行費隨之降低管道的綜合年費用為投資的折算年值和年運行費之和，且必定存在一個最小值，該最小值所對應(yīng)的管徑即經(jīng)濟管徑。管徑一般應(yīng)采用經(jīng)濟管徑，即根據(jù)最小費用法確定管徑。三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計在實際應(yīng)用當中，經(jīng)濟管徑一般根據(jù)經(jīng)濟流速或經(jīng)驗公式確定。1）根據(jù)經(jīng)濟流速確定管徑2）根據(jù)經(jīng)驗公式確定經(jīng)濟管徑一般情況下，應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟流速來確定干管管徑，對于規(guī)模不算太大的工程，常用經(jīng)驗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4、設(shè)計水頭（1）管道系統(tǒng)最大工作水頭（2）管道系統(tǒng)最小工作水頭三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計參考點2地面高程，在平原井區(qū)，參考點2一般為距水源最遠的出水口管道系統(tǒng)進口高程參考點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1地面高程，在平原井區(qū)，參考點1一般為距水源最近的出水口參考點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（3）管道系統(tǒng)設(shè)計工作水頭，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)計揚程式中：

Zd為機井的動水位；Σhf0、Σhj0為水泵吸水管進水口至管道系統(tǒng)進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，只要配齊安全保護裝置，嚴格按操作規(guī)程運行，可不進行水擊壓力計算，但必須進行水擊壓力驗算。在管道系統(tǒng)設(shè)置單向閥時，應(yīng)驗算突然停泵時水擊壓力，遇到下列情況時，應(yīng)采取水擊防護措施：a水擊情況下，管道內(nèi)壓力超過管材公稱壓力；b水擊情況下，管道內(nèi)可能出現(xiàn)負壓。三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計A、水擊壓力計算（1）水擊波速（2）水擊分類水擊在管路中往返一次所需的時間稱為相長，用T表示直接水擊：Ts≤2L/a時，閥門處的壓強不受閥門關(guān)閉時間長短的影響，稱為直接水擊間接水擊：Ts≥2L/a時，閥門處的壓強與閥門關(guān)閉時間長短有關(guān)，稱為直接水擊直接水擊壓強大于間接水擊壓強三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計B、減小水擊壓強的措施（1）延長閥門啟閉時間，從而避免產(chǎn)生直接水擊（2）設(shè)計中控制管內(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設(shè)計6、設(shè)計成果（1）應(yīng)提交工程設(shè)計說明書。（2）說明書附圖，應(yīng)包括下列主要圖件:a)1：1000或1：2000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)計圖;e)管槽斷面圖;f)典型田間工程布置圖。三、低壓管道輸水灌溉工程設(shè)計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、溝灌等地面灌水方法。其典型的特點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。第一節(jié)概述1、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的類型不同的分類標準有不同的叫法，一般可按以下兩類進行分類。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，標準高。這類系統(tǒng)一次性投資大，但運行管理方便，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)臨時抗旱時應(yīng)用。但是勞動強度大，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。當水源水位不能滿足自壓輸水要求時，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，故運行管理費用高。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)當水源較高時，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)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一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的組成與類型低壓管道輸水一、低壓管道輸水灌溉系統(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)田灌溉用水標準》，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，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?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，并運用退管灌法在農(nóng)田內(nèi)進行灌水。這種方式輸水損失最小，可避免田間灌水時灌溉水的浪費，而且管理運用方便，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行灌水。這種方式不可避免地還要產(chǎn)生田間灌水的無益損耗和浪費．勞動強度大，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：包括進水閘門或閘閥、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）保護裝置：為防止管道發(fā)生水擊或水壓過高或產(chǎn)生負壓等致使管道變形、彎曲、破裂、吸扁等現(xiàn)象，以及為管道開始進水時向外排氣，泄水時向內(nèi)補氣等，通常均需在管道或管道適當位置處設(shè)置通氣孔、進排氣閥、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；（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。一、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的組成與類型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，總造價小，而且管理運用方便。2、輸配水地埋固定管道應(yīng)盡可能布設(shè)在堅實的地基上，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，則應(yīng)對管道地基進行處理。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)的進口設(shè)計流量和設(shè)計壓力，應(yīng)根據(jù)全灌溉管道系統(tǒng)所需要的設(shè)計流量和大多數(shù)配水管進口所需要的設(shè)計壓力確定。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)濟時，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)在進行各級管道水力計算時，應(yīng)同時驗算各級管道產(chǎn)生水錘的可能性以及水錘壓力，以便采取水錘防護措施。特別是在管道縱向拐彎處，應(yīng)檢驗是否會產(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個分水口應(yīng)設(shè)置一個節(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)生水錘負壓或水柱分離的管道處，應(yīng)安裝進氣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。二、輸配水管網(wǎng)規(guī)劃布置的基本要求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1％～2％，有的多達3％～5％，而管道輸水只占灌溉面積的0.5％，提高了土地利用率。同時管道輸水速度快，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3、擴大灌溉面積低壓管道輸水灌溉，減少水量損失，可有效擴大灌溉面積，用管道輸水代替土渠輸水，單井灌溉面積可由40-60畝擴大100-120畝。4、灌水及時，促進增產(chǎn)增收管道輸水灌溉，灌水及時，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，土渠灌溉往往因為輪灌周期長，灌水不及時，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，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5、適應(yīng)性強，管理方便低壓管道灌溉系統(tǒng)設(shè)備簡單，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；能適用當前農(nóng)村生產(chǎn)責任制管理體制；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。三、低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)的優(yōu)點一、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準，溝畦的適宜長、寬，給水栓入畦方式及給水栓連接軟管時軟管的適宜長度。3、選擇管網(wǎng)類型、確定管網(wǎng)的布置方案及管網(wǎng)中各控制閥門、保護裝置、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、保護裝置、控制閥門等設(shè)施的系列范圍。第二節(jié)低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)規(guī)劃與布置規(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?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5／1000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行輪灌。8、低壓管灌系統(tǒng)布局應(yīng)有利于管理運用，方便檢查和維修，保證輸配水和灌水安全可靠。一、規(guī)劃內(nèi)容與原則設(shè)計參數(shù)的合理選擇是正確確定工程標準，為設(shè)計提供可靠依據(jù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，管灌工程的設(shè)計參數(shù)主要有以下幾個：1、灌溉設(shè)計保證率。根據(jù)當?shù)刈匀粭l件和經(jīng)濟條件確定，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?shù)卦囼炠Y料確定，無資料地區(qū)可參考鄰近地區(qū)試驗資料確定。二、設(shè)計參數(shù)的確定基本資科的收集與整理是進行低壓管道灌溉工程規(guī)劃設(shè)計的基礎(chǔ)和前提，基本資料的準確與否將直接影響著設(shè)計的質(zhì)量。管灌工程規(guī)劃設(shè)計需要收集的資料主要包括：當?shù)刂小㈤L期農(nóng)業(yè)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、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1：5000—1：10000地形圖。管網(wǎng)布置用1：500—1：2000局部地形圖。局部地形圖上要標明行政區(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、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；年、月平均蒸發(fā)量，最大、最小月蒸發(fā)量；月或旬日照小時數(shù)；無霜期及始、終日期；土壤凍結(jié)及解凍時間，凍土層深度；主風向及風速等。（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。①地下水：年內(nèi)最高與最低埋深及出現(xiàn)時間，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)及井的涌水量等有關(guān)資料。入滲補給量、入滲補給系數(shù)等參數(shù)；②河水：收集當?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；②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、機泵性能、運行狀況、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）灌溉試驗資科。搜集當?shù)鼗蝾愃频貐^(qū)已有的灌溉試驗資料。包括灌溉回歸系數(shù)、降雨入滲補給系數(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、造價和質(zhì)量。若廠家出廠產(chǎn)品有關(guān)技術(shù)參數(shù)不足時，還要通過試驗取得設(shè)計所需要的數(shù)據(jù)。（9）社會經(jīng)濟。社會經(jīng)濟包括規(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。三、基本資料的收集與整理水量供需平衡分析是灌溉工程規(guī)劃設(shè)計中的重要內(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》)。水量供需平衡分析應(yīng)以區(qū)劃為單元進行。井灌區(qū)如己超采，規(guī)劃時應(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，必須進行規(guī)劃區(qū)地下水資源的分析計算。即根據(jù)當?shù)厮牡刭|(zhì)資料分析計算出地下水補給量，以此作為井灌區(qū)規(guī)劃的依據(jù)。（1）降雨入滲補給量。降雨是淺層地下水的主要補給源之一，降雨入滲補給量與降雨強度、雨型、土壤的初始含水率及地下水等因素有關(guān)。為簡化計算，可根據(jù)灌溉設(shè)計保證率選取設(shè)計降雨年，然后從當?shù)厮牡刭|(zhì)資料中查得降雨入修補給系數(shù)，下式計算降雨入滲補給量：四、水量供需平衡分析四、水量供需平衡分析（2）側(cè)向補給量。側(cè)向補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)作為一個儲水整體，計算1年內(nèi)區(qū)域邊界補給或排泄的水量。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給地下水。灌溉回歸水量受多種因素影響。因此，一般由當?shù)厮牡刭|(zhì)資料查得的灌溉回歸系數(shù)計算灌溉回歸水量。四、水量供需平衡分析(4)地下水總補給量(可開發(fā)利用量)。地下水埋深較淺時，潛水蒸發(fā)是地下水主要消耗項之一，但平原井灌區(qū)地下水一般埋深較大，通?？刹豢紤]該項。因此，地下水總補給量計算如下：四、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行統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上，按己確定的灌溉設(shè)計保證率確定典型水文年份進行規(guī)劃設(shè)計。一般以典型水文年份的氣象資料作為依據(jù)計算灌溉用水量，通常選75%和50％的水文年份作為典型水文年份。四、水量供需平衡分析（1）灌溉設(shè)計標淮。我國灌溉規(guī)劃中通常采用灌溉設(shè)計保證率表示灌溉工程設(shè)計標準。灌溉設(shè)計保證率因各地自然條件、作物種類、經(jīng)濟條件的不同而各異，可參考表進行選擇。四、水量供需平衡分析（2）凈灌溉定額。作物凈灌溉定額指作物生育期內(nèi)實際需水量減去作物生育期內(nèi)有效降水、土壤水和地下水利用量，可按下式計算或由《中國主要農(nóng)作物需水量等值線圖》查得。四、水量供需平衡分析（3）毛灌溉定額。灌區(qū)內(nèi)種植同一種作物時，毛灌溉定額按下式計算；種植不同作物時，按下式計算綜合毛灌溉定額：規(guī)劃區(qū)灌溉面積確定后，灌溉用水量由下式計算：四、水量供需平衡分析(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)值取水量計算。(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)量計算，日用水量參考人畜供水標準計算。(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。四、水量供需平衡分析3、水量供需平衡分析與計算水量供需平衡可按下式計算：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，應(yīng)調(diào)整作物種植結(jié)構(gòu)布局，或凋少灌溉面積。為了達到整個規(guī)劃區(qū)節(jié)水增產(chǎn)的目的，應(yīng)采用先進的節(jié)水灌溉技術(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。四、水量供需平衡分析例：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給，南部邊界有少量排出，東西邊界無地下水補給和排出，南北部邊界長Lns＝5.2km，北界水力坡度Jn=0.005，南界水力坡度Jn＝0.0015，東西邊各長Lew＝3.0km地下水埋深大于8m；該區(qū)多年平均降雨量P＝650mm；灌區(qū)范圍內(nèi)為砂壤土，含水層厚度h含＝25m滲透系數(shù)K＝25m／d。試對該井灌區(qū)進行水量供需平衡分析與計算。四、水量供需平衡分析解：根據(jù)已知條件計算如下：（1）供水量分析1）降雨入滲補給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給系數(shù)α=0.12，補給面積A=5.2×3.0＝15.6km2，然后按公式計算：W1=0.001αPA=0.001×0.12×650×15.6×106=121.68萬m32)側(cè)向補給W2W2=365Kh含Lns（Jn-J）=365×25×25×5200×(0.005-0.0015)＝415.19萬m33)地下水埋深大于8m，可忽略不計灌溉回歸入滲量。因此，可供水量為

W供＝Wl十W2＝536.87萬m3四、水量供需平衡分析(2)需水量計算。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。四、水量供需平衡分析1)灌溉用水量，灌溉水利用系數(shù)取0.9,計算結(jié)果見表2）該區(qū)工副業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用水量為32．8萬m3。四、水量供需平衡分析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=(1.5×40×10-3+2.5×35×10-3)×365＝53.8萬m3規(guī)劃區(qū)的總需水量如表。四、水量供需平衡分析

(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％水文年份時供需基本平衡，即供略大于需。75％水文年份時尚缺水量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)、引地表水補源等措施解決水源短缺問題。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W供>W需時，應(yīng)進行整體規(guī)劃，合理確定井位。1、單井控制灌溉面積

F0=QTtη(1-η1)/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；η灌溉水利用系數(shù)；T為規(guī)劃區(qū)輪灌一次所需的時間，d；t每天開機時間，h；η1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：梅花形：五、取水工程規(guī)劃布置3、井數(shù)N=F/F0式中：N規(guī)劃區(qū)內(nèi)機井的眼數(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，形成了不合理的機井布局。因此，在管網(wǎng)規(guī)劃時應(yīng)對規(guī)劃內(nèi)現(xiàn)有機井狀況進行普查，調(diào)整不合理井位，以便進行合理的管網(wǎng)規(guī)劃布置。五、取水工程規(guī)劃布置六、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式地埋暗管固定管網(wǎng)的布設(shè)形式可根據(jù)水源位置、控制范圍、地面坡度、田塊形狀和作物種植方向等條件，地埋固定管網(wǎng)可布設(shè)成樹枝狀、環(huán)狀或混合狀三種類型。1、環(huán)狀管網(wǎng)干、支管均呈環(huán)狀布置。特點：供水安全可靠，管網(wǎng)內(nèi)水壓力較均勻，各條管道間水量調(diào)配靈活，有利于隨機用水。缺點：管線總長度較長，投資一般均高于樹枝狀管網(wǎng)目前環(huán)狀管網(wǎng)在低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)中很少應(yīng)用，僅在個別單井灌區(qū)試點示范使用。六、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式六、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式(1)水源位于田塊一側(cè)、控制面積較大(10-20hm2)的環(huán)狀管網(wǎng)布置形式。(2)水源位于田塊中心，控制面積為7-10hm2、田塊長寬比＜2的環(huán)狀管網(wǎng)布置形式。2、樹枝狀管網(wǎng)樹枝狀管網(wǎng)由干、支或干、支、農(nóng)管組成，并均呈樹枝狀布置。特點：管線總長度較短，構(gòu)造簡單，投資較低；缺點：管網(wǎng)內(nèi)的壓力不均勻，各條管道間的水量不能互相調(diào)濟。（1）水源位于田塊一側(cè)，當控制面積較大，地塊近似正方形，作物種植方向與灌水方向相同或不相同時，可布置成梳齒型或魚骨形六、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式六、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式六、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式對于井灌區(qū)，這兩種布置形式主要適用于井出水量60-100m3/h，控制面積10-20hm2，田塊長寬比（L/b）約為1的情況。（2）當水源(機井)位于田塊一側(cè)，地塊呈長方形，常采用“一”字形、“T”形、“L”形三種形式。六、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式這三種形式適用于井的出水量20-40m3／h，控制灌溉面積50-100畝，田塊的長寬比(1／b)不大于3。（3）水源(機井)位于田塊中心常采用“H”形或環(huán)形六、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式這兩種形式適用于井出水量40-60m3／h、控制面積7-10hm2，田塊的長寬比(1／b)＜2。當長寬比＞2時，采用長“一”字形布置3、混合狀當?shù)匦螐碗s時，可將環(huán)狀與樹枝狀管網(wǎng)混合使用，形成混合狀管網(wǎng)。七、地面移動管網(wǎng)的布設(shè)和使用地面移動管網(wǎng)一般只有1級或2級，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。常見的布設(shè)方式及使用方法有以下幾種：六、管網(wǎng)系統(tǒng)布設(shè)形式1、長畦短灌長畦短灌或長畦分段灌是將一條長畦分為若干段從而形成沒有橫向畦埂的短畦，用軟管或縱向輸水溝自上而下或自下而上分段進行畦灌的灌水方法。其畦長可達200m以上，畦寬可達5-10m。七、地面移動管網(wǎng)的布設(shè)和使用2、長畦短灌雙向灌溉是在長畦短灌的基礎(chǔ)上由一個出水口放水雙向澆地的灌溉方法。其單口控制面積為0.09一0.18hm2，移動管長20m左右。七、地面移動管網(wǎng)的布設(shè)和使用3、長畦短灌單向灌溉地面坡度較陡，灌水不宜采用雙向控制，可在長畦短灌基礎(chǔ)上采用單向控制澆地七、地面移動管網(wǎng)的布設(shè)和使用

4、方畦雙向灌溉畦的長寬比約等于1(或0.6-1.0)時可采用方畦雙灌。移動管長不宜大于10m，畦長亦不宜大于10m。七、地面移動管網(wǎng)的布設(shè)和使用5、移動閘管移動閘管是在移動管上開孔，設(shè)有控制閘門，以調(diào)節(jié)放水孔的出流量。移動閘管可直接與井泵出水管相連接，也可與地理暗管上的給水栓相連接。閘管順畦長方向放置，長度不宜大于20m。畦的規(guī)格及灌水方法均與移動管網(wǎng)相同。閘管上孔口的間距視畦、溝的布置而定。七、地面移動管網(wǎng)的布設(shè)和使用在井灌區(qū)，若采用移動軟管式低壓管灌系統(tǒng)，一般只有1-2級地面移動軟管，無需布設(shè)建筑物，只要配備相應(yīng)的管件即可；若采用半固定式低壓管灌系統(tǒng)，也只需布設(shè)一級地埋暗管，再布設(shè)必要數(shù)量的給水栓和出水口即可滿足輸水和灌水要求。在渠灌區(qū)、通常控制面積較大，需布設(shè)2-3級地埋暗管，故必須設(shè)置各種類型的附屬建筑物。1、渠灌區(qū)低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的取水樞紐布設(shè)渠灌區(qū)的低壓管灌系統(tǒng)大都從支、斗渠或農(nóng)渠上引水。其渠、管的連接方式和各種設(shè)施的布置均取決于地形條件和水流特性(如水頭、流最、含沙量等)以及水質(zhì)情況。通常管道與明渠的連接均需設(shè)置進水閘門，其后應(yīng)布設(shè)沉淀池，閘門進口尚需安裝攔污柵，并應(yīng)在適當位置設(shè)置量水設(shè)備。八、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)建筑物的布設(shè)2、渠灌區(qū)低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)的分、配水控制和泄水建筑物的布設(shè)控制和泄水建筑物的布設(shè)在各級地埋暗管首、尾和控制管道內(nèi)水壓、流量處均應(yīng)布設(shè)閘板門或閘閥，以利分水、配水、泄水及控制調(diào)節(jié)管道內(nèi)的水壓或流量。圖為比較適宜的一種專用于低壓管灌系統(tǒng)的閘板式建筑物。其起閉靈活方便，造價低，裝配容易。八、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)建筑物的布設(shè)3、量測建筑物的布設(shè)低壓管灌系統(tǒng)中，通常都采用壓力表量測管道內(nèi)的水壓。壓力表的量程不宜大于0.4MPa，精度一般可選用1.0級。壓力表應(yīng)安裝在各級管道首部進水口后為宜。在井灌區(qū)，低壓管灌系統(tǒng)流量不大，可選用旋翼式自來水表，但口徑不宜大于Φ50，否則造價過高，影響投資。八、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)建筑物的布設(shè)在渠灌區(qū)，各級管道流量較大，如仍采用自來水表，則既造價高，又會因渠水含沙量大，還含有其他雜質(zhì)，而使水表失效。采用閘板式圓缺孔板量水裝置或配合分流式量水計量測水精度更精確，其測流誤差小于3％，價格低，加工安裝簡易、使用維護均很方便。圖為閘板式圓缺孔用于量水，應(yīng)裝在各級管道首部進水閘門下游，以節(jié)流板位置為準，要求上游直管段需要有10-15倍管道內(nèi)徑的長度，下游應(yīng)有5-10倍管道內(nèi)徑的長度。八、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)建筑物的布設(shè)4、給水裝置布設(shè)給水裝置是低壓管灌系統(tǒng)由地理暗管向田間灌溉供水的主要裝置，可分為兩類：直接向土渠供水的裝置，稱出水口；接下一級軟管或閘管的裝置，稱給水栓。一般每個出水口或給水栓控制的面積為0.7hm2左右，壓力不小于3kPa，間距大致為30-60m。出水口和給水栓的結(jié)構(gòu)類型很多，選用時應(yīng)因地制宜，依據(jù)其技術(shù)性能、造價和在田間工作的適應(yīng)性，并結(jié)合當?shù)氐慕?jīng)濟條件和加工能力等，綜合考慮確定。八、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)建筑物的布設(shè)一般要求：1結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用；2密封性能好，關(guān)閉時不滲水，不漏水；3水力性能好，局部水頭損失??；4整體性能好，開關(guān)方便，容易裝卸；5功能多，除供水外，盡可能具有進排氣，消除水錘、真空等功能，以保證管路安全運行；6造價低。

八、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)建筑物的布設(shè)我國常見的給水栓八、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)建筑物的布設(shè)八、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)建筑物的布設(shè)八、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)建筑物的布設(shè)5、管道安全裝置布設(shè)為防止管道進氣、排氣不及時或操作運用不當，以及井灌區(qū)泵不按規(guī)程操作或突然停電等原因而發(fā)生事故，甚至使管道破裂，必須在管道上設(shè)置安全保護裝置。目前在低壓管灌系統(tǒng)中使用的安全保護裝置主要有：球閥型進排氣裝置、平板型進排氣裝置、單流門直排氣閥和安全閥等4種，它們一般應(yīng)裝設(shè)在管道首部或管線較高處。八、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)建筑物的布設(shè)八、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)建筑物的布設(shè)八、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)建筑物的布設(shè)八、低壓管道輸水灌溉系統(tǒng)建筑物的布設(shè)一、灌溉系統(tǒng)設(shè)計流量設(shè)計流量是指灌溉期間管道通過的最大流量。當灌溉規(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)計流量是管道灌溉系統(tǒng)水力計算的主要依據(jù)。1、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)計中，采用作物生育期內(nèi)各次灌水量中最大一次作為設(shè)計灌水定額，對于種植不同作物的灌區(qū)，通常采用設(shè)計時段內(nèi)主要作物的最大灌水定額作為設(shè)計灌水定額。第三節(jié)管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計與水力計算確定方法：根據(jù)灌溉試驗資料確定或公式計算。m=1000γsh（β1-β2）h土壤計劃濕潤層深度，一般大田作物0.4-0.6，蔬菜0.2-0.4，果樹0.8-1.0Β1、β2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%2、設(shè)計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)灌水臨界期內(nèi)作物最大日需水量計算出理論灌水周期，因?qū)嶋H灌水中可能出現(xiàn)停水，故取設(shè)計灌水周期小于理論灌水周期。一、灌溉系統(tǒng)設(shè)計流量單一作物：多種作物：一、灌溉系統(tǒng)設(shè)計流量3、設(shè)計流量灌溉面積、設(shè)計灌水定額確定后，灌溉系統(tǒng)設(shè)計流量為：α為控制性作物種植比例；η為灌溉水利用系數(shù)，取0.8-0.9當Q0大于水泵流量時，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。一、灌溉系統(tǒng)設(shè)計流量4、管道設(shè)計流量（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)計流量按其控制的出水口個數(shù)及各出水口設(shè)計流量推算，干管各管段設(shè)計流量按其控制的支管條數(shù)及各支管入口流量推算。當各出水口流量相同時，樹狀網(wǎng)各級管道設(shè)計流量為：Q為管道設(shè)計流量，Q0為灌溉系統(tǒng)設(shè)計流量；N為全系統(tǒng)同時開啟的給水栓個數(shù)；n為管道控制范圍內(nèi)同時開啟的給水栓個數(shù)。一、灌溉系統(tǒng)設(shè)計流量（2）環(huán)狀網(wǎng)環(huán)狀網(wǎng)各段流量在管徑未確定時不是唯一的，一般首先按滿足節(jié)點水流連續(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行平差計算，得到最終的管段設(shè)計流量。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)計流量可按下式計算:一、灌溉系統(tǒng)設(shè)計流量1、管道系統(tǒng)最大工作水頭2、管道系統(tǒng)最小工作水頭二、設(shè)計水頭參考點2地面高程，在平原井區(qū)，參考點2一般為距水源最遠的出水口管道系統(tǒng)進口高程參考點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1地面高程，在平原井區(qū)，參考點1一般為距水源最近的出水口參考點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3