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农田灌溉管道输水本事

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  农田灌溉管道输水技术 1 概述 管道输水灌溉是以管道代替明渠输水灌溉的一种工程形式,水由分水设施输送到田间。 直接由管道分水口分水进入田间、沟畦。管道输水有多种使用范围,大中型灌区可以采用明 渠水与管道有压输水相结合, 有专门为喷灌供水的压力输水管道, 还有为田间沟畦灌溉的管 道输水。管道灌溉的特点是出水口流量大,出口不会发生堵塞,仍属地面灌溉技术。 1.1 管道输水特点 (一)节水节能 管道输水可减少渗漏损失和蒸发损失,与土垄沟相比,管道输水损失可减少 5%,水的 利用率比土渠提高了 30%~40%,比混凝土等衬砌方式节水 5%~15%。对机井灌区,节水 就意味着降低能耗。 (二)省地、省工 用土渠输水,田间渠道用地一般占灌溉面积的 1%~2%,有的多达 3%~5%,而管道 输水只占灌溉面积的 0.5%,提高了土地利用率。同时管道输水速度快,避免了跑水漏水现 象,缩短了灌水周期,节省了巡渠和清淤维修用工。 (三)投资小、效益高 管灌投资较低,一般每亩在 100~300 元。同等水源条件下,由于能适时适量灌溉,满 足作物生长期需水要求,因而起到增产增收作用。 (四)适应性强 压力管道输水, 可以越沟、 爬坡和跨路,不受地形限制,施工安装方便,便于群众掌握, 便于推广。配上田间地面移动软管,可解决零散地块浇水问题,适合当前农业生产责任制形 式。 1.2 管道输水系统的组成 管道输水灌溉系统由水源与取水工程部分、输水配水管网系统和田间灌水系统 3 部分组成,见图 1-1。 (一)水源与取水工程 管道输水灌溉系统的水源有井、泉、沟、渠道、塘坝、河湖和水库等。水质应符合《农 田灌溉用水标准》 ,且不含有大量杂草、泥沙等杂物。 井灌区的取水工程应根据用水量和扬程大小, 选择适宜的水泵和配套动力机、 压力表及 水表,并建有管理房。自压灌区或大中型提水灌区的取水工程还应改进水闸、分水闸、拦污 栅及泵房等配套建筑物。 (二)输水配水管网系统 输配水管网系统是指管道输水灌溉系统中的各级管道、 分水设施、 保护装置和其他附属 设施。在面积较大灌区,管网可由干管、分干管、支管和分支管等多级管道组成。 (三)田间灌水系统 田间灌水系统指出水口以下的田间部分, 它仍属地面灌水, 因而应采取地面节水灌溉技 术,达到灌水均匀并减小灌水定额的目的。 图 1-1 灌溉管道系统组成图 1.3 管道输水系统的分类 管道输水系统按其压力获取方式、 管网形式、 管网可移动程度的不同等可分为以下类型。 (一)按压力获取方式分类 按压力获取方式不同可分为机压输水系统和自压输水系统。 1.机压(水泵提水)输水系统 它又分为水泵直送式和蓄水池式。 当水源水位不能满足自压输水要求时, 要利用水泵加 压将水输送到所需要的高度或蓄水池中,通过分水口或管道输水至田间。目前,井灌区大部 分采用直送式。 2.自压输水系统 当水源较高时, 可利用地形自然落差所提供的水头作为管道输水所需要的工作压力。 在 丘陵地区的自流灌区多采用这种形式。 (二)按管网形式分类 按管网形式不同可分为树状网和环状网两种类型。 1.树状网 管网呈树枝状,水流通过“树干”流向“树枝” ,即从干管流向支管、分支管,只有分 流而无汇流,见图 4-2(a)。 图 4-2 管网系统示意图 (a)树状管网 (b)环状管网 2.环状网。管网通过节点将各管道连接成闭合环状网。根据给水栓位置和控制阀启闭 情况,水流可作正逆方向流动,见图 4-2(b)。 目前国内低压管道输水灌溉系统多采用树状网,环状网在一些试点地区也有应用。 (三)按固定方式分类 低压管道输水灌溉系统按固定方式可分为移动式、半固定式和固定式。 1.移动式。除水源外,管道及分水设备都可移动,机泵有的固定,有的也可移动,管 道多采用软管,简便易行,一次性投资低,多在井灌区临时抗旱时应用。但是劳动强度大, 管道易破损。 2.半固定式。其管道灌溉系统的一部分固定,另一部分移动。一般是水源固定,干管 或支管为固定地埋管, 由分水口连接移动软管输水进入田间。 这种形式工程投资介于移动式 和固定式之间,比移动式劳动强度低,但比固定式管理难度大,经济条件一般的地区,宜采 用半固定式系统。 3.固定式。管道灌溉系统中的水源和各级管道及分水设施均埋入地下,固定不动。给 水栓或分水口直接分水进入田间沟、畦,没有软管连接。田间毛渠较短,固定管道密度大, 标准高。这类系统一次性投资大,但运行管理方便,灌水均匀。有条件的地方应逐渐推行这 种形式。 2 管道灌溉工程管材 2.1 管材 管材是管道输水灌溉系统的重要组成部分,其投资比重一般约占工程总投资的 70~ 80%,直接影响到管灌工程的质量和造价。 (一)技术要求 1.能承受设计要求的工作压力。管材允许工作压力应为管道最大正常工作压力的 1.5 倍。当管道可能产生较大水击压力时,管材的允许工作压力应不小于水击时的最大压力。 2.管壁要均匀一致,壁厚误差应不大于 5%。 3.地埋暗管在农业机具和车辆等外荷载的作用下管材的径向变形率不得大于 5%。 4.满足运输和施工的要求,能承受一定的局部沉陷应力。 5.管材内壁光滑,内外壁无可见裂缝,耐土壤化学侵蚀,耐老化,使用寿命满足设计 年限要求。 6.管材与管材、管材与管件连接方便,连接处应满足工作压力、抗弯折、抗渗漏、强 度、刚度及安全等方面的要求。 7.移动管道要轻便,耐碰撞,耐摩擦,不易被扎破及抗老化性能好等。 8.当输送的水流有特殊要求时,还应考虑对管材的特殊需要。如灌溉与饮水结合的管 道,要符合输送饮用水的要求。 (二)选择方法 在满足设计要求的前提下综合考虑以下积极因素进行管材选择: ①管材管件的价格; ② 施工费用,包括运输费用、当地劳动力价值、施工辅助材料及施工设备费用;③工程的使用 年限;④工程维修费用等。 管道可选择施工、安装方便及运行可靠的高密度聚乙烯管材(HDPE) 、素混凝土管、 水泥砂土管等地方管材; 在水泥、砂石料可就地取材的

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