中国水利水电科学研究院刘群昌 E-mail ： liuqc@iwhr 电话： 13601366962

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管道输水灌溉工程

第一讲管道输水灌溉技术及其发展第一讲管道输水灌溉技术及其发展

第二讲工程规划第二讲工程规划

第三讲工程设计第三讲工程设计

第四讲管材附属设备第四讲管材附属设备

第五讲施工安装第五讲施工安装第六讲设计中应注意的问题


第二讲工程规划第二讲工程规划

第三讲工程设计第三讲工程设计

第四讲管材附属设备第四讲管材附属设备

第五讲施工安装第五讲施工安装第六讲设计中应注意的问题


所谓管道输水，是指以管道代替明渠的一种输水工程措施，通过一定的压力，将灌溉水由分水设施输送到田间，可直接由管道分水口分水进入田间沟、畦、或在分水口处连接软管输水进入沟、畦。其特点是出水口流量较大，出水口所需压力较低。管道输水具有节水、省时、省工、省地、灌水及时、增产增效、省电、便于管理和机耕等优点。我国目前采用的管道输水一般是指低压管道输水灌溉系统，实际上，喷灌、微灌都离不开管道输水。

11 、定义、定义

低压管道输水灌溉工程：由自然落差或水泵加压形成的有压水流，通过压力管网送至田间出水口，进行地面灌溉的工程。给水栓流量大，出口压力 2-3m.

喷灌：由自然落差或水泵加压形成的有压水流，通过压力管网送至田间喷头，以均匀喷洒形式进行灌溉的工程。喷头流量大于等于 250L/h ，工作压力大于10m 。

微灌工程：由自然落差或水泵加压形成的有压水流，通过压力管网送至田间专门的微灌水器以水滴、细小水流形成湿润作物根部附近土壤的灌溉工程。灌水器流量小于 250L/h ，灌水器工作水头 5-10m 。

22 、、低压管道输水灌溉与喷灌、微灌的区别


第一讲管道输水灌溉工程技术及其发展第一讲管道输水灌溉工程技术及其发展

33 、管道输水灌溉系统的类、管道输水灌溉系统的类型型

输配水方

式

水泵提水输水系统

自压输水系统



水泵提水输水系统

水源水位不能满足自压输水，需要利用水泵加压将水输送到所需要的高度，方可进行灌溉。包括水泵直接将水送入管道系统和水泵通过管道将水输送到高位水池在进管道。平原井灌区管道系统大部分为水泵直送式。



自压输水系统

利用地形自然落差所提供的水头满足管道系统在运行时所需的工作压力。在渠道位置较高的自流灌区多采用这种形式。



管网形式

树状管网输水系统

环状管网输水系统



树状管网输水系统

管网为树枝状，水流从“树干”流向“树枝”，即在干管、支管、分支管中从上游流向末端，只有分流而无汇流。



环状管网输水系统

管网通过节点将各管道联结成闭合环状网。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。



移动式固定方式

固定式

半固定式



移动式

除水源外，管道及分水设备都可移动，管道多采用薄膜塑料或维纶涂塑软管，简便易行，成本低，使用灵活，适应性强，能够跨沟过路任意转弯。



半固定式

管道系统的一部分固定，另一部分移动。一般是干管或干、支管为固定地埋管，由分水口联接移动软管输水入田间。



固定式

管道系统中的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。



水压力

低压管道系统

非低压管道系统



低压管道系统

其最大工作压力一般不超过0.4 MPa，最远出口的水头一般在 0.2 ～ 0.3 m，该形式对管材承内压要求不高。我国大部分平原井灌区管道输水灌溉系统采用这种形式。



非低压管道系统

工作压力超过 0.4 MPa时为非低压管道输水灌溉系统，该形式对管材质量要求较高，一般应采取塑料管、钢筋混凝土管、钢管等，管道系统中的分水、调压等附属设备要求配套齐全，多在输水量较大或地形高差较大的灌区应用。



开敞式结构方式

封闭式

半封闭式



开敞式

是指在上下游高差不太大的一些部位设有自由水面调节井槽的管道系统形式。调节井槽除具有调压作用外，一般还兼有分水、泄水功能。



半封闭式

在输水过程中，管道系统不完全封闭，在适宜的位置保持自由水面或使用浮球阀控制阀门启闭的一种输水形式。



封闭式

水流在全封闭的管道中从上游管端流向下游管道末端。输水过程中管道系统不出现自由水面。

44 、管道输水灌溉的优缺点、管道输水灌溉的优缺点

（ 1 ）节水管道输水系统可以减少渗漏和蒸发损失，提高水的有效利用率。各地井灌区低压管道输水灌溉的实践表明，一般可比土渠输水节约水量 30% 左右。是一项有效的节水灌溉工程措施。（ 2 ）输水快和省时、省力管道输水灌溉是在一定压力下进行的，一般比土渠输水流速大、输水快，供水及时，有利于提高灌水效率，适时供水，节约灌水劳力。


（ 3 ）减少土渠占地以管代渠在井灌区一般可比土渠减少占地 2% 左右。对

于我国土地资源紧缺，人均占有耕地不足 1.5 亩的现实来说，这是一个很大的社会和经济效益，其意义极为深远。

（ 4 ）节能用管道输水灌溉，比土渠输水多消耗一定能耗，但通过

节水，提高水的有效利用率所减少的能耗，一般可节省能耗 20%一 25% 。

（ 5 ）灌水及时促进增产增收管道输水灌溉，减少水量损失，同时改善了田间灌水

条件，缩短了轮灌周期，从而有效地满足了作物生长的需水、可收到增产增收的效果。

另外，采用管道输水，还便于管理便于机耕。



水源与取水工程水源与取水工程

田间灌水设施田间灌水设施

输水配水管网输水配水管网

系统组成

55 、管道系统组成、管道系统组成


水源水源与取与取水工水工程程

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。



输水输水配水配水管网管网

输配水管网包括各级管道、分水设施、保护装置和其他附属设施。在面积较大的灌区，管网可由干管、分干管、支管、分支管等多级管道组成。



田田间间灌灌水水设设施施

田间灌水设施指分水口以下的田间部分，包括田间农、毛渠，田间闸管系统等。灌溉田块应进行平整，畦田长宽适宜，灌水沟长度宜短。为达到灌水均匀、减小灌水定额的目的，通常将长畦改为短畦，长沟改短沟。


对于自流灌区，由于水源工程的类型（水库、蓄水池、渠道、山泉溪水等）不同，取水设施的形式也不同。从渠道取水，取水设施包括进水闸、拦污栅、量水堰、沉沙池、压力管道、进口部分组成。在进水闸和沉沙池前设置拦污栅，以防渠中杂物进入，管道进口还设置了拦物笼罩，再次防止细的杂物进入管道；沉沙池主要沉淀颗粒较大的推移质泥沙进入管道，池子定期人工清洗，冬季排水以防冻胀破坏，起沉沙和稳定水位作用。这是一种开敞式取水，适用于水源中杂草和泥沙含量较大的特点。当然，可根据水源情况采用较简单的进水口设施。例如，在某自压管道输水灌溉工程中，由于渠道水源来自水库，杂草、泥沙含量少，将管段直接地埋穿过渠岸，有压取水。这种方式只需设置进水控制闸门，从而降低了工程投资。



6 、国外管道输水灌溉技术发展现状及趋势

管道输水灌溉具有成本低、节水明显、管理方便等管道输水灌溉具有成本低、节水明显、管理方便等特点，是世界上应用较为普遍的节水灌溉技术之一，已特点，是世界上应用较为普遍的节水灌溉技术之一，已成为许多发达国家进行灌区技术改造的一个方向性技术成为许多发达国家进行灌区技术改造的一个方向性技术措施。外一些国家从措施。外一些国家从 2020 世纪世纪 5050 年代以来，低压管道输年代以来，低压管道输水技术就已得到广泛的应用。特别是水技术就已得到广泛的应用。特别是 7070 年代以来，随着年代以来，随着塑料管道的广泛应用，更加速了低压管道输水灌溉的推塑料管道的广泛应用，更加速了低压管道输水灌溉的推广。相应的制管新技术、水力学理论和结构设计方法日广。相应的制管新技术、水力学理论和结构设计方法日渐成熟，施工安装和运行管理都有成熟的经验。渐成熟，施工安装和运行管理都有成熟的经验。

灌溉形式发展中国家发达国家世界

面积比例面积比例面积比例

地面灌 180255 97% 46628 68.6%2268

8389.5

%

喷灌 15000.85

%12592 18.5%

14092

5.5%

微灌 2000.15

%1000 1.5% 1200 0.5%

管道输水灌溉 3685 2% 7740 11.4%

11425

4.5%

世界灌溉发展第一讲管道输水灌溉工程技术的发展第一讲管道输水灌溉工程技术的发展


发展中国家（地区）发达国家国家（地区）面积国家面积

中国 2500 美国 7310

印度 1000 法国 200

孟加拉 10 日本 60 （估计）

非洲 100 澳大利亚 40

尼泊尔 5 西班牙、葡萄牙 130

东南亚 20

南美洲 50

合计 3685 合计 7740

主要国家低压管道输水灌溉发展情况 1000hm2


美国在美国在 2020世纪五十年代，为解决西部缺水和劳动力不足问世纪五十年代，为解决西部缺水和劳动力不足问题，就已较广泛应用低压管道输水灌溉系统进行地面灌溉。题，就已较广泛应用低压管道输水灌溉系统进行地面灌溉。经过数十年的推广发展，低压管道输水灌溉面积占到总灌经过数十年的推广发展，低压管道输水灌溉面积占到总灌溉面积的一半以上。目前，干旱地区的英皮尔灌区、盐河溉面积的一半以上。目前，干旱地区的英皮尔灌区、盐河灌区等比较先进的灌区，支渠以下的输水系统已大部分埋灌区等比较先进的灌区，支渠以下的输水系统已大部分埋设地下管道，并设有排水系统，灌溉排水各成系统，灌水设地下管道，并设有排水系统，灌溉排水各成系统，灌水效率和灌溉效益都较高。如美国加州的圣华金河谷灌区气效率和灌溉效益都较高。如美国加州的圣华金河谷灌区气候干早，年平均降水量候干早，年平均降水量 152152~~180mm180mm ，全灌区一半种棉花，，全灌区一半种棉花，其余种葡萄、甘蔗、玉米、苜蓿等作物，控制灌溉面积其余种葡萄、甘蔗、玉米、苜蓿等作物，控制灌溉面积24.724.7 万万 hmhm22 ，输水系统早已实现管道化，埋设地下管道总，输水系统早已实现管道化，埋设地下管道总长度为长度为 1920km1920km 。平均每亩灌溉定额为。平均每亩灌溉定额为 400m400m33 ，管道输水，管道输水效率达效率达 9797％。％。


日本是较早实施管道化输水的国家之一。输水管道化日本是较早实施管道化输水的国家之一。输水管道化经历了四个阶段，第一阶段为经历了四个阶段，第一阶段为 6060年代前，开始在平原地区年代前，开始在平原地区推行灌溉农渠管道化，一般通过水泵加压方式供水；第二推行灌溉农渠管道化，一般通过水泵加压方式供水；第二阶段为阶段为 7070年代，支渠开始部分管道化，一般在平原和丘陵年代，支渠开始部分管道化，一般在平原和丘陵区进行；第三阶段：区进行；第三阶段： 80-9080-90年代，下游干渠开始管道化，截年代，下游干渠开始管道化，截至至 19901990 统计，全日本发展输水渠（管）道统计，全日本发展输水渠（管）道 180.5Km,180.5Km, 其中其中输水管道占输水管道占 60.2%60.2% ，明渠占，明渠占 39.8%39.8% ；第四阶段：；第四阶段： 9090年代年代以后，开始在国内小型灌区进行输水全部管道化，大型灌以后，开始在国内小型灌区进行输水全部管道化，大型灌区在部分干渠开始管道化。日本的管道系统主要采用混凝区在部分干渠开始管道化。日本的管道系统主要采用混凝土管、预应力混凝土管、石棉水泥管、铸铁管、钢管和强土管、预应力混凝土管、石棉水泥管、铸铁管、钢管和强化塑料管。最大管径已达化塑料管。最大管径已达 2000mm2000mm 。为了有利于管道输水。为了有利于管道输水灌溉的实施，日本于灌溉的实施，日本于 19731973年年 33月制定了输水管道的设计标月制定了输水管道的设计标准，准， 19771977年年 1010月对该设计标准进行了修订。月对该设计标准进行了修订。


经过十几年的进一步发展，目前世界发达国家最新的研究已将计算机技术、自动控制技术、信息技术、 3S（ GIS、 RS、 GPS ）等技术应用于管道输水灌溉工程规划设计及管理，实现集信息采集—处理—决策—信息反馈—监控为一体的调度系统，低压管道输水灌溉技术正在朝着自动化、信息化、智能化方向发展；在管材开发中积极探索新的途径以降低管材生产成本，增强管材强度，增大管材口径，并向复合型材料方向发展。



7 、国内低压管道输水灌溉技术发展现状

我国自五十年代开始尝试低压管道输水灌溉技术的开发应用，进入 80年代后，随着我国北方水资源供需矛盾的日益加剧和农村经济的发展，经过“七五”对关键技术的联合攻关，以井灌区为重点的低压管道输水灌溉技术得到迅速推广和应用。截至 2011年底，全国管道输水面积 1.07亿亩，占全部节水灌溉面积的24.4% 。

管灌的发展经历了飞跃、快速及稳步发展三个发展阶段。 1982至1986年是管灌发展的飞跃阶段，面积从 19万亩发展到 300万亩，发展面积翻几翻； 1987至 1995年是快速发展阶段，面积从 1700万亩发展到 4000万亩，以年均增加 20%以上的速度发展；进入 21世纪，随着我国经济的持续发展和国家政策的支持，管灌进入了稳定发展阶段，年增速保持在 6%以上，每年新增管灌面积 500万亩以上。


0. 00

0. 20

0. 40

0. 60

0. 80

1. 00

1. 20

1. 40

1. 60

1. 80

2. 00

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

年份

亿亩喷灌微灌低压管道高效节水灌溉


从其发展过程来看，管道输水灌溉的发展具有以下特点：（ 1 ）在低压管道输水灌溉面积中，移动软管部分所占比例逐渐下降，半固定式、固定式部分所占比例快速上升。移动软管是在管灌发展初期，技术水平和管理水平较低、投资力度较小，农民急需抗旱的情况下发展起来的，其优点明显，但寿命短、管理不便等缺点也十分突出，因此随着技术和管理水平的提高、经济实力的增强，必然逐渐被标准高的半固定式、固定所取代。


（ 2 ）井灌区塑料硬管所占比重大，南方地区预制管材发展较快。适应低压管道输水灌溉的管材主要有塑料硬管、水泥预制管、现浇混凝土管及各种软管。塑料硬管以其重量轻、易搬运、内壁光滑、输水阻力小、耐腐蚀和安装方便，在井灌区得到了广泛应用。在南方河网提水灌区，因管道输水流量大，一般采用大口径的预制管，如水泥预制管、钢丝网水泥管等。


喷灌面积 4773 万亩占 10.9%

微灌面积 3921 万亩，占 9%渠道防渗面积 1.82 亿亩，占 41.7%

管道输水面积 1.07 亿亩占 24.4%

(3) 管灌是一种主要的节水灌溉措施。第一讲管道输水灌溉工程技术及其发展第一讲管道输水灌溉工程技术及其发展

喷灌面积 4773 万亩，占 25%

微灌面积 3921 万亩，占 20%

(4) 在高效节水

灌溉中，管灌占

了半壁江山。

管道输水面积 1.07 亿亩，占 55%


（ 5 ）山东、河北、河南、山西四省低压管道输水灌溉发展面积占全国管灌面积的 65% 。这四省是井灌大省，井灌区是低压管道输水灌溉发展的起点、重点，今后仍将是推广的主要方向。


（（ 11 ）观念上有待统一认）观念上有待统一认识识问题简单化，认为管道输水灌溉技术简单，谁都可以干好，致使该项技术在推广过程中，无论是规划、设计、施工及运行方面或多或少出现问题。

问题复杂化，认为该项技术不如渠道输水方便，不想应用。

8 、存在问题 8 、存在问题

一、低压管道输水灌溉技术及其发展一、低压管道输水灌溉技术及其发展

（（ 22 ）规划设计不符合相关标准）规划设计不符合相关标准

标准低：目前管道输水灌溉工程仍然存在标准低的问题。产生这类问题主要可能有以下原因：规划设计不合理，资金不到位，技术人员为满足群众低造价要求而自行降低标准，结果造成一些工程运行寿命短，挫伤了农民的积极性，并对管灌的发展产生一些负面影响。

田间不配套：管道输水灌溉是一个包括输水和田间措施的整体系统，但由于田间部分相应的产品开发和田间管理跟不上，往往只重视管道输水的节水，而忽视了田间措施，使管道输水灌溉的优点未能充分发挥出来。

缺乏标准化、结构化设计软件。


（（ 33 ）技术研发工作重视不够）技术研发工作重视不够

附属设施系列化、标准化程度差：管道输水灌溉工程所用的给水栓、控制阀、安全阀等附属设施在产业化、系列化和标准化方面还很不完善，标准不一、型号混乱、质量不稳定，再加上地方保护的影响，难以在市场占有一席之地。

渠灌区、南方河网提水灌区和丘陵区从规划设计、管材管件、配套建筑物、引浑灌区防淤、施工技术和运行管理，还缺乏成熟的经验。尚需进一步投入人员、经费，进行研究开发。

（（ 44 ）施工不规范）施工不规范

管道安装，连接质量不进行管道打压试验，弄不清楚打压与通水试运行区别。管道回填不按规定进行。监理不到位，监理形同虚设，没有监理日志。

（（ 55 ）管理不到位）管理不到位

在我国管道输水灌溉发展仍然存在着重建轻管的现象，许多地方没有对低压管道输水灌溉工程的管理制定相应的对策和规章制度，没有专门的管理组织，管道设施得不到及时维修和管护。

（（ 11 ）有政策保障）有政策保障

当前，发展节水农业已成为一项重要国策，党中央、国务院高度重视节水灌溉工作，十四届五中全会、十五届三中全会先后提出要大力发展节水灌溉，把节水灌溉作为一项革命性措施来抓， 2011年《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》更是明确提出要大力发展节水灌溉、普及农业高效节水技术，这为管道输水灌溉技术的发展提供了政策保障。

9 、发展前景9 、发展前景一、低压管道输水灌溉技术及其发展一、低压管道输水灌溉技术及其发展

（（ 22 ）管道输水是未来的发展方向）管道输水是未来的发展方向

低压管道输水灌溉技术在我国今后节水灌溉发展中将发挥越来越重要作用。由上图预测，如果保持现有的投资强度，到 2020年低压管道输水灌溉面积将达到 1.6亿亩。


我国现有井灌面积 2.52 亿亩 ,约占有效灌溉

面积的 26.8％，而大多数分布在北方地区，其中仅

黄淮海平原井灌面积就占其总灌溉面积的 60％以上，

因此井灌类型区农业是我国重要的灌溉农业类型之

一。

截至 2006年底，全国已配套机电井 426万眼，

平均每眼井控制灌溉面积 50亩。


（（ 33 ）井灌区管道输水发展迎来第二次机）井灌区管道输水发展迎来第二次机遇遇

（ 4 ）市场对管径小于 200mm的塑料管材需求将稳中有升目前，我国井灌区低压管道输水灌溉技术已经成熟，推广面积约占井灌区总面积的 1/2，还有 1/2约 0.9亿亩适宜发展低压管道输水。另外， 80年代初期大规模发展起来的数千万亩的管道输水工程，由于受当时技术、经济的影响，工程标准低，需逐步改造。按亩均用管 8 米来算，未来需要 0.4-0.6MPa管材约 10亿米，年均需要 5000万米。


喷灌年均增 140万亩，其中以管道式为主，按亩均用管 6 米来算，未来年需要 0.6-1.0MPa管材约 600万米。微灌灌年均增 300万亩，地埋管道按亩均用管7 米来算，未来年需要 0.6-1.0MPa管材约 2000

万米。管径小于 200mm的塑料管材市场年需求约 7000-

8000万米。

另外，滴灌管的需求将大量增长


（ 5 ）急需开发适合农业灌溉用的大口径管材

渠灌区节水是我国农业节水的重头戏。以现有技术条

件分析，约有 1 亿多亩田间工程在近期灌区改造中可以以管

代渠，实现管道输水。因此不管近期和远期，管道输水产业

都有巨大的市场，而高分子管材因其有许多优势，应用前景

更可观。


（ 6 ）南方发展潜力巨大我国南方地区，不论是平原河网提水灌区、丘陵提水灌区、丘陵自流灌区，还是山区自流（包括水库自流）灌区，管道输水灌溉都取得了经济效果。据分析，南方适宜发展管道输水灌溉面积有 2 亿多亩。其中云南、广西、贵州、四川、湖南等主要在丘陵及山区发展，上海、浙江、江苏等重点在平原区发展。


管道输水灌溉系统的计算机仿真技术低压管道输水灌溉工程质量控制方法规模化灌溉管网灌溉用水调控技术管道埋地条件下，管土相互作用机理研究地埋管道冻胀机理及防冻措施自动化在管道输水中的应用技术，特别是多级配水的自

动控制和群井联合调度技术；高标准管道输水灌溉工程建设标准研究附属设施的标准化、系列化、产业化开发

10 、研究方向10 、研究方向


第二讲管道输水工程的规划第二讲管道输水工程的规划

管道输水工程规划须与当地农业区划、农业发展计划、水利规划及农田基本建设规划相适应。近期需要与远景发展规划相结合。系统运行可靠。运行管理方便。综合考虑管道系统各部分之间的联系，取得最优化方案。

11 、管道输水工程的规划原则 11 、管道输水工程的规划原则

12 、管道输水工程的规划内容 12 、管道输水工程的规划内容

确定适宜的引水水源和取水工程的位置、规模及形式论证管网类型、研究管网中管道线路的走向和布置拟定可供选择的管材、管件、给水栓、保护装置、控制闸门等设施的系列范围


13 、规划步骤调查收集规划前所需要的资料，并应进行核实和分析。进行水量平衡分析，确定管道输水灌溉区规模。实地勘测并绘制规划区平面图，在图中标明沟、渠、路、林及水源的位置和高程等。确定取水工程位置、范围和形式。进行田间工程布置，确定管网形式和畦田规格。根据管网类型，给水栓位置，选择适宜的管网线路，确定保护设施及其他附属建筑物位置，汇总管网各级管道长度、给水栓、保护设施、连接管件及其他附属建筑物的数量。选择适宜的管材、给水分水装置及保护设施。提供的规划成果。


14 、规划所需基本资料

基本资料的收集及有关技术参数的选用，是搞好工程系统规划的前提，要求做到准确可靠，必要时应对有关数据进行观测、试验和分析论证。

资料包括：地形地貌、农业气象、灌溉水源、土壤及土壤特性、土地利用现状、水利工程设施状况、管材管件资料、社会经济等。


15 、为何要重视管道布置15 、为何要重视管道布置151m 179m 106m

303m 158m 132m

164m132m

187m

151m 106m

164m

184.

1m

131.1m

L1=1973m

L2=1682m

L1-L2=291m

可节省管道长度 14.75%


16 、管网布置的方法16 、管网布置的方法管网布置的目标函数是年费用最低，各项技术经济指标处于较理想的数值。

方案分析方法的具体步骤是：综合分析原始资料，经过充分协商，初步选定若干个布置方案；进行不同布置方案的工程量、投资、年运行费计算和相关节水、省工、省电、省地等效益分析计算；分析确定优化布置方案；进行典型地块布置；进行全区工程总体布局。


（ 1 ）方案分析法

16 、管网布置的方法16 、管网布置的方法

管道经济布置的具体方法是：首先根据图论理论，将水源至各给水栓之间用最短的管线连接起来，构成最小生成树，再采用费尔马点法进行修正，最后视条件情况决定是否采用环状管网。


（ 2 ）经济布置法

（ 3 ）管道布置优化的 120°规划相比最小生成树法， 120°规划更具优点，它可以求得各节点连接的最短路线，而不仅是相邻节点的最短连接，通过增加节点，使得该节点到相邻几点 (一般为三点或四点 )的矢量和为 0 ，从而实各节点之间

的最优化连接，确定管线布置。

17 、管道系统布置的基本原则井灌区的管网一般以单个井为单元进行布置。在井群统一管理调度情况下，也可以采用多井汇流方式，但应进行充分的技术经济论证。渠灌区应根据地形条件、地块形状及水源位置和作物布局、灌溉要求等分区布置管网，尽量将供水压力接近的地块划分在同一分区。应根据水源位置（机井位置或管网入口位置）、地块形状、种植方向及原有工程配套等因素，通过比较，确定采用树状管网或环状管网。


管网布置应满足田间灌水技术要求，在平原区，各级管道尽可能采用双向供水。管网布置应力求控制面积大，且管线平顺，减少折点和起伏。若管线布置有起伏时，应避免管道内产生负压。管网布置应紧密结合水源位置、道路、林带、灌溉明渠和排水沟以及供电线路等，统筹安排，以适应机耕和农业技术措施的要求，避免干扰输油、输气管道及电讯线路等。布置管网时应充分利用已有的水利工程，如穿路倒虹吸和涵管等。


管网级数，应根据系统灌溉面积（或流量）和经济条件等因素确定。在井灌区，当系统流量小于 30m3/h 时，可采用一级固定管道；系统流量在 30~60 m3/h 时，可采用干管（输水）、支管（配水）两级固定管道；系统流量大于 60 m3/h 时，可采用两级或多级固定管道。在渠灌区，目前主要在支渠以下采用管道输水灌溉技术，其管网级数一般分斗管、分管、引管三级。

第二讲管道输水灌溉工程规划第二讲管道输水灌溉工程规划

管线布置应与地形坡度相适应。如地形平坦，为充分利用地面坡降，干（支）管应尽量垂直等高线布置；若在山丘区，地面坡度较陡时，干（支）管布置应平行等高线，以防水头压力过大。田间末级管道，其走向应与作物种植方向一致，移动软管或田间垄沟垂直于作物种植行。给水栓间距应根据生产管理体制、灌溉计划确定。在已确定给水栓位置的前提下，力求管道总长度最短。充分考虑管路中量水、控制和保护等装置的适宜位置。


18 、管网布置步骤根据管网布置原则，按以下步骤进行管网规划布置 (1) 分析确定管网类型。 (2) 确定给水栓的适宜位置。 (3) 确定管网中各级管道的走向与长度。 (4) 在纵断面图上标注各级管道桩号、高程、给水装置、保护设施、连接管件及附属建筑物的位置。 (5) 对各级管道、管件、给水装置等，列表分类统计


19 、管道系统布置的基本形式

管网布置形式应根据水源位置、地形、田管网布置形式应根据水源位置、地形、田间工程配套和用户用水情况，通过方案比较确间工程配套和用户用水情况，通过方案比较确定。定。

根据水源位置、控制范围、地面坡度、田块形状、作物种植方向等条件，管网布设成树枝状或环状两类。


适应条件：机井位于地块一侧，控制面积较大且地块近似成方形。

圭字形布置

（ 1 ）井灌区管网典型布置形式



π 形布置



单环形布置双环形布置


适应条件：机井位于地块一侧，地块呈长条形

L形布置


适应条件：机井位于地块一侧，地块呈长条形

T 形布置


适应条件：机井位于地块中心，地块长宽比不大于2

H 形布置


适应条件：机井位于地块中心，地块长宽比大于 2

长一字形布置


平坦地形，管道输水灌溉区控制面积大，并有均一坡度情况下的典型树枝状管网的布置形式，其管网由斗管、分管和引管组成。

（ 2 ）渠灌区管网典型布置形式


梯田树枝状管网的布置形式：布置干管沿地形坡度走向，即干管垂直等高线布置。这样干管可双向布置支管，支管均沿梯田地块方向，平行等高线布置。每块梯田布置一条支管，各自独立由干管引水。

（ 3 ）山丘区管网典型布置形式


梯田树枝状管网的布置形式


山丘区提水渠灌区管道输水灌溉系统呈辐射树枝状管网的布置形式。干管垂直等高线布置，以使管线最短；支管平行于等高线布置斗管以辐射状由支管分出，并沿山脊线垂直等高线走向。


南方旱作区每个灌溉泵站控制面积为 1000亩，沟与管道相间，支沟间距 250m左右，长度 600m左右；斗沟长度 250m ，沟间距100m 。田块布置为 100×40m 。给水栓单口灌溉面积为4～ 7亩，农田固定管道的亩均长度宜为 8～ 10m/亩。


南方稻作区每个灌溉泵站控制面积为 1000亩，沟与管道相间，支沟间距 250m左右，长度 600m左右；斗沟长度 250m ，沟间距 60m 。田块布置为 60×30m 。给水栓单口灌溉面积为 2～4亩，农田固定管道的亩均长度宜为 12～ 14m/亩。


南方经济作物区每个灌溉泵站控制面积为 1000亩，沟与管道相间，支沟间距 250m左右，长度 600m左右；斗沟长度 250m ，沟间距 50m 。田块布置为 50×30m 。给水栓单口灌溉面积为 2～ 4亩，农田固定管道的亩均长度宜为 13～ 15m/亩。


河网提水灌区管道输水灌溉系统的泵站大多位于河、沟、渠的一边，这就决定了河网提水灌区管灌系统主要有两种布置形式。

“梳齿”式 :干管沿河（沟）岸布置，支管垂直于干管排列，形成二级管网。

“鱼骨”式 :干管垂直河（沟）岸，支管垂直于干管，沿河沟方向布置。


灌溉工作制度是指管网输配水及田间灌水的运行方式和时间。有续灌、轮灌和随机灌溉三种方式。续灌方式：灌水期间，整个管网系统的出水口同时出流的灌水方式称为续灌。在地形平坦且引水流量和系统容量足够大时，可采用续灌方式。轮灌方式：在灌水期间，将输配水管分组，以轮灌组为单元轮流灌溉。系统同时只有一个出水口出流时称为集中轮灌；有两个或两个以上的出水口同时出流时称为分组轮灌。随机方式：随机方式用水是指管网系统各个出水口的启闭在时间和顺序上不受其他出水口工作状态的约束，管网系统随时都可供水，用水单位可随时取水灌溉。

20、灌溉工作制度第三讲管道输水工程设计第三讲管道输水工程设计

Q0—— 灌溉系统设计流量（ m3/h ）；A——设计灌溉面积 (hm2) ；t—— 系统日工作小时数 (h/d) ；η—— 灌溉水利用系数；e—— 灌水高峰期同时灌水的作物种类；

灌溉系统设计流量是选配水泵和初选最大管径的依据，其值为灌水高峰期所需流量；但是，水源流量应为系统设计流量的上限。当水源或水泵流量小于灌溉所需流量时，必须减少灌溉面积或（和）调整种植比例，使设计流量与灌溉面积相匹配。

e

i

ii

t

A

T

mQ

10

2121 、管道设计流量、管道设计流量第三讲管道输水工程设计第三讲管道输水工程设计

树状管网各级管道流量计算：续灌方式：因为整个系统出水口同时出流，所以管网中上一级管道流量等于其下一级各管道流量之和。支管各管段设计流量按其控制的出水口个数及各出水口设计流量推算；同样，干管各管段设计流量按其控制的支管条数及各支管入口流量推算。

n

jji

qQ1

支

m

jji

Q1Q支干

轮灌方式：包括开启一个出水口的集中轮灌方式运行，此时各条管道的流量均等于系统流量；同时开启的出水口个数超过两个时，按轮灌组计算各级管道流量。

第三讲管道输水工程设计第三讲管道输水工程设计

环状管网管道流量计算：环状管网管道各管段的流量与各节点的流量均有联系，流向任何一节点的流量不止一条路径。因此，应根据质量守恒定理进行流量分配，即流向任一节点的流量必须等于流出该节点的流量。

一个给水栓出水的单水源单环网管道的设计流量为一个给水栓的出流量的一半。

0 qQiji


22 、管道设计压力水泵加压式

采用水泵加压输水的管道系统大多为封闭式管道系统 ,管道设计压力为输配水所需的水头差 +用户（田块）所需要的水头差


23 、管道设计压力

自压式

管道设计压力为静水头 - 输配水所需的水头差。并用静水头校核


24 、管道允许流速最大流速：在管道流量设计时，所采用的最大平均流速不应

对管道内壁产生磨损。一般来说，最大平均流速随着管道内壁状况及接头抗渗性的不同而有所不同，混凝土管一般不超过 3m/s ，其它类型管材一般不超过 5m/s 。

最小流速：为了防止水中悬浮物质在管道内沉淀，在设计流量条件下，管内最小流速不应低于 0.3m/s ；当配水管兼有病虫防治和施肥任务时，最小流速不应低于 0.6m/s 。


25 、设计流速

自压式管道：对于自压式管道系统，其管道直径主要取决于各种水力条件，在设计时只需满足适宜流速即可。流速大管道直径就会小，也最为经济，但流速大水击的危险大，因此一般以不超过 2m/s为宜。

水泵加压式管道：与自压式相同，管道流速越大，管道直径越小，管道费用就越低，而管道输水阻力则增大，水头损失也随之增大，所需水泵扬程也就越大，工程设备费和运行管理费越高；相反，管道流速越小，管道直径越大，但管道工程费用就越大。因此，在设计时应认真考虑它们之间的关系，在设计流量条件下，使管道管径在经济合理的范围内。根据国外的经验，流速不超过 1.5m/s。


26、如何合理选择管径


从管道输水功能方面考虑，应首先根据设计灌溉制度所确定的灌水率，拟定管道设计流量，再根据设计流量初拟管道内径；

采用经验法初选干管管径，对于管道流量小于 120m3/h ，管径 D=13Q1/2 ，管道流量大于 120m3/h ，管径D=11.5Q1/2 ；

对于小型管网，干管的管径可以在设计流量已知的条件下，根据经济流速拟定。

27、经济管径确定方法


管径大小决定着工程投资和运行成本，一般按一定年限内管网造价和运行费用之和为最小的流速，即经济流速确定经济管径。

水泵加压式管道

28、经济流速

在井灌区和其他一些非重点的管道工程设计中，多采用计算工作量较小的经济流速法。经济流速受当地管材价格、使用年限、施工费用及动力价格等因素的影响较大：若当地管材价格较低，而动力价格较高，经济流速应选取较小值，反之则选取较大值。因此在选取经济流速时应充分考虑当地的实际情况。对于塑料管，建议经济流速按 1.0

～ 1.5m/s选取，对于混凝土管按 0.5～ 1.0m/s选取等。


29 、管道水力计算水头损失计算

（ 1 ）压管道沿程水头损失计算

式中： hf—沿程水头损失， m； L— 管长， m； Q —体积流

量， m3/h； m — 流量指数； f — 管材摩阻系数； d — 管道内径， mm； b — 管径指数。

（ 2 ）无压管道沿程水力计算：

Ld

Qf

b

m

fh

RICv Rn

C 6/11



管材种类 f（ Q:m3/s,d:m）

f（ Q:m3/h,d:mm） m b

混凝土

糙率为 0.013 0.00174 1.312×106 2.00 5.33

糙率为 0.014 0.00201 1.516×106 2.00 5.33

糙率为 0.015 0.00232 1.749×106 2.00 5.33

旧钢管、旧铸铁管 0.00179 6.250×105 1.90 5.10

石棉水泥管 0.00118 1.455×105 1.85 4.89

硬塑料管 0.000915 0.948×105 1.77 4.77

铝质管及铝合金管 0.000800 0.861×105 1.74 4.74

f、m、 b值表

串联管道系统

并联管道系统

第三讲管道输水灌溉工程设计第三讲管道输水灌溉工程设计

)(11

hh ihh ji

n

if

n

iwiw

QQQQhhhh wwww

321

321

地面移动软管：由于软管壁薄、质软并具有一定的弹性，输水性能与一般硬管不同。过水断面随充水压力而变化，其沿程阻力系数和沿程水头损失不仅取决于雷诺数、流量及管径，而且明显受工作压力影响，此外还与软管铺设地面的平整程度及软管的顺直状况等有关。在工程设计中，地面软管沿程水头损失通常采用塑料硬管计算公式计算后乘以一个系数，该系数根据软管布置的顺直程度及铺设地面的平整程度取 1.1～ 1.5 。

29 、管道水力计算

多口出流管沿程水头损失的计算

首先根据管首流量计算沿程流量不变时（不考虑分流）的水头损失 hf, 然后再乘以一个小于 1 的折减系数（多口系数） F

即得多口管的沿程水头损失：多口系数 F 与出流孔数目，孔口位置及流量指数

等有关，其计算公式为：

H F hf f

21

1

6

1

2

1

1

1

1

1

N

m

NmF

xN

xFNF

xl

l 1


30 、水力计算中应关注问题

为了保持一定的灌水质量，喷灌限定同一一条支管上任意两个喷头的工作压力差应在喷头设计压力的 20% 以内；低压管道输水灌溉也必须限制同一轮灌组中各給水栓的出流量差别。由于井灌区的管道灌溉工程基本上只开一个给水栓，缺乏沟、畦灌条件下给水栓出流差别与田间水利用系数的试验研究；同时，考虑到国内目前的设备状况，初定为 25% 以内。

maxmin 75.0 QQ

（（ 11 ）系统水力设计，应使同时工作各给水栓的流量，）系统水力设计，应使同时工作各给水栓的流量，满足下式要求：最小流量大于等于满足下式要求：最小流量大于等于 0.750.75倍最大流量。倍最大流量。


井灌区用管道系统的设计工作水头（平均工况）来选泵，是考虑到管道灌溉系统的水泵运行工况不是水泵特性曲线上的一个点，而是一个范围。以平均工况选泵，会使水泵工作点变动在额定点左右，有利于节能；而最大扬程与最小扬程工作点（即工作点范围的上下界），将通过工作点核算，使其位于高效区内。

（（ 22 ）设计水头的推求）设计水头的推求

第三讲低压管道输水灌溉工程设计第三讲低压管道输水灌溉工程设计

自流和较大规模管道输水工程的设计工作水头以最不利点为基准进行推求。

（（ 33 ）管道系统各管段的设计工作压力，可取）管道系统各管段的设计工作压力，可取正常运行情况下最大工作压力（不含冲击压正常运行情况下最大工作压力（不含冲击压力）的力）的 1.51.5倍；最大工作压力应根据运行中可倍；最大工作压力应根据运行中可能出现的各种情况比较确定。能出现的各种情况比较确定。


31、管道结构计算（ 1 ）管道的刚性判别管道从结构上可以分为柔性管和刚性管，管道的刚性由下式判别：

式中管道刚性指数； E 管道材料弹性模量； Ed 管侧填土综合变形模量；管壁厚度； Dc 管道中径。当 1 时，为柔性管，如聚氯乙稀管、聚乙稀管、钢管；当 1 时，为刚性管，包括离心式钢筋混凝土管、滚压式钢筋混凝土管、预应力混凝土管、石棉水泥管等。

3

d c

E

E D


柔性管与刚性管在力学性质上有很大差别，主要表现在以下几个方面：柔性管的变形较大，设计时不能忽略变形的影响。柔性管在发生变形时，管道周围填土产生抗力，约束管道变形的发展，这种机制构成管道和土壤共同承担上部荷载的承力系统。管道周围填土的质量好坏对管道的工作状态影响较大。在抗震性和适应地基不均匀沉降方面，柔性管优于刚性管因此以下结构分析计算以柔性管为例分析。


（ 2 ）荷载计算

荷裁对管道的作用，可按作用随时间的变化过程主要分为下列两类：一类是永久荷载，包括土压力、管道内水压力等；另一类是可变荷载，包括地面车辆交通荷载、地面堆积荷载、施工荷载、外水压力等。

作用在管顶竖向土压力标准值可按下式计算：

式中 Fsv,k 管道单位长度上管顶的竖向土压力标准值(KN/m) ； s回填土的重力密度 (kN/m3) ； H 管顶到地面的覆土高度 (m) ； D1 管道外径 (m) 。管道内水压力标准值按管道工作压力的 1.5倍计算。

, 1sv k sF H D


管道结构的强度应采用下列极限状态计算公式计算：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

式中： 0 管道的重要性系数　最大环向截面应力（ N/mm2 ）　　　 Rg 管道结构抗力强度设计值（ N/mm2 ）。

R g0


无压管道最大环向截面应力应下式计算：　　　

式中：压力系数，取 1.58 ；　　　 k0荷载系数，应按表 4.2.8 的规定确定； G永久作用分项系数，取 1.27 ； Fcv,k 管道单位长度上管顶的地面车辆荷载或地面堆积荷载标准值 (kN/m) ；

　　　 Q 可变作用分项系数，取 1.4 ；Ａ管道材料每延米截面积（ mm2/m ）（取一侧面积）

0 , , 10002

G sv k Q cv kg

k F FR

A


有压管道还要采用下式对内水压力进行验算：　　　　　

式中： p 有压管道最大环向截面应力（ N/mm2 ）； Fwd 管道内水压力标准值（ N/mm２），采用管道

工作压力的 1.5倍计算； D0 管道计算直径（ m ）， D0=1.05D ； D 管道内径（ m ）； i设计内水压力的作用分项系数， i＝ 2.67 。

0

2i wd

p g

F DR

A


管道直径垂直变形量，可按下式计算：

式中： fD 管道最大竖向变形量 (mm) ，要求 fD≤0.05D ； Kb 管底土基床系数，应按表 4.2.10 的规定确定； q 可变作用的准永久值系数，取 0.5 ； DL变形滞后系数，可根据管道胸腔回填土压实程

度取 1.0～ 1.5 ； Ed 管侧填土综合变形模量 (MPa) ，按《给水排

水工程管道结构设计规范》 GB 50332附录 A 确定； Sd 管材环刚度 (MPa) ，

dd

kcv,qksv,LbD E8S

)F2ψF(DKf

0.061


管道稳定校核：管道环向抗外压稳定性计算

式中： Ks 环向稳定系数取 2.0 ； Fvk 管顶各竖向作用的不利组合荷载值 (MPa) ； Fcr,k 管道失稳临界压力标准值 (MPa) 。管道失稳的临界压力标准值计算：

,cr kS

vk

FK

F

, 4 2cr k d dF E S


32 、水锤压力计算

在低压管道输水灌溉系统中，由于压力较

小，管内流速不大，一般情况下水锤压力不会

太高。因此，只要严格按照操作规程，并配齐

安全保护装置，可不进行水锤压力计算。但对

于规模较大的管道输水灌溉工程，则应该进行

水锤压力计算。

第三讲低压管道输水灌溉工程设计第三讲低压管道输水灌溉工程设计



（ 1 ）水击波传播速度

式中：C为均质圆形管（e/d＜1/20＝水击波传播速度，m/s；d为管径，m；e为管壁厚度，m；k 为水的体积弹性模数，Pa，随水温和水压的增加而增大，25 个大气压以下的水温 10

℃时的 K=2.06× 109 Pa；α =K/E；E为管材纵向弹性模数，Pa。



(2)水击类型的判断水击波在管路中往返一次所需的时间，即水击相时

C

LtT 2

式中： Tt— 水击相时 (s)； L—计算管段管长（m ）； C— 水击波传播速度（ m/s ）。

根据阀门关闭历时与水击相时可确定水击类型。即，当阀门关闭历时等于或小于一个水击相时，瞬时关阀所产生的水击为直接水击；而当阀门关闭历时大于一个水击相时，瞬时关阀所产生的水击则为间接水击。



直接水击（阀门关闭历时 Ts≤ Tt）

t

d

gT

L

g

CH

00 2 vv

间接水击（Ts＞Tt）

)(

v

st

i

TTg

LH

02

式中：Hd—直接水击水头，m；Hi—间接水击水头，m，关阀为正，开阀为负；Tt—水击相时，s；Ts—阀门关闭历时，s；υ 0—阀门前水的流速，m/s；g—重力加速度，m/s2。

（ 3 ）水击水头计算



（ 4 ）几种情况下阀前压力水头计算

瞬时完全关闭管道末端（下游）阀门时，在阀前产生的最大压力水头

瞬时部分关闭管道末端（下游）阀门时，在阀前产生的最大压力水头

缓慢关闭自压或恒压管道末端（下游）阀门时，在阀前产生的最大压力水头

tgT

LH

g

cHH

00 2 vvmax 静静

t

tt

gT

LH

g

cHH

)v(v)v(vmax

—

静

—

静

00 2

Ts

Tb

T

T

T

THHH

s

b

s

b2

42静

静max




瞬时关闭水泵出口（即管道始端）处的阀门时，阀后产生的压力水头

g

CHH

00min

g

CHH

ν00 max

0

12

0

10

1

2

ννh

ν

Hg

CH

10

10H max

损

(Hmin＞ -10m)

(Hmin＜ -10m)




缓慢关闭水泵出口（即管道始端）处的阀门时，阀后产生的压力水

s

b

s

b

s

b

T

T

T

T

T

THHH

2

00 4

2min

式中： Tb — 管道中水柱惰性时间常数；

0H —水泵正常工作时的水泵扬程（ m ）。

操作运行中应缓慢启闭阀门以延长阀门启闭时间，从而避免产生直接水击并可降低间接水击压力。由于水击压力与管内流速成正比，因此在设计中应控制管内流速不超过最大流速限制范围。由于水击压力与管道长度成正比，因此在设计中可隔一定距离设置具有自由水面的调压井或安装安全阀和进排气阀，以缩短管道长度并削减水击压力。

水击压力计算公式表明：影响水击压力的主要因素有阀门启闭时间、管道长度和管内流速，因此，可针对以上因素在管道工程设计和运行管理中采取以下措施来避免和减小击危害。


（ 5 ）防治水锤措施

3333 、什么是公称压力、什么是公称压力

指使用水温为 20℃ 、使用寿命为 50年，以 MPa为单位的允许压力。公称压力 PN1.0的给水 PE管，表示在连续使用水温为 20℃ 、使用寿命为 50年时，管道允许压力为 1.0MPa。

若水温在 25 -45℃ ℃之间应按不同的温度下降系数，修正工作压力。

第四讲管材及附属设施第四讲管材及附属设施

3434 、公称压力、工作压力、设计压力的关系、公称压力、工作压力、设计压力的关系

工作压力是指给水管道正常工作状态下作用在管内壁的最大持续运行压力，不包括水的波动压力。设计压力是指给水管道系统作用在管内壁上的最大瞬时压力。一般采用工作压力及残余水锤压力之和。三者的关系：公称压力≥设计压力设计压力 =1.5×工作压力工作压力由管网水力计算而得出


符合设计工作压力要求。管材外观及耐腐蚀要求。管材外观应符合其相关产品标准要

求，同时因长期与土壤接触，还应满足耐土壤化学侵蚀要求。管材与管材、管件以及附属设备连接应方便可靠。连接处应

满足工作压力、强度、刚度、抗弯折、抗渗漏、及安全性等方面的要求。

地埋管道应能承受一定的局部沉陷应力，在农业机具和车辆等外荷载的作用下管材的径向变形率 (即径向变形量与外径的比值 ) 不应大于 5％。

满足运输和施工的要求。满足输送特殊水质的要求。兼有输送饮用水的灌溉管道，则

要求管道材质成分应符合安全灌溉用水要求。输送中水灌溉时，管道材质成分不应与水中含有的化学成分发生反应。

满足相关标准规定的物理力学性能。

35 、管材选择的技术要求第四讲管材及附属设施第四讲管材及附属设施

36 、管材选择的经济要求

管材选用时，除考虑技术因素外，还应综合考虑以下要求：管材管件价格。施工条件，包括运输、当地劳动力资源、施工辅助材料及施工设备等状况，施工难易程度等。工程设计使用年限。建后管理、维护、费用等。


3737、、 PVC-UPVC-U与与 PEPE 管选哪种比较好？管选哪种比较好？管材性能 PE PVC-U

工作温度范围 -20 ～ 90℃ -5 ～ 45℃

密度（ g/cm3 ） 0.92 ～ 0.96 1.4

线膨胀系数 0.16 0.08

连接方法

粘结不能可以

热熔连接可以不能

电熔连接可以不能

机械连接不能不能

普通聚丙烯 PP 管存在低温脆性和长期蠕变性能差等缺陷，限制其在管道上的应用


38、自应力钢筋混凝土管和预应力钢筋混凝土管

自应力钢筋混凝土管是利用自应力水泥的膨胀力张拉钢筋而产生预应力的钢筋混凝土管。预应力钢筋混凝土管是通过机械张拉钢筋产生预应力的钢筋混凝土管。预应力钢筋混凝土管按制造工艺的不同又分为震动挤压 ( 一阶段 ) 工艺管和管芯绕丝 (三阶段 ) 工艺管。自应力、预应力钢筋混凝土管均具有良好的抗渗性和耐久性。连接形式采用橡胶圈密封的承插子母口，施工安装比较简单。因受其材料力学性能和制造工艺的限制，自应力钢筋混凝土管适于较小的管径，预应力钢筋混凝土管适于较大的管径。


39 、素混凝土管目前，管道灌溉系统中广泛应用的素水泥预制管材主要以立式挤压制管机作为制管工具，以砂、土、石屑、炉渣等作为主要配料挤压而成的。主要有水泥砂管、水泥砂土管、水泥土管、水泥石屑管、水泥炉渣管等。这类管材配料可就地取材，水泥用量少，造价低廉。


40 、金属管

钢管

钢管常用丘陵、山区低压管道输水灌溉工程，一般铺设于地面，同时还用于水泵的进出水管，阀件连接段等。钢管可分为焊接型钢管和无缝钢管。

铸铁管

铸铁管比钢管耐锈蚀，比普通塑料管外刚度大，承压能力强，在输水灌溉工程中经常用于流量、压力较大，外刚度要求高的场合。铸铁管按其制造方法不同分为砂型离心铸铁直管和连续铸铁直管。砂型铸铁直管按材质分为灰口铸铁管、球墨铸铁管和高硅铸铁管。


41、 FRPM 管

FRPM 管是玻璃纤维增强塑料夹砂管的简称，亦称玻璃钢夹砂管。它是以树脂为基体材料，玻璃纤维及其制品为增强材料，石英砂为填充材料而制成的新型复合材料。


FRPM 管的优点

具有优良的耐腐蚀性能。无毒害、无二次污染。比重小、重量轻：比重仅为钢、铸铁管的 1/4— 1/5，混凝土的 2/3。管道重量大约占同规格、同长度球墨铸铁管的 1/4，混凝土管的 1/10。单根管道长度长：管道的长度一般为6m、 8m、 10m、 12m、 16m。单根管道长，接口数量少，从而加快了安装速度，减少故障概率，提高整条管线的安装质量。机械性能好：管道的拉伸强度低于钢，高于球墨铸铁管和混凝土管，而比强度大约是钢管的 3 倍，球墨铸铁管的10倍，混凝土管的 25倍。使用寿命长、安全可靠：寿命可达 50年以上。


接头一般采用两种连接方式：两道“ O” 形密封圈和反力弹性密封环。安装方便、可靠、密封性、耐腐性好，接头可在小角度的范围内任意调正管线的方向。

42 、预应力钢筒混凝土管预应力钢筒混凝土管简称 PCCP ，是一种新型的钢性管材。它是带有钢筒的高强度混凝土管芯缠绕预应力钢丝，喷以水泥砂浆保护层，采用钢制承插口，同钢筒焊在一起，承插口有凹槽和胶圈形成了滑动式胶圈的柔性接头，是钢板、混凝土、高强钢丝和水泥砂浆几种材料组成的复合结构，具有钢材和混凝土各自的特性。PCCP 管接口采用钢板冷加工成型，加工精度高，接口密封可采用双橡胶圈，胶圈置于插口的凹槽内，受压后变形小，从而形成很好的密封性。

PCCP 管也存在较明显的缺点，即重量大。直径 4000mm的 PCCP 管其参考重量可超过 9t/m ，因此施工时需配合应用一些槽内安装的简易设备，运输费用相应也较高。另由于糙率大（糙率系数为 0.011~0.013 ），输水阻力相应较大。


4343 、大口径缠绕管、大口径缠绕管

是一种以高密度聚乙烯（ HDPE， PVC ）为原料，经缠绕焊接成型的一种管材，由于其独特的成型工艺，可以生产直径达 3米的管材，这是其他生产工艺难以完成的。


（ 1）管材选择：①从经济角度考虑，当拟定的管径小于等于315mm时，宜优先选用塑料管材；当管径大于 315mm时，则宜选用混凝土管、钢筋混凝土管、预应力钢筋混凝土管、玻璃钢管等；②从管材承压能力考虑，系统工作压力低于 0.2MPa，可选用素混凝土管；系统工作压力低于 0.4MPa，且管径较小时宜选用塑料管；系统工作压力大于 0.4MPa，可选用钢筋混凝土管、预应力钢筋混凝土管、玻璃钢管、塑料管等；③聚乙烯（ PE）管材造价高，柔韧性好但刚度低，适于地形复杂且无道路、农机等通行的山丘区及高寒地区；④开挖地埋困难的山丘区，宜采用钢管或钢筋混凝土管进行明铺；⑤对于管道式喷灌系统和微灌系统中的地埋固定管道，应优先选用轻便、耐腐蚀、易安装和价格低的塑料管材；⑥对于管道式喷灌系统的地面移动管道，应优先采用有快速接头的薄壁铝合金管材。对于微灌系统的地面管道应采用不透光、抗老化、施工方便、连接牢固可靠的聚乙烯（ PE）管材。

44. 如何合理选择灌溉系统管材和管径 ?


45、如何选择管材的承压等级

在高效节水灌溉工程设计中，合理选择管材的承压等级直接关系到管道系统的安全。如何选择管材的承压等级应从以下 5个方面考虑：（ 1 ）应根据管道设计工作压力来选取管材承压等级。在节水灌溉工程设计中如考虑管道承受水锤压力，在选择管材的承压等级时应在管道设计工作压力基础上再乘以 1.5倍的系数。（ 2 ）选取的管材承压等级应与我国目前厂家生产的管材承压等级一致。塑料管材的压力规格有0.4MPa、 0.63MPa、 0.8MPa、 1.0MPa、 1.25MPa 等系列，如果管道设计工作压力位于两个压力等级之间，则应选较大的压力等级。


45、如何选择管材的承压等级（ 3 ）对于系统较大、管线较长、地形复杂的高效节水灌溉系统，应沿管线进行水力计算，必要时要进行水锤分析，分段确定管道压力等级，以此选择管材承压等级。（ 4 ）山丘区自压灌溉或管线地形高差比较大的高效节水灌溉系统，在确定管材压力等级后应进行静压校核，其最低处的管道压力不得超过管材的承压等级。（ 5 ）当主管道管径超过 400mm 时，地埋管道会受填土荷载的影响发生径向变形，为了保证塑料管道的径向变形不超过管道所允许的变形量，需对管道的刚度（管材厚度）进行校核，以选取既能满足内压要求，又能满足外核载要求的压力等级。


46、如何设计地埋管道的排水及安全防护设施？在管道系统中必须安装排水及安全防护装置，如泄水阀、控制阀、逆止阀、进排气阀、安全阀、镇墩和伸缩装置等，应按下列要求进行设计：（ 1 ）泄水阀应安装系统最低处，以便检修或冬季排空管道内积水。在复杂的灌溉系统中，应根据地形条件、管线布置形式，需在局部低处、每条干、支管末端设置排水井和泄水阀，以保证整个系统的安全有效排水。在进行排水井和泄水阀设计时，应考虑管道内的水量、排泄出路等因素，综合设计。（ 2 ）控制阀用以控制管道的启闭与调节流量，进而控制管道压力，常用有闸阀、蝶阀、截止阀等。通常在水泵出水口安装逆止阀和出口控制阀，在支管及以上各级管道的首端应设闸阀，在地埋管道的阀门处应设阀门井。


46、如何设计地埋管道的排水及安全防护设施？（ 3 ）逆止阀又称止回阀，通常在水泵出水口安装逆止阀，以避免停机时水倒流。（ 4 ）进 (排 )气阀一般安装在顺坡布置的管道系统首部、逆坡布置的管道系统尾部、管道系统的凸起处、管道朝水流方向下折及超过 10° 的变坡处。进排气阀规格 ( 连接口径 )宜根据被排气管道直径的 1/4确定。（ 5 ）安全阀：安全阀是一种压力释放装置，安装在管路压力变化最大处，起超压保护作用。安全阀在选用时，应根据所保护管路的设计工作压力确定安全阀的公称压力。由计算出的安全阀的定压值决定其调压范围，根据管道最大流量计算出安全阀的排水口直径，并在安装前校定好阀门的开启压力。（ 6 ）在直径大于 50mm 的管道末端、变坡、转弯、分岔和阀门处应设镇墩。当地面坡度大于 20% 或管径大于 65mm 时，宜每隔一定距离增设镇墩。（ 7 ）对刚性连接的硬质管道，应设伸缩装置。


在管道输水灌溉工程设计施工中，选用给水装置应根据它的技术性能指标、造价和工程具体特点等综合考虑，一般应满足以下要求：

应选用经过专家鉴定并定型生产的给水装置；给水装置应结构简单，坚固耐用，操作灵活，运行管理方便；根据设计出水量和工作压力，选择的规格应在适宜流量范围内、局部水头损失小且密封压力满足系统设计要求的给水装置。


47 、给水栓技术要求

48 、给水栓如何分类

外力止水式根据止水原理

内水压外力相结合止水式

内水压力止水


外力止水是指利用止水部件借助外力封闭管道出口，保证它的密封性，其结构型式均为压盖型。止水部件一般由钢板或铸铁板粘结橡胶垫组成，在外力作用下，压紧管口而止水。这种止水型式简单，容易加工制作，止水效果好。外力止水型给水装置是目前最常用的给水装置。


外力止水型给水装置

平板阀给水栓


平板阀给水栓

1

2

3

4

5


平板阀给水栓

123

4

5

1

2

3

4

5


丝盖出水口


销钉加力


平板出水口及保护防冲设施


内水压力止水型给水装置

内水压力止水是利用管道的内水压力封闭止水，压力越大，止水效果越好。这种型式的出水口一般还兼有排气和进气的功能，可起排气阀和真空破坏阀的作用，是低压管道灌溉特有的出水口型式。

第四讲管道及附属设施第四讲管道及附属设施

球阀给水栓


球阀给水栓


球阀给水栓


球阀给水栓


球阀给水栓


内水压与外力相结合止水型给水装置

1

2

3

4

6

7

5

1

2

3

4

6

7

5

1

2

3

4

6

7

5

平板阀给水栓



调压管又称调压塔或调压井，有进排气和调压的作用，是一种结构简单、安装简便、造价较低的安全保护装置，适宜于顺坡和高差不太大的逆坡布置的管道系统，其结构形式见图。调压管一般包括水平进、出口和溢流口，进口与水泵上水管或上游管道出口相接，出口与地下管道系统的进水口相连，溢流口与大气相通。

（ 1 ）调压管

第四讲管道系统附属设施第四讲管道系统附属设施

49 、常用附属设施


（ 2）进排气阀

球阀式进排气阀


平板阀进排气阀

弹簧式安全阀

（ 3 ）安全阀


（ 4 ）多功能保护装置

多功能保护装置集进 (排 ) 气、止回水、超压保护等两种以上功能于一体的安全保护装置，有的还兼有灌溉给水和其他功能。最大特点是结构紧凑，体积小，连接、安装比较方便。

图 4－ 32 AJD型多功能保护装置结构示意图1－安全阀； 2－止回阀阀瓣； 3－进（排）气阀；4－与水泵连接的法兰； 5－与地下管道连接的法兰

图 4－ 34 DH 式自动保护器1－销轴； 2－销孔； 3－重锤； 4－密封胶垫；5－阀杆； 6－止水阀；7－阀门； 8－阀壳


（ 5 ）分 (取 ) 水控制装置管道灌溉系统中常用的分 (取 ) 水控制装置主要有闸阀、截止阀以及结合低压管道系统特点研制的一些专用控制装置等。闸阀和截止阀大部分都是工业通用产品，低压管道输水灌溉系统常用的工业阀门主要是公称压力不大于 1.6MPa 的闸阀和截止阀，主要作用是接通或截断管道中的水流。设计时，应根据使用目的，阀件的公称压力、操作、安装方式、水流阻力系数大小、维修难易、价格等情况，同时参照制造厂商提供的产品性能参数来选择阀门。


（ 6 ）流量测量装置

目前在灌溉管网系统中常用的流量计量设施主要有LXS 型旋翼湿式水表、水平螺翼式水表、电磁流量计和超声波流量计等。


管道输水灌溉系统中，当遇到河沟、渠道、铁路、高等级公路等障碍物时需修建交叉建筑物，在充分考虑地形、地质条件、以及安全性、经济性等情况的基础上确定交叉的位置、构造和施工方法等，交叉建筑物应具有稳定性和密封性。

（ 7 ）交叉建筑物



倒虹吸管穿越河道示意图


1 、钢管； 2 、钢筋混凝土套管； 3 、托架； 4 、阀门； 5 、阀门井设有防护套管的敷设穿越铁路示意图


输水管道应按要求设置镇墩，以保证输水安全。在低压管道输水灌溉系统中，当管道遇到管内压力水头大于等于 6m，且管轴线转角大于等于150°；管内压力水头大于等于 3m，且管轴线转角大于等于 30°；管轴线转角大于等于 45°；在管道末端等情况时，应设置镇墩。镇墩应设在坚实的地基上，用混凝土构筑，管道与沟壁之间的空隙应用混凝土填充到管子外径的高度，镇墩的最小厚度应大于 15cm，并应有规定的支撑面积。

（ 8 ）镇墩

（ a ）封闭式；（ b ）开敞式墩形式示意图

Ⅰ Ⅰ

水平弯管镇墩示意


Ⅰ Ⅰ

Ⅰ Ⅰ

水平管堵头镇墩示意图

水平丁字管镇墩示意图


渠灌区发展低压管道输水灌溉时，通常应在进水口设置防淤堵设施，防止柴草及泥砂进入管网造成淤积。以水库、池塘等清水为水源时，应在管道进水口设置拦污栅；以多泥砂河流为水源时，除在管道进水口设置拦污栅外，必要时应设置沉砂池，并通过技术经济比较加以论证。

管网淤堵成因 :漂浮物淤积堵塞、泥沙淤积堵塞、混合淤积堵塞

（ 9 ）防淤堵设施

曲线形沉砂池示意图

矩形沉沙池示意图


1 、进水涵洞； 2 、漏斗室； 3 、悬板； 4 、调流墩 5 、漏斗底孔

6 、排沙廊道； 7 、溢流侧槽； 8 、出水管； 9 、典形扭面排沙漏斗示意图


第五讲施工安装第五讲施工安装

50、塑料管连接方式选择

管材性能 PE PVC-U

连接方法

粘结不能可以

热熔连接可以不能

电熔连接可以不能

螺纹连接可以可以

法兰连接可以可以

第五讲施工安装第五讲施工安装51、 PVC-U管连接的技术要求

标称尺寸 /mm 最小承口长度 /mm 压力等级 /MPa

63 64

1.0

75 67

90 70

110 75

160 86

200 94

250 1050.6

315 118

橡胶圈连接适用于管外径为 63 ～ 315mm 管道连接，其承插深度应满足下表要求。

承插连接时橡胶圈的要求承插连接时橡胶圈的要求

不应有气孔、裂缝、重皮和接缝

邵氏硬度为 45～ 55o

伸长率≥ 500%

拉伸强度≥ 16MPa

永久变形≤ 20%

老化系数＜ 0.8



PVC-UPVC-U 管粘结时，粘结剂标准用量见下表管粘结时，粘结剂标准用量见下表

管径使用量 /（ g/个）管径使用量 /（ g/个）

65 6.0 200 54

75 9.0 250 84

100 13 300 120

150 30 350 160

为了提高管道的连接质量，必须注意：保证粘结剂的质量管件的壁厚不得小于同规格管材的壁厚连接时保证足够的压紧力保证承插深度

52 、冬季施工应注意哪些事项？

（ 1 ）管道冬季施工宜分段开挖，分段铺设，随铺管道随回填。接口部位留出不填，作检查时用，但应加草袋覆盖保温。（ 2 ）管槽开挖应在封冻前完成。如果不能在封冻前完成，对于冬季开挖的土方工程，为防止土壤冻结，可根据本地条件分别采用翻松表土法、雪覆盖法、覆盖保温材料法等，对土壤进行防冻保温；对于已冻结土壤如需在冬期开挖，可根据土壤冻结深度和实际条件采用烟火烘烤、蒸汽融化、电气加热灯方法解冻，待土壤融化后开挖。管槽开挖时，还应将耕作层熟土与底土分开堆放，回填时，应先填底土后填熟土。


（ 3 ）管槽开挖深度一般应大于设计冻土层厚度；当管槽穿越沟道埋深不足时，该管段应设置保温措施。如地埋管道采用 PE 管且设计有可靠的排水措施时，管槽开挖深度也可小于设计冻土层厚度。（ 4）铺设塑料管道时，应确保管槽地基没被冻结。对

于土方开挖后不能立即进行管道铺设施工的，可在基底预

留 10cm厚的土层并覆盖草袋保温，以防止地基土受冻。

对于冻胀性土壤，如地基已遭受冻结，应将冻土层全部清

除，或将冻土层融化，认真夯实处理；对于非冻胀性土壤

亦应将冻土层融化后，方能进行管道铺设。


（ 5) 混凝土在气温 0-5℃ 施工时，其砂浆和混凝土拌料时应填加抗冻剂，并应注意砌筑面和混凝土表面保温；在气温达到 0℃

以下又无抗冻保温措施时，应停止施工。低温下水泥砂浆和混凝土的拌合，应采用温水并适当延长拌合时间，拌合出料温度不应低于 5℃ 。浆砌石和混凝土体养护期气温低于 5℃ 时，其表面应采用基板、塑料膜等保温，并不得向砌体和混凝土表面直接洒水养护。龄期末超过 28d 气温降至 0℃ 以下时，应用苯板、柴草、覆土等加厚保温层。


影响管道安装质量的主要因素包括：管材质量缺陷、管材压力等级与设计要求不符、接头安装不规范等。由于这些因素发生的不确定性和隐蔽性，造成安装时难以直接判断，只能靠水压试验来检验。管道的水压试验是考核管道生产制造和施工安装质量的一种可靠的手段，目的是使管道安装后存在的隐患暴露在填埋和工程投入运行之前，以便及时采取补救措施。水压试验应按以下要求进行：

（ 1 ）对于管线较长的工程，若待管道安装及回填完毕后再进行管道的水压试验，可能会因局部不合格而顾此失彼，需反复多次试验，导致大量返工，故应在施工期间分段进行管网水压试验，以免造成不必要的损失。

（ 2 ）对于管线短的工程，可在管道安装完工后一次性进行水压试验。

53. 管道安装为何必须进行水压试验？


（ 3 ）试验管段的长度对无阀门等中间连接的管道，不宜超过1km ；对中间有连接件的管道可根据其位置分段进行试验。（ 4）对管灌工程，塑料管道试水压力应为管道系统设计工作

压力（含水锤压力），保压时间不应小于 1 h，管道试水时，环

境气温应不低于 5℃；对喷灌工程，高密度聚乙烯塑料管道

（ HDPE）试验压力不应小于管道设计工作压力的 1.7倍；低密

度聚乙烯塑料管道（ LDPE、 LLDPE）试验压力不应小于管道

设计工作压力的 2.5倍；其他管材的管道试验压力不应小于管道

设计工作压力的 1.5倍。试验压力保压 10min；对微灌工程，试

压的水压力不应小于管道设计压力的 1.25倍，并保持 10 min。


54. 如何进行灌溉管道工程质量检验？

（ 1 ）合理进行项目划分。管道工程按级划分为单位工程、分部工程、单元工程三级，项目划分按以下方法进行：①从水源至田间给水栓的管道系统作为一个单位工程；②分部工程一般按长度或施工部署划分，不同的管材应划分为不同分部工程。分部工程的划分界限宜设在联接段、附属设施的连接处，长度不宜大于 500m；③单元工程按分部工程中的不同施工内容进行划分。分部工程中的沟槽开挖（包括基础夯实）、回填、混凝土浇筑、管道及附属设施安装等，应分别划分为不同的单元工程。

（ 2 ）施工单位应检查供货方所提交的产品生产（制造）许可证明、产品合格证明、产品质量检测报告，以及安装、使用、保修说明等技术文件。无合格证明或不符合质量标准的产品不得进场。项目法人或其委托的监理单位应参加交货验收。对涉及工程质量的主要材料，应进行见证取样。（ 3 ）施工单位应按相关规范的规定和施工合同的约定，检验单元工程质量，做好书面记录。（ 4 ）工程质量检测的项目、数量和方法应按相关规范的规定和施工合同的约定，并符合国家和行业有关规定。（ 5 ）必须按相关标准进行管道系统的水压试验及试运行，其试验和试运行结果应全部达到工程设计要求。（ 6 ）工程质量不合格时，按合同要求进行处理或返工重做，并经重新检验且合格后方可进行后续工程施工。


项次检验项目质量要求检验方法

检验数量

主控项目

1 管槽断面符合设计要求

观察、测量、查阅施工记录

全数检查

2管槽开挖面

管槽开挖应管槽顺直、槽底平整、管槽交汇处应平顺连接，槽底石块杂物应清除，开挖边坡不陡于设计边坡；管槽土方开挖基面及管槽表层的淤泥、草皮、树根、杂物等应清除，超挖或扰动已按设计和规范要求处理

3 渗水处理渗水妥善引排

一般项目

1管槽底高程允许偏差 ±20mm

观察、测量、查阅施工记录

沿管线方向每50m 不少于 1个点次

2 管槽深度允许偏差 ±20mm

3 槽底宽度允许偏差 ±50mm

4管槽中心线允许偏差 30mm

管槽土方开挖施工质量标准

项次检验项目质量要求检验方法检验数量

主控项目

1 填筑土料符合设计要求，不含杂物及直径大于 25mm 的石块和直径大于 50mm 的土块

观察，量测、查阅检验资料、施工记录

全数检查

2 管槽回填按压实工具确定分层铺填，管道基面至管顶以上 15cm内必须人工回填，压实指标符合设计要求

观察全数检查

一般项目

1预留沉陷超高

符合设计要求观察全数检查

2回填作业要求符合设计要求观察全数检查

管道土方回填施工质量标准

项次检验项目质量标准检验方法检验数量合格优良

主控项目

1 管道轴线允许偏差 80mm 允许偏差 50mm钢丝线、垂球、钢卷尺、经纬仪

沿管道轴线每 50m管道检验 1处

2 管道出口位置允许偏差 ±10mm 允许偏差 ±5mm 钢板尺、钢卷尺


3 水压试验压力达到系统设计工作压力 1.5倍，保压10 分钟，设备仪表工作正常，连接管路密封良好、无渗漏

水压试验设备、压力计全数检查

一般项目

1 管材、管件规格、性能符合设计要求检查产品合格证、出厂检验报告，查看设计文件

全数检查

2 胶圈、粘接剂性能、卫生、化学指标等符合设计要求检查产品合格证、出厂检验报告，查看设计文件

全数检查

3 胶圈密封柔性连接承口内侧和插口外侧干净，橡胶圈压缩均匀，插入长度符合设计要求观察、量测全数检查

4 管道中心线高程允许偏差 ±30 mm 允许偏差 ±20 mm 水准仪


5 与设备连接的预埋管出口位置允许偏差 ±10 mm 允许偏差 ±5

mm钢板尺、钢卷

尺全数检查

管道安装质量标准

55、管道埋深问题及防冻问题

（ 1 ）正常情况下，管道埋设在冻层以下。（ 2 ）大口径柔性管，因结构的需要，最小覆土厚度应大于当地最大冻土深度，且不宜小于 800mm 。（ 3） PVC—U埋地条件下管道从向变形不超过 5% 。

56 、建设标准问题

田间固定管道长度为 8 m/亩～ 12 m/亩，给水栓单口灌溉面积宜为 0.36 hm2 以上。

田间固定管道长度不少于 10 m/亩。

支管间距平原区宜采用 50m～ 150 m ，单向灌水时取较小值，双向灌水时取较大值。给水栓单口灌溉面积宜为 0.25 ～ 0.6 hm2 ，田间配套地面移动管道时，单口灌溉面积可扩大至 1.0 hm2 。

第六讲设计中应注意的问题第六讲设计中应注意的问题

57 、与田间灌水技术的配套表 1 畦灌技术要素组合

土壤渗透系数（m·h-1）

畦田坡度（‰）

畦长（m ）

单宽流量（ L·s-1 ·m-1）

>0.15

<2 40～ 60 5 ～ 8

2 ～ 5 50～ 70 5 ～ 6

>5 60～ 100 3 ～ 6

0.10～ 0.15

<2 50～ 70 5 ～ 7

2 ～ 5 70～ 100 3 ～ 6

>5 80～ 120 3 ～ 5

<0.10

<2 70～ 90 4 ～ 5

2 ～ 5 80～ 100 3 ～ 4

>5 100～ 150 3 ～ 4


57 、与田间灌水技术的配套

表 2 沟灌技术要素组合

土壤渗透系数（m·h-1）

沟底坡度（‰）沟长（m ）入沟流量

（ L·s-1）

>0.15

<2 30～ 40 1.0～ 1.5

2 ～ 5 40～ 60 0.7～ 1.0

>5 50～ 100 0.7～ 1.0

0.10～ 0.15

<2 40～ 80 0.6～ 1.0

2 ～ 5 60～ 90 0.6～ 0.8

>5 70～ 100 0.4～ 0.6

<0.10

<2 60～ 80 0.4～ 0.6

2 ～ 5 80～ 100 0.3～ 0.5

>5 90～ 150 0.2～ 0.4


激光平地技术

发射器接收器


田间闸管技术

58 、单井控制灌溉面积

2

1230

1t

m

TQF

式中 Q— 单井出水量， m3/h ； t3— 灌溉期间开机时间， h/d ；

T2—每次轮灌期的天数， d ；

η— 灌溉水利用系数；

η1— 干扰抽水的水量消减系数；

m2—综合平均灌水定额， m3/hm2 。


59 、自动控制系统关阀时间规模化管网的自动控制系统经常用到电动阀，电动阀的关闭时间一般在 120s 之上，而田间电磁阀的关闭时间在几秒内完成，因此在计算调节池容积和管网水锤压力应考虑关阀时间。



不同状态下临界水深与管径的拟合关系

状态说明临界水深和管径的拟合关系备注

水流不稳定、符合 0. 2次方准则 03.1837459.0 DH P

水流不稳定、符合流速一致准则 0075.06422.1 DH P

水流稳定、符合 0. 2次方准则 61.1965513.1 DH P

水流稳定、符合流速一致准则 0037.01716.2 DH P

设计最大流速2. 5m/ s，

60、如何防止管道进水口进气

计算结果表明，输水管道进口空气吸入的临界水深与流态有关，流态趋于稳定下的临界水深值较高，反之，紊动的水流可抑制涡的发生，致使临界水深变小。

管道进口空气吸入形式管道进口空气吸入形式


45m

DN150 0.4MPa

L=300m

A

B

C

mhZH fABABB15.3785.745

mdQ

hhhh fABjABfABAB85.7948001.1 77.4

77.1

Q=120m3/h

61、静水压与减压

62、山区管道铺设问题

（ 1 ）管子连接的可靠性

（ 2 ）管子连接的方式

63 、高位水池容积及高程问题

（ 1 ）容积与田间灌水量和水源供水量有关（ 2 ）应按水平衡分析确定。（ 3 ）高程应满足最不利情况。

高位水池

64、节能问题（丘陵山区高位水池布置方案）

水泵

高位水池 2

高位水池 1

65 、工程安全问题（水源工程）

高位水池

66、田间灌水技术的选择

谢谢！谢谢！

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中国水利水电科学研究院 刘群昌 E-mail ： liuqc@iwhr 电 话： 13601366962

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