管道输水灌溉

2024-07-20

管道输水灌溉（精选6篇）

管道输水灌溉篇1

一、灌区概述

甘肃省民乐县洪水河灌区地处河西走廊中部, 是黑河流域一处大型自流灌区, 共辖洪水等6个乡镇、83个行政村和43个国营机关农场, 总人口10.05万人。现有耕地面积46万亩, 设计灌溉面积32.2万亩, 有效面积29.97万亩, 保灌面积22.2万亩。灌区建成中型水库1座, 库容2580万m3, 引水工程3处。干渠5条105.6km, 支渠43条140.8km, 建成田间渠系配套工程275条447.4km, 建成人饮及灌溉机井34眼, 基本形成了蓄、引、提灌相配套的灌溉网络。

二、推广低压管道工程的必要性

民乐县洪水河灌区是河西走廊中部一个以农业灌溉为主的大型灌区, 自1999年通过实施大型灌区续建配套与节水改造项目以来, 干、支渠防渗衬砌率有了较大数度的提高, 但田间渠系配套工程尚未完善, 灌水方法相对落后, 水的利用率较低, 灌水定额偏高, 导致灌溉供需矛盾突出, 加之灌渠内平均降水量不足350mm, 呈现出严重干旱、缺水的形势, 直接影响灌区农业的高产稳产。

灌区内主要有洪水河、玉带河、山城河三条主要河流, 均属黑河水系, 其年径最大流量2.3246亿m3, 最小0.8294亿m3, 亩均450m3, 人均1472m3, 因此, 灌区地表水资源开发潜力非常有限。随着工农业用水、生活用水以及城市用水的不断增加, 水资源显的更加短缺, 承载能力相对不足, 供需矛盾异常突出。在影响灌区工农业生产的诸多因素中, 干旱灾害是灌区农民增收、农村致富奔小康的最大威胁。一方面从水资源占有量来看, 灌区人均、亩均都低于全国、全市水平, 而且地表径流年内分布不均衡, 夏季缺水, 旱灾频繁, “卡脖子”旱严重, 每年有七八万亩农田不能适时适量的灌溉, 有5万亩农田无法灌溉而受旱减产。而另一方面, 大多数田间渠系配套工程修建于20世纪六七十年代, 工程老化失修, 水量渗漏损失相当严重, 加之用水结构与经济结构比例很不协调, 管理粗放, 水资源利用率不高, 浪费严重。同时水资源生态系统退化, 水源涵养能力下降, 水土流失严重, 水环境污染、水源恶化已露头角。这些问题的存在已严重影响到灌区水资源的可持续利用和经济社会的可持续发展。为了缓解水资源的供需矛盾, 加快灌区经济发展, 必须从挖潜改造、续建配套、节约用水、大搞节水型农业方面来提高灌溉水的利用率, 使有限的水资源得到合理利用。因此, 为了充分发挥水资源的综合效益, 合理改善灌溉条件, 充分利用灌区的地面落差, 采用自压管道工程输水灌溉合理可行, 节工、省时, 值得推广应用。

三、管道输水的优点

㈠直接由管道分水口分水进入田间灌溉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, 通过一定的压力, 将灌溉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、畦或分水口连软管输水进入沟、畦等地面进行灌溉。

㈡管道输水灌溉比土渠输水灌溉有着明显的优点管道输水减少了输水过程中的渗漏与蒸发损失, 从主干渠直接引水至管道系统进行灌溉, 水的利用系在0.95以上, 灌区采用管道输水后比土渠输水节水30%左右, 比土渠灌溉节能20%~30%。

㈢渠灌工程输水流量大, 渠道占用耕地面积更大灌区采用土渠输水一般占总耕地面积的2.5%~4.5%左右, 管道埋入地下代替土渠之后可增加2.5%~4.5%的耕地面积。所以渠灌工程输水流量大, 渠道占用耕地面积更大, 使有限的土地资源得不到充分利用, 浪费严重。在渠灌区实现管道灌溉后, 减少渠道占用耕地的优点尤为突出。对于高台县土地资源紧缺的现状, 具有显著的社会和经济效益。

㈣短轮灌周期, 改善田间灌水条件管道输水灌溉糙率小, 比土渠输水快, 供水及时, 可缩短轮灌周期, 改善田间灌水条件, 有利于适时适量灌溉, 从而及时有效地满足作物生长期的需水要求。特别是在作物需水关键期, 土渠灌溉往往因为轮灌周期长、灌水不及时, 而影响作物生长造成减产, 管道输水灌溉较好的克服了这个缺点, 从而起到了增产增收的效果。

㈤避免跑水漏水、减少投资管道代替土渠后, 避免跑水漏水, 节省管理用工, 减少投资、节省开支、减轻劳动强度, 在渠灌区, 省工的优点将更加明显和突出。

㈥扩大了灌溉面积管道输水灌溉由于是自压供水, 可适应各种地形, 使原来土渠难以达到灌溉的耕地实现灌溉, 扩大了灌溉面积。

四、规划的基本原则

㈠坚持全面规划与合理安排的原则管道输水灌溉系统规划属农田基本建设规划范畴。在原有农业区划和水利规划的基础上, 综合考虑与规划区内渠、路、林、田、输电线路、引水水源等布置的关系, 统筹安排, 全面规划, 充分发挥已有水利工程设施的作用。

㈡坚持近期需要与远景发展规划相结合的原则根据当前灌区的经济状况和今后农业现代化发展的需要, 特别是节水灌溉技术的发展要求。如果管道系统有可能改建为喷灌或微灌系统规划时, 主管道应符合改建后系统压力要求的管材。这样, 既能满足当前的需要, 又可避免今后发展喷灌或微灌系统重新更换管材而造成巨大的浪费。

㈢坚持供水系统运行安全可靠的原则管道输水灌溉系统能否长期发挥效益, 关键在于能否保证系统运行的可靠性。因此, 从规划一开始就要对水源、管网布置、管材、管件和施工组织等进行反复比较, 不可匆匆施工, 不能采用劣质产品, 做到对每一个环节严格把关, 确保整个管道输水灌溉系统的质量。

㈣坚持运行管理方便的原则管理输水灌溉系统规划时, 应充分考虑工程投入运行后科学的运行管理。

㈤坚持优化设计方案的原则管道系统规划方案, 要进行反复比较和技术论证, 综合考虑引水水源与管网线路, 调蓄建筑及分水设备之间的关系, 力求取得最优规划方案, 最终达到节省工程量, 减少投资和最大限度地发挥管道系统效益的目的。

五、灌溉制度的确定

㈠设计灌水定额种植作物为一年两季, 小麦是需要大水量的作物, 而玉米生长期正逢雨季, 适时灌水即可满足, 蔬菜灌水次数多, 但定额小。因此, 设计时以小麦日需水量最高的灌浆期确定灌水定额。

㈡灌水次数小麦在生育期除降雨外需补充的灌水量为157.5m3/亩, 灌水定额40m3/亩, 需灌水3次。按灌水经验, 分为返青水、拔节水、灌浆水。玉米生长期一般灌溉2次水即可。

㈢灌水周期根据小麦需水规律, 其需水高峰在灌浆期间, 包含降雨在内的平均日需水强度, 取灌水周期为20d。

六、工程规划布置

㈠原则要求

1. 以原有水源为依据, 做到管理设施、路、管道统一规划、合理布局、统一管理、尽快发挥工程效益。

2. 依据地形、地块、道路等情况布置管道系统, 要求线路最短、控制面积最大、便于机耕、管理方便。

3. 管道尽可能双向分水, 节省管材, 沿路边及地块等高线布置。

4. 为方便浇地, 节水、省时。畦块不能过大, 应尽量采用小畦灌溉, 一般在0.3亩~0.5亩之间。

5. 对管道布置要有平面图, 留档保存, 便于以后维修养护。

㈡输配水方式根据灌区地形和纵坡以及取水口等宜采用自压输水系统。利用地形自然落差所提供的自然水头满足管道系统在运行时所需的工作压力。

㈢按管布置形式管道输水灌溉系统按管网形式可为“树状网”。水流从“树干”流向“树枝”, 即在干管、支管中从上游流向末端, 只有分流而无汇流。管道系统宜采用固定型式埋设, 各级管道及分水设施均埋入地下0.8m以下, 便于机械耕种, 固定不动。给水栓或分水口直接分水进入田间沟、畦。

㈣按管结构形式宜采用全封闭型式进行输水在输水过程中, 管道系统不出现自由水面。在取水工程还应设管道进水闸、分水闸、拦污珊、沉砂池和水质净化处理设施及量水建筑物等。

㈤管材与管径的选择当地劳力紧张, 工值较高, 故施工量不易过大, 由于地形较为复杂, 所以大部分管材选用聚氯乙烯管 (PVC硬管) , 小部分地形平缓地段采用当地县予制厂生产的钢筋混凝土管材。确定管材后, 按管材的投资与运行管理费之和最小为目标函数确定经济管径。

七、运行管理

㈠管道输水灌溉工程同其他水利工程一样, 必须正确处理好建、管、用三者的关系建是基础, 管是关键, 用是目的。在保证管道系统建设质量的前提下, 只有管好用好工程设施, 才能充分发挥工程效益。因此, 管理灌溉工程的运行管理显得尤为重要。要加强管理, 必须建立、健全管理组织和管理制度, 实行管理责任制, 搞好工程运行维修与灌溉用水管理。

㈡实行分级管理、专业承包、责任到人的管理办法根据灌区的工程规模应在上级主管部门的统一领导下, 实行分级管理、专业承包、责任到人的一条龙管理办法, 对管灌工程进行管理, 使管灌工程发挥其更大效益。

㈢对灌溉专业队或承包专业户, 要制定相应的管理考核标准一是制定管道配套设施的完好率;二是制定灌水定额、单位时间、灌水总量、灌溉面积;三是核算浇水成本;四是核算水费征收情况与维修费用;五是考核“五定” (定任务、定设备、定质量、定维修消耗费用、定报酬) 的奖惩责任制。通过考核, 使管道工程运行正常, 延长工程设备的使用寿命, 使其发挥最大工程效益。

摘要：管道输水灌溉工程具有工程隐蔽、投资大、使用时间长等特点。为了保证工程投入使用后的正常运行, 作者根据灌区多年的施工经验总结, 从设计、施工和安装等各个环节进行严格把关, 为今后的运行管理和效益发挥提供保证。

关键词：管道,输水灌溉,工程,管理

管道输水灌溉篇2

1.1 管道的布置形式

在一个低压管道输水灌溉系统中, 管道布置形式以地下固定管道与地面移动管道所占的比例和平均密度不同, 可区分为:固定式、半固定式、一级固定管道和移动式4种;以固定管道在平面上的几何图形特征来分, 又可以区分为分支状管网 (树状管网) 和环状管网两种。

1.1.1 固定式

亩均固定管道长度大于5m, 移动管道或土垅沟长度小于50m。它建设投资高, 但运行费较省。

1.1.2 半固定式

亩均固定管道长度一般2-4m, 移动管道长度大于100m。它建设投资较省, 但运行费较高。

1.1.3 一级固定管道

亩均固定管道长度一般2-4m, 土垅沟长度大于100m。它投资较省, 但效益较低。

1.1.4 移动式

当输水管道均为移动管道时, 称为移动式。它管道短, 管件少, 一般建设投资少, 但运行费高。

1.1.5 分支状管网 (树状管网)

如果只有一条管道, 或由一条管道连接数条管道组成呈分支状态的管网, 统称为分支状管网。分支状管网工作时, 水量只通过给水栓上游一侧管道输送。

1.1.6 环状管网

若分支状管网的两端连接起来, 形成环形闭合状态, 则称为环状管网。环状管网在同时开启一个给水栓时, 往往是所有的管道均发挥输水作用, 这就是说, 环状管网的水量至少由两条管道从两侧向给水栓输送。

两个条件完全相同的地块, 按同一标准而置成两种不同的管网时, 分支状管网管道总长度较短, 但管径需要较大;环状管网总长度较长, 但管径可以较小。

2 管道布置形式的选择

单井出水量小, 控制面积小, 宜选用移动式。在经济条件较差的地区, 宜选用半固定式。当经济条件较好, 单井出水量较大, 灌水时同时开启两个或两个以上的给水栓, 并分别由两条或两条以上管道同时供水时, 宜选用固定式, 布置成分支状管网。

3 管道设计

3.1 管道的设计工作压力

管道的设计工作压力, 即管道正常工作时首端最大的工作压力, 它等于管道的沿程水头损失与局部水头损失之和, 再加减管道首尾两端的高差。

管道的设计工作压力, 是选择管材、管径、调压排气装置和井泵的依据之一, 在平川地区, 一般小于5m水柱高, 通常为2-3m水柱高。

3.2 管材的选择

目前, 用于低压输水灌溉的管材主要有薄壁, PVC塑料管、再生塑料管及地埋塑料软管。薄壁PVC管和再生塑料管强度高, 抗渗性能好, 搬运方便, 施工简易。

地埋塑料软管, 价格低廉, 施工省工。但塑料软管必须在5-6m水柱的压力下滴水不漏。

3.3 管件选择

管件主要是给水栓、安全保护装置和连接装置。给水栓又分为固定给水栓和移动给水栓两种。移动给水栓由上栓体和下栓体两部分组成, 上栓体一般一眼井只需要两个, 浇地时临时套在下栓体上, 连接移动管道, 经济条件好, 管道密度大, 浇地启闭频繁, 社会秩序好的地方, 一般只用固定给水栓, 否则, 选用移动给水栓。

在管道运行中, 为消减或避免突然开机停机与开关给水栓产生的水击, 排除管道中的气体, 需在管道首端设置安全保护装置。安全保护装置主要有:GD空气阀、调压排气阀和调压排气井。

GD空气阀主要由阀体、浮子阀、操作杆组成。其优点是造价低廉, 缺点是不能有效地防止开泵时的水击和彻底排气。适用于强度较大的塑料输水管道。

调压排气阀由长方体的水箱与排气竖管两部分组成。与GD空气阀比, 它可以较彻底的排气和消减开机的水击, 缺点是造价较高, 有一根长4-6m的竖管, 适用于工作压力大于3m水柱的输水管道。

调压排气井由直径0.4-0.8m的混凝土管砌筑而成。它的优点是能够彻底的排气和消除水击;缺点是不宜修筑得过高。适用于工作压力小于3m水柱的混凝土输水管道、地埋塑实软管或其它强度较低的管材。

3.4 管道水力计算

管道水力计算是管道水头损失的计算, 其目的是计算管道的设计工作压力。管道的水头损失分为沿程水头损失和局部水头损失的两类。管道沿程水头损失的大小, 与管道长度、内径、流量及管道的沿程阻力系数有关。由于低压输水灌溉管道均系长管, 局部水头损失可按沿程水头损失的5%-10%进行估算。

3.5 管径设计

当设计流量和管道长度一定时, 选择较小的管径, 建设投资较省, 但运行费用较高;相反, 若选择较大管径, 建设投资较高, 但运行费用较省。把不同时间发生的投资和年运行费换算成折算年费用进行比较, 不同管径的折算年费用曲线连接起来, 必定有一个中间最小值。当管道设计流量、控制面积、管道规划布置等一定时, 其效益是一定的, 那么, 折算年费用最小的方案即为最优方案。管径设计即设计与选择折算年费用最小的经济管径。

取水泵房输水管道项目改造篇3

关键词：输水管道,现状分析,问题,方案论证

1 概述

谭屋角取水泵房2001年建成投产, 取水规模为30万吨/日, 为河南岸水厂和桥东水厂共用取水泵房。

河南岸水厂反应池设计水位标高为18.9M, 现供水量为18万吨/日, 输水干管为DN1600~DN800, 长约7.4Km。

桥东水厂反应池设计水位标高为23.5M, 日供水规模12万吨/日, 与河南岸水厂共用谭屋角取水泵房, 共用输水管线 (DN1600) 长约3.2Km。

两厂位置及管路走向如图1所示。

谭屋角泵房取水泵组资料见表1。

今年1-10月份谭屋角泵房最小吸水量为1月633.7939万立方米, 最大吸水量为8月854.494万立方米。其中今年1-10月份河南岸水厂和桥东水厂月最高日上水量、最低日上水量、月平均上水量见表2、表3。

2 存在问题

由于桥东水厂为斜管沉淀的处理工艺, 难以满足超负荷运行要求, 而河南岸水厂高峰期上水量不足, 供水量较大, 清水池常常逼近警戒水位, 两水厂共用谭屋角泵站, 同一泵站无法协调两个水厂上水量, 只有通过人为调节阀门减小桥东水厂上水量, 最大程度满足河南岸水厂上水量。河南岸水厂主要向南部供水, 由于其供水不足, 靠桥东水厂辅助向南部供水, 耗能较大, 达不到节能效果。

3 改造方案

为有效解决高峰期河南岸水厂上水量不足的问题, 制定以下方案:

方案1:择址新建一座取水泵房, 专供桥东水厂。考虑到桥东水厂离新开河排污口较近, 水源水质达不到标准, 泵房位置选择应尽量避开新开河, 水源选择仍然考虑取东江水。

方案2:并行原一期上水管敷设一条桥东水厂至谭屋角泵房的输水管道DN1200, 长约3.5Km, 与一期管道通过阀门联通, 新建管道直接连接在谭屋角泵房出水横管上。

方案3:并行原一期上水管敷设一条桥东水厂至谭屋角泵房的输水管道DN1200, 长约3.5Km, 与一期管道通过阀门联通, 新建管道与老管道独立, 泵组独立工作。

4 方案技术分析

方案一:水泵选用三台, 两用一备。输水干管DN1200, 输水干管长1800m。水力计算如下:

拟选水泵24SAP-18A三台, 水泵参数见表4。

方案二:

桥东水厂上水管道DN1200水力计算如下:

考虑到采用DN1000管道输送13万吨/日流量是流速达到1.7m/s, 已接近经济流速上限, 为留一定富余量, 采用DN1200管道各指标均在合理范围内。从计算可以看出当采用DN1200管道输水时h东<h南, 此时桥东水厂上水量比设计水量多, 可利用阀门对其进行调节, 使上水量得到平衡。

方案三:桥东水厂新建上水管道 (DN1200) 连接1台大机 (800S29) 和1台小机 (24SAP-18) ;河南岸水厂老上水管道 (DN1600) 连接2台大机 (32SAP-19E) 和1台小机 (24SAP-18) 。

管道水力计算同方案二, 只是管道泵房出口连接方式不同。

桥东水厂取水水泵参数见表5。

从泵组性能参数看, 流量和扬程均能满足要求。

河南岸水厂上水管道DN1600-DN800水力计算如下:

考虑管线沿途阀门及弯头, 局部阻力损失按沿程阻力损失的20%计算。

河南岸水厂取水水泵参数见表6。

从泵组性能参数看, 流量和扬程均能满足要求。

5 方案比选

根据以上方案技术论证和工程总投资比较, 增加一条DN1200上水管至桥东水厂与原上水管并联运行的方案经济可行, 故推荐方案2。

6 相关建议

笔者以实际情况出发对吸水泵房输水管道进行了分析并且制定了合理的方案。但是在实际实施过程中还要注意以下几个方面:①无论是从供水安全角度还是经济发展角度, 谭屋角泵房输水管道项目改造都非常迫切, 应尽快提高河南岸水厂的吸水量, 保证明年供水高峰期用水需求。②管道沿线经过农田、树林等区域, 涉及到青苗赔偿、迁移等费用, 征地工作应尽快开展。③管道过新开河, 施工难度较大, 应结合当地水文水利情况制订详细的施工方案。

7 总结

方案设计除了理论的计算, 更要考虑当地实际的各种因素。笔者通过对谭屋角泵房以及水厂现有输水管道的实际情况, 以及对整个输水管道的设计进行分析, 找出合理的建设方案, 并且针对可能出现的情况进行了充分的考虑。综上所述, 合理的水泵选型以及输水管管径是保证水厂供水能力的根本保障。

参考文献

[1]孙强.长距离输水管道抗水锤压力罐参数优化研究[D].哈尔滨工业大学, 2011.

[2]程鹏.摩阻对长距离输水管道水力过渡过程的影响研究[D].长安大学, 2012.

管道输水灌溉篇4

民乐县洪水河灌区地处河西走廊中部, 是黑河流域一处大型自流灌区, 共辖洪水等6个乡镇、83个行政村和43个国营机关农场, 总人口10.05万人。现有耕地面积46万亩, 设计灌溉面积32.2万亩, 有效面积29.97万亩, 保灌面积22.2万亩。灌区建成中型水库1座, 库容2580万m3, 引水工程3处。干渠5条 (105.6km) , 支渠43条 (140.8km) , 建成田间渠系配套工程275条 (447.4km) , 建成人饮及灌溉机井34眼, 基本形成了蓄、引、提灌相配套的灌溉网络。

2 推广低压管道工程的必要性

洪水河灌区是河西走廊中部一个以农业灌溉为主的大型灌区, 自1999年洪水河灌区通过对大型灌区实施续建配套与节水改造项目建设以来, 干、支渠防渗衬砌率有了较大数度的提高, 但田间渠系配套工程尚未完善, 灌水方法相对落后, 水的利用率较低, 灌水定额偏高, 导致灌溉供需矛盾突出, 加之灌区内平均降水量不足350mm, 呈现出严重干旱、缺水的形势, 直接影响灌区农业的高产稳产。

灌区内主要有洪水河、玉带河、山城河三条河流, 均属黑河水系, 其年径最大流量2.3246亿m3, 最小0.8294亿m3, 按有效面积计算亩均450m3, 按人口计算人均1472m3。日均流量4.33m3/s。因此, 灌区的地表水资源的开发潜力非常有限。随着工农业用水、生活用水以及城市用水的不断增加, 水资源显的更加短缺, 承载能力相对不足, 供需矛盾异常突出。在影响灌区工农业生产的诸多因素中, 干旱灾害是灌区农民增收、农村致富奔小康的最大威胁。一方面从水资源占有量来看, 灌区人均、亩均都低于全国、全市水平, 而且地表径流年内分布不均衡, 夏季缺水, 旱灾频繁, “卡脖子”旱严重, 每年有7~8万亩农田不能适时适量的灌溉, 有5万亩农田无法灌溉而受旱减产。而另一方面, 大多数田间渠系配套工程修建于六七十年代, 工程老化失修, 水量渗漏损失相当严重, 加之用水结构与经济结构比例很不协调, 管理粗放, 水资源利用率不高, 浪费严重。同时水资源生态系统退化, 水源涵养能力下降, 水土流失严重, 水环境污染、水源恶化已露头角。这些问题的存在已严重影响到灌区水资源的可持续利用和经济社会的可持续发展。为了缓解水资源的供需矛盾, 加快灌区经济发展, 必须从挖潜改造、续建配套、节约用水、大搞节水型农业方面来提高灌溉水的利用率, 使有限的水资源得到合理利用。大力提高水资源的利用率, 合理改善灌溉条件, 充分利用灌区的地面落差, 采用自压管道工程输水灌溉合理可行, 节工、省时, 值得推广应用。

3 管道输水系统规划原则

3.1 管道输水灌溉系统规划属农田基本建设规划范畴

在原有农业区划和水利规划的基础上, 综合考虑与规划区内渠、路、林、田、输电线路、引水水源等布置的关系, 统筹安排, 全面规划, 充分发挥已有水利工程的作用。

3.2 近期需要与远景发展规划相结合

根据当前灌区的经济状况和今后农业现代化发展的需要, 特别是节水灌溉技术的发展要求。如果管道系统有可能改建为喷灌或微灌系统规划时, 主管道应符合改建后系统压力要求的管材。这样, 既能满足当前的需要, 又可避免今后发展喷灌或微灌系统重新更换管材而造成巨大的浪费。

3.3 系统运行可靠

管道输水灌溉系统能否长期发挥效益, 关键在于能否保证系统运行的可靠性。因此, 从规划一开始就要对水源、管网布置、管材、管件和施工组织等进行反复比较。不可匆匆施工, 不能采用劣质产品。做到对每一个环节严格把关, 确保整个管道输水灌溉系统的质量。

3.4 运行管理方便

管理输水灌溉系统规划时, 应充分考虑工程投入运行后科学的运行管理。

3.5 综合考虑管道系统各部分之间的联系, 取得最优规划设计方案

管道系统规划方案, 要进行反复比较和技术论证, 综合考虑引水水源与管网线路, 调蓄建筑及分水设备之间的关系, 力求取得最优规划方案, 最终达到节省工程量, 减少投资和最大限度地发挥管道系统效益的目的。

4 灌溉制度的确定

4.1 设计灌水定额

试区种植作物为一年两季, 小麦是需要大水量的作物, 而玉米生长期正逢雨季, 适时灌水即可满足, 蔬菜灌水次数多, 但定额小。因此, 设计时以小麦日需水量最高的灌浆期确定灌水定额。取土壤湿润层深度H=60cm, 适时土壤含水量上线β1取田间持水率的95%, 下线β2取65%, 持水率取β=22.5% (占干土重) , 灌溉水有效系数η田取0.95, 计算设计灌水定额m。

4.2 灌水次数

小麦在生育期除降雨外需补充的灌水量为157.5m3/亩, 灌水定额40m3/亩, 需灌水3次。按试区灌水经验, 分为返青水、拔节水、灌浆水。玉米生长期一般灌溉2次水即可。

4.3 灌水周期

根据小麦需水规律, 其需水高峰在灌浆期间, 包含降雨在内的平均日需水强度, 取灌水周期为20天。

5 运行管理

(1) 管道输水灌溉工程同其他水利工程一样, 必须正确处理好建、管、用三者的关系。建是基础, 管是关键, 用是目的。在保证管道系统建设质量的前提下, 只有管好用好工程设施, 才能充分发挥工程效益。因此, 管理灌溉工程的运行管理显得尤为重要。要加强管理, 必须建立、健全管理组织和管理制度, 实行管理责任制, 搞好工程运行维修与灌溉用水管理。多年实践证明, 要使管道工程延长使用寿命, 降低灌溉成本, 使工程正常发挥效益, 必须建立健全专业机制, 确定管理体制, 调动管理人员的积极性和责任感。

(2) 根据灌区的工程规模应在上级主管部门的统一领导下, 实行分级管理、专业承包、责任到人的一条龙管理办法, 对管灌工程进行管理, 使管灌工程发挥其更大效益。

(3) 对灌溉专业队或承包专业户, 要制定相应的管理考核标准。一是制定管道配套设施的完好率;二是制定灌水定额、单位时间、灌水总量、灌溉面积;三是核算浇水成本;四是核算水费征收情况与维修费用;五是考核“五定” (定任务、定设备、定质量、定维修消耗费用、定报酬) 的奖惩责任制。通过考核, 使管道工程运行正常, 延长工程设备的使用寿命, 使其发挥最大工程效益。

6 结束语

在保证管道系统建设质量的前提下, 只有管好用好才能充分发挥工程效益。因此, 管道灌溉工程的运行管理显得尤为重要。克服重建轻管的思想, 加强管理, 健全管理组织, 建立适应灌区运行管理的一整套管理制度, 实行承包责任制, 签定承包合同, 责任到人, 职、责、权分明, 更进一步的搞好工程运行、维修与灌溉用水管理, 才能为“三农”服务奠定基础。

参考文献

[1]王增亮, 刘健勇.低山丘陵水库灌区自压管道输水工程技术示范与应用[J].灌溉排水, 2001, 20 (3) :76-78.

[2]冯忠江, 常春平, 褚英敏.低压管道输水灌溉技术在土地整理工程中的应[J].水土保持研究, 2003, 10 (4) :203-205, 233.

[3]郑淑荣, 张芝萍, 朱毅民.阳武河灌区自压管道输水灌溉工程设计经验[J].山西水利科技, 2002, 32 (2) :43-45.

管道输水灌溉篇5

管道输水技术因成本低且具有节水、节能、省地、输水速度快、供水及时、便于田间农机作业、管理方便等特点, 已成为开展农业灌区节水改造的必要措施。但管道输水的成败主要取决于对减压方式的选取, 好的减压方案对管道的安全性、供水保证率等更好。本文结合新疆某自流灌区减压方案的比选实例, 从安全、可实施性、适应性、经济性等多方面综合论证, 确定最优方案, 为后续工程提供参考依据。

1 工程概况

新疆南岸干渠自东向西全长为168 km, 主要为下游灌区供水。总干渠上游90 km渠道的主要任务是向下游输水, 整个灌区90%的灌溉面积集中在干渠下游的78 km段。其中自流灌区控制面积108万亩, 包括已开发的引山沟水自流灌溉 (灌溉保证率很低) 和机井灌溉灌区 (井深80 m以上) 控制面积约为22万亩, 待开发灌区控制面积86万亩。该灌区规划从南岸干渠引水, 灌区内骨干水利工程主要包括主干管、分干管、地埋支管、地面管四级管网系统工程。

自流灌区主要集中在总干渠的下游段, 地貌上属冲洪积倾斜平原, 海拔高程650 m～825 m, 东西长80 km、南北宽4.5 km～10 km。灌区内大部分区域地形较平坦, 坡向相同, 即东高西低、南高北低, 地面东西向自然坡降为1.67‰～0.25‰、南北向自然坡降为28‰～15‰, 地形落差在150 m～200 m之间。根据该自流灌区的地形、地貌、冲沟及排洪通道、自然落差大等特点, 采用何种减压方式来消除地形累计落差, 达到喷滴灌所需压力, 对工程投资、系统的安全运行等起着决定性作用。经过多方论证, 决定在干管上采用设置减压阀减压和稳流池减压两种减压方案及布置形式进行现场试验。进一步为后续干管的设计及实施奠定基础。

2 方案布置

南岸干渠自流灌区工程全部采用管道输水, 地埋管道布置分为干管、分干管、地埋支管三级, 地面管道喷灌为移动支管并加装喷头, 滴灌为支管和毛管。试验干管管网系统主干管主要是为下游管道和作物输送灌溉所需水量、累计自压灌溉所需压力。干管布置主要结合地形地貌、现有道路、洪沟等由南向北基本垂直等高线布置, 管道上布置有镇墩、阀门井、排水井等工程设施。由于工程区域从南至北地形累计落差较大, 达到约170 m。本工程结合实际采用了两种减压方案, 即机械减压方案和水工减压方案进行现场试验, 现就采取的两种减压方案主干管的布置形式分述如下。

2.1 机械减压方案

输水干管由南向北一根管道布置, 采用有压管道输水, 在系统中部适当位置串联一个套筒式多喷孔减压阀, 形成一个封闭的运行系统, 以分段累计压力, 每段的最大地形落差控制在100 m以内, 减小系统的设计水头和节省工程投资。多喷孔套筒式减压阀气蚀产生在管道中心, 而不是产生在管壁上, 从而减小了噪声和气蚀对阀体的破坏, 能较好地解决气蚀问题。干管由进水池供水, 进水池自南岸干渠分水口引水。主干管道全长9.6 km, 采用PCCP管与钢管相结合一管到底的方式, 静水压力为0 MPa～1.6 MPa。管道设计流量为1.66 m3/s, 控制灌溉面积4.13万亩, 分干管入口处设置减压阀, 分干管间距850 m。

2.2 水工减压方案

输水干管采用有压管道、无压管道伴行输水, 在管道首部设一个进水池, 同时接有压管和无压管, 在无压管末端设置一个稳流池, 在稳流池出口再接有压管的布置方式。该布置形式将干管分为两段累计地形落差, 每段的最大地形落差控制在70 m～80 m水头以内, 减小系统的设计水头和节省工程投资。干管组分别由进水池和稳流池供水, 进水池自南岸干渠分水口引水, 稳流池由进水池通过无压管供水。主干管道全长17 km, 主干管采用PCCP管与PVC管相结合, 两管并行的方式, 静水压力为0 MPa～1.0 MPa。管道设计流量为1.55 m3/s, 控制灌溉面积3.84万亩, 高压区分干管入口处设减压阀, 分干管间距850 m。

3 投资分析

由于两种减压方案, 分干管及地埋支管的布置形式相同, 本次分析工程投资仅为主干管及各分干管进水口处的建筑物及设备在相同投标报价的基础上进行。两种减压方案工程投资详见表1。

4 方案分析比较

两种减压方案的综合比较见表2。

4.1 安全性

1) 水工减压方案采用常规的无压输水, 分段累积地形落差, 总累积落差小, 减压效果稳定。对下游管道的正常运行是安全可靠的。2) 机械减压方案采用减压阀减压, 生产工艺先进, 科技含量较高, 灵敏度较高。但减压阀电动执行机构频繁工作, 对阀门的使用年限有一定影响。累积地形落差较大, 一旦出事对下游管道的安全影响较大, 减压阀全程用电, 必须有较高的用电保证率和频繁的养护、维修, 才能保证下游管道的正常运行。

4.2 可实施性

水工减压方案施工工期较长, 冬季施工难度较大, 质量不易控制;机械减压方案外业施工简单, 施工工期短, 工厂化生产, 质量易于控制, 对管道工程实施的影响较大。

4.3 适应性

两种减压方式均可适用于喷灌及滴灌。

4.4 经济性

1) 水工减压方案管道总长17 km, 灌溉面积3.84万亩, 工程投资2 319.3万元, 机械减压方案管道总长9.6 km, 灌溉面积4.13万亩, 工程投资2 773万元, 较前一方案增加投资453.7万元。2) 减压阀方案可降低输水过程中的渗漏和蒸发损失, 提高灌溉水利用系数。3) 减压阀方案一管到底, 占地面积小, 稳流池方案, 无压管与有压管并行, 占地面积大。

5 结语

两种减压方式都存在投资高、技术难度大、维护任务重等问题, 但综合比较其工程实际情况, 认为采用水工减压方案在运行条件受到影响的情况下, 更有利于下游管道的安全, 减压效果稳定、灌溉保证率高、维修方便、投资小、设备简单等特点, 但对灌区管理人员的要求较高、劳动强度大。因此, 该灌区骨干水利工程易在自动化控制不能满足的前提下, 应优先采用无压与有压并行输水、稳流池减压的布置方案。

摘要：根据新疆南岸干渠自流灌区的地形、地貌和现有灌溉条件等特点, 对管道输水机械减压和水工减压这两种方案进行投资分析, 并从安全性、可实施性、适应性、经济性等多个方面分析比较两种方案的优缺点, 从而确定最优减压方案, 为后续工程的设计和方案选择奠定了基础。

关键词：自流灌区,减压,减压阀,稳流池

参考文献

[1]许迪.现代节水农业技术研究进展与发展趋势[J/OL].灌溉网www.irrigation.com.cn, 2005:4.

[2]GB 50085-2007, 喷灌工程技术规范[S].

[3]水利部农村水利司.管道输水工程技术[M].北京:中国水利电力出版社, 1998.

管道输水灌溉篇6

青海地区矿产资源优势比较突出, 分布集中, 具备形成优势支柱产业的资源基础, 钾盐、石油、天然气等资源储藏量在全国举足轻重。虽然该地水资源丰富, 但分布严重不均, 项目所在地区周边年蒸发量平均为3 560.1 mm, 降水量为21.90 mm。兴建的矿业因水资源缺乏备受牵制, 水源远离厂区, 需采用长距离管线引水。

1 工程概况

青海地区某输水工程水源为地下水, 设计供水规模26 000 m3/d, 输送距离约117.7 km。该工程设计范围从水源地水池接管点开始, 至新建工厂 (含终点水池) 。起点 (水源地) 地面标高2 885.79 m, 终点 (工厂) 地面标高2 682.66 m;高差203.13 m。

2 工程地质

拟建场地气候特点:干旱、多风沙、少雨, 蒸发强烈, 冬长夏短, 昼夜温差较大, 属典型的高原内陆盆地干旱气侯。本工程沿线地貌类型有湖积平原、盐湖边缘丘陵、戈壁、沙漠、沼泽地等。湖积平原地形稍有起伏, 相对高差约1.00 m;丘陵地貌相对地形起伏较大, 相对高差最大约30.00 m。本供水管线穿越区域多为无人区, 人类活动极少。

本工程前段 (水源地开始约66 km) 地形地貌为沙漠、沼泽、草原, 地层岩性多为砾砂、粉细砂和粉土;后段 (约51.7 km) 地表为盐壳, 地层岩性为碎石和盐壳。

3 输水管材选择

常用于市政的给水管材有钢筋混凝土管、球墨铸铁管、PVC-U给水管、涂塑钢管、HDPE管、钢骨架塑料复合管 (含超高分子聚乙烯复合管) 、玻璃钢管。

项目所在盐湖地区对混凝土、钢筋 (铸铁) 具有较强腐蚀性, 且钢筋混凝土管、球墨铸铁管均为承插橡胶圈接口, 不适合用于沙漠、沼泽或具有盐胀缩性和溶陷性的盐湖地区。

管道公称压力1.6 MPa以上时, 涂塑钢管的管材费与非金属管材相差不大。但是, 输水管道工程前段无成形道路, 地基承载力较低。钢制管材由于自重较大致运输困难, 且施工需敷设临时施工道路。所以, 涂塑钢管适用于工程后段。

HDPE管、钢骨架塑料复合管等PE类管材, 接口采用电热熔连接, 无渗漏, 施工方便, 耐腐蚀, 适用工作温度范围较大, 且能承受部分弹性形变。据以往在青海地区供水工程的成功经验, PE类管材较适宜在盐湖地区使用。

前段管道选材应在满足技术要求的条件下, 尽量考虑抗冲击能力较强、抗腐蚀、抗沉陷能力强、投资节省、运行安全、管理便捷、施工简单、便于运输的管材。

后段 (盐壳段) 由于承压较高, 应选择可承压1.6 MPa以上的管材, 以减小事故发生的可能性, 避免因管道事故对企业造成经济损失。

综上所述, 本项目管材拟以HDPE类管为主 (含钢骨架塑料复合管等各类满足内径、压力要求的PE材质复合管) , 管线后段地质条件较好, 可采用涂塑钢管。

4 供水方案比选

输水管道应充分利用水位高差, 结合沿线条件优先考虑重力输水。经过水力计算, 输水管道管径采用DN600。

方案一:全线采用PE类管材。管线K0+000~K11+000使用PE100管 (0.6 MPa) , K11+000~K25+000使用PE100管 (0.8 MPa) , 其余采用钢骨架PE类复合管DN600 (1.6 MPa) 。技术经济分析见表1。