低壓輸水管道農(nóng)田灌溉技術(shù)要點

1、<p><b>　　低壓輸水管道</b></p><p><b>　　農(nóng)田灌溉技術(shù)要點</b></p><p><b>　?。ㄔ?行）</b></p><p><b>　　保定地區(qū)水利局</b></p><p><b>　　1998

2、年3月</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一、概述1</b></p><p>　　二、基本資料的搜集2</p><p><b>　　1、地形資料：2</b></p><p>

3、<b>　　2、氣象資料：2</b></p><p>　　3、作物的種植資料：2</p><p>　　4、作物需水量資料：2</p><p><b>　　5、土壤資料：3</b></p><p>　　6、水源和動力資料：4</p><p>　　三、管道系統(tǒng)規(guī)劃5&

4、lt;/p><p><b>　　1、規(guī)劃原則：5</b></p><p>　　2、確定灌溉流量：5</p><p>　　3、確定有效灌溉面積6</p><p><b>　　4、管網(wǎng)布置7</b></p><p><b>　　四、管徑的確定9</b>

5、</p><p>　　1、管道壓力和流速9</p><p>　　2、管徑的計算選擇方法13</p><p>　　五：管材的選擇21</p><p>　　1、硬聚氯乙烯管（PVC管）、聚乙烯硬管（PE管）、聚丙烯硬管（PP管）。22</p><p>　　2、砼或水泥土管，又有離心和擠壓成型之區(qū)別。22</

6、p><p>　　3、塑料軟管做內(nèi)襯外護(hù)圬工料管道。22</p><p>　　4、現(xiàn)場澆筑砼管。22</p><p>　　5、菱鎂土管。23</p><p>　　六、機(jī)泵的選配25</p><p>　　1、水泵的選配原則25</p><p>　　2、動力機(jī)的選配原則。26</p>

7、;<p>　　七、輔助建筑物的設(shè)計27</p><p>　　1、選用硬PVC管道，在潛水電泵或深井泵出水口處安裝一真空泵底閥，水流可直接給管道，減少了樞紐部分的閘閥，彎頭，鐵管等管件。降低工程造價，減少了水頭損失。27</p><p>　　2、選用砼管道，還要設(shè)主水池，分水池和排氣孔沉沙池等。27</p><p><b>　　八、效益分

8、析29</b></p><p>　　1、還本年限：可用下面公式計算。29</p><p>　　2、總效益系數(shù)：29</p><p><b>　　3、益本比29</b></p><p><b>　　九、管道施工30</b></p><p>　　1、管道埋設(shè)

9、深度。30</p><p>　　2、測量放線。30</p><p>　　3、基坑開挖。30</p><p>　　4、管道鋪設(shè)。30</p><p>　　十、管理與運(yùn)用31</p><p>　　1、全面配套。31</p><p>　　2、組織管理。31</p><

10、p>　　3、工程管理。32</p><p>　　4、運(yùn)行管理。32</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　我國水資源匱乏，已越來越引起人們的普遍關(guān)注。緩解水資源供需矛盾的途徑是：全面節(jié)流，適當(dāng)開源，強(qiáng)化管理，加強(qiáng)保護(hù)。</p><p>　　農(nóng)業(yè)是用水大戶，有很大的節(jié)潛力。目前，農(nóng)

11、業(yè)節(jié)水的出路在于發(fā)展節(jié)水灌溉，推廣先進(jìn)的灌水技術(shù)和措施。管道輸水灌溉就是節(jié)水的基本措施之一。它具有省水、節(jié)能、省地、省工、縮短輪灌周期，受自然和人為破壞因素影響小，便于管理等多方面優(yōu)點具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。近幾年來，低壓管道在冀、魯、豫、京、津等省、市發(fā)展較快，是一項具有廣闊發(fā)展前景的節(jié)水灌溉技術(shù)。</p><p>　　管道灌溉在發(fā)展策略上要注重效益，提高質(zhì)量，全面配套，穩(wěn)步發(fā)展。目前，我區(qū)管道灌溉也和各地一樣，發(fā)

12、展很快，但是，也還存在著不重視規(guī)劃設(shè)計或管網(wǎng)布局欠合理，管徑、管材未經(jīng)選擇等問題。該技術(shù)要點就是針對這些問題而編寫的。供各縣、市水利技術(shù)人員和區(qū)、鄉(xiāng)水利員參考。目的是使管道輸水灌溉逐步向正規(guī)化、規(guī)范化發(fā)展。</p><p>　　由于水平有限，錯誤之處難免，望各縣在實踐中修正、補(bǔ)充和完善。</p><p><b>　　編者</b></p><p>

13、;<b>　　概述</b></p><p>　　管道輸水灌溉是利用管道系統(tǒng)把水送到田間的灌溉方法。用管道輸水代替明渠輸水，可心減少輸水損失。管道輸水灌溉系統(tǒng)包括引水管道輸水系統(tǒng)和田間管道輸水系統(tǒng)。完善的引水管道輸水系統(tǒng)包括取水結(jié)構(gòu)，輸水干管（地下或地面），分水結(jié)構(gòu)、配水管道（地下或地面）、放水口等部分。水從引水管道輸水系統(tǒng)的放水口進(jìn)入田間管道輸水系統(tǒng)，可以地下浸潤灌溉（滲灌）、噴灌或低壓管道

14、灌溉三種灌水法進(jìn)行灌溉。</p><p>　　田間輸水管道為帶有縫隙或微孔的地下埋管，使水分從管子的縫隙或微孔滲出，借毛細(xì)管作用濕潤土壤的灌溉方法稱為地下浸潤灌溉。田間輸水管道為能承受較高壓力的輸水管，將噴頭直接裝在田間輸水支管上進(jìn)行噴灑灌溉，稱為噴灌。通過田間輸水暗管或地面移動管和閘管系統(tǒng)將水送到灌水溝或畦田進(jìn)行地面灌溉稱為低壓管道輸水灌溉。利用管道輸水灌溉系統(tǒng)，可以消除蒸發(fā)損失和滲漏損失，灌溉水利用系數(shù)可以提

15、高到90%以上。與不防滲的渠道系統(tǒng)相比，可以節(jié)約灌溉用水30%以上，且還具有輸水快，土地利用率高，利于交通和機(jī)械化，自動化等優(yōu)點。管道輸水灌溉是一項值得重視的節(jié)水措施。</p><p><b>　　基本資料的搜集</b></p><p>　　灌區(qū)基本資料的搜集是搞好管道灌溉系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的必要條件和基礎(chǔ)。在進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計之前，應(yīng)搜集如下基本資料：</p>&

16、lt;p><b>　　1、地形資料：</b></p><p>　　一般應(yīng)有1/1000～1/5000 的灌區(qū)地形圖，地形較平坦的小型灌區(qū)，可以繪制草圖，標(biāo)明地面高程，機(jī)井的壟溝位置，田塊長寬距離等數(shù)據(jù)。以作為輸水管道布設(shè)、總揚(yáng)程計算、機(jī)泵安裝和建筑物高程確定等的依據(jù)。</p><p><b>　　2、氣象資料：</b></p>

17、<p>　　包括濕度、雨量、蒸發(fā)量、氣溫、地溫、凍土層等有關(guān)農(nóng)業(yè)氣象資料，以此作為計算農(nóng)作物需水量和擬定灌溉制度的依據(jù)，凍土層深度則可做為管道埋深的參考。</p><p>　　3、作物的種植資料：</p><p>　　包括作物的種類、播種面積、種植方向和澆地習(xí)慣，復(fù)種指數(shù)及各種作物的生育階段和根系活動層深度等。</p><p>　　4、作物需水量資料：&

18、lt;/p><p>　　作物田間需水量系指作物葉面蒸騰和棵間蒸發(fā)兩部分，一般通過田間試驗求得，也可參考條件相似地區(qū)的資料確定，見表1</p><p>　　表1 華北地區(qū)冬小麥各生育期需水量</p><p><b>　　5、土壤資料：</b></p><p>　　包括土壤質(zhì)地、持水能力、透水性和土壤厚度等 </p&g

19、t;<p>　?。?）土壤質(zhì)地：按我國土壤質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)，將土壤劃分為砂土、砂壤土、輕壤土、中壤土、重壤土、粘土。精確地判定土壤質(zhì)地需根據(jù)土粒分級標(biāo)準(zhǔn)在實驗室內(nèi)進(jìn)行。也可采用簡單的野外手測判定，其方法見表2</p><p>　　表2 土壤質(zhì)地野外鑒定法</p><p>　?。?）土壤容重：自然狀態(tài)下單位體積干燥土塊的重量，稱為土壤容重，通常用g/cm3(克/厘米3)表示

20、。土壤容重的大小和土壤質(zhì)地、土壤中有機(jī)質(zhì)的含量有關(guān)，最好通過實測資料來確定。如無實測資料，可參考表3</p><p>　　表3 土壤容重及田間持水率</p><p>　　（3）土壤田間持水率：系指在有良好排水條件下，不受重力影響力而保持在土壤內(nèi)的水分含量。常用占干土重量或體積的百分?jǐn)?shù)來表示，它是確定灌水時間和灌水定額的一個重要指標(biāo)。由于各地的情況不同，有條件的地方應(yīng)對灌區(qū)土壤田間持水

21、率進(jìn)行野外測定，如無實測資料可參考表3。</p><p>　　6、水源和動力資料：</p><p>　　要了解水源的水質(zhì)、含沙量、出水量和取水方式以及動力配套情況。機(jī)井灌區(qū)，要摸清水文地質(zhì)情況、地下水年內(nèi)變化規(guī)律。調(diào)查原井深，現(xiàn)井深、靜、動水位埋深、單位涌水量、配套水泵、動力機(jī)型號、性能參數(shù)、測試綜合裝置效率等。</p><p><b>　　三、管道系統(tǒng)規(guī)

22、劃</b></p><p><b>　　1、規(guī)劃原則：</b></p><p>　　發(fā)展地下管道，要堅持統(tǒng)一規(guī)劃，合理布局的原則；堅持與機(jī)井測改相結(jié)合，正確確定壓力范圍，供水泵剩余揚(yáng)程與管路輸水要求的壓力相匹配；在沒有富余揚(yáng)程時，堅持水量減少量不大于10情況下，確定管徑和最大鋪設(shè)長度；堅持優(yōu)先在井灌區(qū)、水資源貧乏、土壤滲漏嚴(yán)重、人多地少、有一定經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、干

23、部群眾積極性高的鄉(xiāng)村發(fā)展。堅持因地制宜，就地取材，講求實效，按自然規(guī)律和經(jīng)濟(jì)規(guī)律辦事。要進(jìn)行多方案比較，以節(jié)約材料和投資，并盡量使管材、管件規(guī)格化，以省施工，管理與維修。</p><p><b>　　2、確定灌溉流量：</b></p><p>　　灌溉設(shè)計流量的大小與機(jī)井控制面積、作物灌水定額及灌水周期等有關(guān)?？砂聪率接嬎悖?lt;/p><p>　

24、　Q=…………………………………(1)</p><p>　　式中——Q為設(shè)計灌溉系統(tǒng)流量（m3/h），米3/小時；</p><p>　　m ─設(shè)計灌水定額，取作物生育期最大的一次灌水量（米3/畝）；</p><p>　　A——設(shè)計灌溉面積（畝）；</p><p>　　T——灌水周期（即一次灌水延續(xù)時間）（天）；</p><

25、p>　　t ——每天灌水小時數(shù)（小時）</p><p>　　η——管道系統(tǒng)水利用系數(shù)。</p><p>　　以上參數(shù)在無當(dāng)?shù)卦囼炠Y料時，可參照表4選擇。</p><p>　　表4 小麥、蔬菜灌溉指標(biāo)</p><p>　　3、確定有效灌溉面積</p><p>　　A=……………………………………（2）&l

26、t;/p><p>　　式中：A——機(jī)井的有效控制面積（畝）；</p><p>　　Q——機(jī)井的出水量（m3/h）；</p><p>　　T——作物灌水周期（天），小麥一般為7~10天；</p><p>　　t ——機(jī)井每天澆地時間，一般取16~20小時；</p><p>　　m ——灌水定額，小麥一般取40~50米3/畝；

27、</p><p>　　η——管道系統(tǒng)水利用系數(shù)，一般取0.95~0.98，當(dāng) 輸水管道只埋設(shè)主干管時，η需乘以η田=0.9。</p><p><b>　　4、管網(wǎng)布置</b></p><p>　?。?）、布置原則：應(yīng)力求管線短，控制面積大，少占耕地，并避免彎道和起伏。為適應(yīng)機(jī)械耕作和農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的要求，管道最好采用雙向分水，或結(jié)合田間道路布置，

28、盡量做到與道路、林帶、供電等相結(jié)合，便于管理。</p><p><b>　　（2）、布置要點：</b></p><p>　?。╝）、按井控制范圍確定管道長度及支管間距。</p><p>　?。╞）、根據(jù)當(dāng)?shù)刈魑锓N植方向，確定干、支管方位走向、移動管的長度不大于100米。確保灌水方向與種植方向一致。</p><p>　?。?/p>

29、c）、按作物土壤和入畦流量確定畦長的規(guī)格尺寸及出水口位置。出水口間距30~50米為宜，可采取群井匯流，提高應(yīng)變能力。</p><p>　?。╠）、按地形坡度確定出水口分水形式，當(dāng)縱坡i＞1/2000時，采用單項出水；當(dāng)縱坡i＜1/2000時，采用雙向出水。</p><p>　?。╡）、管道走向平順，盡量減少彎頭，減少水頭損失。</p><p>　?。╢）、據(jù)最大凍土

30、厚度及作物根系活動范圍，確定管道埋深。</p><p>　?。?）、布置形式：按上述原則及要點布置管道，主要有以下五種形式。</p><p>　?。╝）、“一字”型。條田長寬比≥3時，采用。設(shè)干管一條，垂直等高線間距30~50米設(shè)一出水口。毛溝垂直于干管，灌水方向平行于作物種植方向。見圖1</p><p>　?。╞）、“梳齒”型。條田長寬比≥2時采用。設(shè)干管一條，支

31、管兩條，支管垂直于等高線，每間距30~50米設(shè)一出水口，毛溝垂直于支管，灌水方向平行于作物種植方向。見圖2</p><p>　?。╟）、“魚骨”型。2＜條田長寬比＜3時采用。設(shè)干管一條，間距100米設(shè)支管5條，支管首尾設(shè)出水口，毛溝與等高線垂直，灌水方向平行于作物種植方向。見圖3</p><p>　?。╠）、“梳齒網(wǎng)”狀，條田長寬比=1時采用。在干管上設(shè)支管支管間距50米設(shè)一出水口，毛溝平

32、行等高線，可雙向配水入畦，灌水方向平行作物種植方向。見圖4</p><p>　?。╡）、“魚骨網(wǎng)”狀，條田長寬比同梳齒網(wǎng)，布設(shè)干管垂直等高線，間距100米，支管平行等高，支管上設(shè)出水口，間距50米，毛溝垂直等高線，灌水方向平行作物種植方向。見圖5</p><p>　　上述幾種形式，當(dāng)?shù)孛嫫陆礽＜1/2000時，出水口間距可加大一倍。毛溝成雙向輸水，若新打井，井位布置在田塊中心，可縮短輸水管

33、長度和縮小管徑。</p><p>　　固定式管道一次性投資較大。在經(jīng)濟(jì)力量比較薄弱的鄉(xiāng)村還可搞半固定或移動式管道。主管道（一級）埋入地下，支管道（二級）采用小白龍移動輸水入毛溝或直接入畦澆地。如圖6、圖7。</p><p><b>　　四、管徑的確定</b></p><p>　　管徑的大小與管道流速有直接關(guān)系。管道流量一定時，如斷面小則流速大，

34、水頭損失大故管道投資少，但運(yùn)行費(fèi)大；反之，斷面大，流速小，管道投資大，但運(yùn)行費(fèi)小。只有當(dāng)管道流速在某一范圍時，管道的年折舊費(fèi)和年運(yùn)行費(fèi)之和為最小時，管徑的選擇才算合理，這時的流速稱為“經(jīng)濟(jì)流速”管徑即為經(jīng)濟(jì)流速。</p><p><b>　　1、管道壓力和流速</b></p><p>　　低壓輸水管道的壓力一般在0.2~2kgf∕cm2（公斤力/厘米2），適宜流速與管

35、徑、材料、動力等因素有關(guān)，一般控制在0.5~1.5m/s?，F(xiàn)行采用并被初步驗證的地下管道適宜流速值如表5，可供參考。</p><p>　　表5 地下管道適宜流速表 單位：m/s</p><p>　　在設(shè)計中，如采用的流速值大于表中上限值時，則需進(jìn)</p><p>　　行水錘計算，符合要求方可采用；如采用流速值小于表中下限值時，必須同時滿

36、足不淤積的要求，淤積流速一般為0.3~0.4m/s。</p><p>　　2、管徑的計算選擇方法</p><p>　?。?）根據(jù)管道設(shè)計流量和適宜流速確定管徑。計算公式：</p><p>　　A=………………………………（3）</p><p><b>　　又 A=</b></p><p>　　則

37、 D=………………………………（4）</p><p>　　式中：A——與適宜流速相應(yīng)的管道橫斷面（m2）；</p><p>　　Q——管道通過的流量（m3/s）；</p><p>　　V——適宜的流速（m/s）； </p><p>　　D——管道內(nèi)徑（m）。</p><p>　?。?）通過水頭損失計算確定管徑。即選

38、擇水頭損失在一定范圍內(nèi)的管徑。</p><p>　?。╝）噴灌技術(shù)規(guī)范（GBJ85-85）確定的計算管道沿程水頭損失通用公式：</p><p>　　hf=………………………………（5）</p><p>　　式中：hf——沿程水頭損失（米）；</p><p>　　f——摩阻系數(shù)，與摩阻損失有關(guān)；</p><p><

39、b>　　L——管長（米）；</b></p><p>　　Q——流量（米3/時）；</p><p>　　d——管內(nèi)徑（毫米）</p><p>　　m——流量指數(shù)，與摩阻損失有關(guān)；</p><p>　　b——管徑指數(shù)，與摩阻系數(shù)有關(guān)。</p><p>　　各種管材的 f、m及b值可按表6確定。</p

40、><p>　　表6 f、m及b數(shù)值表</p><p><b>　　注：n為粗糙系數(shù)。</b></p><p>　　（b）硬塑料管、軟塑管（小白龍）常用哈——威公式計算沿程水頭損失：</p><p>　　hf=1.13×109……………（6）</p><p>　　式中： D—

41、—管內(nèi)徑（毫米）</p><p>　　Q——管內(nèi)流量（米3/時）；</p><p>　　C——沿程摩擦系數(shù)，見表7。</p><p>　　表7 常用管材的沿程摩擦系數(shù)（C）值表</p><p>　　（C）用達(dá)西——韋斯巴赫公式計算沿程水頭損失：</p><p>　　hf=………………………………（7）<

42、/p><p>　　式中：hf ——管道沿程水頭損失（m）；</p><p>　　L ——管道輸水長度（m）；</p><p>　　D ——管道內(nèi)徑（m）；</p><p>　　V ——管道流速（m/s）；</p><p>　　g ——重力加速度（m/s2）；</p><p>　　λ——管道摩阻系數(shù)。

43、</p><p>　　對于塑料管，由于內(nèi)壁光滑，在使用流速范圍內(nèi)（一般V小于3米/秒），水流一般都在光滑紊流區(qū)，可近似用下式計算：</p><p>　　λ = …………………………（8）</p><p>　　式中Re——雷諾數(shù)，適用范圍3000<Re<105；圓管輸水，Re<2320（或2000）為層流；Re>2320（或2000）為紊流。在

44、實際計算中，應(yīng)考慮管道產(chǎn)品質(zhì)量、管道接頭及撓曲因素時，沿程水頭損失的影響，增加一個安全系數(shù)，取1.15λ。</p><p>　?。╠）用謝才公式計算沿程水頭損失：</p><p>　　hf=……………………………………………………（9）</p><p>　　式中：hf----沿程水頭損失（m）;</p><p>　　L---管道長度（m）;&

45、lt;/p><p>　　v---管道平均流速 (m/s)</p><p>　　R---水力半徑，對于圓管R=D/4，D為圓管內(nèi)徑（m）;</p><p>　　C---謝才系數(shù)（m1/2/s）;</p><p>　　常用曼寧公式計算C=R1/6……………………………（10）</p><p>　　n為糙率系數(shù)，與管材有關(guān)。&l

46、t;/p><p>　　把R和C值代入（9）式可得到沿程損失與流量和管徑有關(guān)的表達(dá)式：hf=10.29 …………………………… (11)</p><p>　　式中:Q---管道流量(m3/s)</p><p>　　D---管道內(nèi)徑(m);其它符號意義同上.</p><p>　　此公式在計算較粗糙的管材，如砼管、石棉水泥管和陶醉管時常用。<

47、;/p><p>　　表8 各種管材的糙率（n）表</p><p>　　注：PVC即聚氯已烯管，PE為聚已烯管。</p><p>　　采用上面幾個公式計算，百米水頭損失一般選用0.8-1.0米。</p><p>　　關(guān)于局部水頭損失，低壓輸水管道是均勻長管，可依照沿程損失的5~10%估算。由于局部水頭損失數(shù)值較小，因此，管徑

48、設(shè)計可依據(jù)沿程水頭損失計算結(jié)果選擇。</p><p>　　表9 百米管道水頭損失表</p><p>　　若實際計算局部水頭損失，可按下式：</p><p>　　h局 =∑ζ………………………………（12）</p><p>　　式中：h局——局部水頭損失（m）；</p><p>　　ζ——局部

49、損失系數(shù)；“∑”是總或和的意思；</p><p>　　V——流速（m/s）；</p><p>　　g　——重力加速度（m/s2）； g＝9.8米/秒2。</p><p>　　根據(jù)試驗資料，塑料輸水管道水流呈光滑紊流態(tài)，適宜流速為1~1.5m/s。</p><p>　　表10 PVC管不同直徑（D）不同流量（Q）下的流速表</p>

50、;<p>　　表11 低壓輸水PVC管道輸水要素表</p><p>　　表12 砼（擠壓管）水力計算表</p><p>　?。?）根據(jù)剩余揚(yáng)程選擇管徑</p><p>　　利用成井和已有配套機(jī)泵，將原有不合理渠系改造為輸水管道，在這種情況下，首先應(yīng)復(fù)核水泵有無剩余揚(yáng)程，剩余揚(yáng)程的大小是確定田間輸水管道鋪設(shè)長度和管徑的主要因素。剩余揚(yáng)程可按下

51、式計算：</p><p>　　hp=H總-h1- h2- h3……………………（13）</p><p>　　式中：hp——剩余揚(yáng)程（m）；</p><p>　　H總——指水泵標(biāo)定揚(yáng)程，系高效運(yùn)行時的總揚(yáng)程。考慮水泵運(yùn)行中應(yīng)有折損安全系數(shù)，可采?。?.75~0.95）標(biāo)定揚(yáng)程(m)；</p><p>　　h1——動水位至出水管口中心線的垂直高度

52、差（m）；</p><p>　　h2——水泵進(jìn)水管至出水管中心線段內(nèi)的水頭損失（m），通常情況下水泵進(jìn)出水管多為鐵管，硬塑料管或膠管，可按哈—威公式計算。</p><p>　　h3——水泵出水管口中心至田間末級出水管口中心高差，可按灌水深度或軟管引水所要求的水頭大小而定（m）。</p><p>　　根據(jù)剩余揚(yáng)程計算百米水頭損失（可認(rèn)為水泵剩余揚(yáng)程全部用于克服沿程水頭

53、損失）和百米水頭損失系數(shù)，再查表配適宜輸水管徑。</p><p>　　α=104………………………………（14）</p><p>　　式中：α——百米水頭損失系數(shù)；</p><p>　　hf ——百米沿程水頭損失（m）。</p><p>　　Q ——管道流量（m3/s）。</p><p>　　表13 常用管

54、徑的百米水頭損失系數(shù)α值（硬塑料管）</p><p>　?。?）用經(jīng)驗公式估算管徑：</p><p>　　（a）PVC管徑估算</p><p>　?。╥）D≥13.5 式中：D——管道內(nèi)徑（mm）；</p><p>　　Q——管道流量（m3/h）。</p><p>　　（ii）D=3.15(N.T.t)……

55、………………（15）</p><p>　　式中：D ——管道內(nèi)徑（mm）；</p><p>　　N ——管道使用年限，塑料管取20年；</p><p>　　T ——管道系統(tǒng)每年最大凈工作天數(shù)，按100天計；</p><p>　　t ——系統(tǒng)每日凈工作小時，取20小時；</p><p>　　Q ——管道流量（m3/h）。

56、</p><p>　　（b）水泥爐渣管和薄壁砼管計算公式</p><p>　　D=3.5(N.T.t)…………………………（16）</p><p>　　式中符號意義同（11）式，N值取：水泥爐渣管和砼管均取15年。</p><p><b>　　五：管材的選擇</b></p><p>　　選擇管材應(yīng)

57、首先考慮管道的工作壓力，滿足從干管首端至輸水尾端沿程水頭損失和局部水頭損失之總水頭損失。單井控制面積50~300畝，輸水管道長200~600米，水頭損失一般取百米0.5~1米，設(shè)計工作壓力1~2kgf/cm2。</p><p>　　當(dāng)前，用做低壓輸水管道的管材主要有以下八種：</p><p>　　1、硬聚氯乙烯管（PVC管）、聚乙烯硬管（PE管）、聚丙烯硬管（PP管）。</p>

58、<p>　　優(yōu)點是重量輕、運(yùn)輸方便、安裝簡便可靠，輸水防滲效果好。缺點是價格較貴。由于原料緊缺，貨源緊張，價格上漲。管材型號多為3、4、5、6時，輸水流量為30~80T/h，目前我區(qū)用的最多是再生PVC管。</p><p>　　2、砼或水泥土管，又有離心和擠壓成型之區(qū)別。</p><p>　　多為一米一節(jié)。優(yōu)點，制管口徑大，可滿足大流量輸水之要求，原材料較便宜，造價較低。缺點

59、，運(yùn)輸笨重，施工接頭多，費(fèi)工費(fèi)時，管本身密實度，易滲水。</p><p>　　3、塑料軟管做內(nèi)襯外護(hù)圬工料管道。</p><p>　　軟管做內(nèi)模防滲，污工料做外殼保護(hù)，提高了軟管使用壽命，造價低，施工簡單，易掌握，就地取材，剛?cè)嵯酀?jì)，能抵抗不均勻沉陷，是現(xiàn)階段較理想，具有一定推廣價值的管材。但使用壽命尚待時間考驗。</p><p><b>　　4、現(xiàn)場澆筑

60、砼管。</b></p><p>　　20米長橡膠帶充氣做內(nèi)模，鋼模板做內(nèi)模，裝填入砼后震搗，立時拆模前移。優(yōu)點是沒有搬運(yùn)損壞問題，接頭處理工序簡便。缺點是質(zhì)量不易保證，往往漏水又不好處理。</p><p><b>　　5、菱鎂土管。</b></p><p>　　菱鎂土，加磠水和玻璃纖維，手工或機(jī)制的一種新型防滲管材，優(yōu)點是造價比較低

61、，有發(fā)展前景。</p><p>　　管材的選擇要本著堅固，耐用，防滲抗凍輸水性能好，并盡量就地取材，成本低廉，施工簡單，為推廣的原則。要下功夫研究開發(fā)新的管材，爭取在防滲材料上有新的突破。</p><p>　　表14 硬聚氯乙烯管（PVC管）材規(guī)格表</p><p>　　注：規(guī)格尺寸為輕工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　每公斤參考價格為

62、3.0~3.3元。工作壓力為6kgf/cm2，每根長4米。</p><p>　　表15 聚乙烯（PE）軟管規(guī)格性能與參考價格表</p><p>　　注：目前國家對聚乙烯軟管尚無統(tǒng)一的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　六、機(jī)泵的選配</b></p><p><b>　　1、水泵的選配原則</

63、b></p><p>　　水泵的選配必須滿足如下要求：</p><p>　　水泵必須滿足流量和揚(yáng)程的要求；（2）要求水泵效率</p><p>　　高、能耗少，使水泵的工作點盡量在高效區(qū)內(nèi)運(yùn)行。</p><p>　　揚(yáng)程的確定可按下式計算：</p><p><b>　　H=H凈+h輸</b>&

64、lt;/p><p>　　式中：H——水泵的總揚(yáng)程（米）；</p><p>　　H凈——水泵的凈揚(yáng)程，指動水位至壓力池或出水口水面的垂直高度（米）；</p><p>　　h輸——井泵輸水管中水頭損失（米）。</p><p>　　井泵輸水管水頭損失通常按輸水管長的5-9%估算。當(dāng)管徑小于100毫米時，可按9%估算；管徑大于100毫米時，可按5%估算。

65、</p><p>　　為保證農(nóng)田供水可靠，一般所選揚(yáng)程應(yīng)加大10%。根據(jù)揚(yáng)程，參照水泵規(guī)格性能表選擇水泵型號。</p><p>　　流量則根據(jù)水泵型號中的流量參數(shù)與灌溉設(shè)計流量進(jìn)行對比，試算，直到近似相等。這樣得出的設(shè)計流量才是選定輸水管徑的依據(jù)。</p><p>　　2、動力機(jī)的選配原則。</p><p>　　水泵選好后，必須合理的選配動力

66、機(jī)，即以泵配機(jī)，防止出現(xiàn)泵小動力大的“大馬拉小車”</p><p>　　或泵大動力小的“小馬拉大車”等不合理現(xiàn)象。動力機(jī)的型號（電動機(jī)或內(nèi)燃機(jī)）應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)毓╇姾筒裼颓闆r選定，使設(shè)備功率，設(shè)備投資，運(yùn)行費(fèi)最小為好。</p><p>　　配套動力機(jī)的功率可按下式計算：</p><p>　　N配=K=（千瓦）…………………………（18）</p><p&

67、gt;　　N配= K=（馬力）…………………………（19）</p><p>　　式中：N配——動力機(jī)配套功率（千瓦或馬力）；</p><p>　　N軸——水泵傳動軸輸入功率（千瓦或馬力）；</p><p>　　r ——水的容重 （Kg/l）;</p><p>　　Q ——水泵流量 （l / s）;</p><p>

68、<b>　　η泵——水泵效率；</b></p><p>　　η傳——傳動效率（直接傳動η傳=1，皮帶間接傳動時η傳=0.95~0.98）</p><p>　　H ——凈揚(yáng)程( m) ;</p><p>　　K——大于1的安全系數(shù) ; (見表16)</p><p>　　表16 安全系數(shù)(

69、K)表</p><p>　　七、輔助建筑物的設(shè)計</p><p>　　1、選用硬PVC管道，在潛水電泵或深井泵出水口處安裝一真空泵底閥，水流可直接給管道，減少了樞紐部分的閘閥，彎頭，鐵管等管件。降低工程造價，減少了水頭損失。</p><p>　　出水口目前有用鑄鐵、鐵管焊接等材料的適宜形式。</p><p>　　2、選用砼管道，還要設(shè)主水池，

70、分水池和排氣孔沉沙池等。</p><p>　?。?）主水池。主水池的高度要適當(dāng)，過低了水的壓力小，流速慢。過高了加大提水高度，能耗增加，效率降低也不經(jīng)濟(jì)。主水池的高度要以管道最末一級出水口的水位為準(zhǔn)，按水力坡降向推算，再加0.2米的超高。主水池底部設(shè)有進(jìn)水口和蓋板式閥門，制做時要嚴(yán)格掌握質(zhì)量，關(guān)閉要嚴(yán)密。結(jié)構(gòu)形式因地制宜，可單向或雙向輸水。</p><p>　?。?）分水池。主管道向兩條支

71、管道送水時，要修建分水建筑物，包括分水池和進(jìn)出水口。</p><p>　?。?）出水口。出水口是管道與田間壟溝相聯(lián)接的建筑物。是數(shù)量多，運(yùn)用管理上的重要部位，形式又有接不接軟管和單向或雙向輸水之分。要選用造價低，操作簡便，易保護(hù)的形式。</p><p>　　（4）排氣孔。當(dāng)水從主水池進(jìn)入管道時，由于旋渦的作用，帶著一些空氣進(jìn)入管道?？諝庠诠艿赖母咛幋媪簦绊懝艿赖倪M(jìn)水能力。如管路超過300

72、米沒有出水口時，在地形較高處設(shè)排氣孔，排氣孔兼有調(diào)壓作用，可緩和突然關(guān)閉或開啟出水口時可能產(chǎn)生的水擊現(xiàn)象，也可以消除管道內(nèi)的負(fù)壓。</p><p>　?。?）沉沙池。機(jī)井水一般含沙量小，有壓管道水流流態(tài)一般為紊流，固態(tài)物質(zhì)能隨著水流沖出管口，一般可不設(shè)沉沙池。需要時也可考慮沉沙池，位置可設(shè)在管道末端，可在放凍水后沖洗管道。 </p><p><b>　　八、效益分析</b&

73、gt;</p><p>　　1、還本年限：可用下面公式計算。</p><p>　　T=………………………………（20）</p><p>　　式中：T ——還本年限</p><p>　　K ——管道工程總投資（元）</p><p>　　B ——年增收總值（元）</p><p>　　C ——年運(yùn)行費(fèi)

74、用（元）</p><p><b>　　2、總效益系數(shù)：</b></p><p>　　又稱絕對投資效益系數(shù)（或稱投資效益比），它是還本年限的倒數(shù)，即：</p><p>　　E==………………………………（21）</p><p>　　式中：E ——為總效益系數(shù)；其它符號意義同上式。</p><p>　

75、　我國對還本年限和投資效益系數(shù)沒有統(tǒng)一規(guī)定。在水利工程中一般采用還本年限5~15年，投資效益系數(shù)為0.2~0.07。</p><p><b>　　3、益本比</b></p><p>　　α=B/C ………………………………（22）</p><p>　　式中：α——益本比 ， α>1 且越大越好；</p><p>　

76、　B ——年凈效益（元）；</p><p>　　C ——年成本（元）， （硬PVC管使用20年），每年粗分灘成本）。</p><p><b>　　九、管道施工</b></p><p><b>　　1、管道埋設(shè)深度。</b></p><p>　　埋設(shè)深度要適當(dāng)，一般埋在凍土層以下，埋深0.8~1米為宜

77、。</p><p><b>　　2、測量放線。</b></p><p>　　在施工時要放出管線及標(biāo)出建筑物的位置，開挖基坑，用水準(zhǔn)儀按設(shè)計比降放線，每隔10~20米打一木樁，中心線撒上白灰做標(biāo)記。</p><p><b>　　3、基坑開挖。</b></p><p>　　基坑開挖可為矩形或梯形，寬度以

78、鋪設(shè)管道時操作方便為原則。要溝直底平，沿管道中心線上下，左右不得偏移大于±3度，基坑挖好后要測量驗收。</p><p><b>　　4、管道鋪設(shè)。</b></p><p>　　硬PVC管接口，一般用加熱對口插接。加熱方法可用噴燈，火烤，石蠟或廢機(jī)油加熱燙管，承插前涂抹粘合劑，封閉嚴(yán)密不漏水。承插長度是管徑的1.2～1.5倍。</p><p

79、>　　砼管道鋪設(shè)成敗的關(guān)鍵，是接口處理。鋪設(shè)前，應(yīng)將管端刷洗干凈，鋪設(shè)時，邊擺放管道接頭。接口方法一是接口摸盆現(xiàn)澆工藝，二是用塑料布帶或麻袋片攤一層厚2厘米的水泥沙漿，附于接縫處，將沙漿壓緊。三是用塑料油膏摻加水泥，在接口處擠緊，再用纖維布涂油膏綁緊。管口接好后，要噴灑養(yǎng)護(hù)，7天后進(jìn)行低水頭試水。檢查不漏水，即可回填。先將細(xì)土從兩側(cè)輕輕填入溝內(nèi)，填土至管頂以上2厘米左右，槽內(nèi)放水壓實，待水入滲后，再回填至槽口平，再灌水壓實，最后填

80、齊。</p><p><b>　　十、管理與運(yùn)用</b></p><p><b>　　1、全面配套。</b></p><p>　　包括管道、管件、機(jī)泵設(shè)備、田間工程以及其它措施的配套。多年的經(jīng)驗教訓(xùn)是及時抓緊田間工程配套，田間小畦灌溉是節(jié)水的重要環(huán)節(jié)。畦田尺寸的大小，影響灌水量和灌水質(zhì)量，畦田要平，長寬要程度。畦寬可按農(nóng)業(yè)

81、種植要求和機(jī)播尺寸確定，一般以1～2.5米為好。長度一般為15～30米為好，每畝15～20個畦，單寬流量控制在3～4升/秒。</p><p><b>　　2、組織管理。</b></p><p>　　工程建成后，能否正常運(yùn)用，長期發(fā)揮效益，關(guān)鍵在于管理。應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模的大小建立適當(dāng)?shù)膶９軝C(jī)構(gòu)。尤其是固定式或半固定式管道灌溉區(qū)，更要建立澆地公司，專業(yè)隊（組）等組織形式，實

82、行統(tǒng)一管理，以量或以時計征水費(fèi)。機(jī)手實行單井承包，嚴(yán)格規(guī)章制度，汲取重建設(shè)輕管理的教訓(xùn)，使管道灌溉穩(wěn)步發(fā)展。做到建一處，成一處，發(fā)揮效益一處。</p><p><b>　　3、工程管理。</b></p><p>　　要保證水源工程、機(jī)泵、輸水管道及建筑物的完好。做到配套齊全?？刂旗`活，運(yùn)用及時方便，充分發(fā)揮灌溉效益，并延長其使用年限。</p><p

83、><b>　　4、運(yùn)行管理。</b></p><p>　　對水源工程和機(jī)泵除經(jīng)常的養(yǎng)護(hù)維修外，每當(dāng)灌溉季節(jié)前后，都應(yīng)及時清淤除障或整修，使機(jī)、泵保持在最佳工作狀態(tài)。</p><p>　?。?）水泵的運(yùn)行與維修。開車前做好各項準(zhǔn)備工作，開車后運(yùn)轉(zhuǎn)期間，應(yīng)注意如下事項：</p><p>　　a.檢查各種儀表工作是否正常，特別是電流表，要防止指

84、針超過電動機(jī)的額定電流。</p><p>　　b.檢查水泵流量是否正常。</p><p>　　c.檢查水泵填料處的滴水情況是否正常，一般每分鐘滴10～30滴水。否則，應(yīng)放松或擰緊填料壓蓋螺栓。</p><p>　　d.聽機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)聲音是否正常，如果振動很大或有不正常的聲音，應(yīng)停車檢查修理。</p><p>　　e.檢查水泵和水管各部分有無漏水和

85、進(jìn)氣，吸水管路應(yīng)保證不漏氣。</p><p>　　f.檢查軸承部位的溫度高低，如燙手應(yīng)立即停車。</p><p>　　g.檢查電動機(jī)溫度上時情況，不可超過規(guī)定。</p><p>　　h.用皮帶傳動的水泵，應(yīng)注意上皮帶油。當(dāng)皮帶過松時，要拉緊，以防丟轉(zhuǎn)。</p><p>　　i.水泵故障的排除與維修，可參閱水泵產(chǎn)品使用說明和有關(guān)書籍。</

86、p><p>　　（2）柴油機(jī)運(yùn)行與維修。柴油機(jī)同水泵一樣，啟動前必須做好準(zhǔn)備工作。當(dāng)啟動并進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，為防止機(jī)器出故障，機(jī)手必須注意：</p><p>　　a.隨時注意各儀表的讀數(shù)是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。如果機(jī)油壓力突然降低，或油壓低于1公斤力/厘米2時，應(yīng)立即卸去負(fù)荷，使柴油機(jī)中速運(yùn)轉(zhuǎn)，以便繼續(xù)觀察。必要時應(yīng)停車檢查，待故障排除后方可繼續(xù)工作。</p><p>　　b

87、.經(jīng)常觀察柴油機(jī)排氣的顏色,聲音,氣味是否正常。</p><p>　　c.油門操作要平穩(wěn)，不可忽大忽小。</p><p>　　d. 檢查燃油消耗情況，不要等用完后自行停車現(xiàn)加，以免油路進(jìn)入空氣。</p><p>　　e不允許柴油機(jī)長時間超負(fù)荷工作和超速運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　f.運(yùn)行中應(yīng)盡量使負(fù)荷均勻，保持柴油機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。</p&g

88、t;<p>　　（3）管道運(yùn)行與維修。地下輸水管道灌溉，屬于有壓管道灌溉，技術(shù)要求較高，計劃性強(qiáng)。機(jī)手與看畦人員必須緊密配合，灌溉前，要將灌溉面積和配水計劃等具體落實。</p><p>　　a.防止水錘破壞管道。固定管道系統(tǒng)放水或停水時，管道中水壓力過大或有壓縮空氣，易發(fā)生爆管。應(yīng)首先打開給水栓，再開機(jī)運(yùn)行。將首端閘閥緩慢開啟，切忌閥門突然開啟或關(guān)閉，以免水錘破壞管道設(shè)備。</p>&

89、lt;p>　　b.冬季不灌溉時，應(yīng)將管道中的水全部排掉，以免凍裂管道。</p><p>　　c.管道的維修。因管材不同，維修方法也有所區(qū)別，要因材制宜。PVC管性脆，易老化，線性變化大，使用時應(yīng)注意防止撞擊和擠壓。如發(fā)現(xiàn)漏水應(yīng)立即挖開基槽檢查，若裂口或孔洞較大，需重新?lián)Q管，或采取其它辦法修補(bǔ)。</p><p>　?。?）用水管理。用水管理是整個管道灌溉管理中一項重要工作，必須認(rèn)真做好

90、。</p><p>　　a.制定先進(jìn)的用水管理規(guī)章制度，按照灌區(qū)面積和各種農(nóng)八作物的需水要求，制定科學(xué)的用水計劃，合理調(diào)配水量。管道流量50T/h以上，要同時開啟兩個或兩個以上放水口。</p><p>　　b.實行計劃用水?？茖W(xué)用水，合理輪灌，提高灌水效率，擴(kuò)大灌溉效益。改進(jìn)灌水技術(shù)，以滿足農(nóng)作物的需水要求為基準(zhǔn)，降低灌水定額，切忌大水漫灌，防止深層滲漏。</p><p

91、>　　c.提高機(jī)井裝置效率，降低能源消耗，確定合理的水費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)，由以時或畝計改為以量計征，節(jié)約用水，降低灌溉成本。</p><p><b>　　參 考 資 料</b></p><p><b>　　1、低壓管道灌溉</b></p><p>　　山東省水利廳科教處編</p><p>　　2、低壓