第五章低压管灌5-4

1、灌溉排水工程学灌溉排水工程学5-4水利与能源动力工程学院水利与能源动力工程学院徐英徐英第三节第三节 低压管道输水灌溉低压管道输水灌溉第五章 管道灌溉系统1 1、何为低压管道输水灌溉何为低压管道输水灌溉? ?适用情况如何？适用情况如何？2 2、低压管道输水灌溉有何优缺点？、低压管道输水灌溉有何优缺点？3 3、简述低压管道灌溉系统的组成？、简述低压管道灌溉系统的组成？4 4、如何布置低压管道灌溉系统？、如何布置低压管道灌溉系统？5 5、如何计算低压管灌的灌水定额和灌水周期？、如何计算低压管灌的灌水定额和灌水周期？6 6、如何计算低压管灌系统的设计流量？、如何计算低压管灌系统的设计流量？7 7、如何

2、确定低压管灌网管管径？、如何确定低压管灌网管管径？8 8、如何确定低压管灌系统的扬程？、如何确定低压管灌系统的扬程？问题：（一）何谓低压管道灌溉？（一）何谓低压管道灌溉？由低压管道输水进行由低压管道输水进行地面灌地面灌溉溉的工程。的工程。低压指一般不超过低压指一般不超过200kPa200kPa。第三节 低压管道灌溉一、低压管道灌溉概述一、低压管道灌溉概述（二）低压管道灌溉工程的优缺点1 1优点优点（1 1）节水）节水 比渠道节水比渠道节水30%30%左右左右（2 2）省地）省地 与渠灌相比节省耕地与渠灌相比节省耕地2%-4% 2%-4% （3 3）节能）节能 与喷灌、微灌比，比较节能与喷灌、微

3、灌比，比较节能（4 4）增产）增产 由于灌水及时，增产由于灌水及时，增产15%15%（5 5）省工省时）省工省时 输水快，供水及时，节少管理用工输水快，供水及时，节少管理用工（6 6）投资及运行费用低）投资及运行费用低 投资远低于喷灌和微灌投资远低于喷灌和微灌2. 2. 缺点缺点（1 1）本质上仍是地面灌溉）本质上仍是地面灌溉（2 2）单个工程控制范围较小）单个工程控制范围较小二、低压管道灌溉工程的组成与类型 1 1系统的组成系统的组成（1 1）水源与取水工程）水源与取水工程：河流、湖泊、水库、塘坝、河流、湖泊、水库、塘坝、水井及水泵、动力机、进水闸、沉淀池等水井及水泵、动力机、进水闸、沉淀池

4、等（2 2）输配水管网系统：）输配水管网系统：输水配水管网（一般由干输水配水管网（一般由干管、支管组成）、保护装置（安全阀、进排气管、支管组成）、保护装置（安全阀、进排气阀等）、阀等）、给水装置给水装置及其他附属设施等。及其他附属设施等。（3 3）田间灌水系统：）田间灌水系统：移动灌水软管移动灌水软管 毛渠或输毛渠或输水垄沟水垄沟 地面闸管系统；以及灌水沟畦等。地面闸管系统；以及灌水沟畦等。（1 1）给水栓）给水栓连接灌水软管的装置连接灌水软管的装置（2 2）出水口）出水口地下输水管道向田间沟、地下输水管道向田间沟、畦配水的装置。畦配水的装置。一般情况出水口或给水栓间一般情况出水口或给水栓间距

5、为距为50100米米每个出水口每个出水口( (包括给水栓包括给水栓) )控控制面积在制面积在49亩亩2、给水装置给水栓给水栓出水口出水口出水口出水口3、低压管灌系统的分类 固定式固定式 半固定式半固定式 移动式移动式 管渠结合式管渠结合式三、低压管灌系统的规划设计（一）收集资料（一）收集资料（二）选择管灌类型（二）选择管灌类型1 1、规划布置原则、规划布置原则 管网与排水、道路、林带等规划紧密结合，管网与排水、道路、林带等规划紧密结合，统筹安排。统筹安排。 支管支管( (田间末级地埋管道田间末级地埋管道) )走向应与作物种植方走向应与作物种植方向相适应。向相适应。 合理确定出水口间距和支管间距

6、合理确定出水口间距和支管间距 节省投资与运行管理费用。干管置于灌区中节省投资与运行管理费用。干管置于灌区中间，管线短直，管线沿高地布置。间，管线短直，管线沿高地布置。（三）管道系统的布置2 2、管网布置、管网布置（1 1）水源）水源( (机井机井) )位于田块一侧位于田块一侧 常采用常采用 “ “一一”字形、字形、“T”T”形、形、 “ “L”L”形三种形三种形式。形式。这三种形式适用于：这三种形式适用于： 井的出水量井的出水量20-40 m20-40 m3 3h h； 控制灌溉面积控制灌溉面积50-10050-100亩；亩； 田块的长宽比田块的长宽比(1 (1b)b)不大于不大于3 3。（三

7、）管道系统的布置2 2、管网布置（管渠结合式）、管网布置（管渠结合式）(2)(2)水源水源( (机井机井) )位于田块中心位于田块中心 常采用常采用“H”H”形或环形形或环形 这两种形式适用于这两种形式适用于: : l井出水量井出水量40-60 m40-60 m3 3h; h;l控制面积控制面积100-150100-150亩亩; ;l田块的长宽比田块的长宽比(1 (1b)b)2 2。l当长宽比当长宽比2 2时，采用长时，采用长“一一”字形布置字形布置. .（三）管道系统的布置2 2、管网布置（管渠结合式）、管网布置（管渠结合式）(3)(3)水源位于田块一侧水源位于田块一侧 控制面积较大成近似方

8、形地块可布置成梳控制面积较大成近似方形地块可布置成梳齿形、鱼骨形两种形式。齿形、鱼骨形两种形式。这些布置形式适用于：这些布置形式适用于：l出水量出水量6060100m3/h100m3/h，l控制面积控制面积150-300150-300亩亩h h，l田块的长宽比田块的长宽比(1 (1b)lb)l的情况。的情况。2 2、管网布置（管渠结合式）、管网布置（管渠结合式）三、低压管灌系统的规划设计（四）计算灌溉制度、灌水定额、灌水定额 m=1000H (max min)/ 水水 (mm)H计划湿润层深（）计划湿润层深（） 土壤干容重（土壤干容重（t/m3）max、min土壤适宜含水量上、下限土壤适宜含水

9、量上、下限（重量百分比）。（重量百分比）。 )(demT （四）计算灌溉制度、灌水周期、灌水周期 作物耗水最旺盛时期的平作物耗水最旺盛时期的平均需水强度均需水强度(mm/d)。TCamAQ10000（五）计算设计流量1、系统设计流量、系统设计流量a作物种植比例；作物种植比例；A设计灌溉面积，设计灌溉面积，m m2 2；灌溉水利用系数，井灌区不低于灌溉水利用系数，井灌区不低于0.80.8；T灌水周期，灌水周期，d d；C每天的灌水时数每天的灌水时数（m3/h）（五）计算设计流量2、管道设计流量（树状管网）、管道设计流量（树状管网）n该管道控制范围内同时开启的放水口个数该管道控制范围内同时开启的放

10、水口个数N全系统同时开启的放水口个数全系统同时开启的放水口个数00QNnQNQnQ注意：在井灌区，由于机井出水量的限制，一般同时工作的放水口只有12个。1、选择管材、选择管材 一般一般PVC管或混凝土管管或混凝土管2、确定管径、确定管径 按经济流速来确定，即：按经济流速来确定，即：（六）管网设计PVC管经济流速取管经济流速取11.5m/s，混凝土管采用混凝土管采用0.51.0m/s。根据计算结果和管材规格适当取整。根据计算结果和管材规格适当取整。经VQd13. 1注意：单位注意：单位 Q m3/s dm V经经m/s、确定系统扬程确定系统扬程(1)管网最大和最小工作水头管网最大和最小工作水头

11、应选择两个有代表性的参考点，其中参考点应选择两个有代表性的参考点，其中参考点2和和参考点参考点1分别产生最大和最小工作水头，分别产生最大和最小工作水头，则则： （七）选择水泵与动力22202maxjfhhZZH11101minjfhhZZH在平原井区参考点在平原井区参考点1 1和参考点和参考点2 2分别为分别为距水源最近和最远的出水口。距水源最近和最远的出水口。(2) 管网工程设计水头管网工程设计水头 （七）选择水泵与动力2minmax0HHH(3) 水泵设计扬程水泵设计扬程 0000jfdhhZZHH 根据电源供应情况，确定动力机类型（电动机或根据电源供应情况，确定动力机类型（电动机或柴油机

12、）；柴油机）； 根据所确定的设计扬程和设计流量，查水泵样本，根据所确定的设计扬程和设计流量，查水泵样本，选出合适的水泵；选出合适的水泵； 根据水泵的配套功率选择动力机型号根据水泵的配套功率选择动力机型号。2 2、确定系统流量（如上）、确定系统流量（如上）3 3、选水泵和动力机、选水泵和动力机结 束水泵设计扬程计算示意图水泵设计扬程计算示意图保护装置保护装置弯头弯头泵泵泵房泵房三通三通干管干管支管支管四通四通井井移动灌水软管移动灌水软管毛渠或输水垄沟毛渠或输水垄沟地面闸管系统地面闸管系统出水口间距出水口间距50100m50100m，单向灌取小值，双向灌取，单向灌取小值，双向灌取大值。畦宽多取大值。畦宽多取0.82.5m0.82.5m。 当田面坡度小于当田面坡度小于1/20001/2000时，可采用双向供水；时，可采用双向供水； 田面坡度较大时采用单向供水。田面坡度较大时采用单向供水。疏齿形布置示意图鱼骨形（丰字形）布置鱼骨形（丰字形）布置1、2参考点参考点1和和2出水口中心线与地面高差出水口中心线与地面高差Zo管网进水口高程管网进水口高程Z1、Z2参考点参考点1和和2的地面高程的地面高程21ffhh 、管网进口至参考点的沿程水头损失管网进口至参考点的沿程水头损失21jjhh 、管网进口至参考点的局部水头损失管网进口至参考点的局部水头损失Zo Z1或或Z2 1 1或或2 2=0.1