管道输水灌溉工程(刘群昌)方案

1、管道输水灌溉工程管道输水灌溉工程第六讲第六讲 设计中应注意的设计中应注意的问题问题 第一讲第一讲 管道输水灌溉技术及其发展管道输水灌溉技术及其发展 所谓管道输水，是指以管道代替明渠的一种输水工程所谓管道输水，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，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、省水口所

2、需压力较低。管道输水具有节水、省时、省工、省地地 、灌水及时、增产增效、省电、便于管理和机耕等优点。、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。系统，实际上，喷灌、微灌都离不开管道输水。 u低压管道输水灌溉工程低压管道输水灌溉工程 ：由自然落差或水泵加压形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。行地面灌溉的工程。给水栓流量大，出口压力给水栓流量大，出口压力2-3m.u

3、喷灌喷灌：由自然落差或水泵加压形成的有压水流，通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。溉的工程。喷头喷头流量大于等于流量大于等于250L/h，工作压力大，工作压力大于于10m。u微灌工程微灌工程 ：由自然落差或水泵加压形成的有压水流，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。小水流形成湿润作物根部附近土壤的灌溉工程。灌灌水器水器流量小于流量小于250L/h，灌水器工作水头，灌

4、水器工作水头5-10m。低压管道输水灌溉低压管道输水灌溉与喷灌、微灌的区别与喷灌、微灌的区别 第一讲第一讲 管道输水灌溉技术及其发展管道输水灌溉技术及其发展 第一讲第一讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展输配水方式输配水方式 水泵提水水泵提水输水系统输水系统自压输水自压输水系统系统 第一讲第一讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展水水泵泵提提水水输输水水系系统统水源水位不能满足自压输水，需要利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，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方可进行灌溉。包括水泵直接

5、将水送入管道系统入管道系统 和水泵通过管道将水输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。管道系统大部分为水泵直送式。 第一讲第一讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展自自压压输输水水系系统统 利用地形自然落差所提供的水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。在渠道位置较高的工作压力。在渠道位置较高的自流灌区多采用这种形式。的自流灌区多采用这种形式。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展管管网网形形式式 树状管网树状管网

6、输水系统输水系统环状管网环状管网输水系统输水系统 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展树树状状管管网网输输水水系系统统 管网为树枝状，水流从管网为树枝状，水流从“树干树干”流向流向“树枝树枝”，即在干管、支管、分支管即在干管、支管、分支管中从上游流向末端，只有中从上游流向末端，只有分流而无汇流。分流而无汇流。 第第一一讲讲 管道输水灌溉技术及其发展管道输水灌溉技术及其发展环环状状管管网网输输水水系系统统 管网通过节点将各管道联管网通过节点将各管道联结成闭合环状网。根据给结成闭合环状网。根据给水栓位置和控制阀启闭情水栓位置和控制阀启闭情况，水流可作正逆方向流况，

7、水流可作正逆方向流动。动。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展移动式移动式固固定定方方式式固定式固定式 半固定式半固定式 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展移移动动式式 除水源外，管道及分水设备都除水源外，管道及分水设备都可移动，管道多采用薄膜塑料可移动，管道多采用薄膜塑料或维纶涂塑软管，简便易行，或维纶涂塑软管，简便易行，成本低，使用灵活，适应性强，成本低，使用灵活，适应性强，能够跨沟过路任意转弯。能够跨沟过路任意转弯。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展半半固固定定式式 管道系统的一

8、部分固定，另管道系统的一部分固定，另一部分移动。一般是干管或一部分移动。一般是干管或干、支管为固定地埋管，由干、支管为固定地埋管，由分水口联接移动软管输水入分水口联接移动软管输水入田间。田间。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展固固定定式式 管道系统中的各级管道及管道系统中的各级管道及分水设施均埋入地下，固分水设施均埋入地下，固定不动。给水栓或分水口定不动。给水栓或分水口直接分水进入田间沟、畦直接分水进入田间沟、畦 。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展水水压压力力低压管道低压管道系统系统非低压管非低压管道系统道系统 第第

9、一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展低低压压管管道道系系统统 其最大工作压力一般不超过其最大工作压力一般不超过0.4 0.4 MPaMPa，最远出口的水头一般在，最远出口的水头一般在0.20.20.3 m0.3 m，该形式对管材承，该形式对管材承内压要求不高。我国大部分平内压要求不高。我国大部分平原井灌区管道输水灌溉系统采原井灌区管道输水灌溉系统采用这种形式。用这种形式。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展非非低低压压管管道道系系统统 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

10、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。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展开敞式开敞式结结构构方方式式封闭式封闭式 半封闭式半封闭式 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展开开敞敞式式是指在上下游高差不太大的一些部位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，一式。调节井槽除具有调压作用外，一般还兼有分水、泄水功能。般还兼有分水、泄水功能。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技

11、术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展半半封封闭闭式式在输水过程中，管道系统不完全在输水过程中，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面或使用浮球阀控制阀门启闭的一种输水形式。一种输水形式。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展封封闭闭式式水流在全封闭的管道中从上游管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。中管道系统不出现自由水面。（1 1）节水）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

12、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 2）输水快和省时、省力）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。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展（3 3）减少土渠占地）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 4）节能）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

13、用率所减少的能耗，一般可节省能耗20%一25%。（5 5）灌水及时促进增产增收）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 。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展 系系统统组组成成 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉系统的水源有井、管道输水灌溉系统的水源有井、泉、沟、渠道、塘坝、河湖和水泉、沟、渠道、

14、塘坝、河湖和水库等。库等。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展输配水管网包括各级管道、分水设施、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、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。支管、分支管等多级管道组成。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展田间灌水设施指分水口以下的田间部分，包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

15、，灌水沟长度块应进行平整，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。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、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压力管道、进口部分组成。在进水闸和沉沙池前设置拦污

16、栅，以防渠中杂物进入，管道进口还设置了拦物笼罩，再栅，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，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，在某自压管道水源情况采用较简单的进水口设施。例如，在某自压管道

17、输水灌溉工程中，由于渠道水源来自水库，杂草、泥沙含输水灌溉工程中，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。需设置进水控制闸门，从而降低了工程投资。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展 第一讲第一讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展6、国外管道输水灌溉技术发展现状及趋势、国外管道输水灌溉技术发展现状及趋势 灌溉形式灌溉形式发展中国家发展中国家发达国家发达国家世界世界面积面积比例比例面积面积比例比例面积面积

18、比例比例地面灌地面灌18025518025597%97%466284662868.6%68.6%22688322688389.5%89.5%喷灌喷灌150015000.85%0.85%125921259218.5%18.55%5.5%微灌微灌2002000.15%0.15%100010001.5%1.5%120012000.5%0.5%管道管道输水灌溉输水灌溉368536852%2%7740774011.4%11.4%11425114254.5%4.5%世界灌溉发展世界灌溉发展 第一讲第一讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展 第一讲第一讲 管道输水

19、灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展发展中国家（地区）发展中国家（地区）发达国家发达国家国家（地区）国家（地区）面积面积国家国家面积面积中国中国25002500美国美国73107310印度印度10001000法国法国200200孟加拉孟加拉1010日本日本6060（估计）（估计）非洲非洲100100澳大利亚澳大利亚4040尼泊尔尼泊尔5 5西班牙、葡萄牙西班牙、葡萄牙130130东南亚东南亚2020南美洲南美洲5050合计合计36853685合计合计77407740主要国家低压管道输水灌溉发展情况主要国家低压管道输水灌溉发展情况 1000hm2 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及

20、其发展管道输水灌溉工程技术及其发展 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展 经过十几年的进一步发展，目前世界发达国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、信家最新的研究已将计算机技术、自动控制技术、信息技术、息技术、3S（GIS、RS、GPS）等技术应用于管道）等技术应用于管道输水灌溉工程规划设计及管理，实现集信息采集输水灌溉工程规划设计及管理，实现集信息采集处理处理决策决策信息反馈信息反馈监控为一体的调度系统，监控为一体的调度系统，低压管道输水灌溉技

21、术正在朝着自动化、信息化、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。径，并向复合型材料方向发展。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展7、国内低压管道输水灌溉技术发展现状、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我国自五十年代开始尝试低压管道输水灌溉技术的开

22、发应用，进入溉技术的开发应用，进入80年代后，随着我国年代后，随着我国北方水资源供需矛盾的日益加剧和农村经济的北方水资源供需矛盾的日益加剧和农村经济的发展，经过发展，经过“七五七五”对关键技术的联合攻关，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。截至迅速推广和应用。截至2011年底，全国管道输年底，全国管道输水面积水面积1.07亿亩，占全部节水灌溉面积的亿亩，占全部节水灌溉面积的24.4%。管管灌的发展经历了飞跃、快速及稳步发展三个发展阶段。灌的发展经历了飞跃、快速及稳步发展三个发展阶段。19821982至至19861

23、986年是管灌发展的飞跃阶段，面积从年是管灌发展的飞跃阶段，面积从1919万亩发展到万亩发展到300300万亩，发万亩，发展面积翻几翻；展面积翻几翻；19871987至至19951995年是快速发展阶段，面积从年是快速发展阶段，面积从17001700万亩万亩发展到发展到40004000万亩万亩，以年均增加，以年均增加20%20%以上的速度发展；进入以上的速度发展；进入2121世纪，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，年增速保持在展阶段，年增速保持在6%6%以上，每年新增管灌面积以上，每年新增管灌面积500

24、500万亩万亩以上。以上。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展 从其发展过程来看，管道输水灌溉的发展具有以下特点：从其发展过程来看，管道输水灌溉的发展具有以下特点： （1 1）在低压管道输水灌溉面积中，移动软管部分所占比）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

25、抗旱的情况下发展起来的，其优点明显，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。定式、固定所取代。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展（2）井灌区塑料硬管所占比重大，南方地区预制管材发展）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、水泥较快。适应低压管道输水灌溉的管材主要有塑料

26、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、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。泥管等。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展喷灌面积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，

27、占41.7%管道输水面积1.07亿亩占24.4%(3)(3) 管灌是一种主要的节水灌溉措施管灌是一种主要的节水灌溉措施。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展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)(4) 在高效节水在高效节水灌溉中，灌溉中，管灌管灌占占了半壁江山。了半壁江山。管道输水面积1.07亿亩，占55% 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展（5）山东、河北、河南、山西四省低压管道输水灌）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溉发展面积占全国管灌面积的65%。这四省是

28、井灌。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。点，今后仍将是推广的主要方向。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展u 问题简单化，认为管道输水灌溉技术简单，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，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无论是规划、设计、施工及运行方面或多或少出现问题。少出现问题。u 问题复杂化，认为该项技术不如渠道输水方问题复杂化，认为该项技术不如渠道输水方便，不想应用。便，不想

29、应用。 8、 存在问题存在问题 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u标准低标准低：目前管道输水灌溉工程仍然存在标准低的问题。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，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。并对管灌的发展产生一些负面影响。u田间不配套田间不配套：管道输水灌溉

30、是一个包括输水和田间措施的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，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。使管道输水灌溉的优点未能充分发挥出来。u缺乏标准化、结构化设计缺乏标准化、结构化设计软件。软件。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展u附属设施系列化、标准化程度差附属设施系列化、标准化程度差： 管道输水灌溉工程管道输水灌溉工程所用的给水栓、控制阀、安全阀等附属设

31、施在产业化、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、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。一席之地。u渠灌区、南方河网提水灌区和丘陵区从规划设计、管材渠灌区、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，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。进行研究开发。u管道

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

33、展节水农业已成为一项重要国策，党中央、国当前，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，为一项革命性措施来抓，2011年中共中央国务院关于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。术的发展提供了政

34、策保障。9、发展前景发展前景一、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。越来越重要作用。由上由上图预测，如果保持现有的投资强度，图预测，如果保持现有的投资强度，到到20202020年低压管道输水灌溉面积将达到年低压管道输水灌溉面积将达到1.61.6亿亩。亿亩。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展 我国现有井灌面积我国现有井灌面积2.52 亿亩亿亩,约占有效灌溉面积约占有效灌溉面积的的26.8，而大多数分布在北方地区，其中仅黄

35、淮，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海平原井灌面积就占其总灌溉面积的60以上，因以上，因此井灌类型区农业是我国重要的灌溉农业类型之一。此井灌类型区农业是我国重要的灌溉农业类型之一。 截至截至2006年底，全国已配套机电井年底，全国已配套机电井426万眼，平万眼，平均每眼井控制灌溉面积均每眼井控制灌溉面积50亩。亩。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展（4 4）市场对管径小于市场对管径小于200mm200mm的塑料管材需求将稳中的塑料管材需求将稳中有升有升 目前，我国井灌区低压管道输水灌溉技术已经成熟，推目前，我国井灌区低压管

36、道输水灌溉技术已经成熟，推广面积约占井灌区总面积的广面积约占井灌区总面积的1/21/2，还有，还有1/21/2约约0.90.9亿亩适宜发亿亩适宜发展低压管道输水。另外，展低压管道输水。另外，8080年代初期大规模发展起来的数千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。标准低，需逐步改造。按亩均用管按亩均用管8 8米来算，未来需要米来算，未来需要0.4-0.4-0.6MPa0.6MPa管材约管材约1010亿米，年均需要亿米，年均需要50005000万米。万米。 第第一一讲讲 管道输水灌溉

37、工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展 喷灌年均增喷灌年均增140140万亩，其中以管道式为主，按亩万亩，其中以管道式为主，按亩均用管均用管6 6米来算，未来年需要米来算，未来年需要0.6-1.0MPa0.6-1.0MPa管材约管材约600600万米。万米。 微灌灌年均增微灌灌年均增300300万亩，地埋管道按亩均用管万亩，地埋管道按亩均用管7 7米来算，未来年需要米来算，未来年需要0.6-1.0MPa0.6-1.0MPa管材约管材约20002000万米。万米。 管径小于管径小于200mm200mm的塑料管材的塑料管材市场年市场年需求需求约约7000-80007000-8000万米。万米

38、。 另外，另外，滴灌管的需求将大量增长滴灌管的需求将大量增长 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展（5 5）急需开发适合农业灌溉用的大口径管材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，约有件分析，约有1 1亿多亩田间工程在近期灌区改造中可以以管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，应用前景都有巨大的市场，而高分子管材因其有

39、许多优势，应用前景更可观。更可观。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展 （6 6）南方发展潜力巨大南方发展潜力巨大 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。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据分析，南方适宜发展管道输水灌溉面积有2 2亿多亩。亿多亩。其中云南、广西、贵州、四川、湖南等主要在丘陵其中云南、广西、贵州、四川、湖南等主要在丘陵及

40、山区发展，上海、浙江、江苏等重点在平原区发及山区发展，上海、浙江、江苏等重点在平原区发展。展。 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展u管道输水灌溉系统的计算机仿真技术管道输水灌溉系统的计算机仿真技术u低压管道输水灌溉工程质量控制方法低压管道输水灌溉工程质量控制方法u规模化灌溉管网灌溉用水调控技术规模化灌溉管网灌溉用水调控技术u管道埋地条件下，管土相互作用机理研究管道埋地条件下，管土相互作用机理研究u地埋管道冻胀机理及防冻措施地埋管道冻胀机理及防冻措施u自动化在管道输水中的应用技术，特别是多级配水的自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

41、合调度技术；动控制和群井联合调度技术；u高标准管道输水灌溉工程建设标准研究高标准管道输水灌溉工程建设标准研究u附属设施的标准化、系列化、产业化开发附属设施的标准化、系列化、产业化开发10、研究研究方向方向 第第一一讲讲 管道输水灌溉工程技术及其发展管道输水灌溉工程技术及其发展第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划u管道输水工程规划须与当地农业区划、农业发展计划、水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。利规划及农田基本建设规划相适应。u近期需要与远景发展规划相结合。近期需要与远景发展规划相结合。u系统运行可靠。系统运行可靠。u运行管理方便。

42、运行管理方便。u综合考虑管道系统各部分之间的联系，取得最优化方案。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、管道输水工程的规划原则 12、管道输水工程的规划内容、管道输水工程的规划内容u确定适宜的引水水源和取水工程的位置、规确定适宜的引水水源和取水工程的位置、规模及形式模及形式u论证管网类型、研究管网中管道线路的走向论证管网类型、研究管网中管道线路的走向和布置和布置u拟定可供选择的管材、管件、给水栓、保护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装置、控制闸门等设施的系列范围 第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划1

43、3 13、规划步骤、规划步骤u调查收集规划前所需要的资料，并应进行核实和分析。调查收集规划前所需要的资料，并应进行核实和分析。u进行水量平衡分析，确定管道输水灌溉区规模。进行水量平衡分析，确定管道输水灌溉区规模。u实地勘测并绘制规划区平面图，在图中标明沟、渠、路、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。林及水源的位置和高程等。u确定取水工程位置、范围和形式。确定取水工程位置、范围和形式。u进行田间工程布置，确定管网形式和畦田规格。进行田间工程布置，确定管网形式和畦田规格。u根据管网类型，给水栓位置，选择适宜的管网线路，确定根据管网类型，给水栓位置，选择适宜的管

44、网线路，确定保护设施及其他附属建筑物位置，保护设施及其他附属建筑物位置，u汇总管网各级管道长度、给水栓、保护设施、连接管件及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。其他附属建筑物的数量。u选择适宜的管材、给水分水装置及保护设施。选择适宜的管材、给水分水装置及保护设施。u提供的规划成果。提供的规划成果。第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划14 14、规划所需基本资料、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，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

45、数据进行观测、试验可靠，必要时应对有关数据进行观测、试验和分析论证。和分析论证。 资料包括：地形地貌、农业气象、灌溉水资料包括：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。工程设施状况、管材管件资料、社会经济等。第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划15、为何要重视管道布置、为何要重视管道布置151m179m106m303m158m132m164m132m187m151m106m164m184.1m131.1mL1=1973mL2=1682mL1-L2=291m可节省管道长可节省管道长

46、度度14.75%第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划16、管网布置的方法、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。济指标处于较理想的数值。方案分析方法的具体步骤是：方案分析方法的具体步骤是：u综合综合分析原始资料，经过充分协商，初步选定若干个分析原始资料，经过充分协商，初步选定若干个布置方案；布置方案；u进行不同布置方案的工程量、投资、年运行费计算和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；相关节水、省工、省电、省地等效益分析计算；u分析确定优化布置方

47、案；分析确定优化布置方案；u进行典型地块布置；进行典型地块布置；u进行全区工程总体布局。进行全区工程总体布局。第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划（1）方案分析法）方案分析法16、管网布置的方法、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，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。况决定是否采用环状管网。第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的

48、规划 （2）经济布置法）经济布置法（3）管道布置优化的）管道布置优化的120规划规划 相比最小生成树法，相比最小生成树法，120规划更具优点，它可以规划更具优点，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短连接，通过增加节点，使得该节点到相邻几点(一般一般为三点或四点为三点或四点)的矢量和为的矢量和为0 ，从而实各节点之间的最，从而实各节点之间的最优化连接，确定管线布置。优化连接，确定管线布置。 17 17、管道系统布置的基本原则、管道系统布置的基本原则u井灌区的管网一般以单个井为单元进行布置。在

49、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。u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。u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。 第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划u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。u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。u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

50、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。u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。第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划u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3060 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。 第第二二讲讲 管道输水灌溉工程规划管道输水灌溉工程规划

51、 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。 第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划 18、管网布置步骤、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。分析确定管

52、网类型。 (2) 确定给水栓的适宜位置。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。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。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，列表分类统计对各级管道、管件、给水装置等，列表分类统计第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划19、管道系统布置的基本形式、管道系统布置的基本形式 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

53、类。第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划 适应条件：适应条件：机井位于机井位于地块一侧，控制面积较地块一侧，控制面积较大且地块近似成方形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）井灌区管网典型布置形式第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划 适应条件：适应条件：机井位于机井位于地块一侧，控制面积较地块一侧，控制面积较大且地块近似成方形大且地块近似成方形 。形布置 第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划 适应条件：适应条件：机井位于地块一侧，控制面积较机井位于地块一侧，控制面积较大且地块近似成方形大且地块近似成方形 。单环形布置单环形布置

54、 双环形布置双环形布置 第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划 适应条件：适应条件：机井位于地块一侧，地块呈长条形机井位于地块一侧，地块呈长条形L形形布布置置 第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划 适应条件：适应条件：机井位于地块一侧，地块呈长条形机井位于地块一侧，地块呈长条形T形布置形布置 第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划 适应条件：适应条件：机井位于地块中心，地块长宽比不大于机井位于地块中心，地块长宽比不大于2 H形布置形布置 第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划 适应条件：适应条件：机井位于地块中心，地块长宽比大于机井位于地块中心

55、，地块长宽比大于2 长一字形布置长一字形布置 第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划平坦地形，管道输水灌溉区控制面积大，并有均一坡度平坦地形，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、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。分管和引管组成。 （2）渠灌区管网典型布置形式渠灌区管网典型布置形式第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划梯田树枝状管网的布置形式：布置干管沿地形坡度走向，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，支即干管垂直等高线布置。这样干管

56、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。一条支管，各自独立由干管引水。 （3）山丘区）山丘区管网典型布置形式管网典型布置形式第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划梯田树枝状管网的布置形式梯田树枝状管网的布置形式 第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划山丘区提水渠灌区管道输水灌溉系统呈辐射树枝状管网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

57、由支管分出，并沿山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。脊线垂直等高线走向。 第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划南方南方旱作区旱作区每个灌溉泵站控制面积为每个灌溉泵站控制面积为1000亩，沟与管道相间，支沟间亩，沟与管道相间，支沟间距距250m左右，长度左右，长度600m左右；斗沟长度左右；斗沟长度250m，沟间距，沟间距100m。田块布置为。田块布置为10040m。给水栓单口灌溉面积为。给水栓单口灌溉面积为47亩，农田固定管道的亩均长度宜为亩，农田固定管道的亩均长度宜为810m/亩。亩。第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划南方南方稻

58、作区稻作区 每个灌溉泵站控制面积为每个灌溉泵站控制面积为1000亩，沟与管道相间，支沟间亩，沟与管道相间，支沟间距距250m左右，长度左右，长度600m左右；斗沟长度左右；斗沟长度250m，沟间距，沟间距60m。田块布置为田块布置为6030m。给水栓单口灌溉面积为。给水栓单口灌溉面积为24亩，农田亩，农田固定管道的亩均长度宜为固定管道的亩均长度宜为1214m/亩。亩。第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划南方南方经济作物区经济作物区 每个灌溉泵站控制面积为每个灌溉泵站控制面积为1000亩，沟与管道相间，支亩，沟与管道相间，支沟间距沟间距250m左右，长度左右，长度600m左右；斗沟

59、长度左右；斗沟长度250m，沟，沟间距间距50m。田块布置为。田块布置为5030m。给水栓单口灌溉面积为。给水栓单口灌溉面积为24亩，农田固定管道的亩均长度宜为亩，农田固定管道的亩均长度宜为1315m/亩。亩。第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划河网提水灌区管道输水灌溉系统的泵站大多位于河、沟、渠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。形式。“梳齿梳齿”式式:干管沿河（沟）干管沿河（沟）岸布置，支管垂直于干管排岸布置，支管垂直于干管排列，形成二级管网。列，形成

60、二级管网。 “鱼骨鱼骨”式式:干管垂直河（沟）干管垂直河（沟）岸，支管垂直于干管，沿河岸，支管垂直于干管，沿河沟方向布置。沟方向布置。 第第二二讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划 灌溉工作制度是指管网输配水及田间灌水的运行方式和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。时间。有续灌、轮灌和随机灌溉三种方式。 续灌方式：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。时，可采