管道灌溉工程规划设计-低压管道输水灌溉工程规划设计

项目介绍12案例解析目录

低压管道输水灌溉工程规划设计示例

一、项目介绍

一项目介绍6低压管道输水灌溉工程规划设计示例图9-16低压管道输水灌溉工程规划设计示例设计参数：灌溉设计保证率75%管道系统水的利用系数95%灌溉水利用系数0.85设计作物耗水强度5mm/d设计湿润层深0.55m。任务：进行低压管道系统的规划和设计低压管道输水灌溉工程规划设计示例

二、案例解析低压管道输水灌溉工程规划设计示例（一）灌溉工作制度低压管道输水灌溉工程规划设计示例（一）灌溉工作制度低压管道输水灌溉工程规划设计示例（二）设计流量及管径确定低压管道输水灌溉工程规划设计示例（二）设计流量及管径确定低压管道输水灌溉工程规划设计示例（三）管网系统布置低压管道输水灌溉工程规划设计示例（三）管网系统布置低压管道输水灌溉工程规划设计示例（三）管网系统布置低压管道输水灌溉工程规划设计示例（四）设计扬程计算低压管道输水灌溉工程规划设计示例图9-17（四）设计扬程计算低压管道输水灌溉工程规划设计示例（五）首部设计低压管道输水灌溉工程规划设计示例

低压管道输水灌溉工程规划原则与设计参数12管道输水灌溉规划设计的方法目录

低压管道输水灌溉系统工程规划设计

一低压管道输水灌溉系统规划原则与设计参数

1.管道输水灌溉系统规划属农田基本建设规划范畴。2．近期需要与远景发展规划相结合。3．系统运行可靠。4．运行管理方便。5．综合考虑管道系统各部分之间的联系，取得最优规划方案。管道输水工程规划设计的原则低压管道输水灌溉系统工程规划设计

1.确定适宜的引水水源和取水工程的位置、规模及形式。在井灌区应确定适宜的井位，在渠灌区则应选择适宜引水渠段。2.确定田间灌溉标准，沟畦的适宜长、宽，给水拴入畦方式及给水拴连接软管时软管的适宜长度。3.论证管网类型、确定管网中管道线路的走向与布置方案。确定线路中各控制阀门、保护装置、给水栓及附属建筑物的位置。4.拟定可供选择的管材、管件、给水栓、保护装置、控制阀门等设施的系列范围。低压管道输水灌溉系统工程规划设计

主要内容主要参数(1)灌溉设计保证率，根据当地自然条件和经济条件确定，但应不低于75%。(2)管道灌溉系统水利用系数。井灌区水利用系数不应低于0.95，渠灌区水利用系数应不低于0.90。(3)灌溉水利用系数。井灌区不低于0.80，渠灌区不低于0.70。(4)作物耗水强度。低压管道输水灌溉系统工程规划设计

低压管道输水灌溉系统工程规划设计

二低压管道输水灌溉工程规划设计方法（1）近期与中长期发展规划。（2）地形地貌。（3）水文气象。（4）土壤及其特性。（5）灌溉水源。（6）水利工程现状。（7）灌溉试验资料。(8)管材管件资料。（9）社会经济。（一）基本资料的搜集与整理低压管道输水灌溉系统工程规划设计

灌溉水源来水量根据规划区水资源评价成果，结合配套设备能力确定可供水量。已经成井灌区还应根据多年采补资料，对地下水可供水量加以复合。需水量包括生活、农业、工业及生态用水量。灌溉用水量根据作物组成、复种指数、作物需水、降水可利用量，并考虑未来可能的作物种植结构调整等计算确定。根据来水量和用水量，用典型年法进行水量供需平衡计算，确定灌溉面积。（二）水量平衡分析低压管道输水灌溉系统工程规划设计

1.管网系统布置的原则

（1）一般情况下宜采用单水源管道系统布置，采用多水源汇流管道系统应经技术经济论证。（2）管道布置应平行于沟、渠、路，应避开填方区和可能产生滑坡或受山洪威胁的地带。（3）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，通过方案比较确定。（三）管网规划布置低压管道输水灌溉系统工程规划设计

1.管网系统布置的原则

（4）管道级数应根据灌溉面积（或流量）和经济条件等因素确定。（5）应力求管道总长度短、管线平直，应减少折点和起伏。（6）田间固定管道长度宜为90—100m/hm2。（7）支管走向宜平行于作物种植方向，支管间距平原区宜在50—150m，单向灌水时取小值，双向灌水时取大值。（三）管网规划布置低压管道输水灌溉系统工程规划设计

1.管网系统布置的原则

（8）给水栓应按灌溉面积均衡布设，并根据作物种类确定布置密度。（三）管网规划布置低压管道输水灌溉系统工程规划设计

2.管网布置的步骤

（1）根据地形条件分析确定管网形式。（2）确定给水栓事宜位置。（3）按管道总长度最短布置原则，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等。（5）对各级管道、管件、给水装置等列表分类统计。（三）管网规划布置低压管道输水灌溉系统工程规划设计

情况一：给水栓在田块一侧，田块基本成方形。低压管道输水灌溉系统工程规划设计

（三）管网规划布置情况二：给水栓在田块一侧，田块长条形。低压管道输水灌溉系统工程规划设计

（三）管网规划布置情况三：给水栓在田块中部，田块基本成方形。低压管道输水灌溉系统工程规划设计

（三）管网规划布置

（四）管网水力计算1.灌溉制度需注意的问题：各个量的单位。低压管道输水灌溉系统工程规划设计

2.灌水周期需注意的问题：各个量的单位。低压管道输水灌溉系统工程规划设计

（四）管网水力计算

3.工作方法轮灌续灌低压管道输水灌溉系统工程规划设计

（四）管网水力计算

4.设计流量低压管道输水灌溉系统工程规划设计

（四）管网水力计算

5.管径确定低压管道输水灌溉系统工程规划设计

（四）管网水力计算

6.沿程水头损失计算刚性管道低压管道输水灌溉系统工程规划设计

（四）管网水力计算（四）水力计算6.沿程水头损失计算硬质塑料管移动软管仅作参考低压管道输水灌溉系统工程规划设计

（四）水力计算7.局部水头损失计算方法二：一把取沿程水头损失的5%—10%。方法一：低压管道输水灌溉系统工程规划设计

（四）水力计算8.水泵扬程的计算（1）确定管网水力计算控制点管网水力计算的控制点是指管网运行时所需最大扬程的出流点，即最不利灌水点。一般应选取离管网首端较远而地面高程较高的地点。（2）确定管网水力计算的线路管网水力计算线路是自设计控制点到管网首端的一条管线。低压管道输水灌溉系统工程规划设计

（四）水力计算8.水泵扬程的计算（3）给水栓的工作水头低压管道输水灌溉系统工程规划设计

（四）水力计算8.水泵扬程的计算（4）控制线路各节点水头损失推算低压管道输水灌溉系统工程规划设计

（四）水力计算5.水泵扬程的计算（5）管网入口设计压力的计算低压管道输水灌溉系统工程规划设计

（四）水力计算5.水泵扬程的计算（6）水泵扬程的计算低压管道输水灌溉系统工程规划设计

（四）水力计算5.水泵扬程的计算（7）水泵的选取根据以上确定的水泵扬程和系统设计流量选取水泵，并校核水泵工况点，使水泵在高效区运行。若控制面积大且各轮灌组流量与扬程差别很大时，可采用变频调节，几台水泵并联或串联，以节省运行费用。低压管道输水灌溉系统工程规划设计

系统组成：水源与取水工程部分、输水配水管网系统和田间灌水系统。低压管道输水灌溉工程组成

水源形式：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。组成一：水源与取水工程部分低压管道输水灌溉工程组成

水质要求：水质应符合农田灌溉用水标准，且不含有大量杂草、泥沙等杂物。组成一：水源与取水工程部分低压管道输水灌溉工程组成

建筑及设备要求：井灌区的取水工程应根据用水量和扬程大小，选择适宜的水泵和配套动力机，压力表及水表，并建有管理房。

自压灌区或大中型提水灌区的取水工程还应建进水闸、分水闸、拦污栅及泵房等配套建筑物。压力表水表拦污栅组成一：水源与取水工程部分低压管道输水灌溉工程组成

组成二：输配水管网系统

在面积较大灌区，管网可由干管、分干管、支管和分支管等多级管道组成。各级管道————干、支管、管道连接件分水设施————给水栓等。保护装置————排气阀、进气阀等。其他附属设施——出水口、倒虹吸、放水井等。组成部分低压管道输水灌溉工程组成组成三：田间灌水系统

田间灌水系统指出水口以下的田间部分，它仍属地面灌水，因而应采取地面节水灌溉技术，达到灌水均匀，并减少灌水定额的目的。低压管道输水灌溉工程组成

低压管道输水灌溉工程的类型及特点一管道输水灌溉的概念

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。管道压力一般不超过0.4MPa，故称为低压管道。低压管道输水灌溉工程的类型及特点

二管道输水灌溉的特点低压管道输水灌溉工程的类型及特点

（一）节水节能

节水：管道输水可以减少渗漏损失和蒸发损失，与土垄沟相比，管道输水损失可减少5%，水的利用率比土渠提高了30%～40%，比混凝土等衬砌方式节水5%～15%。

节能：减少了水的使用量，对于井灌区，意味着降低能耗。一般可节能20%～25%。低压管道输水灌溉工程的类型及特点（二）省地省工

节省占地：管道输水只占灌溉面积的0.5%。土渠输水，田间渠道用地一般占灌溉面积的1%～2%，有的多达3%～5%，低压管道占地少，从而提高了土地利用率。

节省工程量：

(1)管道输水速度快，避免了跑水漏水现象，缩短了灌水周期。（2）节省了巡渠和清淤维修用工。对比：渠道清淤低压管道输水灌溉工程的类型及特点

（三）投资少，效益高

投资少：管灌投资较低，一般每亩在100～300元。对比：而投资喷灌，每亩一般1000～2000元，滴灌每亩一般300～500元，故低压管道的亩均投资数较低。

效益高：

因低压管道基本能保证适时适量灌水，故较大程度地满足了作物的生长需求，能起到增产的作用。一般年份可增产15%，干旱年份可增产20%。低压管道输水灌溉工程的类型及特点

（四）适应性强

（1）低压管道可以越沟、爬坡和跨桥，基本不受地形的限制（相比渠道）；

（3）配上田间地面移动的软管，可解决零散地的灌溉问题。

（2）施工安装方便，便于群众掌握；低压管道输水灌溉工程的类型及特点

三管道输水系统的类型低压管道输水灌溉工程的类型及特点机压输水系统自压输水系统按压力获取方式树状管网环状管网按管网形式按可移动的程度移动式半固定式固定式低压管道输水灌溉工程的类型及特点

机压输水系统水泵直送式蓄水池式水泵直送式适用：水源低，灌区高原理：通过水泵抽水加压送水适用：水源高，灌区低但压力不够；水源低，灌区高原理：利用蓄水池的高度产生压力输送水蓄水池式蓄水池干管低压管道输水灌溉工程的类型及特点

自压输水系统自压输水系统

原理：在水源较高，可利用地形自然落差所提供的水头作为管道输水所需要的工作压力。

适用条件：在丘陵地区的自流灌区多采用这种形式。低压管道输水灌溉工程的类型及特点

机压输水系统自压输水系统按压力获取方式树状管网环状管网按管网形式按可移动的程度移动式半固定式固定式低压管道输水灌溉工程的类型及特点

树状管网环状管网1支管2支管3支管4支管从干管流向支管、分支管，只有分流而无汇流。国内以该种管网为主。管网通过节点将各管道连接成闭合的环状。保证率高，但管材用量大、投资高国外用得较多。低压管道输水灌溉工程的类型及特点

机压输水系统自压输水系统按压力获取方式树状管网环状管网按管网形式移动式半固定式按可移动的程度固定式低压管道输水灌溉工程的类型及特点

移动式

概念：除水源外，机泵和输配水管道都是可移动的，工作压力一般0.02～0.04Mpa。

适用条件：特别适合于小水源、小机组和小管径的塑料软管配套使用。

优点：其优点是一次性投资低、适应性强，常作抗旱临时应用；

缺点：缺点是软管使用寿命短，易被杂草、秸杆划破，在作物生长后期，尤其是高杆作物灌溉比较困难。低压管道输水灌溉工程的类型及特点

机泵、输配水管道，给配水装置都是固定的，水从管道系统的出水口直接分水进入田间畦、沟。工作压力一般0.04～0.1Mpa.

优点：操作方便，省工效益好。

缺点：因而管道密度大、投资高。固定式低压管道输水灌溉工程的类型及特点

半固定式

机泵固定，干（支）管和给水栓等埋于地下，移动软管输水进入田间沟、畦，它把上述两种形式优点结合在一起，是比较常用的一种形式。移动软管的工作压力一般为0.005～0.11Mpa。是较常用的形式。低压管道输水灌溉工程的类型及特点

低压管道输水灌溉系统的管材和管件12低压管道输水灌溉的管道附件低压管道输水灌溉系统的主要设备

一低压管道输水系统的管材和管件低压管道输水灌溉系统的主要设备

低压管道灌溉系统应该选择那些管材呢？

上次课我们讲到：低压管道的压力一般不超过0.4MPa。低压管道（一）认识管材低压管道输水灌溉系统的主要设备低压管道管材形式塑料管材金属管材水泥类管材——钢筋混凝土管、素混凝土管等薄膜管材——改性聚氯乙烯薄膜塑料管。硬管——如，聚氯乙烯管，聚乙烯管，聚丙烯管，双壁波纹管等，常作为固定管道使用。软管——如，改性聚乙烯薄塑料管、绵纶布管等，常用作地面移动管道。常用作固定管道——钢管、铸铁管常用作移动管道——铝合金管、薄壁光管（一）认识管材低压管道输水灌溉系统的主要设备

聚氯乙烯管(PVC)高密度聚乙烯(HDPE)聚氯乙烯双壁波纹管低密度聚乙烯管(LDPE)改性聚丙烯管(PP)低密度聚乙烯软管第一组图片低压管道输水灌溉系统的主要设备

钢管铸铁管铝合金管镀锌钢管水泥管水泥管第二组图片低压管道输水灌溉系统的主要设备

薄壁聚氯乙烯管薄膜塑料管（小白龙）维塑软管第三组图片低压管道输水灌溉系统的主要设备

（二）管材选择（1）能承受设计要求的工作压力。管材允许工作压力应为管道最大工作压力的1.4倍。且大于管道可能产生水锤时的最大压力。（2）管壁薄厚均匀，壁厚误差应不大于5%。（3）地埋管材在农机具和外荷载的作用下管材的径向变形率不得大于5%。（4）便于运输和施工，能承受一定的沉降应力。

1.管材的选择原则低压管道输水灌溉系统的主要设备（二）管材选择

（5）管材内壁光滑、糙率小，耐老化，使用寿命满足设计年限要求。

（6）管材与管材连接方便，连接处满足相应的工作压力、满足抗弯折、抗渗漏、强度、刚度及安全等方面的要求。（7）移动管道要轻便，易快速拆卸、耐碰撞、耐摩擦，具有较好的抗穿透及抗老化能力等。（8）当输送的水流有特殊要求时，还应考虑对管材的特殊要求。低压管道输水灌溉系统的主要设备（二）管材选择1.管材的选择方法管材价格施工费用使用年限管理费用考虑因素低压管道输水灌溉系统的主要设备（二）管材选择

（1）通常在经济条件较好地区，固定管道可选择价格相对较高但施工、安装方便及运行可靠、管理简单的硬PVC管；移动管可选择塑料软管。常规做法（2）在经济条件较差的地区，可选择价格低廉的管材，如固定管可选素混凝土管，水泥砂管等管材，移动软管可选择塑料软管。（3）在将来可能发展喷灌的地区，应选择承压能力较高的管材，以便今后发展喷灌时使用。低压管道输水灌溉系统的主要设备

二低压管道输水系统的管道附件低压管道输水灌溉系统的主要设备管道附件形式（作用）低压管道管道附件控制附件连接附件——三通、四通、弯头、堵头等给水装置安全装置——进（排）气阀、安全阀、调压阀、逆止阀、泄水阀等。

出水口给水栓移动式固定式～半固定式低压管道输水灌溉系统的主要设备作用：连接管件、便于输水。（一）连接附件

三通

三通四通

弯头弯头堵头低压管道输水灌溉系统的主要设备管道水流出口，不能连接地面软管（二）控制附件之给水装置

出水口给水栓管道水流出口，可以连接地面软管低压管道输水灌溉系统的主要设备（二）控制附件之给水装置

常见的给水栓低压管道输水灌溉系统的主要设备低压管道输水灌溉系统的主要设备低压管道输水灌溉系统的主要设备低压管道输水灌溉系统的主要设备低压管道输水灌溉系统的主要设备低压管道输水灌溉系统的主要设备低压管道输水灌溉系统的主要设备低压管道输水灌溉系统的主要设备低压管道输水灌溉