第五章低壓管灌5-4

1、灌溉排水工程學(xué)灌溉排水工程學(xué)5-4水利與能源動(dòng)力工程學(xué)院水利與能源動(dòng)力工程學(xué)院徐英徐英第三節(jié)第三節(jié) 低壓管道輸水灌溉低壓管道輸水灌溉第五章 管道灌溉系統(tǒng)1 1、何為低壓管道輸水灌溉何為低壓管道輸水灌溉? ?適用情況如何？適用情況如何？2 2、低壓管道輸水灌溉有何優(yōu)缺點(diǎn)？、低壓管道輸水灌溉有何優(yōu)缺點(diǎn)？3 3、簡(jiǎn)述低壓管道灌溉系統(tǒng)的組成？、簡(jiǎn)述低壓管道灌溉系統(tǒng)的組成？4 4、如何布置低壓管道灌溉系統(tǒng)？、如何布置低壓管道灌溉系統(tǒng)？5 5、如何計(jì)算低壓管灌的灌水定額和灌水周期？、如何計(jì)算低壓管灌的灌水定額和灌水周期？6 6、如何計(jì)算低壓管灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量？、如何計(jì)算低壓管灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量？7 7、如何

2、確定低壓管灌網(wǎng)管管徑？、如何確定低壓管灌網(wǎng)管管徑？8 8、如何確定低壓管灌系統(tǒng)的揚(yáng)程？、如何確定低壓管灌系統(tǒng)的揚(yáng)程？問(wèn)題：（一）何謂低壓管道灌溉？（一）何謂低壓管道灌溉？由低壓管道輸水進(jìn)行由低壓管道輸水進(jìn)行地面灌地面灌溉溉的工程。的工程。低壓指一般不超過(guò)低壓指一般不超過(guò)200kPa200kPa。第三節(jié) 低壓管道灌溉一、低壓管道灌溉概述一、低壓管道灌溉概述（二）低壓管道灌溉工程的優(yōu)缺點(diǎn)1 1優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)（1 1）節(jié)水）節(jié)水 比渠道節(jié)水比渠道節(jié)水30%30%左右左右（2 2）省地）省地 與渠灌相比節(jié)省耕地與渠灌相比節(jié)省耕地2%-4% 2%-4% （3 3）節(jié)能）節(jié)能 與噴灌、微灌比，比較節(jié)能與噴灌、微

3、灌比，比較節(jié)能（4 4）增產(chǎn)）增產(chǎn) 由于灌水及時(shí)，增產(chǎn)由于灌水及時(shí)，增產(chǎn)15%15%（5 5）省工省時(shí)）省工省時(shí) 輸水快，供水及時(shí)，節(jié)少管理用工輸水快，供水及時(shí)，節(jié)少管理用工（6 6）投資及運(yùn)行費(fèi)用低）投資及運(yùn)行費(fèi)用低 投資遠(yuǎn)低于噴灌和微灌投資遠(yuǎn)低于噴灌和微灌2. 2. 缺點(diǎn)缺點(diǎn)（1 1）本質(zhì)上仍是地面灌溉）本質(zhì)上仍是地面灌溉（2 2）單個(gè)工程控制范圍較?。﹩蝹€(gè)工程控制范圍較小二、低壓管道灌溉工程的組成與類型 1 1系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成（1 1）水源與取水工程）水源與取水工程：河流、湖泊、水庫(kù)、塘壩、河流、湖泊、水庫(kù)、塘壩、水井及水泵、動(dòng)力機(jī)、進(jìn)水閘、沉淀池等水井及水泵、動(dòng)力機(jī)、進(jìn)水閘、沉淀池

4、等（2 2）輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)：）輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)：輸水配水管網(wǎng)（一般由干輸水配水管網(wǎng)（一般由干管、支管組成）、保護(hù)裝置（安全閥、進(jìn)排氣管、支管組成）、保護(hù)裝置（安全閥、進(jìn)排氣閥等）、閥等）、給水裝置給水裝置及其他附屬設(shè)施等。及其他附屬設(shè)施等。（3 3）田間灌水系統(tǒng)：）田間灌水系統(tǒng)：移動(dòng)灌水軟管移動(dòng)灌水軟管 毛渠或輸毛渠或輸水壟溝水壟溝 地面閘管系統(tǒng)；以及灌水溝畦等。地面閘管系統(tǒng)；以及灌水溝畦等。（1 1）給水栓）給水栓連接灌水軟管的裝置連接灌水軟管的裝置（2 2）出水口）出水口地下輸水管道向田間溝、地下輸水管道向田間溝、畦配水的裝置。畦配水的裝置。一般情況出水口或給水栓間一般情況出水口或給水栓間距

5、為距為50100米米每個(gè)出水口每個(gè)出水口( (包括給水栓包括給水栓) )控控制面積在制面積在49畝畝2、給水裝置給水栓給水栓出水口出水口出水口出水口3、低壓管灌系統(tǒng)的分類 固定式固定式 半固定式半固定式 移動(dòng)式移動(dòng)式 管渠結(jié)合式管渠結(jié)合式三、低壓管灌系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)（一）收集資料（一）收集資料（二）選擇管灌類型（二）選擇管灌類型1 1、規(guī)劃布置原則、規(guī)劃布置原則 管網(wǎng)與排水、道路、林帶等規(guī)劃緊密結(jié)合，管網(wǎng)與排水、道路、林帶等規(guī)劃緊密結(jié)合，統(tǒng)籌安排。統(tǒng)籌安排。 支管支管( (田間末級(jí)地埋管道田間末級(jí)地埋管道) )走向應(yīng)與作物種植方走向應(yīng)與作物種植方向相適應(yīng)。向相適應(yīng)。 合理確定出水口間距和支管間距

6、合理確定出水口間距和支管間距 節(jié)省投資與運(yùn)行管理費(fèi)用。干管置于灌區(qū)中節(jié)省投資與運(yùn)行管理費(fèi)用。干管置于灌區(qū)中間，管線短直，管線沿高地布置。間，管線短直，管線沿高地布置。（三）管道系統(tǒng)的布置2 2、管網(wǎng)布置、管網(wǎng)布置（1 1）水源）水源( (機(jī)井機(jī)井) )位于田塊一側(cè)位于田塊一側(cè) 常采用常采用 “ “一一”字形、字形、“T”T”形、形、 “ “L”L”形三種形三種形式。形式。這三種形式適用于：這三種形式適用于： 井的出水量井的出水量20-40 m20-40 m3 3h h； 控制灌溉面積控制灌溉面積50-10050-100畝；畝； 田塊的長(zhǎng)寬比田塊的長(zhǎng)寬比(1 (1b)b)不大于不大于3 3。（三

7、）管道系統(tǒng)的布置2 2、管網(wǎng)布置（管渠結(jié)合式）、管網(wǎng)布置（管渠結(jié)合式）(2)(2)水源水源( (機(jī)井機(jī)井) )位于田塊中心位于田塊中心 常采用常采用“H”H”形或環(huán)形形或環(huán)形 這兩種形式適用于這兩種形式適用于: : l井出水量井出水量40-60 m40-60 m3 3h; h;l控制面積控制面積100-150100-150畝畝; ;l田塊的長(zhǎng)寬比田塊的長(zhǎng)寬比(1 (1b)b)2 2。l當(dāng)長(zhǎng)寬比當(dāng)長(zhǎng)寬比2 2時(shí)，采用長(zhǎng)時(shí)，采用長(zhǎng)“一一”字形布置字形布置. .（三）管道系統(tǒng)的布置2 2、管網(wǎng)布置（管渠結(jié)合式）、管網(wǎng)布置（管渠結(jié)合式）(3)(3)水源位于田塊一側(cè)水源位于田塊一側(cè) 控制面積較大成近似方

8、形地塊可布置成梳控制面積較大成近似方形地塊可布置成梳齒形、魚骨形兩種形式。齒形、魚骨形兩種形式。這些布置形式適用于：這些布置形式適用于：l出水量出水量6060100m3/h100m3/h，l控制面積控制面積150-300150-300畝畝h h，l田塊的長(zhǎng)寬比田塊的長(zhǎng)寬比(1 (1b)lb)l的情況。的情況。2 2、管網(wǎng)布置（管渠結(jié)合式）、管網(wǎng)布置（管渠結(jié)合式）三、低壓管灌系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)（四）計(jì)算灌溉制度、灌水定額、灌水定額 m=1000H (max min)/ 水水 (mm)H計(jì)劃濕潤(rùn)層深（）計(jì)劃濕潤(rùn)層深（） 土壤干容重（土壤干容重（t/m3）max、min土壤適宜含水量上、下限土壤適宜含水

9、量上、下限（重量百分比）。（重量百分比）。 )(demT （四）計(jì)算灌溉制度、灌水周期、灌水周期 作物耗水最旺盛時(shí)期的平作物耗水最旺盛時(shí)期的平均需水強(qiáng)度均需水強(qiáng)度(mm/d)。TCamAQ10000（五）計(jì)算設(shè)計(jì)流量1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量、系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量a作物種植比例；作物種植比例；A設(shè)計(jì)灌溉面積，設(shè)計(jì)灌溉面積，m m2 2；灌溉水利用系數(shù)，井灌區(qū)不低于灌溉水利用系數(shù)，井灌區(qū)不低于0.80.8；T灌水周期，灌水周期，d d；C每天的灌水時(shí)數(shù)每天的灌水時(shí)數(shù)（m3/h）（五）計(jì)算設(shè)計(jì)流量2、管道設(shè)計(jì)流量（樹狀管網(wǎng)）、管道設(shè)計(jì)流量（樹狀管網(wǎng)）n該管道控制范圍內(nèi)同時(shí)開啟的放水口個(gè)數(shù)該管道控制范圍內(nèi)同時(shí)開啟的放

10、水口個(gè)數(shù)N全系統(tǒng)同時(shí)開啟的放水口個(gè)數(shù)全系統(tǒng)同時(shí)開啟的放水口個(gè)數(shù)00QNnQNQnQ注意：在井灌區(qū)，由于機(jī)井出水量的限制，一般同時(shí)工作的放水口只有12個(gè)。1、選擇管材、選擇管材 一般一般PVC管或混凝土管管或混凝土管2、確定管徑、確定管徑 按經(jīng)濟(jì)流速來(lái)確定，即：按經(jīng)濟(jì)流速來(lái)確定，即：（六）管網(wǎng)設(shè)計(jì)PVC管經(jīng)濟(jì)流速取管經(jīng)濟(jì)流速取11.5m/s，混凝土管采用混凝土管采用0.51.0m/s。根據(jù)計(jì)算結(jié)果和管材規(guī)格適當(dāng)取整。根據(jù)計(jì)算結(jié)果和管材規(guī)格適當(dāng)取整。經(jīng)VQd13. 1注意：?jiǎn)挝蛔⒁猓簡(jiǎn)挝?Q m3/s dm V經(jīng)經(jīng)m/s、確定系統(tǒng)揚(yáng)程確定系統(tǒng)揚(yáng)程(1)管網(wǎng)最大和最小工作水頭管網(wǎng)最大和最小工作水頭

11、應(yīng)選擇兩個(gè)有代表性的參考點(diǎn)，其中參考點(diǎn)應(yīng)選擇兩個(gè)有代表性的參考點(diǎn)，其中參考點(diǎn)2和和參考點(diǎn)參考點(diǎn)1分別產(chǎn)生最大和最小工作水頭，分別產(chǎn)生最大和最小工作水頭，則則： （七）選擇水泵與動(dòng)力22202maxjfhhZZH11101minjfhhZZH在平原井區(qū)參考點(diǎn)在平原井區(qū)參考點(diǎn)1 1和參考點(diǎn)和參考點(diǎn)2 2分別為分別為距水源最近和最遠(yuǎn)的出水口。距水源最近和最遠(yuǎn)的出水口。(2) 管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)水頭管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)水頭 （七）選擇水泵與動(dòng)力2minmax0HHH(3) 水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程 0000jfdhhZZHH 根據(jù)電源供應(yīng)情況，確定動(dòng)力機(jī)類型（電動(dòng)機(jī)或根據(jù)電源供應(yīng)情況，確定動(dòng)力機(jī)類型（電動(dòng)機(jī)或柴油機(jī)

12、）；柴油機(jī)）； 根據(jù)所確定的設(shè)計(jì)揚(yáng)程和設(shè)計(jì)流量，查水泵樣本，根據(jù)所確定的設(shè)計(jì)揚(yáng)程和設(shè)計(jì)流量，查水泵樣本，選出合適的水泵；選出合適的水泵； 根據(jù)水泵的配套功率選擇動(dòng)力機(jī)型號(hào)根據(jù)水泵的配套功率選擇動(dòng)力機(jī)型號(hào)。2 2、確定系統(tǒng)流量（如上）、確定系統(tǒng)流量（如上）3 3、選水泵和動(dòng)力機(jī)、選水泵和動(dòng)力機(jī)結(jié) 束水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程計(jì)算示意圖水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程計(jì)算示意圖保護(hù)裝置保護(hù)裝置彎頭彎頭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動(dòng)灌水軟管移動(dòng)灌水軟管毛渠或輸水壟溝毛渠或輸水壟溝地面閘管系統(tǒng)地面閘管系統(tǒng)出水口間距出水口間距50100m50100m，單向灌取小值，雙向灌取，單向灌取小值，雙向灌取大值。畦寬多取大值。畦寬多取0.82.5m0.82.5m。 當(dāng)田面坡度小于當(dāng)田面坡度小于1/20001/2000時(shí)，可采用雙向供水；時(shí)，可采用雙向供水； 田面坡度較大時(shí)采用單向供水。田面坡度較大時(shí)采用單向供水。疏齒形布置示意圖魚骨形（豐字形）布置魚骨形（豐字形）布置1、2參考點(diǎn)參考點(diǎn)1和和2出水口中心線與地面高差出水口中心線與地面高差Zo管網(wǎng)進(jìn)水口高程管網(wǎng)進(jìn)水口高程Z1、Z2參考點(diǎn)參考點(diǎn)1和和2的地面高程的地面高程21ffhh 、管網(wǎng)進(jìn)口至參考點(diǎn)的沿程水頭損失管網(wǎng)進(jìn)口至參考點(diǎn)的沿程水頭損失21jjhh 、管網(wǎng)進(jìn)口至參考點(diǎn)的局部水頭損失管網(wǎng)進(jìn)口至參考點(diǎn)的局部水頭損失Zo Z1或或Z2 1 1或或2 2=0.1