管道灌溉（精选九篇）
管道灌溉 篇1
1 输水模式的选择
泸县总耕地面积44722hm2, 有效灌溉面积28714hm2, 其中近17342m2耕采取提灌方式。因明渠建设线路选择受地形制约大、工程投资高、施工难度较大, 泸县在部份提灌渠中使用混凝土管替代明渠输水, 但混凝土管碎性大、易破损, 不易运输、安装;2005年PE管作为供水管道开始在泸县应用, 在使用中发现PE管重量轻、安装方便、受地形地势制约小, 可替代混凝土管应用于农业灌溉, 经逐年模索, 从2009年起PE管在小农水重点县建设中开始大量使用, 截止目前, 泸县已建成PE输水管道1093 km, 新增和恢复灌面5496hm2, 改善灌面3088hm2。
2 PE管道输水的优势
与传统采用的浆砌条石渠道相比, PE管材具有受地形地势制约小、节水效果明显、投资节约、占地少、施工简便、建设进度快、便于维护等优点。
2.1 受地形地势制约小
PE输水管材适用于低压供水或小型泵站等流量较小以及渠线跨沟谷、高差大的倒虹管输水, 工程建设受地形、地貌影响较小, 在小流量末级渠道建设中在泸县得到广泛运用, 特别是在小型泵站输水渠系建设时, 利用泵站提水直接将水输送到渠道末端, 从而在规划渠线时可选就近线路, 不受高程和地形地貌的限制, 随高就高、随低就低, 根据灌面分布情况, 先布主线, 后布分支, 统一规划, 沿高处布置管道, 可根据需要灵活布置分水口, 并可直接延伸管道至指定田块。
2.2 节水效果明显
PE管内壁光滑, 糙率低, 输水能力强, 不易产生漏水和沿程水量损失, 渠系水利用系数高, 一般PE管渠系水利用系数为0.95, 而明渠的渠系水利用系数在0.80左右, 大大的节约了水资源。
2.2.1 渠道设计流量计算
有关参数选用:灌水定额;灌水周期T=20d;灌溉水利用系数PE管渠。
砌石明渠
设计流量计算公式选用:设计流量式中:A为渠道控灌面积;t为渠道日运行时间t=20×3600=72000 (s) 。
计算结果:计算及结果见下表
当灌溉渠道按上表选定灌面A、流量Q能够满足控灌面积要求。
2.2.2 PE管道设计计算
公式选用:单位管长水头损失:i=0.000915Q1.774/d4.774 (m/m)
式中Q为管道设计流量 (m3/s) , d为管道内径 (m) , 选用常用的压力等级1MPa、100级PE管进行比较。
计算结果:计算及结果见下表
当输水管道为低压水流时按上表选定管内径d、允许水头损失i、流量Q能够满足设计流量要求。一般主管设计为Φ200至Φ250PE输水管道, 支管设计为Φ160PE输水管道。
2.2.3 传统常用砌石明渠设计计算
计算公式选用:设计流量
式中:过水断面面积谢才系数;水力半径R=A/X (m) ;湿周X=b+2h (m) ;
边墙超高△H=0.3 (m)
有关参数选用:渠道比降i=1/1000;渠道糙率n=0.02
计算结果:计算及结果见下表
当砌石明渠在底坡i=1/1000、糙率n=0.02时按上表选定渠道净宽b、水深h及边墙高H、边墙厚t、渠基底宽B、流量Q能够满足渠道设计流量要求。
在节约水量方面:以灌溉面积53.36hm2提灌渠道为例相比较, 浆砌条石砌筑石渠输水灌溉水利用系数为ηG=η管η田=0.75×0.95=0.71;PE管道输水灌溉水利用系数为ηG=η管η田=0.95×0.95=0.90;泸县设计水平年 (p=75%) 田土综合净灌溉用水定额为229m3/667m2, 毛灌溉用水定额用m毛=m净/ηz式计算, 经分析计算浆砌条石砌筑石渠毛灌溉用水定额为322m3/667m2, PE输水管道毛灌溉用水定额为254m3/667m2, PE输水管道比浆砌条石砌筑石渠可节约用水68m3/667m2;灌溉面积53.36hm2可节约用水5.44万m3。泸县PE管道输水灌溉面积已达18369hm2, 在p=75%设计水平年节约灌溉用水1873万m3。
2.3 投资节约、占地少
泸县属浅丘地形, 一般高差在50m以内, 选用100型1.0MPa PE管材即基本满足要求, 在流量条件满足的情况下充分利用PE管灌, 与浆砌条石渠道相比, PE管道基本不受地形、地貌影响, 渠线短、直, 能大量减少工程量, 单位造价低, 从而大幅降低了工程投资。
从经济效益方面:截止目前我县共使用PE管道1093km, 使用最多的直径为直径200mm、压力等级为1.0MPa的100型PE管材, 按150元/m计算, 计16395万元, 如采用0.6×0.6的浆砌条石砌筑, 以230元/m计算, 需投资25139万元, 节约投资8744万元。
从节约用地方面:以灌溉面积53.36hm2提灌渠道为例相比较, 建浆砌条石砌筑石渠流量为0.06m3/s, 断面为0.4×0.6m, 浆砌条石砌筑石渠平均占地为1200m2/km;相近流量的DN200PE管渠占地平均为24m2/km (主要是阀门井占地) , 为石渠占地的2%;灌溉面积53.36hm2需建提灌渠道8000m, 建石渠共计占地9600m2, 占灌溉面积的1.8%;PE管渠共计占地192m2, 占灌溉面积的0.036%, 即利用管灌可节约耕地面积9413m2, 节约耕地面积占灌溉面积的1.76%。泸县使用管道灌溉长度1093km, 建相同长度的石渠共需占地131万m2, PE管渠共计占地2.64万m2, 利用管灌可节约耕地面积128.36hm2。
2.4 施工简便、建设进度快
PE管道比浆砌条石渠道施工方面, 它容易搬运和安装。管道的安装采用电热熔方式连接, 只要1名通过简单培训的技术人员、2名普工就能操作, 施工安装十分简便, 每天可安装管道120m, 而浆砌条石明渠3名工人每天最多可砌筑5m。运输和2次转运方面, PE管材运输更加便利, 一般5m的管材只需2人一次性可以抬走, 而5m的浆砌条石渠道材料则需独轮车10来次转运。主要施工流程:管沟的开挖-管道连接-管道敷设-附件安装-管道试验-管道回填。
2.5 便于建后管护
明渠起淤、维护工作量大, 利用管渠输水, 可在低洼处设置排污闸, 采用排污闸定期排除管道泥沙, 放水闸阀采用防盗闸阀, 须专用工具才能开启闸阀, 灌溉管理工作可有序开展。
3 PE管道的缺点
PE管道应有足够埋深;管道堵塞不易排查;目前生产的PE管道压力等级最高为1.6Mpa, 高差太大的地区使用会频繁减压、增压, 投资增大;PE管道的经济流速为0.8~1.3m/s, 水头损失3~5m/km, 水头损失大, 在平坝地区使用时要设置加压站, 增加投资和运行费;公称直径为315mm的PE管与过水流量相等的球墨铸铁管每米造价相当, 因此大流量输水管道材料的选择应从运输条件、地形条件、压力等级等方面进行综合比较。
参考文献
[1]《节水灌溉技术规范》 (GB/T50363-2006) [S].
[2]《四川省用水定额 (修订稿) 》 (川水发[2010]4号) [S].
[3]《农田排水工程技术规范》 (SLT4-1999) [S].
[4]《农田低压管道输水灌溉工程技术规范》 (GB/T20203-2006) [S].
农田水利工程管道灌溉研究论文 篇2
摘要：我国的水资源一直以来十分匮乏，但我国的农业灌溉又需要大量水资源，基于两者之间的矛盾，管道输水灌溉技术应运而生，其中，低压管道灌溉成为主要的农业灌溉方式。笔者在文中重点分析小型农田水利工程中有效应用低压管道灌溉的相关内容。
关键词：低压管道灌溉；小型农田水利工程；水资源
与传统的水浇地灌溉相比，低压管道灌溉能够有效减少对水资源的浪费，并且能够减少人力、物力的浪费。究其工作原理，利用机泵和管道系统的结合，形成低气压，然后将水资源引入田地，在田地中设置放水口，同时，在防水口下挖出一些流水沟，最后，将水管插入流水沟，实现水资源的输送，达到灌溉的目的。
1农田灌溉低压管道的组成
可以通过低压管道输送的水源众多，包括水井水源、水库水源，以及水沟荷塘的水源等，这些水源均符合农业用水对水质的.要求。水泵：水源位水位低于水平面八米之内时，则需要是一个离心泵，这是由于离心泵具有扬程高，并且吸水量小的特征，而潜水电泵的动力与离心泵相比，其动力更强，适用于从深度较大的井中吸水，因此，在水泵需要将水资源从八米以下的位置将水资源吸出时，可使用潜水电泵。电动机及动力设备：电动机顾名思义，需要电方可工作，因此，想要使用电动机提供动力，首先要考虑到当地是否可以为其提供充沛的电力。与此同时，在购买电动机之前，要充分了解电动机的型号、功率，以及工作时需要的电压、还有转速等，最重要的是要了解该电动机和水泵的连接方式，考虑是否符合需求。根据实践经验，笔者建议购买国家认定的、具有节能特性的发电机和水泵一体化的产品，或是原机套装产品。输水管网：材料主要由混凝土管以及塑料管，管与管件搭配，形成完整的环状网，或者是像树枝形状的网。PVC塑料管道：该管道一般用于地埋管道，通常由专业的加工厂进行批量生产，单节长度为四米到六米，可以根据实际需要进行增减，性能稳定，抗腐蚀，优势明显，其内壁光滑，重量轻，搬运方便，安装使用便捷，管道寿命在，且国家对该管道制定了统一的标准，为其推广提供了基础。塑料软管：该软管可以两种，第一种是由白颜色的塑料通过吹塑制作而成的薄膜塑料软管，第二种是维纶涂塑料管，这种软管不仅可以进行低压输水，还可以与移动式喷灌机进行配套使用。给水栓：给水栓的作用是为地面管道提供压力水源，给水栓的工作原理是机械升降，转动螺旋杆时，若将其提起，则水源流出，当下压时，水源停止流出，通过此方法控制水量[1]。
2低压管道灌溉方式的设置
为使低压管道灌溉方式能够适应不同的情况，提高灵活性，可以在密封导管中安置闸阀，建议两个闸阀的距离为四十米，闸阀的功能是实现两个相邻的导管之间的连接，在进行农田灌溉时，将软管与闸阀连接，进而开闸放水，从灌溉实践中可以得知，此种灌溉设置优势明显，有效灌溉面积大，同时，可以减少人工移动软管的次数，极大的提高农田灌溉的效率。以笔者实际工作中遇到真实案例分析，某农田使用低压管道灌溉进行灌溉，进行准备工作时，将软管放置到蓄水池的闸阀位置，通过低压进引导，将水资源引入软管，最后，利用软管，将水资源引入灌溉设备进行灌溉，这一过程中，整套灌溉设备的协调性能较高，能够实现同时对多棵进行灌溉的目标，此种做法，一方面减少了软管的移动次数，切实节约了水资源，另一方面，减少了灌溉时间，提升了灌溉效率[2]。
3低压管道灌溉技术实际应用的效益
低压管道灌溉的使用，不仅能够切实提高灌溉效率，而且能够进一步提高农田灌溉的是经济效益，提高水资源的利用率。其实际效益体现在以下三点：第一点是低压管道灌溉不易受外界条件和因素影响小，稳定性能高，科学合理的应用管道低压进行灌溉，可以保证水资源的有效利用。第二点，水在低压管道内，可以有效保护水资源不被污染，符合目前水利灌溉的环保要求和环保理念，真正的提高农田灌溉质量。第三点，在低压管道灌溉的实际应用过程中，可以实际的灌溉需求，控制灌溉用水量，调解水流速度，进而满足不同农田灌溉的需求，灵活性强，可以减少水资源的浪费。
4管道系统运行管理中应注意事项
管理工作水平对低压管道灌溉的应用质量有着重要影响，在管理过程汇中，可以具体从以下三个方面着手。一是专人管理，即立足于农田水利工程的工程量和工期，安排专人对低压管道进行管理，若工程较大，则可以是成立管理部门，明确分工，实行管理责任制。二是制定管理制度，从管理学角度出发，任何管理都需要依托具有针对性的制度，管理制度由工程内部自行制定，制度内容一般涵盖系统的运营管理，灌溉的用水管理，以及灌溉设备的检查维修制度等相关制度。三对设备进行定期检查和修护，对设备的保护重在预防，如为水井修建井台，或是井房，重视检查工作，对设备进行定期的检查，如给水栓、水泵等组件的检查，发现问题要及时进行维修处理[3]。
5结语
综上所述，低压管灌技术是我国当前农田水利工程中较为先进的技术，是促进我国节水农业向前发展的重要手段和有效措施，也是推进我国现代化的重要途径，因此，相关工作人员，要立足工作实践，对其进行深入分析和探究，为我国农业发展添砖加瓦。
【参考文献】
[1]林坚.低压管道灌溉在小型农田水利工程中的应用探析[J].珠江水运,(12):34-35.
[2]王海军.低压管道灌溉在小型农田水利工程中的应用[J].水资源开发与管理,(04):60-62.
农田管道灌溉施工技术的综述 篇3
【关键词】农田灌溉;施工技术;漏水处理
1.低压管道输水灌溉的优点
低压管道输水灌溉技术简称“ 管灌” , 是以管道代替明渠的一种灌溉方式, 灌水时仅需较低的压力, 通过管道系统, 将水直接输送田间沟畦灌溉农田。低压管道输水灌溉系统一般由水源、输配水管网系统和田间灌水系统等组成。由于水源不同, 可分为井灌区管灌和渠灌区管灌。
目前本地区发展的管灌, 绝大多数是以机井为水源的井灌区管灌系统。输配水管网系统是管灌系统的主体, 管道的投资约占整个系统投资的70％～80％, , 所用管材主要是塑料管, 其中薄壁PVC管造价低、易于安装。与土渠比, 管灌主要优点如下。
1．1节约用水
以管道代替土渠输水, 减少输水过程中渗漏和蒸发损失, 可节水45％左右, 比石砌防渗渠道节水15％左右。
1．2节能
由于提高了水的利用率, 井灌区从井中抽取水量减少, 因而减少了能耗, 一般节能25％以上。促进了水的回归和再利用, 提高了引水、输水和灌水水平。
1．3占用耕地少
利于机械耕作。管道埋在地下, 减少土渠占地, 井灌区可减少土渠占地2％左右, 土渠改为管道尤其是地埋管, 有利于机械耕作。
1．4增产增收
节约的水量可扩大灌溉面积或增加灌水次数, 改善田间灌水条件, 缩短轮灌周期,有利于适时灌溉, 及时有效地满足作物生长期, 特别是作物需水关键期的需水要求, 提高了单位水量的产值, 粮食作物一般增产10 ％～20％ 。另外, 管道代替土渠之后, 避免了跑水漏水, 也节省了管理用工。
1．5成本低, 效益高
试验表明, 在机井或提水站供水的情况下, 管道灌溉比渠道灌溉约减少能耗30％ 。由于管道输水灌溉是有压供水, 可适应各种地形, 使原来土渠难以达到的耕地实现灌溉, 从而扩大了灌溉面积。管道灌溉成本也较低。在已有机泵的条件下, 采用移动式聚乙烯软管灌溉, 投资为75～90元/hm2, 可使用2a左右, 而半固定式管道系统造价600～900元/hm2。由于扩大了灌溉面积, 增加了灌水次数,且灌水适时, 因而即使是一般干旱年份, 可增产20％左右。
1.6 适应性强, 便于推广
管道灌溉设备比较简单,技术易于掌握运用, 管理较为方便。地面软管可以越沟、爬坡、跨沟和拐彎( 硬塑料管埋在地下, 可延缓老化年限, 防止冻裂。可以说, 管道灌溉对于不同的水源、作物、土壤及流量都有较强的适应性。
鉴于管灌的优点, 更加促进了本地区管道输水这项节水工程技术的发展。
2.低压管道输水灌溉施工
2.1 基本资料的收集
收集基本资料是搞好管道系统规划设计的必要条件, 在进行规划设计以前, 应收集以下资料以下地形地貌资料、气象资料、土地资料、作物种植资料、作物需水量资料、田间土壤持水率、水源和动力配套资料等。
2．2 管道系统规划与设计
管道工程规划的任务是将水源的现有在水量、水压、水质满足用水要求的条件下, 经济安全的通过各级管道送到用水点。
规划的原则：在同样的输水效率条件下管网长度最短、水泵功率最小, 田间工程相协调, 充分利用和避免干扰现有工程, 放便施工和运行管理, 合理布设安全保护装置以及总体规划和典型地块相结合。
2．2．1确定灌溉制度, 灌溉流量
设计灌溉流量的大小与机井控制面积, 作物灌溉定额、灌水周期可按下式计算：Q=MA/Tty
式中Q一设计流量(M3/N); M一设计灌溉定额。作物发育期最大一次灌水量M3/亩; T-1灌水周期, 即一次灌水延续天数( t-每天灌溉小时数;y 一管道系数水的利用系数。
2.2.2灌水定额(mm)
m=10hr(?茁■-?茁■)/?浊 式中=m一灌水定额(mm); h一土壤计划湿润层深cm;r一计划湿润层内的土壤平均干容重g/cm■ ;?茁■?茁■一适宜土壤含水量上、下限, 分别取田间持水量的90％-60％; ?浊一喷洒水利用系数0.9 左右。
2.2.3 灌水周期(天)
T=m?浊/W 式中W一日需水量。
2.2.4 灌溉定额
M=nm(m■/亩) 式中n一作物生育期灌水次数。
2．2．5日灌水时间
由含水层渗透系数, 地下水补给快慢决定, 为了给水源工程充分的恢复水位时间和工作方便, 取t=14小时以内为宜。
2.3 供需水量平衡分析
工程灌溉设计保证率不应低于p=80％, 因此需要将水资源评价, 进行供需水量平衡分析。
2．4 系统设计水头及水泵选择
要选择满足田间最小利点的水位要求, 又要使水泵在高效区工作。
2．4．1硬塑管
管道分干管、分干管、支管、竖管, 沿程损失计算公式：Hf=fLQm/db
式中:f-- 摩阻系数与摩阻损失有关对塑料管F=0.948×105;L 一管长(m);Q一流量(m3/h) d一管内径(mm) b一管径指数;b一塑料管分别为0.948×105、1.77、4.77; 铝合金管分别为0.861×105、1.74、4.74。
2．4．2软塑管
Hf=1.13×109×LQ1.852/d4.871×C
式中L一管长(m);Q一流量(m3/h) d一管内径(mm);C一摩阻系数150。
2.4.3局部水头损失
按沿程水头损失的5％-20％ 计或hf=V2/2g?蒡g
2.4.4系统设计水头
H■=Z■-Z■+h■+?蒡h■+?蒡h■
式中Hp一系统设计水头(m);Zd一典型地面高程(m);Zs一水原最低水面高程(m);hp一典型工作压力水头（m）。
2．5 管道安全保护装置
在水泵运行中, 突然开机与关闭出水口, 将产生正负水击和真空。另外开泵时, 管道中有许多气体, 应设进、排所阀, 调压排气阀等设施。
2．6 施工组织
为确保项目实施, 工程所在单位专门成立指挥部,镇业务部门负责相关技术指导和工程质量监督。在项目建设中达到高标准设计, 高质量施工的原则, 实行建设监理制和招标投标制。选择有相应资质的设计单位和施工单位, 严格按国家的有关技术标准执行。积极采用新技术、新材料、新工艺, 依靠科技进步和加强管理, 努力创造优质工程。
建设单位要严把质量关, 健全质量管理和监督机制, 实行质量终身负责制, 确保工程质量和按期完工。
在项目实施中, 自觉接受有关单位的检查监督, 主动接受有关专家检查；项目进度、工程质量、资金管理使用、合同执行情况等, 对存在的问题立即纠正, 并追究当事人责任。节水灌溉材料设备选购要积极推行采购方式, 做到质优价廉。
2．7 低压输水管道漏水处理技术
由于冬季停灌, 工程管护措施跟不上等原因, 一些井灌区的输水管道出现了堵塞、漏水等现象。现介绍几种处理技术
2．7．1塑料管的渗漏处理
包括承插法、电熔连接法、电熔管件连接法、焊接法。其中, 焊接法在有电源的情况下, 用塑料焊枪加热将焊条与漏水缝隙熔融在一起( 无电源时, 可采用便携式焊接器, 高温火焰将塑料焊条与漏水处熔融为一体。该方法易操作, 经济实用。
2．7．2 输水管道的管护
在冬季非灌溉季节, 排空管内积水, 以防管道冻裂或管件脱节。在春季开始灌溉时, 沉淀池要常清淤( 阀门启闭要缓慢进行, 开要开足, 关要关严, 需要同时开启多处阀门时, 先开口径较小、压力较低的阀门,后开口径大、关闭阀门时, 先关高压端的大阀门, 后关低压阀门。出水口的护墩不得悬空,灌水时应先开启出水口,后启动水泵,改换出水口时, 应先开后关, 停灌是应先停泵, 后关出水口。
3.结束语
浅析水利工程低压管道灌溉技术 篇4
我国的水资源严重短缺, 农业用水占我国每年用水总量的70%左右，且浪费现象非常严重。目前我国的灌溉面积大约为5330hm2, 比起灌溉水利用系数达到0.8以上的先进国家而言, 我国灌溉水的利用系数只有0.4左右, 60%的水在输水、配水和田间灌水等环节中被浪费掉。若采用先进的节水灌溉技术, 将全国的灌区灌溉水利用系数提高0.1, 则每年可节约水400亿立方米。因此, 提高水资源的利用率, 节约用水和科学用水是解决水资源问题的核心任务。
2 管道输水灌溉的特点
管道输水是指用管道替代明渠的一种输水工程措施, 它将灌溉水由分水设施通过一定的压力输送到田间。管道输水既可由管道分水口分水进入田间沟、畦, 也可在分水口处连接软管输水进入沟、畦。管道输水灌溉具有节水、省地、省工、低能耗等特点, 成为节水灌溉技术中的常用措施。
2.1 节水
管道输水通常都采用地埋式, 故基本上消除了水的蒸发和渗漏损失。测试显示, 在轻壤土中采用管道输水灌溉, 水的利用系数为95～97%, 比土渠、混凝土渠分别提高30%和10%。此外, 用软管灌溉可顺畦埂从远到近分段浇地, 常畦短灌, 均匀灌水, 灌水定额为600立方米/公顷。管道灌溉较土渠灌溉可节约用水40%左右, 较混凝土板衬砌渠道节约用水8%, 较石砌防渗渠道节约用水16%左右。
2.2 耕地占用少, 方便机械耕作
井灌区土渠一般占耕地面积的1～2%左右。管道埋入地下替代土渠后，可使耕地面积增加1～2%。虽然渠灌区输水流量大, 但存在渠道占用耕地面积大的问题, 故在渠灌区实现管道灌溉后, 减少渠道占用耕地的优点十分明显, 具有显著的经济和社会效益。此外, 管道埋入地下替代土渠后，有利于机械耕作，提高劳动效率。
2.3 适量适时灌溉, 灌溉周期缩短
输水快、及时供水、缩短轮灌周期是管道输水灌溉较土渠灌溉的优势, 既改善了田间灌水的条件, 又利于适量适时灌溉, 进而充分有效地满足作物生长期, 尤其是作物需水关键期的需水要求。土渠灌溉因轮灌周期长, 灌水不及时而影响作物生长, 造成减产。管道输水灌溉较好地克服了这一缺点, 起到了增产增收的效果。又避免了跑水漏水, 节省了管理用工，提高了管理效率。
2.4 应用范围广、经济合理、效益好
据研究调查表明，在提水站或机井供水的前提下，管道灌溉比渠道灌溉能够节省30%左右的能耗。管道输水灌溉使用的是有压供水，所以管道输水灌溉适用于各种地形，且对土渠难以灌溉的耕地也可进行有效的灌溉。不仅扩大了灌溉的面积，也提高了灌溉的经济效益。
管道灌溉技术简单易学，可轻松掌握管道灌溉设备的运用。地面软管可跨沟、越沟、拐弯和爬坡，可塑性好，埋在地下的硬塑料管具有防冻裂、寿命长的特点，水泥管方便就地取材。因此，不同的作物、土壤、水源、及流量均能适应于管道灌溉。
3 在单井管道灌溉中安全阀的使用情况
在低压管道灌溉中，为了保证管道在开机和突然停电时避免遭受停泵水击的破坏，可在管网首部安装安全阀和排气阀装置。由实践调查可知，对接式、水塔式、三通式、井管式几种安全阀或排气装置效果好，可大力推广。
3.1 对接式
对接式即在接头上部安装铸铁安全阀，接头下部与PVC地下管道相接，铸铁管或钢管接头与水泵出水管直接联接。具有运行效率高，安全性能良好的特点。
3.2 水塔式
水塔式即水塔底部与地下PVC管相接，水泵出水管进入砖砌的水塔式水池（池高2～3m, 内径0.4～0.5m，呈方形），水塔可将水压入地下管道进行灌溉。与对接式相比，该形式前期设备成本较低，但后期运行成本较高。
3.3 三通式
三通式即PVC三通管件其中一通向上安装2～3m与之同径的PVC管，一通与地下PVC管道相接，一通与水泵出水管相连。与其他形式相比，三通式具有效率高、安装方便、经济实用、投资低等优点。
3.4 井管式
井管式即水泵出水管的底部与地下的PVC管网相接，另一端进入混凝土井管，需2～3节（2～3m）, 内径Ф200～400mm的井管。
4 低压式管道灌溉的管理规范与技术要求
在水利工程中，正确处理协调好建、管、用三者的关系十分重要，低压管道灌溉工程也是如此。为了实现利用低压管道灌溉增产的目标，管道是其中的关键，而建好管道是根本。要想充分发挥其效益，必须保证管道系统建设的质量，并且管好用好。
4.1 管理规范
为了保证低压管道灌溉系统的正常运行，需要建立一套与低压管道灌溉系统相适应的、较完善的管理规范。可以从依法管水、实施承包经营责任制、完善组织管理、建立相应的标准等方面改善管理规范。
4.2 低压管道灌溉系统运行时的技术要求
灌溉前管道的检修工作十分必要，首先打开应浇地块的给水栓，且每条管道上至少打开三个；接着开进水闸。进水闸开启时，要注意压力池水位和堰顶齐平, 且水位稳定，能够满足管道用水量；最后，结束灌溉时操作次序相反，即先关闭进水闸, 然后再关闭给水栓。在冬天灌溉结束时，还应排进管道内残留的水。否则，易冻坏管道。
5 国内低压管道输水灌溉技术存在的不足
5.1 管道输水灌溉工程的标准低。
数千万亩管道输水工程是在20世纪80年代初期边研究边实践中其发展规模才逐渐壮大起来的。因此，管道输水灌溉工程的标准跟不上管道输水灌溉在实践中的设计、施工、使用的步伐。
5.2 缺少大口径管材、系列配套管件及附属设备。
管道输水灌溉技术的发展速度和工程质量仍不能满足管道灌溉的实际需求。影响这一现状的原因主要是，专门生产农用管道系列管件、管材及附属设备的厂家还未产生, 而生产适合大型灌区发展管道输水灌溉技术的大口径管材厂家尤其缺乏, 即使井灌区用的管材、管件也没有形成系列化、规格化、标准化和产业化生产。
5.3 工程规划设计水平尚需提高。
在整个管道输水系统投资中，管网系统的投资是最大的。为了提高灌溉效益，降低工程投资成本，可对管网进行整体的优化设计。然而，由于我国当前的管网工程规划设计水平，对官网的优化难以实现。
5.4 田间工程的标准和配套程度有待提高。
目前，无法未形成标准化、系列化的定型产品和技术主要是由于给水拴或出水口向田间输水垄沟灌水的配水装置及配水技术还不完善。
5.5 投资少。
在国外发达国家中，管道输水已经达到90%以，而在我国管道输水由于其投资较少，其覆盖率远不如国外。因此，有关部门应加大在管道灌溉上的投资。
5.6 设备利用率低。
大口径低压管道输水在很多灌区代替明渠输水已经成为未来发展的趋势, 但是，目前许多设备利用率较低。主要原因是运行管理以及推广的不到位，造成了不必要的资源浪费。
结语
由于水资源的短缺，农业节水已成为节水的重点，而渠灌区节水则是重中之重。随着我国井灌区低压管道输水灌溉技术的成熟，低压管道输水灌溉面积约占井灌区总面积的1/4，但目前尚有约933公顷的耕地面积还未推广低压管道输水。考虑到农村城镇化、农业产业化的发展程度，目前我国主要是利用先进的科学技术和现代设施来提高灌水效率与农田自动控制程度从而达到农业节水的目的。据实践表明，灌溉输水管道化的适用性强，能够实现合理控制输配水、减少耕地占用、降低灌溉用时, 经济效益高。因此，灌溉输水管道化应是农业灌溉节水的主要措施。为了节约灌溉用水, 促进低压管道输水灌溉技术的发展，急需迫切展开开农业高效用水投入机制、政策、法规及管理服务体系的研究。
摘要：低压管道灌溉技术是目前较为先进以管道输水代替明渠输水的一种地面灌溉工程技术, 节水、省时、省力、输水快, 有利于大面积适时适量均匀供水, 降低灌溉成本, 保证大面积均衡增产, 前景广阔。
关键词：农业灌溉,节水技术,低压管道
参考文献
[1]吴普特, 牛文全, 郝宏科.现代高效节水灌溉设施[M].北京:化学工业出版社, 2002.
[2]胡玉强.对水利水电工程“超概”的分析及相应对策[C].中国水利学会首届青年科技论坛论文集, 2003.
试论低压管道水田灌溉的实践要点 篇5
1 低压管道水田灌溉的效益
虽然在现阶段的水田灌溉中大部分还使用的是渠沟灌溉或是大水漫灌, 低压管道水田灌溉的方式利用覆盖率较低, 但在实际的生产实践活动中, 低压管道水田灌溉产生了较高的经济效益和社会效益, 值得广泛推广使用。
首先是节能节水。一方面在传统的灌溉过程中, 大水漫灌和渠沟灌溉都会造成水分在输送过程中的大量蒸发和渗漏, 导致水资源的浪费, 水的利用率不高。在采用低压管道灌溉之后, 大大的降低了水资源在输送过程中的消耗和浪费, 水资源的利用率达到了95%以上, 同时较少了水分输送中的渗漏和蒸发, 节约了水资源的消耗。另一方面, 大大的降低了能源浪费。在传统的灌溉过程中, 需要不断的用水泵进行抽水, 保证水资源的输送, 造成能源的极大消耗。在运用低压管道水田灌溉技术之后, 减少了能源的消耗, 抽水的时间大大的缩短, 节省了能源的消耗。另外, 在低压管道灌溉中, 改进了原来的抽水机埠设备, 提高了设备的利用率、降低了能源的消耗率, 和原来的装置相比, 大约提高了近三分之一的效能, 年节电量大约为160k W·h/hm2[2]。
其次是节约地方, 节省时间和资金投入。在传统的灌溉方式中, 经过明渠输送水, 造成所占的地方过大, 占用了大量的耕地面积, 降低了农业生产的质量。但是在采用低压管道水田灌溉技术之后, 只需要在地下掩埋输水管道, 在地上保留少部分地方安置出水口和阀井等设备, 降低了耕地的占用率, 增加了可耕地使用的面积。另一方面节省了时间和资金投入。传统的灌溉需要投入大量的人力进行放水和清淤的工作, 并要保证渠沟的正常使用, 增加了资金与人力投入。采用低压管道水田灌溉技术之后, 只需要固定的人员开闸放水, 节省了清淤和维修的时间, 大大的降低了操作者的劳动强度, 同时减少了资金的投入。
最后是实现了农作物的增产。传统的灌溉方式造成水资源的利用率不高, 农作物的受水分布不均匀, 难以保证作物的良好生长, 不能实现作物的增产。在运用了低压管道水田灌溉技术之后, 节约了大量的水资源, 同时提高了水资源的利用率, 提高了作物受水的机会, 保证了农作物的产量持续增加。
2 低压管道水田灌溉技术的运行管理
低压管道水田灌溉技术在运行过程中主要包括三个环节, 分别是组织管理、用水管理、工程管理。
首先是组织管理环节。在低压管道水田灌溉过程中, 组织管理是最重要的环节, 对整个部分的平稳和合理的运行起着重要的指导作用。一方面, 在水田灌溉的组织管理中, 具体的形式是复式的, 通过专业人员的管理和群众自发的管理相结合的, 共同实现对低压管道水田灌溉的合理监督和利用。在具体的操作过程中, 利用对低压管道的统一管理, 实现对整体层面的监督和维护, 保证全局的灌溉网络平稳安全的运行。同时在全局统筹之下实现分级负责的形式, 将整个灌溉区域划分为不同的灌溉板块, 制定相关的负责人进行督导和管理, 协作进行低压管道水田灌溉工作。通过组织管理, 建立起“责任到人, 分区承包, 分级负责”的纵向管理形式, 由当地的水利部门组成领导小组, 主管管道的施工和维护, 在各村镇设立灌溉管理站, 协调本村的农作物灌溉工作, 并协助有关部门完成好相关的任务, 保证农田水利业的合理发展[3]。
其次是灌溉用水管理, 在灌溉用水环节主要的任务是相关部门通过对低压管道灌溉系统中各个环节的控制和协调, 合理的搭配和运用, 实现水资源的合理利用, 最大限度的提高利用率, 保证农作物灌溉工作的顺利开展和完成, 充分的提高农业的产量和经济效益。在进行灌溉管理环节时, 本灌溉板块的负责人和管理部门要对当地的实际情况有充分的了解, 综合多年来的地区灌溉资料和灌溉的经验, 制定出科学的、符合实际的农作物灌溉计划。另外, 还要综合各个方面的因素, 当地的降雨量、气候条件、作物的生长情况等对灌溉的周期、灌溉的次数和灌溉所需要的水量进行合理的组织和严格的控制, 实行“计划用水, 统一调控”的方法, 保证整个灌溉环节的可行性和合理性, 促进农作物的良好生长, 为经济效益的提高奠定良好的基础。
最后是工程运行管理。工程管理环节的主要目标是保证低压管道供水系统的设施运行正常, 最大限度的发挥灌溉的效率。一方面要注意水泵的维护工作。每次在使用之前要对水泵等供水设备进行全面的检查, 保证各个零件的完整、各个转轴的灵活运转。同时在抽水时要注意观察出水的速度和流量, 各种仪表的运作是否正常, 水泵的声音是否正常等等, 防止在灌溉过程中出现故障, 造成时间的浪费。另一方面, 要注意输送水管道的安全。由于水泵在运作过程中会造成管道内部的压力急剧增加或减小, 容易导致管道的炸裂。因此在施工时中要保证管道的质量, 严禁使用漏水的次品, 还要注意在机泵运行时, 先打开出水口, 再缓慢地注水;在停止运行时, 先停止机器的运转, 在关闭出水口[4]。
3 结束语
综上所述, 农业在我国的经济发展中占有重要的比例, 因此, 加强灌溉技术的改进对于促进农业的发展具有重要的作用。低压管道水田灌溉技术的使用和推广, 能够节约水资源和资金的投入, 提高水资源的利用效率, 保证农作物灌溉工作的顺利完成, 对于农业的发展起到了巨大的推动作用。
摘要：在我国传统的灌溉方式中, 大多数都采用的是大水漫灌式的灌溉方式, 一直在今天还在继续使用, 这种灌溉方式有一些弊端, 其不仅造成了财力、人力、水力的浪费, 更难以保证灌溉的效率和质量。为了改进灌溉的方式提高水田灌溉的质量和效率, 利用低压管道水田灌溉技术开展灌溉工作, 极大的提高了灌溉的效率, 节省了时间和水资源。
关键词：低压管道,水田灌溉,运行管理
参考文献
[1]乔承志, 郭庆学.台安县新台乡中学水田低压管道输水灌溉经济效益分析[J].水利科技与经济, 1995, 3:143-144.
[2]王景成, 薛业章, 陈平.低压管道输水灌溉技术及其在现阶段农业发展中的作用[J].现代农业科技, 2009, 23:258-261.
[3]梁春玲, 刘群昌, 王韶华.低压管道输水节水灌溉技术发展综述[J].水利经济, 2007, 2:51-52+69+83.
原油管道夯管法穿越灌溉渠 篇6
关键词：湿陷性黄土,黄土地区,夯管,穿越
1 湿陷性黄土特点
某原油管道工程中的管道沿线地貌主要为岭间谷地及低山丘陵区, 土质为具湿陷性的黄土状粉土, 土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时, 土质强度高, 可压缩性小。当受水浸湿时, 在一定压力下, 土结构会被迅速破坏, 产生较大附加下沉, 强度迅速降低。由于大量节理和裂隙的存在, 黄土的抗剪强度表现出明显的各向异性。施工过程中破坏的原地貌程度越严重, 地貌恢复、水土保持就越困难.而穿越沟渠部分由于渠道常年流水, 导致土壤含水率大, 管道埋深大多位于地下水位以下, 故开挖施工完成后地貌恢复难、水土保持更难。
2 夯管施工
2.1 工作原理
以压缩空气作为推进力的非开挖破土工艺, 具体是以压缩空气为动力, 驱动缸体里的冲锤打击砧子, 同时将钢套管沿着导轨的轨迹直接夯入地层中, 工作时, 夯管锤发出较大的冲击力, 然后直接冲击钢套管的端部, 通过钢套管传导至顶端的管靴上, 切割前方土体, 切割的土体进入钢管内。待钢套管抵达目标坑后, 取下管靴, 排除土芯, 套管铺设完成。
2.2 工作坑和安装导轨
工作坑的长度为17m, 宽为5m, 深度根据图纸要求确定, 坡比根据现场土质情况确定并适当加大。如受地形条件限制, 可采取相应的支护措施, 开挖到底后, 使用水准仪或RTK定出穿越轴线位置, 并对操作坑底部进行平整, 做好相应标记。首先, 在工作平台上固定安装560mm工字钢制作的轨道, 钢管轨迹要求为水平, 工字钢轨道作为导向轨道, 自身必须保证平直且无弯曲。用水准仪多点测量控制轨道的水平, 在根据现场需要调节导轨的倾角。导向、对中、安平仪器严格遵守使用技术规程, 正确安装, 细心调试, 直到精度测量误差达到规范要求为止。
2.3 钢套管的夯进及焊接
按工作平台长度, 加工11m左右的Ф1028mm钢管一根, 并在第一根前端装好切削环。将安装好切削环的第一根钢管及夯管锤放在轨道上, 将夯管锤通过锥套用张紧器与钢管连接为整体。完成后, 检查穿越套管的倾角、垂直位置。空压机送风后夯管锤即开始夯进。操作第一根管时应缓慢开启注油器、控制压缩空气量, 采用“轻锤慢进”, 防止钢管和夯管锤一起往复串动。钢管夯进土层300-500mm后, 停锤校核钢管位置, 校验合格后, 再继续轻锤夯进2-3m, 再次校核钢管位置, 继续采用“轻锤慢进”直至将第一根管夯入土层。
首先校核导轨位置, 确保无误后, 将第二根钢管吊装就位, 钢管之间采用V型坡口焊缝焊接, 焊接完成后, 需对焊缝外观进行处理, 应把焊缝打平磨光以便减小钢管夯进土体产生的摩擦力。
焊接前应当确保两钢管的水平、位置组对情况满足要求。钢管焊接完成后, 空压机送风夯管锤工作, 注油器阀保持完全打开状态进行夯管。直至第二根钢管夯入土层, 校核导轨位置, 安装第三根管, 再次校核钢管组对情况, 依次完成焊接、夯管, 连续循环, 直至第一根钢管进入预设的接收坑。
3 夯管质量控制与检验
(1) 对于铺设的钢管, 导轨的安装是非常必要的, 同时导轨的方向性和稳固性是最为关键的两点。对于基底较硬的操作坑, 可只铺填碎石, 并压实, 对软土基底可以浇注混凝土垫层。其次, 应正确安装轨道, 保证轨道方向的正确。
(2) 施工过程中遵循勤测量勤纠偏的原则, 特别是开始的前两根夯管过程, 要增加校核数量, 再微小的偏差, 也要纠正过来, 否则出管位置将出现较大的偏差。导轨出现偏差可调整轨基以校正。
(3) 合理调整夯管锤的工作参数, 夯击第一根管时, 应按照“轻锤慢进”夯入土层, 反复校核钢管夯进方向。第一根钢管夯入后, 就基本确定了整条钢管的方向, 严禁“重锤快进”, 这样操作易出现偏差。发生误差后, 在钢管预留土端焊接一块钢板, 保持与钢套管外壁成30°角, 以起到纠偏作用。
4 夯套管后排土
在穿越过程中排土的方式是根据管道直径决定的当管道直径小于500mm时, 可以用压缩气排土法, 当管道直径大于500mm小于800mm时可以用水压排土法或人工排土法, 当管道直径大于800mm以上时可以用人工排土、专用机械、高压水射流等多种方法排土。排土过程中, 当管道长度过长时, 可考虑两侧分别排土或架设鼓风设施。
5 管道穿越
(1) 在穿越套管之前, 根据设计要求, 进行工作管的组对焊接, 组装焊接技术要求应同一般地段相同, 组对焊接应在穿越一侧进行, 主管道长度应大于套管长度4m以上。
(2) 管道组焊完毕后按照设计要求进行检测, 质量达到规范和设计要求。
(3) 工作管应经水压试验合格。试压用水通过水罐车拉运, 升压采用电动试压泵进行, 试验压力、稳压时间按设计要求进行。
(4) 焊口经无损检测合格后进行补口、补伤, 完成后, 经15kv电火花检验防腐层, 合格后方可进行穿越。
(5) 预制合格的穿越管段在安装好绝缘支撑后, 经一台推土机在接收端牵引, 2-3台吊管机在发送端吊管来完成穿越工作。
(6) 按设计要求安装排气管和光缆套管, 并按照设计图纸固定。管沟回填前, 对排气管进行临时支撑。
(7) 排气管和光缆套管安装、调正后, 按图纸设计要求封堵穿越后的主管段两端与套管之间的环形间隙。
参考文献
[1]石永泉.夯管法理论问题的探讨[J].探矿工程.2000 (01) .
[2]刘家发主编.焊工手册[M].北京:机械工业出版社, 2001.
管道灌溉 篇7
关键词：节水灌溉,自压管灌,灌溉技术
1灌区基本情况
红旗渠灌区始建于1960年,1965年总干渠建成通水,1970年修建了农渠及田间配套工程。目前灌区内有中型水库2座、小型(Ⅰ、Ⅱ类)水库48座、蓄水坑塘346座。灌区总耕地面积3.95万hm2,其中灌溉面积3.6万hm2。1980年以来,红旗渠引水量逐年减少,灌溉面积衰减为2.0余万hm2。随着工农业生产的发展和人民生活水平的进一步提高,农业用水供需矛盾将更加突出。在这种情况下,采取节水灌溉工程措施和节水农业措施,已成为缓解水资源供需矛盾的当务之急。
红旗渠灌区节水灌溉技术研究利用了灌区内的5座蓄水坑塘,兴建了5处自压管灌试验区,面积合计434.0 hm2,其中单个蓄水坑塘最大控制面积100.0 hm2,最小控制面积73.3 hm2。
2渠灌与管灌的结合形式
自流灌区发展管灌,首先应根据灌区地形条件和取水方式研究解决渠灌与管灌的结合形式。红旗渠灌区为丘陵山区"长藤结瓜"型自流灌区,渠灌与管灌以灌区内的蓄水坑塘为结合点,蓄水坑塘控制范围内实行管道灌溉。管灌工作水头由地形高差、蓄水坑塘出水口与蓄水坑塘水面水头差2部分组成。
根据水源与试验区相对位置及地形条件,有以下几种布置形式。当水源与试验区距离较近,水源水位或地形坡降所产生的工作水头能满足管网通过设计流量的需要时,管网首部枢纽直接与坑塘连接,管网干管垂直等高线布置,支管平行等高线布置;当水源与试验区较近,但受地形条件制约管网输水干管仅能沿等高线布置时,干管按无压明渠均匀流设计,干管与支管连接处建调节池,调节池以下支管垂直等高线布置,地形坡降产生的水头应能满足支管通过设计流量时所需的设计工作水头;当水源与试验区距离较远时,管网首部枢纽处建调节池,通过暗管或明渠由水源向调节池供水。暗管或明渠仅起输配水作用,按明渠均匀流设计。调节池以下布置管网,管网通过设计流量所需的设计工作水头缘于地形坡降产生的水头。
3山区自压管灌系统的压力分布特征
山区自压管灌系统的压力分布是选择管网管材的重要依据,合理布置管网,确定压力分区,是山区自压管灌系统设计的主要内容之一。因此,有必要对山区自压管灌系统的压力分布特征进行研究分析。以管网首部枢纽直接与坑塘相连,干管垂直等高线、支管平行等高线布置为例,简要分析压力分布特征。
3.1静水压力
管网系统充水后,无出水口出流,管网承受静水压力。坑塘出水口以上水头为h0、任一支管入口处干管中心高程Zi、首部枢纽入口处干管中心高程Z0,则整个支管及其入口干管承受的静水压力为:
3.2工作压力
出流情况下,轮灌组内下游侧支管i,其上游干管过流段长度Li、管径Di、流量Qi,则该支管入口干管承受的水压力为:
该支管下游任一支管j不出流情况下,整个支管j及其入口干管承受的静水压力为:
自压管灌管网承受的水压力,取决于管网的运行状态及地形高差的变化。由于山区地形高差变化大,常使管网承受的水压力大于低压管道的允许公称压力,而且越靠近下游压力越大。因此,在进行山区自压管灌管网设计时应特别注意这一特征,采取必要防护措施,合理选择管材,保证管网安全运行。
4自压管灌系统经济流速
平原井灌区以投资费用和运行管理费用之和最小为条件确定经济流速。山区自压管灌与之相比有所不同,它的运行能量来自于地形高差。因此,应根据地形条件合理布置管网,充分利用这部分能量,尽可能提高管网水流速度,才能达到减小管径、减少投资的目的。
山区自压管灌,以干管垂直等高线、支管平行等高线布置为例,若田间支管流速过大,将增加输水过程中的能量损失,提高支管工作水头。在地形坡降一定的情况下,必须扩大干管直径,减少干管输水水头损失,才能使支管获得相应的工作水头,干管直径的增大不利于降低工程投资。相反,减小支管流速,可降低支管工作水头,这样可最大限度提高干管水流速度,减小干管直径,降低工程投资。支管流速减小,相应过流量也小,因此应适度降低支管流速(以不至于给生产管理带来不便为原则)。采用PVC管材时支管流速以0.85～1.00 m/s为宜,其相应过流量为25～30 m3/h,适合单孔出流,满足地面灌溉要求。干管经济流速可不受此限制,应根据地形条件在满足支管工作水头的情况下尽可能提高干管流速,减小干管直径。
5管网系统安全运行保障措施
自压管灌造成管网安全隐患的因素主要有:启闭管网系统时,由于进排气不畅使局部产生较大的水锤压力或形成负压;管网充水后承受静水压力,由于地形高差的原因,局部管网承受的压力大于低压管道的公称压力;管网运行过程中,由于误操作引起的水锤压力。针对这些因素,可采取以下几项措施。
(1)设置进排气阀。
管网设置进排气阀,可及时排除管网中的空气,避免充水过程中局部空气聚集压缩,当打开出水口时空气突然释放,导致管道中水体流速急剧变化造成水锤现象。另外,放空管网时可及时补充空气不至于产生负压,引起管网破坏。
(2)设置分级控制阀。
山区自压管灌系统根据管网的压力分布特点,可设置分级控制闸阀,分区控制管网压力,保证管网系统运行时管道承受的压力小于低压管材的公称压力。
(3)设置安全阀。
设置安全阀是管网系统安全运行的重要保障措施,可避免误操作对管网系统的破坏。应根据管网布置,按最不利情况校核水锤压力,采取相应的安全保护措施。
(4)管网运行措施。
当管网系统有多个出水口同时工作时,可将支管分组轮灌,轮灌组内每条支管每次仅打开1个出水口。这种工作方式可最大限度地减少误操作,防止水锤对管道产生破坏作用。
6树枝状管网优化设计
自压管灌系统规划布置完成后,按管网设计流量、各级管道经济流速初选干支管直径。根据管网布置、轮灌组划分确定各级管道水力计算参数,包括管道长度、管径、各级管道设计流量、局部水头损失系数、地面参考点高程等。水源水位与地面参考点之间的高差应大于等于计算点以上各级管道水头损失之和:
需特别指出,自压管灌树枝状管网优化设计,通过分区调整干支管直径,每条支管都要进行水力计算,使水源提供的水头和地形坡降产生的水头得以充分利用,这也是区别于井灌区管网设计的一个主要特点。
7应用实例
河南省林州市合涧镇王家村一蓄水坑塘容积8万m3,设计蓄水位108.5 m,出水口高程100.0 m(实例中地面高程、水位均为相对高程)。对其控制范围内的20.0 hm2耕地进行自压管道灌溉设计。
限于篇幅,略去了管网规划布置,作物灌溉制度、设计流量确定,水锤压力计算,材料用量统计,工程施工及经济效益分析等相关内容。引用设计中有关数据,仅就管网工作压力、管材选用和管网系统安全运行保障措施等内容做简要介绍。
王家村管灌项目区设计流量45.5 m3/h,管网按干管、支管、移动软管3级布置,干管垂直等高线、支管平行等高线,每条支管同时工作的出水口2个,通过设计流量时管网工作压力计算结果见表1。
从表1看出,支管A-1～6工作时其下游干管总有部分区段工作压力大于0.2 MPa,按此压力分布选用管材,会因部分管段使用高压管而导致工程投资增大。若分别在支管A-4、A-6下游侧干管之上设置分级控制闸阀,当分级控制闸阀上游所有支管轮灌结束后,再按顺序先后打开控制闸阀,可保证管网系统所有管道承受的水压力小于0.2 MPa,这种情况下管网系统可全部按低压管选用管材。
为保证管网安全运行,在管网入口控制闸阀下游、管网放空阀上游、管网分级控制闸阀上游设置进排气阀,使管网充水过程中及时排除管网中的空气,放空管网时及时补充空气。王家村管灌项目区管网结构见图1。
8存在问题
通过工程实践,认为山区自流灌区发展管道灌溉技术可行、效益明显,可在类似地区推广应用。同时,应注意以下几个问题。
8.1管材
研制低成本大口径管材和与之配套使用的管件。自流灌区发展管灌,控制面积一般较大,所需的输水干管直径较大。目前国内大口径低压管材生产厂家较少,与之配套使用的管件几乎为空白。若使用高压大口径管材,工程投资将显著增加,影响投资效益。
8.2出水口质量
出水口质量有待提高。出水口应具有结构简单、坚固耐用、密闭性好、整体性好、启闭灵活等特点。市场上现有的出水口,经实际使用寿命一般在2年左右,且密闭性较差,给生产管理带来诸多不便。
8.3工程运行管理
加强工程运行管理。管网运行有一定的技术要求,针对现行农业生产体制,应成立相应的管理组织,保证管网安全运行、合理用水。
参考文献
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[6]水利部农村水利司.节水灌溉技术标准选编[M].北京:中国水利水电出版社,1999.
管道灌溉 篇8
关键词：管道灌溉工程,建设管理,实践,体会
一、工程概况
天祝县打柴沟镇管道灌溉工程, 位于天祝县金强河右岸, 临近312国道。属金强河流域, 海拔在2538m~2596m之间, 项目区内有耕地362.67hm2, 农牧民经济收入主要靠旱作农业种植, 由于干旱少雨, 群众生活十分困难, 人均纯收入仅为613元, 生活水平极低。由于无水灌溉, 耕地被长期闲置撂荒, 大片的耕地不能正常发挥效益, 使项目区农业生产受到了严重制约, 并严重影响了项目区农牧业经济的健康发展。
项目区具有较好的兴建管道灌溉工程的水源地形条件, 实施管道灌溉工程符合项目区发展日光温室大田蔬菜的实际, 更符合农业综合开发提出的“发展高产、优质、高效农业和管道灌溉农业”的方针。实施管道灌溉工程, 对提高灌溉技术水平, 节约用水和科学灌溉, 促进区域经济发展具有重要作用;该工程经县市发改委批准, 进行打柴沟镇管道灌溉工程建设。
二、项目建设内容
新打机井一眼, 铺设管道4.1km (其中:上水管线1.2km, 供水主管1条0.9km, 供水支管5条2.0km) , 配套建筑物8座 (其中:修建200m3蓄水池1座, 检查、分水井6座, 管理房1间) 。
三、工程施工方案及完成工程量情况
该项目施工主要以人工和机械施工为主, 首先是人工开挖基础, 包括、蓄水池、控制井、分水井、检查井、管沟。其次是采集砂石料、人工浆砌石、绑扎钢筋骨架、模板架设、砼人工配料搅拌、振捣器机械振捣。最后是管道人工铺设、管道接头粘结、浆砌石勾缝、检查、回填、试水。完成工程总量2.88万m3, 其中:土方工程2.85万m3, 砼工程0.0061万m3, 石方工程0.0125万m3, 耗用水泥65.5t, 钢材3.78t, 塑料管6.91t。
四、质量监督检测
㈠隐蔽工程检测
对管道安装、基础砼浇筑、反滤料填筑等工程项目作了全面取样检测和验收, 确认达到质量标准后才能进行下道工序, 从根本上消除了质量隐患。
㈡备料工程的检查
备料工程检测分两部分:一是外购材料如水泥、钢筋、UPVC管、潜水泵等均应查验资格证、营业许可证、并索取出厂合格证。二是料场采备的砂石料均按质量检测标准进行杂质含量的检测, 杂质含量控制在1%~3%以内, 并杜绝风化、劣质砂石料进场。
㈢砼及钢筋砼浇筑
砼及钢筋砼浇筑分模板架设、钢筋治安、砼浇筑等分期工程, 从砂石料化验到配合比试验、钢筋长度、间距、数量及断面几何尺寸的检测, 都进行严格把关, 合格率达100%, 确保了工程质量。
㈣严把建设程序关
建设程序自始至终贯穿于工程的全过程。对各分期工程严格把关, 随时进行现场检测, 达不到质量标准, 不得进行下一道工序, 直至符合质量标准后, 方可进行下道工序。
五、施工质量等级划分及评定
根据武威市水利水电工程质量监督站批准, 本工程等级评定划分为1项单位工程, 7项分部工程, 87项单元工程。单元工程合格32项, 合格率为100%, 优良18项, 优良率为56.2%;分部工程合格5项, 合格率100%, 优良2项, 优良率33.3%, 总体工程质量评定为合格。
六、工程效益
㈠社会效益
在灌区发展特色农业灌溉面积25.73hm2, 项目区264户1150人的生活水平将得到全面提高, 使受益区社会主义新农村建设向前迈进一大步。改进生产条件、改善生活条件。通过提水发展特色农业灌溉面, 可改变以往靠天吃饭的生产条件, 推动农特经济的全面发展, 促进农牧民生活条件的进一步改善, 营造稳定和谐发展的社会主义新农村。
㈡经济效益
管道灌溉 篇9
1 先进技术的使用
在上个世纪末,运用开沟灌溉与PVC管道输水进行结合的造林方式已经在宁夏某地区投入使用,在公路的两侧建造出长两千米、宽二十五米灌木与乔木混合林带一共10平方公顷,所有树木的成活率达到90%。与此同时,运用已有的开沟灌溉与砌护渠道输水结合的方式建造了10平方公顷的灌木林,这次工程的造林成活率达到了97%。
二十世纪初,仍旧是在宁夏省的银川市,在银川到苏峪口的公路上建设了25平方公顷的防护林带,并在其他地区采用中德合资建造了122平方公顷的经济林区项目,因为这个林区曾经连续三年都提取黄河水进行大田平灌的方式,但是因为不能保证造林之后及时的灌水,效果并不理想,而在采用如今开沟灌溉与砌护渠道输水结合的方式之后一次性获得了成功。
同年,将这种技术拓展到201省道的绿化带,营造出长达52千米,260平方公顷的防护林带,成活率也在90%左右。目前为止,采用砌护渠道输水或是PVC管道输水与开沟灌溉结合这种造林供水方法在宁夏地区已经得到了一定的使用和推广,并取得了一定的生态效益以及社会效益。
2 实地效果
2.1 概况
宁夏省某实验地一共7.5万平方公顷,属于该地区的山洪冲积坡地,总体地形东低西高、北低南高,其中东西的坡度为5度,南北坡度为15度,总海拔高度1500米,蒸发量大、降雨少属于温带的干旱区,年平均降水量只有190毫米,历史最低为80毫米,且分布不均匀,大多集中于7月到9月,蒸发量在1400毫米。多风,平均每一年达到7级以上的大风有30天,有频繁的沙尘暴,在2013年春季沙尘暴达到20次,全年的平均气温月9摄氏度,日照时数约3100小时,无霜期月170天。经检测土壤属于灰钙土,质地为沙壤土或是沙土,土层额厚度在50至110厘米之间,其中夹杂少量卵石和砾石,再往下是砂石混合层,厚度在5米左右,现有植被以草原化荒漠植被以及荒漠草原植被为主。其中地下水埋深度在20至30米左右,含水层约20米,承压水的分布基本在潜水层的隔板之下,埋深度在130米左右,水层的厚度约为70米,水质矿化度基本小于一克每升,当今的输出量在100到200立方米每小时左右。
2.2 方法
在造林地按照横向控制范围80米左右的距离敷设PVC耐高压输水管道,敷设深度在1.5面左右,并每隔80米变设置一个出水口,在出水口的两侧挖掘横向输水沟,便于向两侧灌溉。另外在输水管道的两侧与输水沟方向垂直又与管道平行的位置挖植树沟,一般,沟口宽在40到60厘米之间,沟深在35到45厘米之间,底宽在35到45厘米之间,按照设计好的造林株距挖植树坑进行填坑造林。主管道与支管道相连,主管道接机井口,在灌水时管道上应拧开几个出水口,并逐沟灌溉(开沟灌溉造林与砌护渠道输水相结合的方式与PVC管道输水同开沟灌溉造林结合的方法类同)。
对于未砌护渠道进行渗漏测试的方式一般是在渠道的末端挖10立方米的水池,在蓄水池的底部与四周用塑料隔膜包裹,利用泵站机井的出水量以及注满水池的时间计算出是否漏水,如果漏水计算出漏水量。
在进行造林之后的4月份到5月份连续灌水两次,之后根据树幼年树木的生长情况进行灌水,之后是冬灌,全年一共灌溉6次,之后运用随机抽样的方式测定成活率。
与大田平灌的方式相比,大田平灌一般单井灌溉能控制的面积为14平方公顷,22天为一个周期。如若控制面积为14平方公顷,灌溉效率为每小时0.6平方公顷,每一天的灌水时间是10个小时,每一年灌水6次的话,全年的用水量是10万立方米,用电量是30000千瓦时。如果采用沟灌方式,灌溉的效率为每小时0.4平方公顷,每一天灌溉的时间是10小时,14平方公顷的林区每一年的用水量不到2万立方米,可以节约水资源8万立方米,用电量是4400千瓦时,相比之下节电率为80%,用电费用节约1万多元,更主要的是灌溉周期不到4天。
此外,如果实现开沟灌溉造林技术,以20天为一个周期,平均每天的灌水时间为10小时,灌溉的效率为每小时0.4平方公顷,那么出水量的每小时80立方米的单井在灌溉中的可控面积能达到80平方公顷,相较于平灌多处67平方公顷。
之所以开沟造林能够提高林木的生长量和成活率主要原因:一是开沟造林灌溉的单位面对给水量非常高,开沟造林每公顷的实际灌水面积约为0.0825到0.15平方公顷,灌水量在150立方米到200立方米之间,平均每平方米的给水量约为0.13立方米到0.18立方米之间,这可以根据土壤在灌水之后湿润层厚度与含水量求证。
2.3 结果分析
当沟距为4米和6米时,供水量同为每小时80立方米,开沟造林的灌溉效率能提高6倍到8倍,平均下来每公顷的灌水量与大田灌溉相比仅为大田灌溉的12%到16%。
宁夏某地区多年来一直利用未经过砌护的渠道灌水,渠道的渗漏量相当大,在一定程度上造成了水资源的浪费,直接导致了土壤的盐渍化。相关研究人员经过测定得出:机井的出水量为每小时80立方米,水量在通过长度580米没有经过砌护的渠道时,损失大约为13%,机井的出水量如果为每小时60立方米,水通过1300米未经过砌护的渠道时,损失大约为25%。且经过实地的调查发现,宁夏地区大多数的灌溉渠道长度都在500到1000米左右,如果设未砌护的渠道渗漏率为13%,每年的灌溉次数为六次,20天为一个灌溉周期,平均每天灌溉10个小时,机井的出水量如果为每小时80立方米的数,每一年渗漏损失的水量在12000立方米,损失的电量为3400千瓦时,合计电费2000元左右。
此外,机井水泵与输水管道连接,管内水为压力水,在灌溉是可以不受地形的控制,即便造林地区在比机井要高的地方,同样不会影响灌溉效果。而且当管内有水的情况下,开启机井水泵,无论是多远的出水口都能立即出水,在灌溉速度上要比一般的渠灌快很多,并且PVC管道敷设于地下,并不占用土地的面积,也不会轻易丢失或损坏。
2.4 经济效益
假设砌护渠道或是PVC管道的横向距离为100米,一千米的的支输水道能控制的灌溉面积大约为10平方公顷,加之100米的PVC主输水管道工程的投资大约为每平方公顷3700元,其中包括施工的一切费用。管道工程每公顷每一年能节约水6000立方米,节约电能1700千瓦时,节约的电费850元,如果整个工程的使用期限为20年,共节约电费为17000元,就是总投资的四倍多。而砌护渠道输水的工程总投资平均下来每平方公顷3400元,如果使用的期限为10年,节约的电费就达到8500元,也是总投资的两倍多。
3 结语
开沟灌溉造林可以提高灌溉的效率,而且开沟灌溉的主要特点是效率高、局部的给水量多以及整体的用水量小等,进而保证灌水的及时,提升林木生长量和造林的成活率,是目前值得采用的灌溉方式。
参考文献
[1]白万全,何全发.PVC管道或砌护渠道输水与开沟灌溉相结合的造林方法及效果[J].林业科技,2004(03).
