項目介紹12案例解析目錄

低壓管道輸水灌溉工程規劃設計示例

一、項目介紹

一項目介紹6低壓管道輸水灌溉工程規劃設計示例圖9-16低壓管道輸水灌溉工程規劃設計示例設計參數：灌溉設計保證率75%管道系統水的利用系數95%灌溉水利用系數0.85設計作物耗水強度5mm/d設計濕潤層深0.55m。任務：進行低壓管道系統的規劃和設計低壓管道輸水灌溉工程規劃設計示例

二、案例解析低壓管道輸水灌溉工程規劃設計示例（一）灌溉工作制度低壓管道輸水灌溉工程規劃設計示例（一）灌溉工作制度低壓管道輸水灌溉工程規劃設計示例（二）設計流量及管徑確定低壓管道輸水灌溉工程規劃設計示例（二）設計流量及管徑確定低壓管道輸水灌溉工程規劃設計示例（三）管網系統布置低壓管道輸水灌溉工程規劃設計示例（三）管網系統布置低壓管道輸水灌溉工程規劃設計示例（三）管網系統布置低壓管道輸水灌溉工程規劃設計示例（四）設計揚程計算低壓管道輸水灌溉工程規劃設計示例圖9-17（四）設計揚程計算低壓管道輸水灌溉工程規劃設計示例（五）首部設計低壓管道輸水灌溉工程規劃設計示例

低壓管道輸水灌溉工程規劃原則與設計參數12管道輸水灌溉規劃設計的方法目錄

低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

一低壓管道輸水灌溉系統規劃原則與設計參數

1.管道輸水灌溉系統規劃屬農田基本建設規劃范疇。2．近期需要與遠景發展規劃相結合。3．系統運行可靠。4．運行管理方便。5．綜合考慮管道系統各部分之間的聯系，取得最優規劃方案。管道輸水工程規劃設計的原則低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

1.確定適宜的引水水源和取水工程的位置、規模及形式。在井灌區應確定適宜的井位，在渠灌區則應選擇適宜引水渠段。2.確定田間灌溉標準，溝畦的適宜長、寬，給水拴入畦方式及給水拴連接軟管時軟管的適宜長度。3.論證管網類型、確定管網中管道線路的走向與布置方案。確定線路中各控制閥門、保護裝置、給水栓及附屬建筑物的位置。4.擬定可供選擇的管材、管件、給水栓、保護裝置、控制閥門等設施的系列范圍。低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

主要內容主要參數(1)灌溉設計保證率，根據當地自然條件和經濟條件確定，但應不低于75%。(2)管道灌溉系統水利用系數。井灌區水利用系數不應低于0.95，渠灌區水利用系數應不低于0.90。(3)灌溉水利用系數。井灌區不低于0.80，渠灌區不低于0.70。(4)作物耗水強度。低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

二低壓管道輸水灌溉工程規劃設計方法（1）近期與中長期發展規劃。（2）地形地貌。（3）水文氣象。（4）土壤及其特性。（5）灌溉水源。（6）水利工程現狀。（7）灌溉試驗資料。(8)管材管件資料。（9）社會經濟。（一）基本資料的搜集與整理低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

灌溉水源來水量根據規劃區水資源評價成果，結合配套設備能力確定可供水量。已經成井灌區還應根據多年采補資料，對地下水可供水量加以復合。需水量包括生活、農業、工業及生態用水量。灌溉用水量根據作物組成、復種指數、作物需水、降水可利用量，并考慮未來可能的作物種植結構調整等計算確定。根據來水量和用水量，用典型年法進行水量供需平衡計算，確定灌溉面積。（二）水量平衡分析低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

1.管網系統布置的原則

（1）一般情況下宜采用單水源管道系統布置，采用多水源匯流管道系統應經技術經濟論證。（2）管道布置應平行于溝、渠、路，應避開填方區和可能產生滑坡或受山洪威脅的地帶。（3）管網布置形式應根據水源位置、地形、田間工程配套和用戶用水情況，通過方案比較確定。（三）管網規劃布置低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

1.管網系統布置的原則

（4）管道級數應根據灌溉面積（或流量）和經濟條件等因素確定。（5）應力求管道總長度短、管線平直，應減少折點和起伏。（6）田間固定管道長度宜為90—100m/hm2。（7）支管走向宜平行于作物種植方向，支管間距平原區宜在50—150m，單向灌水時取小值，雙向灌水時取大值。（三）管網規劃布置低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

1.管網系統布置的原則

（8）給水栓應按灌溉面積均衡布設，并根據作物種類確定布置密度。（三）管網規劃布置低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

2.管網布置的步驟

（1）根據地形條件分析確定管網形式。（2）確定給水栓事宜位置。（3）按管道總長度最短布置原則，確定管網中各級管道的走向與長度。（4）在縱斷面圖上標注各級管道樁號、高程、給水裝置、保護設施、連接管件及附屬建筑物的位置等。（5）對各級管道、管件、給水裝置等列表分類統計。（三）管網規劃布置低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

情況一：給水栓在田塊一側，田塊基本成方形。低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

（三）管網規劃布置情況二：給水栓在田塊一側，田塊長條形。低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

（三）管網規劃布置情況三：給水栓在田塊中部，田塊基本成方形。低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

（三）管網規劃布置

（四）管網水力計算1.灌溉制度需注意的問題：各個量的單位。低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

2.灌水周期需注意的問題：各個量的單位。低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

（四）管網水力計算

3.工作方法輪灌續灌低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

（四）管網水力計算

4.設計流量低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

（四）管網水力計算

5.管徑確定低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

（四）管網水力計算

6.沿程水頭損失計算剛性管道低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

（四）管網水力計算（四）水力計算6.沿程水頭損失計算硬質塑料管移動軟管僅作參考低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

（四）水力計算7.局部水頭損失計算方法二：一把取沿程水頭損失的5%—10%。方法一：低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

（四）水力計算8.水泵揚程的計算（1）確定管網水力計算控制點管網水力計算的控制點是指管網運行時所需最大揚程的出流點，即最不利灌水點。一般應選取離管網首端較遠而地面高程較高的地點。（2）確定管網水力計算的線路管網水力計算線路是自設計控制點到管網首端的一條管線。低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

（四）水力計算8.水泵揚程的計算（3）給水栓的工作水頭低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

（四）水力計算8.水泵揚程的計算（4）控制線路各節點水頭損失推算低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

（四）水力計算5.水泵揚程的計算（5）管網入口設計壓力的計算低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

（四）水力計算5.水泵揚程的計算（6）水泵揚程的計算低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

（四）水力計算5.水泵揚程的計算（7）水泵的選取根據以上確定的水泵揚程和系統設計流量選取水泵，并校核水泵工況點，使水泵在高效區運行。若控制面積大且各輪灌組流量與揚程差別很大時，可采用變頻調節，幾臺水泵并聯或串聯，以節省運行費用。低壓管道輸水灌溉系統工程規劃設計

系統組成：水源與取水工程部分、輸水配水管網系統和田間灌水系統。低壓管道輸水灌溉工程組成

水源形式：管道輸水灌溉系統的水源有井、泉、溝、渠道、塘壩、河湖和水庫等。組成一：水源與取水工程部分低壓管道輸水灌溉工程組成

水質要求：水質應符合農田灌溉用水標準，且不含有大量雜草、泥沙等雜物。組成一：水源與取水工程部分低壓管道輸水灌溉工程組成

建筑及設備要求：井灌區的取水工程應根據用水量和揚程大小，選擇適宜的水泵和配套動力機，壓力表及水表，并建有管理房。

自壓灌區或大中型提水灌區的取水工程還應建進水閘、分水閘、攔污柵及泵房等配套建筑物。壓力表水表攔污柵組成一：水源與取水工程部分低壓管道輸水灌溉工程組成

組成二：輸配水管網系統

在面積較大灌區，管網可由干管、分干管、支管和分支管等多級管道組成。各級管道————干、支管、管道連接件分水設施————給水栓等。保護裝置————排氣閥、進氣閥等。其他附屬設施——出水口、倒虹吸、放水井等。組成部分低壓管道輸水灌溉工程組成組成三：田間灌水系統

田間灌水系統指出水口以下的田間部分，它仍屬地面灌水，因而應采取地面節水灌溉技術，達到灌水均勻，并減少灌水定額的目的。低壓管道輸水灌溉工程組成

低壓管道輸水灌溉工程的類型及特點一管道輸水灌溉的概念

管道輸水灌溉是以管道代替明渠輸水灌溉的一種工程形式，通過一定的壓力，將灌溉水由分水設施輸送到田間。管道壓力一般不超過0.4MPa，故稱為低壓管道。低壓管道輸水灌溉工程的類型及特點

二管道輸水灌溉的特點低壓管道輸水灌溉工程的類型及特點

（一）節水節能

節水：管道輸水可以減少滲漏損失和蒸發損失，與土壟溝相比，管道輸水損失可減少5%，水的利用率比土渠提高了30%～40%，比混凝土等襯砌方式節水5%～15%。

節能：減少了水的使用量，對于井灌區，意味著降低能耗。一般可節能20%～25%。低壓管道輸水灌溉工程的類型及特點（二）省地省工

節省占地：管道輸水只占灌溉面積的0.5%。土渠輸水，田間渠道用地一般占灌溉面積的1%～2%，有的多達3%～5%，低壓管道占地少，從而提高了土地利用率。

節省工程量：

(1)管道輸水速度快，避免了跑水漏水現象，縮短了灌水周期。（2）節省了巡渠和清淤維修用工。對比：渠道清淤低壓管道輸水灌溉工程的類型及特點

（三）投資少，效益高

投資少：管灌投資較低，一般每畝在100～300元。對比：而投資噴灌，每畝一般1000～2000元，滴灌每畝一般300～500元，故低壓管道的畝均投資數較低。

效益高：

因低壓管道基本能保證適時適量灌水，故較大程度地滿足了作物的生長需求，能起到增產的作用。一般年份可增產15%，干旱年份可增產20%。低壓管道輸水灌溉工程的類型及特點

（四）適應性強

（1）低壓管道可以越溝、爬坡和跨橋，基本不受地形的限制（相比渠道）；

（3）配上田間地面移動的軟管，可解決零散地的灌溉問題。

（2）施工安裝方便，便于群眾掌握；低壓管道輸水灌溉工程的類型及特點

三管道輸水系統的類型低壓管道輸水灌溉工程的類型及特點機壓輸水系統自壓輸水系統按壓力獲取方式樹狀管網環狀管網按管網形式按可移動的程度移動式半固定式固定式低壓管道輸水灌溉工程的類型及特點

機壓輸水系統水泵直送式蓄水池式水泵直送式適用：水源低，灌區高原理：通過水泵抽水加壓送水適用：水源高，灌區低但壓力不夠；水源低，灌區高原理：利用蓄水池的高度產生壓力輸送水蓄水池式蓄水池干管低壓管道輸水灌溉工程的類型及特點

自壓輸水系統自壓輸水系統

原理：在水源較高，可利用地形自然落差所提供的水頭作為管道輸水所需要的工作壓力。

適用條件：在丘陵地區的自流灌區多采用這種形式。低壓管道輸水灌溉工程的類型及特點

機壓輸水系統自壓輸水系統按壓力獲取方式樹狀管網環狀管網按管網形式按可移動的程度移動式半固定式固定式低壓管道輸水灌溉工程的類型及特點

樹狀管網環狀管網1支管2支管3支管4支管從干管流向支管、分支管，只有分流而無匯流。國內以該種管網為主。管網通過節點將各管道連接成閉合的環狀。保證率高，但管材用量大、投資高國外用得較多。低壓管道輸水灌溉工程的類型及特點

機壓輸水系統自壓輸水系統按壓力獲取方式樹狀管網環狀管網按管網形式移動式半固定式按可移動的程度固定式低壓管道輸水灌溉工程的類型及特點

移動式

概念：除水源外，機泵和輸配水管道都是可移動的，工作壓力一般0.02～0.04Mpa。

適用條件：特別適合于小水源、小機組和小管徑的塑料軟管配套使用。

優點：其優點是一次性投資低、適應性強，常作抗旱臨時應用；

缺點：缺點是軟管使用壽命短，易被雜草、秸桿劃破，在作物生長后期，尤其是高桿作物灌溉比較困難。低壓管道輸水灌溉工程的類型及特點

機泵、輸配水管道，給配水裝置都是固定的，水從管道系統的出水口直接分水進入田間畦、溝。工作壓力一般0.04～0.1Mpa.

優點：操作方便，省工效益好。

缺點：因而管道密度大、投資高。固定式低壓管道輸水灌溉工程的類型及特點

半固定式

機泵固定，干（支）管和給水栓等埋于地下，移動軟管輸水進入田間溝、畦，它把上述兩種形式優點結合在一起，是比較常用的一種形式。移動軟管的工作壓力一般為0.005～0.11Mpa。是較常用的形式。低壓管道輸水灌溉工程的類型及特點

低壓管道輸水灌溉系統的管材和管件12低壓管道輸水灌溉的管道附件低壓管道輸水灌溉系統的主要設備

一低壓管道輸水系統的管材和管件低壓管道輸水灌溉系統的主要設備

低壓管道灌溉系統應該選擇那些管材呢？

上次課我們講到：低壓管道的壓力一般不超過0.4MPa。低壓管道（一）認識管材低壓管道輸水灌溉系統的主要設備低壓管道管材形式塑料管材金屬管材水泥類管材——鋼筋混凝土管、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，雙壁波紋管等，常作為固定管道使用。軟管——如，改性聚乙烯薄塑料管、綿綸布管等，常用作地面移動管道。常用作固定管道——鋼管、鑄鐵管常用作移動管道——鋁合金管、薄壁光管（一）認識管材低壓管道輸水灌溉系統的主要設備

聚氯乙烯管(PVC)高密度聚乙烯(HDPE)聚氯乙烯雙壁波紋管低密度聚乙烯管(LDPE)改性聚丙烯管(PP)低密度聚乙烯軟管第一組圖片低壓管道輸水灌溉系統的主要設備

鋼管鑄鐵管鋁合金管鍍鋅鋼管水泥管水泥管第二組圖片低壓管道輸水灌溉系統的主要設備

薄壁聚氯乙烯管薄膜塑料管（小白龍）維塑軟管第三組圖片低壓管道輸水灌溉系統的主要設備

（二）管材選擇（1）能承受設計要求的工作壓力。管材允許工作壓力應為管道最大工作壓力的1.4倍。且大于管道可能產生水錘時的最大壓力。（2）管壁薄厚均勻，壁厚誤差應不大于5%。（3）地埋管材在農機具和外荷載的作用下管材的徑向變形率不得大于5%。（4）便于運輸和施工，能承受一定的沉降應力。

1.管材的選擇原則低壓管道輸水灌溉系統的主要設備（二）管材選擇

（5）管材內壁光滑、糙率小，耐老化，使用壽命滿足設計年限要求。

（6）管材與管材連接方便，連接處滿足相應的工作壓力、滿足抗彎折、抗滲漏、強度、剛度及安全等方面的要求。（7）移動管道要輕便，易快速拆卸、耐碰撞、耐摩擦，具有較好的抗穿透及抗老化能力等。（8）當輸送的水流有特殊要求時，還應考慮對管材的特殊要求。低壓管道輸水灌溉系統的主要設備（二）管材選擇1.管材的選擇方法管材價格施工費用使用年限管理費用考慮因素低壓管道輸水灌溉系統的主要設備（二）管材選擇

（1）通常在經濟條件較好地區，固定管道可選擇價格相對較高但施工、安裝方便及運行可靠、管理簡單的硬PVC管；移動管可選擇塑料軟管。常規做法（2）在經濟條件較差的地區，可選擇價格低廉的管材，如固定管可選素混凝土管，水泥砂管等管材，移動軟管可選擇塑料軟管。（3）在將來可能發展噴灌的地區，應選擇承壓能力較高的管材，以便今后發展噴灌時使用。低壓管道輸水灌溉系統的主要設備

二低壓管道輸水系統的管道附件低壓管道輸水灌溉系統的主要設備管道附件形式（作用）低壓管道管道附件控制附件連接附件——三通、四通、彎頭、堵頭等給水裝置安全裝置——進（排）氣閥、安全閥、調壓閥、逆止閥、泄水閥等。

出水口給水栓移動式固定式～半固定式低壓管道輸水灌溉系統的主要設備作用：連接管件、便于輸水。（一）連接附件

三通

三通四通

彎頭彎頭堵頭低壓管道輸水灌溉系統的主要設備管道水流出口，不能連接地面軟管（二）控制附件之給水裝置

出水口給水栓管道水流出口，可以連接地面軟管低壓管道輸水灌溉系統的主要設備（二）控制附件之給水裝置

常見的給水栓低壓管道輸水灌溉系統的主要設備低壓管道輸水灌溉系統的主要設備低壓管道輸水灌溉系統的主要設備低壓管道輸水灌溉系統的主要設備低壓管道輸水灌溉系統的主要設備低壓管道輸水灌溉系統的主要設備低壓管道輸水灌溉系統的主要設備低壓管道輸水灌溉系統的主要設備低壓管道輸水灌溉