平原地区低压管道灌溉工程的典型设计

摘要：本文以东营市利津县东双村典型片为例，从灌溉制度的选择、灌水定额的确定、管材选择、工程布局、流量推算等方面来论述平原地区低压管道灌溉工程的典型设计过程。

关键词：低压管道； 灌溉；工程

1 典型区基本情况

利津街道东双村典型片所控制的2150亩管道输水灌溉工程作为典型区进行设计。典型区位于利津街道东双村西，东西长2200m，南北宽650m；主要作物为冬小麦、夏玉米和棉花。耕作层土壤为中壤土，土层深厚，土壤容重为1.47g/cm?，田间持水率为26%，最大冻土层为45cm；典型区灌溉水源有保障。

2 灌水定额及灌溉周期

2.1 设计灌水定额

根据多年灌溉经验，4～5月份小麦灌溉和春播棉同时用水期为作物需水高峰。而玉米生长期正逢雨季，适时灌水即可满足。设计时以小麦日需水量最高的灌浆期确定灌水定额。按下式计算设计灌水定额：

式中：m —设计净灌水定额，mm；

γ —土壤干容重，取1.47g/cm?；

H —计划湿润层深度，取0.45m；

β1、β2 —以干土重百分比表示的适宜含水量上、下限（占干土重的百分比），取为田持的95%、60%，田持为26%。

计算得：m=60.20mm，折合40.13m?/亩，取40 m?/亩。

2.2 设计灌水周期

式中：T —灌水周期，d；

m —设计净灌水定额，mm；

Ea —作物日需水量，mm/d。

计算得：T=60.20/5.5=10.95d，取T=10d。

3 输水管道管材比选

田间地下输水管道选用管材现多为PVC管、PE管、玻璃钢管、铸铁管等， PVC管和玻璃钢管因具有内壁光滑、水力条件好、地形适用性好、价格低、耐腐蚀、重量轻等优点，已成为管道灌溉的首选管材。PVC管材连接速度快、接头强度高，玻璃钢管材的径价比随着管径的增大较小，经厂家价格对比，本着合理经济的原则，确定Φ500mm管径以上管道采用玻璃钢管，小于Φ500mm管径采用PVC管。

4 工程总体布局

依据地形、地块、道路等情况布置管道系统，使管线最短、控制面积最大，便于机耕，管理方便，采取双向分水方式灌溉。

典型泵站管道输水灌溉工程系统首部位于利津街道东双村西，在田间布置地下输水管道，总长16150m。其中，东西向布设主干管道1条，长1650m；南北向垂直主干管布设分干管4条，单条分干管长325m，分干管总长1300m；垂直于分干管每隔130m布置支管1条，共布设支管24条，单条支管平均长550m，支管总长13200m；给水栓沿支管布设，间距50m，多为双向分水控制灌溉，共布设给水栓240个；给水栓连接地面移动式输水软管，软管选用卷放方便、表面耐磨、有一定承压能力的绵塑软管，在支管上双向每隔50～100m设一个三通，每个给水栓处设一个闸阀和一块水表与移动软管连接，附带快速接头，退接方便；每条分干管末端设排水阀各1个，每条分干管首端设同径阀门1个；管径大于Φ125的输水管道分支处设镇墩，镇墩用混凝土构筑，管道与沟壁空隙用混凝土填充到管道外径高度上15cm。

5 系统流量推算

式中：Q—系统流量，m?/h；

A—控制面积，亩；

m—设计净灌水定额，m=60.20mm；

η—灌溉水利用系数，取为0.80；

T—灌水周期，取T=10d；

t—日工作时数，取t=15h。

计算得系统设计流量Q=719.42 m?/h。

6 灌溉系统工作制度确定

6.1 毛灌水定额

式中：m毛—毛灌水定额，m?/亩；

m—设计净灌水定额，m?/亩；

η—灌溉水利用系数，取为0.80；

则：m毛=40.00/0.80=50.00 m?/亩。

6.2 一次灌水延续时间

式中： t次— 一次灌水延续时间，h；

A0—单个给水栓控制面积，由管网布置知，A0=2150/240=8.96亩；

q0—单个给水栓出水流量，每次开16个给水栓，q0=42 m?/h。

则： t次=50.00×8.96/42=10.67h。

6.3 轮灌组划分

式中：N—轮灌组数，个；

t—日运行小时数，h；

int[]—取整符号；其余符号意义同前。

则：N=15×10/10.67=14.01。

现有轮灌组8个，少于14，故系统规划设计满足要求。

为减小干、支管管径，既利于灌溉农田，又减少投资，4条分干管全部开放，采取每3条支管为一个轮灌组、每个支管开启2个给水栓，共16个给水栓的运行方式，支管给水栓采用磁性闸阀。

参考文献

[1] 《低压管道输水灌溉工程技术》，黄河水利出版社，王留运主编，2011年；

[2] 《农田低压管道输水灌溉工程技术规范》GB/T20203-2006。