管道输水灌溉工程设计深度荟萃

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1、中国水利水电科学研究院中国水利水电科学研究院 刘群昌刘群昌 E-mail： 电 话：13601366962 管道输水灌溉工程管道输水灌溉工程第一讲第一讲第一讲第一讲第一讲第一讲 技术发展技术发展技术发展技术发展技术发展技术发展第二讲第二讲第二讲第二讲第二讲第二讲 工程规划工程规划工程规划工程规划工程规划工程规划第三讲第三讲第三讲第三讲第三讲第三讲 工程设计工程设计工程设计工程设计工程设计工程设计第四讲第四讲第四讲第四讲第四讲第四讲 管材附属设备管材附属设备管材附属设备管材附属设备管材附属设备管材附属设备第五讲第五讲第五讲第五讲第五讲第五讲 施工安装施工安装施工安装施工安装施工安装施工安装第六讲

2、第六讲第六讲第六讲第六讲第六讲 工程设计中应注意的问题工程设计中应注意的问题工程设计中应注意的问题工程设计中应注意的问题工程设计中应注意的问题工程设计中应注意的问题 一、管道输水灌溉技术简述一、管道输水灌溉技术简述 第一讲第一讲第一讲第一讲 管道输水灌溉技术的发展管道输水灌溉技术的发展管道输水灌溉技术的发展管道输水灌溉技术的发展 所谓管道输水，是指以管道代替明渠的一种输水工程所谓管道输水，是指以管道代替明渠的一种输水工程措施，通过一定的压力，将灌溉水由分水设施输送到田间，措施，通过一定的压力，将灌溉水由分水设施输送到田间，可直接由管道分水口分水进入田间沟、畦、或在分水口处可直接由管道分水口分水

3、进入田间沟、畦、或在分水口处连接软管输水进入沟、畦。其特点是出水口流量较大，出连接软管输水进入沟、畦。其特点是出水口流量较大，出水口所需压力较低。管道输水具有节水、省时、省工、省水口所需压力较低。管道输水具有节水、省时、省工、省地地 、灌水及时、增产增效、省电、便于管理和机耕等优点。、灌水及时、增产增效、省电、便于管理和机耕等优点。 我国目前采用的管道输水一般是指低压管道输水灌溉我国目前采用的管道输水一般是指低压管道输水灌溉系统，实际上，喷灌、微灌都离不开管道输水。系统，实际上，喷灌、微灌都离不开管道输水。 u低压管道输水灌溉工程低压管道输水灌溉工程 ：由自然落差或水泵加压形由自然落差或水泵加

4、压形成的有压水流，通过压力管网送至田间出水口，进行成的有压水流，通过压力管网送至田间出水口，进行地面灌溉的工程。地面灌溉的工程。给水栓流量大，出口压力给水栓流量大，出口压力2-3m.u喷灌喷灌：由自然落差或水泵加压形成的有压水流，通过由自然落差或水泵加压形成的有压水流，通过压力管网送至田间喷头，以均匀喷洒形式进行灌溉的压力管网送至田间喷头，以均匀喷洒形式进行灌溉的工程。工程。喷头喷头流量大于等于流量大于等于250L/h，工作压力大于，工作压力大于10m。u微灌工程微灌工程 ：由自然落差或水泵加压形成的有压水流，由自然落差或水泵加压形成的有压水流，通过压力管网送至田间专门的微灌水器以水滴、细小通

5、过压力管网送至田间专门的微灌水器以水滴、细小水流形成湿润作物根部附近土壤的灌溉工程。水流形成湿润作物根部附近土壤的灌溉工程。灌水器灌水器流量小于流量小于250L/h，灌水器工作水头，灌水器工作水头5-10m。 第一讲第一讲第一讲第一讲 管道输水灌溉技术的发展管道输水灌溉技术的发展管道输水灌溉技术的发展管道输水灌溉技术的发展 第一讲第一讲第一讲第一讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展输输配配水水方方式式 水泵提水水泵提水输水系统输水系统自压输水自压输水系统系统 第一讲第一讲第一讲第一讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉

6、工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展水水泵泵提提水水输输水水系系统统水源水位不能满足自压输水，需要利水源水位不能满足自压输水，需要利用水泵加压将水输送到所需要的高度，用水泵加压将水输送到所需要的高度，方可进行灌溉。包括水泵直接将水送方可进行灌溉。包括水泵直接将水送入管道系统入管道系统 和水泵通过管道将水输和水泵通过管道将水输送到高位水池在进管道。平原井灌区送到高位水池在进管道。平原井灌区管道系统大部分为水泵直送式。管道系统大部分为水泵直送式。 第一讲第一讲第一讲第一讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技

7、术的发展自自压压输输水水系系统统 利用地形自然落差所提供的水利用地形自然落差所提供的水头满足管道系统在运行时所需头满足管道系统在运行时所需的工作压力。在渠道位置较高的工作压力。在渠道位置较高的自流灌区多采用这种形式。的自流灌区多采用这种形式。 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管管网网形形式式树状管网树状管网输水系统输水系统环状管网环状管网输水系统输水系统 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展树树状状管管网

8、网输输水水系系统统 管网为树枝状，水流从管网为树枝状，水流从“树树干干”流向流向“树枝树枝”，即在干，即在干管、支管、分支管中从上游管、支管、分支管中从上游流向末端，只有分流而无汇流向末端，只有分流而无汇流。流。 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉技术的发展管道输水灌溉技术的发展管道输水灌溉技术的发展管道输水灌溉技术的发展环环状状管管网网输输水水系系统统 管网通过节点将各管道联结管网通过节点将各管道联结成闭合环状网。根据给水栓成闭合环状网。根据给水栓位置和控制阀启闭情况，水位置和控制阀启闭情况，水流可作正逆方向流动。流可作正逆方向流动。 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展

9、管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展移动式移动式固固定定方方式式固定式固定式半固定式半固定式 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展移移动动式式 除水源外，管道及分水设备都可除水源外，管道及分水设备都可移动，管道多采用薄膜塑料或维移动，管道多采用薄膜塑料或维纶涂塑软管，简便易行，成本低，纶涂塑软管，简便易行，成本低，使用灵活，适应性强，能够跨沟使用灵活，适应性强，能够跨沟过路任意转弯。过路任意转弯。 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌

10、溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展半半固固定定式式 管道系统的一部分固定，另管道系统的一部分固定，另一部分移动。一般是干管或一部分移动。一般是干管或干、支管为固定地埋管，由干、支管为固定地埋管，由分水口联接移动软管输水入分水口联接移动软管输水入田间。田间。 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展固固定定式式 管道系统中的各级管道及管道系统中的各级管道及分水设施均埋入地下，固分水设施均埋入地下，固定不动。给水栓或分水口定不动。给水栓或分水口直接分水进入田间沟、畦直接分水进

11、入田间沟、畦。 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展水水压压力力低压管道低压管道系统系统非低压管非低压管道系统道系统 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展低低压压管管道道系系统统 其最大工作压力一般不超过其最大工作压力一般不超过0.4 0.4 MPaMPa，最远出口的水头一般在，最远出口的水头一般在0.20.20.3 m0.3 m，该形式对管材承内压，该形式对管材承内压要求不高。我国大部分平原井灌要求不高。我

12、国大部分平原井灌区管道输水灌溉系统采用这种形区管道输水灌溉系统采用这种形式。式。 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展非非低低压压管管道道系系统统 工作压力超过0.4 MPa时为非低压管道输水灌溉系统，该形式对管材质量要求较高，一般应采取塑料管、钢筋混凝土管、钢管等，管道系统中的分水、调压等附属设备要求配套齐全，多在输水量较大或地形高差较大的灌区应用。 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展开敞式开敞式结结构构

13、方方式式封闭式封闭式半封闭式半封闭式 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展开开敞敞式式是指在上下游高差不太大的一些部位是指在上下游高差不太大的一些部位设有自由水面调节井槽的管道系统形设有自由水面调节井槽的管道系统形式。调节井槽除具有调压作用外，一式。调节井槽除具有调压作用外，一般还兼有分水、泄水功能。般还兼有分水、泄水功能。 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展半半封封闭闭式式在输水过程中，管道系统不完全在输

14、水过程中，管道系统不完全封闭，在适宜的位置保持自由水封闭，在适宜的位置保持自由水面或使用浮球阀控制阀门启闭的面或使用浮球阀控制阀门启闭的一种输水形式。一种输水形式。 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展封封闭闭式式水流在全封闭的管道中从上游管水流在全封闭的管道中从上游管端流向下游管道末端。输水过程端流向下游管道末端。输水过程中管道系统不出现自由水面。中管道系统不出现自由水面。1 1、节水、节水管道输水系统可以减少渗漏和蒸发损失，提高水的有效利用率。各地井灌区低压管道输水灌溉的实践表明，一般可比土渠输水

15、节约水量30%左右。是一项有效的节水灌溉工程措施。2 2、输水快和省时、省力、输水快和省时、省力管道输水灌溉是在一定压力下进行的，一般比土渠输水流速大、输水快，供水及时，有利于提高灌水效率，适时供水，节约灌水劳力。 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展3 3、减少土渠占地、减少土渠占地以管代渠在井灌区一般可比土渠减少占地2%左右。对于我国土地资源紧缺，人均占有耕地不足1.5亩的现实来说，这是一个很大的社会和经济效益，其意义极为深远。 4 4、节能、节能用管道输水灌溉，比土渠输水多消耗一定能耗，但通过节

16、水，提高水的有效利用率所减少的能耗，一般可节省能耗20%一25%。5 5、灌水及时促进增产增收、灌水及时促进增产增收管道输水灌溉，减少水量损失，同时改善了田间灌水条件，缩短了轮灌周期，从而有效地满足了作物生长的需水、可收到增产增收的效果。另外，采用管道输水，还便于管理便于机耕。 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展低压管道输水灌溉系统，根据各部分承担的功能由：水源、输水管道、给配水装置(出水口、给水栓)、安全保护设施(安全阀、排气阀)、田间灌水设施等部分组成。 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工

17、程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展水源与取水工程水源与取水工程水源与取水工程水源与取水工程 田间灌水设施田间灌水设施田间灌水设施田间灌水设施输水配水管网输水配水管网输水配水管网输水配水管网系系统统组组成成 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展水源水源水源水源与取与取与取与取水工水工水工水工程程程程管道输水灌溉系统的水

18、源有井、管道输水灌溉系统的水源有井、泉、沟、渠道、塘坝、河湖和水泉、沟、渠道、塘坝、河湖和水库等。库等。 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展输水输水输水输水配水配水配水配水管网管网管网管网输配水管网包括各级管道、分水设施、输配水管网包括各级管道、分水设施、保护装置和其他附属设施。在面积较保护装置和其他附属设施。在面积较大的灌区，管网可由干管、分干管、大的灌区，管网可由干管、分干管、支管、分支管等多级管道组成。支管、分支管等多级管道组成。 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌

19、溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展田田田田间间间间灌灌灌灌水水水水设设设设施施施施田间灌水设施指分水口以下的田间部分，包田间灌水设施指分水口以下的田间部分，包括田间农、毛渠，田间闸管系统等。灌溉田括田间农、毛渠，田间闸管系统等。灌溉田块应进行平整，畦田长宽适宜，灌水沟长度块应进行平整，畦田长宽适宜，灌水沟长度宜短。为达到灌水均匀、减小灌水定额的目宜短。为达到灌水均匀、减小灌水定额的目的，通常将长畦改为短畦，长沟改短沟。的，通常将长畦改为短畦，长沟改短沟。对于自流灌区，由于水源工程的类型（水库、蓄水池、渠对于自流灌区，由于水源工程的类型（水库、蓄水池、渠道、山泉

20、溪水等）不同，取水设施的形式也不同。从渠道道、山泉溪水等）不同，取水设施的形式也不同。从渠道取水，取水设施包括进水闸、拦污栅、量水堰、沉沙池、取水，取水设施包括进水闸、拦污栅、量水堰、沉沙池、压力管道、进口部分组成。在进水闸和沉沙池前设置拦污压力管道、进口部分组成。在进水闸和沉沙池前设置拦污栅，以防渠中杂物进入，管道进口还设置了拦物笼罩，再栅，以防渠中杂物进入，管道进口还设置了拦物笼罩，再次防止细的杂物进入管道；沉沙池主要沉淀颗粒较大的推次防止细的杂物进入管道；沉沙池主要沉淀颗粒较大的推移质泥沙进入管道，池子定期人工清洗，冬季排水以防冻移质泥沙进入管道，池子定期人工清洗，冬季排水以防冻胀破坏，

21、起沉沙和稳定水位作用。这是一种开敞式取水，胀破坏，起沉沙和稳定水位作用。这是一种开敞式取水，适用于水源中杂草和泥沙含量较大的特点。当然，可根据适用于水源中杂草和泥沙含量较大的特点。当然，可根据水源情况采用较简单的进水口设施。例如，在某自压管道水源情况采用较简单的进水口设施。例如，在某自压管道输水灌溉工程中，由于渠道水源来自水库，杂草、泥沙含输水灌溉工程中，由于渠道水源来自水库，杂草、泥沙含量少，将管段直接地埋穿过渠岸，有压取水。这种方式只量少，将管段直接地埋穿过渠岸，有压取水。这种方式只需设置进水控制闸门，从而降低了工程投资。需设置进水控制闸门，从而降低了工程投资。 第第第第一一一一讲讲讲讲

22、管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展 第一讲第一讲第一讲第一讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展6、国外管道输水灌溉技术发展现状及趋势、国外管道输水灌溉技术发展现状及趋势 管道输水灌溉具有成本低、节水明显、管理方便等特管道输水灌溉具有成本低、节水明显、管理方便等特管道输水灌溉具有成本低、节水明显、管理方便等特管道输水灌溉具有成本低、节水明显、管理方便等特点，是世界上应用较为普遍的节水灌溉技术之一，已成点，是世界上应用较为普遍的节水灌溉技术之一，已成点，是世

23、界上应用较为普遍的节水灌溉技术之一，已成点，是世界上应用较为普遍的节水灌溉技术之一，已成为许多发达国家进行灌区技术改造的一个方向性技术措为许多发达国家进行灌区技术改造的一个方向性技术措为许多发达国家进行灌区技术改造的一个方向性技术措为许多发达国家进行灌区技术改造的一个方向性技术措施。外一些国家从施。外一些国家从施。外一些国家从施。外一些国家从2020世纪世纪世纪世纪5050年代以来，低压管道输水技年代以来，低压管道输水技年代以来，低压管道输水技年代以来，低压管道输水技术就已得到广泛的应用。特别是术就已得到广泛的应用。特别是术就已得到广泛的应用。特别是术就已得到广泛的应用。特别是7070年代以来

24、，随着塑料年代以来，随着塑料年代以来，随着塑料年代以来，随着塑料管道的广泛应用，更加速了低压管道输水灌溉的推广。管道的广泛应用，更加速了低压管道输水灌溉的推广。管道的广泛应用，更加速了低压管道输水灌溉的推广。管道的广泛应用，更加速了低压管道输水灌溉的推广。相应的制管新技术、水力学理论和结构设计方法日渐成相应的制管新技术、水力学理论和结构设计方法日渐成相应的制管新技术、水力学理论和结构设计方法日渐成相应的制管新技术、水力学理论和结构设计方法日渐成熟，施工安装和运行管理都有成熟的经验。熟，施工安装和运行管理都有成熟的经验。熟，施工安装和运行管理都有成熟的经验。熟，施工安装和运行管理都有成熟的经验。

25、 灌溉形式灌溉形式发展中国家发展中国家发达国家发达国家世界世界面积面积比例比例面积面积比例比例面积面积比例比例地面灌地面灌18025518025597%97%466284662868.6%68.6%22688322688389.5%89.5%喷灌喷灌150015000.85%0.85%125921259218.5%18.5%14092140925.5%5.5%微灌微灌2002000.15%0.15%100010001.5%1.5%120012000.5%0.5%管道管道输水灌溉输水灌溉368536852%2%7740774011.4%11.4%11425114254.5%4.5%世界灌溉发展世

26、界灌溉发展 第一讲第一讲第一讲第一讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展 第一讲第一讲第一讲第一讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展发展中国家（地区）发展中国家（地区）发达国家发达国家国家（地区）国家（地区）面积面积国家国家面积面积中国中国25002500美国美国73107310印度印度10001000法国法国200200孟加拉孟加拉1010日本日本6060（估计）（估计）非洲非洲100100澳大利亚澳大利亚4040尼泊尔尼泊尔5 5西班牙、葡萄牙西班牙

27、、葡萄牙130130东南亚东南亚2020南美洲南美洲5050合计合计36853685合计合计77407740主要国家低压管道输水灌溉发展情况主要国家低压管道输水灌溉发展情况 1000hm2 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展美国在美国在美国在美国在20202020世纪五十年代，为解决西部缺水和劳动力不足问世纪五十年代，为解决西部缺水和劳动力不足问世纪五十年代，为解决西部缺水和劳动力不足问世纪五十年代，为解决西部缺水和劳动力不足问题，就已较广泛应用低压管道输水灌溉系统进行地面灌溉。题，就已较广泛应用低

28、压管道输水灌溉系统进行地面灌溉。题，就已较广泛应用低压管道输水灌溉系统进行地面灌溉。题，就已较广泛应用低压管道输水灌溉系统进行地面灌溉。经过数十年的推广发展，低压管道输水灌溉面积占到总灌经过数十年的推广发展，低压管道输水灌溉面积占到总灌经过数十年的推广发展，低压管道输水灌溉面积占到总灌经过数十年的推广发展，低压管道输水灌溉面积占到总灌溉面积的一半以上。目前，干旱地区的英皮尔灌区、盐河溉面积的一半以上。目前，干旱地区的英皮尔灌区、盐河溉面积的一半以上。目前，干旱地区的英皮尔灌区、盐河溉面积的一半以上。目前，干旱地区的英皮尔灌区、盐河灌区等比较先进的灌区，支渠以下的输水系统已大部分埋灌区等比较先进

29、的灌区，支渠以下的输水系统已大部分埋灌区等比较先进的灌区，支渠以下的输水系统已大部分埋灌区等比较先进的灌区，支渠以下的输水系统已大部分埋设地下管道，并设有排水系统，灌溉排水各成系统，灌水设地下管道，并设有排水系统，灌溉排水各成系统，灌水设地下管道，并设有排水系统，灌溉排水各成系统，灌水设地下管道，并设有排水系统，灌溉排水各成系统，灌水效率和灌溉效益都较高。如美国加州的圣华金河谷灌区气效率和灌溉效益都较高。如美国加州的圣华金河谷灌区气效率和灌溉效益都较高。如美国加州的圣华金河谷灌区气效率和灌溉效益都较高。如美国加州的圣华金河谷灌区气候干早，年平均降水量候干早，年平均降水量候干早，年平均降水量候干

30、早，年平均降水量152152152152 180mm180mm180mm180mm，全灌区一半种棉花，其，全灌区一半种棉花，其，全灌区一半种棉花，其，全灌区一半种棉花，其余种葡萄、甘蔗、玉米、苜蓿等作物，控制灌溉面积余种葡萄、甘蔗、玉米、苜蓿等作物，控制灌溉面积余种葡萄、甘蔗、玉米、苜蓿等作物，控制灌溉面积余种葡萄、甘蔗、玉米、苜蓿等作物，控制灌溉面积24.724.724.724.7万万万万hmhmhmhm2 2 2 2，输水系统早已实现管道化，埋设地下管道总长度为，输水系统早已实现管道化，埋设地下管道总长度为，输水系统早已实现管道化，埋设地下管道总长度为，输水系统早已实现管道化，埋设地下管道

31、总长度为1920km1920km1920km1920km。平均每亩灌溉定额为。平均每亩灌溉定额为。平均每亩灌溉定额为。平均每亩灌溉定额为400m400m400m400m3 3 3 3，管道输水效率达，管道输水效率达，管道输水效率达，管道输水效率达97979797。 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展 日本是较早实施管道化输水的国家之一。输水管道化经日本是较早实施管道化输水的国家之一。输水管道化经日本是较早实施管道化输水的国家之一。输水管道化经日本是较早实施管道化输水的国家之一。输水管道化经历了四个阶

32、段，第一阶段为历了四个阶段，第一阶段为历了四个阶段，第一阶段为历了四个阶段，第一阶段为6060年代前，开始在平原地区推年代前，开始在平原地区推年代前，开始在平原地区推年代前，开始在平原地区推行灌溉农渠管道化，一般通过水泵加压方式供水；第二阶行灌溉农渠管道化，一般通过水泵加压方式供水；第二阶行灌溉农渠管道化，一般通过水泵加压方式供水；第二阶行灌溉农渠管道化，一般通过水泵加压方式供水；第二阶段为段为段为段为7070年代，支渠开始部分管道化，一般在平原和丘陵区年代，支渠开始部分管道化，一般在平原和丘陵区年代，支渠开始部分管道化，一般在平原和丘陵区年代，支渠开始部分管道化，一般在平原和丘陵区进行；第三

33、阶段：进行；第三阶段：进行；第三阶段：进行；第三阶段：80-9080-90年代，下游干渠开始管道化，截至年代，下游干渠开始管道化，截至年代，下游干渠开始管道化，截至年代，下游干渠开始管道化，截至19901990统计，全日本发展输水渠（管）道统计，全日本发展输水渠（管）道统计，全日本发展输水渠（管）道统计，全日本发展输水渠（管）道180.5Km,180.5Km,其中输水其中输水其中输水其中输水管道占管道占管道占管道占60.2%60.2%，明渠占，明渠占，明渠占，明渠占39.8%39.8%；第四阶段：；第四阶段：；第四阶段：；第四阶段：9090年代以后，开年代以后，开年代以后，开年代以后，开始在国

34、内小型灌区进行输水全部管道化，大型灌区在部分始在国内小型灌区进行输水全部管道化，大型灌区在部分始在国内小型灌区进行输水全部管道化，大型灌区在部分始在国内小型灌区进行输水全部管道化，大型灌区在部分干渠开始管道化。日本的管道系统主要采用混凝土管、预干渠开始管道化。日本的管道系统主要采用混凝土管、预干渠开始管道化。日本的管道系统主要采用混凝土管、预干渠开始管道化。日本的管道系统主要采用混凝土管、预应力混凝土管、石棉水泥管、铸铁管、钢管和强化塑料管。应力混凝土管、石棉水泥管、铸铁管、钢管和强化塑料管。应力混凝土管、石棉水泥管、铸铁管、钢管和强化塑料管。应力混凝土管、石棉水泥管、铸铁管、钢管和强化塑料管

35、。最大管径已达最大管径已达最大管径已达最大管径已达2000mm2000mm。为了有利于管道输水灌溉的实施，。为了有利于管道输水灌溉的实施，。为了有利于管道输水灌溉的实施，。为了有利于管道输水灌溉的实施，日本于日本于日本于日本于19731973年年年年3 3月制定了输水管道的设计标准，月制定了输水管道的设计标准，月制定了输水管道的设计标准，月制定了输水管道的设计标准，19771977年年年年1010月月月月对该设计标准进行了修订。对该设计标准进行了修订。对该设计标准进行了修订。对该设计标准进行了修订。 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程

36、技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展经过十几年的进一步发展，目前世界发达国经过十几年的进一步发展，目前世界发达国家最新的研究已将计算机技术、自动控制技术、信家最新的研究已将计算机技术、自动控制技术、信息技术、息技术、3S（GIS、RS、GPS）等技术应用于管道）等技术应用于管道输水灌溉工程规划设计及管理，实现集信息采集输水灌溉工程规划设计及管理，实现集信息采集处理处理决策决策信息反馈信息反馈监控为一体的调度系统，监控为一体的调度系统，低压管道输水灌溉技术正在朝着自动化、信息化、低压管道输水灌溉技术正在朝着自动化、信息化、智能化方向发展；在管材开发中积极探索新的途径智能化方向发展；在管材开发中积

37、极探索新的途径以降低管材生产成本，增强管材强度，增大管材口以降低管材生产成本，增强管材强度，增大管材口径，并向复合型材料方向发展。径，并向复合型材料方向发展。 第第第第一一一一讲讲讲讲 管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展管道输水灌溉工程技术的发展 第第第第一一一一讲讲讲讲 低压管道输水灌溉工程技术的发展低压管道输水灌溉工程技术的发展低压管道输水灌溉工程技术的发展低压管道输水灌溉工程技术的发展7、国内低压管道输水灌溉技术发展现状、国内低压管道输水灌溉技术发展现状 我国自五十年代开始尝试低压管道输水灌我国自五十年代开始尝试低压管道输水灌溉技术的开发应用，

38、进入溉技术的开发应用，进入80年代后，随着我国年代后，随着我国北方水资源供需矛盾的日益加剧和农村经济的北方水资源供需矛盾的日益加剧和农村经济的发展，经过发展，经过“七五七五”对关键技术的联合攻关，对关键技术的联合攻关，以井灌区为重点的低压管道输水灌溉技术得到以井灌区为重点的低压管道输水灌溉技术得到迅速推广和应用。截至迅速推广和应用。截至2008年底，全国管道输年底，全国管道输水面积水面积8800万亩，占节水灌溉面积的万亩，占节水灌溉面积的29%。喷灌面积4200万亩占14%微灌面积1900万亩，占6%渠道防渗面积1.57亿亩，占51%管道输水面积8800万亩占29%截止截止20082008年底

39、，节水灌溉面积达到年底，节水灌溉面积达到3 3亿亩，占灌溉面积的亿亩，占灌溉面积的3333第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划u管道输水工程规划须与当地农业区划、农业发展计划、水管道输水工程规划须与当地农业区划、农业发展计划、水利规划及农田基本建设规划相适应。利规划及农田基本建设规划相适应。u近期需要与远景发展规划相结合。近期需要与远景发展规划相结合。u系统运行可靠。系统运行可靠。u运行管理方便。运行管理方便。u综合考虑管道系统各部分之间的联系，取得最优化方案。综合考虑管道系统各部分之间的联系，取得最优化方案。 8 8、管道输水工程

40、的规划布局的原则、管道输水工程的规划布局的原则、管道输水工程的规划布局的原则、管道输水工程的规划布局的原则 9 9、管道输水工程的规划内容、管道输水工程的规划内容、管道输水工程的规划内容、管道输水工程的规划内容u确定适宜的引水水源和取水工程的位置、规确定适宜的引水水源和取水工程的位置、规模及形式模及形式u论证管网类型、研究管网中管道线路的走向论证管网类型、研究管网中管道线路的走向和布置和布置u拟定可供选择的管材、管件、给水栓、保护拟定可供选择的管材、管件、给水栓、保护装置、控制闸门等设施的系列范围装置、控制闸门等设施的系列范围 第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道

41、输水工程的规划管道输水工程的规划1010、规划步骤、规划步骤u调查收集规划前所需要的资料，并应进行核实和分析。调查收集规划前所需要的资料，并应进行核实和分析。u进行水量平衡分析，确定管道输水灌溉区规模。进行水量平衡分析，确定管道输水灌溉区规模。u实地勘测并绘制规划区平面图，在图中标明沟、渠、路、林实地勘测并绘制规划区平面图，在图中标明沟、渠、路、林及水源的位置和高程等。及水源的位置和高程等。u确定取水工程位置、范围和形式。确定取水工程位置、范围和形式。u进行田间工程布置，确定管网形式和畦田规格。进行田间工程布置，确定管网形式和畦田规格。u根据管网类型，给水栓位置，选择适宜的管网线路，确定保根据

42、管网类型，给水栓位置，选择适宜的管网线路，确定保护设施及其他附属建筑物位置，护设施及其他附属建筑物位置，u汇总管网各级管道长度、给水栓、保护设施、连接管件及其汇总管网各级管道长度、给水栓、保护设施、连接管件及其他附属建筑物的数量。他附属建筑物的数量。u选择适宜的管材、给水分水装置及保护设施。选择适宜的管材、给水分水装置及保护设施。u提供的规划成果。提供的规划成果。第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划1111、规划所需基本资料、规划所需基本资料基本基本资料的收集及有关技料的收集及有关技术参数的参数的选用，用，是搞好工程系是搞好工程系统

43、规划的前提，要求做到准确划的前提，要求做到准确可靠，必要可靠，必要时应对有关数据有关数据进行行观测、试验和分析和分析论证。 资料包括：地形地貌、农业气象、灌溉水资料包括：地形地貌、农业气象、灌溉水源、土壤及土壤特性、土地利用现状、水利源、土壤及土壤特性、土地利用现状、水利工程设施状况、管材管件资料、社会经济等。工程设施状况、管材管件资料、社会经济等。第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划1212、为何要重视管道布置、为何要重视管道布置、为何要重视管道布置、为何要重视管道布置151m179m106m303m158m132m164m132

44、m187m151m106m164m184.1m131.1mL1=1973mL2=1682mL1-L2=291m可节省管道长可节省管道长度度14.75%第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划1313、管网布置的方法、管网布置的方法、管网布置的方法、管网布置的方法 管网布置的目标函数是年费用最低，各项技术经管网布置的目标函数是年费用最低，各项技术经济指标处于较理想的数值。济指标处于较理想的数值。方案分析方法的具体步骤是：方案分析方法的具体步骤是：u综合综合分析原始资料，经过充分协商，初步选定若干个分析原始资料，经过充分协商，初步选定若干个

45、布置方案；布置方案；u进行不同布置方案的工程量、投资、年运行费计算和进行不同布置方案的工程量、投资、年运行费计算和相关节水、省工、省电、省地等效益分析计算；相关节水、省工、省电、省地等效益分析计算；u分析确定优化布置方案；分析确定优化布置方案；u进行典型地块布置；进行典型地块布置；u进行全区工程总体布局。进行全区工程总体布局。第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划（1）方案分析法）方案分析法1313、管网布置的方法、管网布置的方法、管网布置的方法、管网布置的方法 管道经济布置的具体方法是：首先根据图论理论，管道经济布置的具体方法是：首

46、先根据图论理论，将水源至各给水栓之间用最短的管线连接起来，构成最将水源至各给水栓之间用最短的管线连接起来，构成最小生成树，再采用费尔马点法进行修正，最后视条件情小生成树，再采用费尔马点法进行修正，最后视条件情况决定是否采用环状管网。况决定是否采用环状管网。第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划 （2）经济布置法）经济布置法（3）管道布置优化的）管道布置优化的120规划规划 相比最小生成相比最小生成树法，法，120规划更具划更具优点，它可以点，它可以求得各求得各节点点连接的最短路接的最短路线，而不，而不仅是相是相邻节点的最点的最短短连接

47、，通接，通过增加增加节点，使得点，使得该节点到相点到相邻几点几点(一般一般为三点或四点三点或四点)的矢量和的矢量和为0 ，从而，从而实各各节点之点之间的最的最优化化连接，确定管接，确定管线布置。布置。 1414、管道系统布置的基本原、管道系统布置的基本原则则u井灌区的管网一般以单个井为单元进行布置。在井群统一管理调度情况下，也可以采用多井汇流方式，但应进行充分的技术经济论证。u渠灌区应根据地形条件、地块形状及水源位置和作物布局、灌溉要求等分区布置管网，尽量将供水压力接近的地块划分在同一分区。u应根据水源位置（机井位置或管网入口位置）、地块形状、种植方向及原有工程配套等因素，通过比较，确定采用树

48、状管网或环状管网。第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划u管网布置应满足田间灌水技术要求，在平原区，各级管道尽可能采用双向供水。u管网布置应力求控制面积大，且管线平顺，减少折点和起伏。若管线布置有起伏时，应避免管道内产生负压。u管网布置应紧密结合水源位置、道路、林带、灌溉明渠和排水沟以及供电线路等，统筹安排，以适应机耕和农业技术措施的要求，避免干扰输油、输气管道及电讯线路等。u布置管网时应充分利用已有的水利工程，如穿路倒虹吸和涵管等。第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划u管

49、网级数，应根据系统灌溉面积（或流量）和经济条件等因素确定。在井灌区，当系统流量小于30m3/h时，可采用一级固定管道；系统流量在3060m3/h时，可采用干管（输水）、支管（配水）两级固定管道；系统流量大于60m3/h时，可采用两级或多级固定管道。在渠灌区，目前主要在支渠以下采用管道输水灌溉技术，其管网级数一般分斗管、分管、引管三级。 第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水灌溉工程规划管道输水灌溉工程规划管道输水灌溉工程规划管道输水灌溉工程规划 管线布置应与地形坡度相适应。如地形平坦，为充分利用地面坡降，干（支）管应尽量垂直等高线布置；若在山丘区，地面坡度较陡时，干（支）管布置应平行等高线，以防水

50、头压力过大。田间末级管道，其走向应与作物种植方向一致，移动软管或田间垄沟垂直于作物种植行。给水栓和出水口的间距应根据生产管理体制、灌溉计划确定。在已确定给水栓位置的前提下，力求管道总长度最短。充分考虑管路中量水、控制和保护等装置的适宜位置。第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划 15、管网布置步骤、管网布置步骤 根据管网布置原则，按以下步骤进行管网规划布置根据管网布置原则，按以下步骤进行管网规划布置 (1) 分析确定管网类型。分析确定管网类型。 (2) 确定给水栓的适宜位置。确定给水栓的适宜位置。 (3) 确定管网中各级管道的走向与长

51、度。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。置、保护设施、连接管件及附属建筑物的位置。 (5) 对各级管道、管件、给水装置等，列表分类统计对各级管道、管件、给水装置等，列表分类统计第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划16、管道系统布置的基本形式、管道系统布置的基本形式 管网布置形式应根据水源位置、地形、田管网布置形式应根据水源位置、地形、田管网布置形式应根据水源位置、地形、田管网布置形式应根据水源位置、地形

52、、田间工程配套和用户用水情况，通过方案比较确间工程配套和用户用水情况，通过方案比较确间工程配套和用户用水情况，通过方案比较确间工程配套和用户用水情况，通过方案比较确定。定。定。定。根据水源位置、控制范围、地面坡度、田块形状、作物种植方向等条件，管网布设成树枝状或环状两类。第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划 适应条件：适应条件：机井位于地机井位于地块一侧，控制面积较大块一侧，控制面积较大且地块近似成方形且地块近似成方形 。圭字形布置 （1）井灌区管网典型布置形式）井灌区管网典型布置形式第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道

53、输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划 适应条件：适应条件：机井位于地机井位于地块一侧，控制面积较大块一侧，控制面积较大且地块近似成方形且地块近似成方形 。形布置 第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划 适应条件：适应条件：机井位于地块一侧，控制面积较机井位于地块一侧，控制面积较大且地块近似成方形大且地块近似成方形 。单环形布置单环形布置 双环形布置双环形布置 第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划 适应条件：适应条件：机井位于地块一侧，地块呈长条形机井位于地块一

54、侧，地块呈长条形L形形布布置置 第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划 适应条件：适应条件：机井位于地块一侧，地块呈长条形机井位于地块一侧，地块呈长条形T形布置形布置 第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划 适应条件：适应条件：机井位于地块中心，地块长宽比不大于机井位于地块中心，地块长宽比不大于2 H形布置形布置 第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划 适应条件：适应条件：机井位于地块中心，地块长宽比大于机井位于地块

55、中心，地块长宽比大于2 长一字形布置长一字形布置 第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划平坦地形，管道输水灌溉区控制面积大，并有均一坡度平坦地形，管道输水灌溉区控制面积大，并有均一坡度情况下的典型树枝状管网的布置形式，其管网由斗管、情况下的典型树枝状管网的布置形式，其管网由斗管、分管和引管组成。分管和引管组成。 （2）渠灌区管网典型布置形式渠灌区管网典型布置形式第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划梯田树枝状管网的布置形式：布置干管沿地形坡度走向，梯田树枝状管网的布置形式：布

56、置干管沿地形坡度走向，即干管垂直等高线布置。这样干管可双向布置支管，支即干管垂直等高线布置。这样干管可双向布置支管，支管均沿梯田地块方向，平行等高线布置。每块梯田布置管均沿梯田地块方向，平行等高线布置。每块梯田布置一条支管，各自独立由干管引水。一条支管，各自独立由干管引水。 （3）山丘区）山丘区管网典型布置形式管网典型布置形式第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划梯田树枝状管网的布置形式梯田树枝状管网的布置形式 第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划山丘区提水渠灌区管道输水灌

57、溉系统呈辐射树枝状管网山丘区提水渠灌区管道输水灌溉系统呈辐射树枝状管网的布置形式。干管垂直等高线布置，以使管线最短；支的布置形式。干管垂直等高线布置，以使管线最短；支管平行于等高线布置斗管以辐射状由支管分出，并沿山管平行于等高线布置斗管以辐射状由支管分出，并沿山脊线垂直等高线走向。脊线垂直等高线走向。 第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划南方南方旱作区旱作区每个灌溉泵站控制面积为每个灌溉泵站控制面积为1000亩，沟与管道相间，支沟间亩，沟与管道相间，支沟间距距250m左右，长度左右，长度600m左右；斗沟长度左右；斗沟长度250m，

58、沟间距，沟间距100m。田块布置为。田块布置为10040m。给水栓单口灌溉面积为。给水栓单口灌溉面积为47亩，农田固定管道的亩均长度宜为亩，农田固定管道的亩均长度宜为810m/亩。亩。第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划南方南方稻作区稻作区 每个灌溉泵站控制面积为每个灌溉泵站控制面积为1000亩，沟与管道相间，支沟间亩，沟与管道相间，支沟间距距250m左右，长度左右，长度600m左右；斗沟长度左右；斗沟长度250m，沟间距，沟间距60m。田块布置为田块布置为6030m。给水栓单口灌溉面积为。给水栓单口灌溉面积为24亩，农田固亩，农田

59、固定管道的亩均长度宜为定管道的亩均长度宜为1214m/亩。亩。第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划南方南方经济作物区经济作物区 每个灌溉泵站控制面积为每个灌溉泵站控制面积为1000亩，沟与管道相间，支亩，沟与管道相间，支沟间距沟间距250m左右，长度左右，长度600m左右；斗沟长度左右；斗沟长度250m，沟，沟间距间距50m。田块布置为。田块布置为5030m。给水栓单口灌溉面积为。给水栓单口灌溉面积为24亩，农田固定管道的亩均长度宜为亩，农田固定管道的亩均长度宜为1315m/亩。亩。第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输

60、水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的规划河网提水灌区管道输水灌溉系统的泵站大多位于河、沟、渠河网提水灌区管道输水灌溉系统的泵站大多位于河、沟、渠的一边，这就决定了河网提水灌区管灌系统主要有两种布置的一边，这就决定了河网提水灌区管灌系统主要有两种布置形式。形式。“梳齿梳齿”式式:干管沿河（沟）干管沿河（沟）岸布置，支管垂直于干管排岸布置，支管垂直于干管排列，形成二级管网。列，形成二级管网。 “鱼骨鱼骨”式式:干管垂直河（沟）干管垂直河（沟）岸，支管垂直于干管，沿河岸，支管垂直于干管，沿河沟方向布置。沟方向布置。 第第第第二二二二讲讲讲讲 管道输水工程的规划管道输水工程的规划管道输水工程的

61、规划管道输水工程的规划灌溉工作制度是指管网输配水及田间灌水的运行方式和时灌溉工作制度是指管网输配水及田间灌水的运行方式和时间。有续灌、轮灌和随机灌溉三种方式。间。有续灌、轮灌和随机灌溉三种方式。 续灌方式：续灌方式： 灌水期间，整个管网系统的出水口同时出流的灌灌水期间，整个管网系统的出水口同时出流的灌水方式称为续灌。在地形平坦且引水流量和系统容量足够大时，水方式称为续灌。在地形平坦且引水流量和系统容量足够大时，可采用续灌方式。可采用续灌方式。轮灌方式：轮灌方式： 在灌水期间，将输配水管分组，以轮灌组为在灌水期间，将输配水管分组，以轮灌组为单元轮流灌溉。系统同时只有一个出水口出流时称为集中轮灌；

62、单元轮流灌溉。系统同时只有一个出水口出流时称为集中轮灌；有两个或两个以上的出水口同时出流时称为分组轮灌有两个或两个以上的出水口同时出流时称为分组轮灌。随机方式：随机方式： 随机方式用水是指管网系统各个出水口的启闭在随机方式用水是指管网系统各个出水口的启闭在时间和顺序上不受其他出水口工作状态的约束，管网系统随时时间和顺序上不受其他出水口工作状态的约束，管网系统随时都可供水，用水单位可随时取水灌溉。都可供水，用水单位可随时取水灌溉。1717、灌溉工作制度、灌溉工作制度第三讲第三讲第三讲第三讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 Q0灌溉系统设计流量（m3/h）；A设计

63、灌溉面积(hm2)；t系统日工作小时数(h/d)；灌溉水利用系数；e灌水高峰期同时灌水的作物种类； 灌溉系统设计流量是选配水泵和初选最大管径的依据，其值灌溉系统设计流量是选配水泵和初选最大管径的依据，其值为灌水高峰期所需流量；但是，水源流量应为系统设计流量的上为灌水高峰期所需流量；但是，水源流量应为系统设计流量的上限。当水源或水泵流量小于灌溉所需流量时，必须减少灌溉面积限。当水源或水泵流量小于灌溉所需流量时，必须减少灌溉面积或（和）调整种植比例，使设计流量与灌溉面积相匹配。或（和）调整种植比例，使设计流量与灌溉面积相匹配。 1818、 管道设计流量管道设计流量第三讲第三讲第三讲第三讲 管道输水

64、工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 树状管网各级管道流量计算树状管网各级管道流量计算 ：续灌方式：因为整个系统出水口同时出流，所以管网中上一级管道流量等于其下一级各管道流量之和。支管各管段设计流量按其控制的出水口个数及各出水口设计流量推算；同样，干管各管段设计流量按其控制的支管条数及各支管入口流量推算。 轮灌方式：包括开启一个出水口的集中轮灌方式运行，此时轮灌方式：包括开启一个出水口的集中轮灌方式运行，此时各条管道的流量均等于系统流量；同时开启的出水口个数超各条管道的流量均等于系统流量；同时开启的出水口个数超过两个时，按轮灌组计算各级管道流量。过两个时，按轮灌组计算各级管

65、道流量。 第三讲第三讲第三讲第三讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 环状管网管道流量计算环状管网管道流量计算 ：环状管网管道各管段的流量与各节点的流量均有联系，流环状管网管道各管段的流量与各节点的流量均有联系，流向任何一节点的流量不止一条路径。因此，应根据质量守向任何一节点的流量不止一条路径。因此，应根据质量守恒定理进行流量分配，即流向任一节点的流量必须等于流恒定理进行流量分配，即流向任一节点的流量必须等于流出该节点的流量出该节点的流量。 一个给水栓出水的单水源单环网管道的设计流量为一个给水一个给水栓出水的单水源单环网管道的设计流量为一个给水栓的出流量的一半。

66、栓的出流量的一半。第三讲第三讲第三讲第三讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 1919、管道设计压力、管道设计压力 水泵加压式水泵加压式采采用用水水泵泵加加压压输输水水的的管管道道系系统统大大多多为为封封闭闭式式管管道道系系统统,管管道道设设计计压压力力为为输输配配水水所所需需的的水水头头差差+用用户户（田田块块）所所需需要要的水头差的水头差+水锤压力水锤压力第三讲第三讲第三讲第三讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 1919、管道设计压力、管道设计压力自压式自压式管管道道设设计计压压力力为为静静水水头头-输输配配水水所所需需的的

67、水水头头差差+水水锤锤压压力力。并用静水头校核并用静水头校核第三讲第三讲第三讲第三讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 2020、管道允许流速、管道允许流速 最最大大流流速速：在管道流量设计时，所采用的最大平均流速不应对管道内壁产生磨损。一般来说，最大平均流速随着管道内壁状况及接头抗渗性的不同而有所不同，混凝土管一般不超过3m/s，其它类型管材一般不超过5m/s。 最最小小流流速速：为了防止水中悬浮物质在管道内沉淀，在设计流量条件下，管内最小流速不应低于0.3m/s；当配水管兼有病虫防治和施肥任务时，最小流速不应低于0.6m/s。第三讲第三讲第三讲第三讲 管道输

68、水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 21、设计流速、设计流速 自自压压式式管管道道：对对于于自自压压式式管管道道系系统统，其其管管道道直直径径主主要要取取决决于于各各种种水水力力条条件件，在在设设计计时时只只需需满满足足适适宜宜流流速速即即可可。流流速速大大管管道道直直径径就就会会小小，也也最最为为经经济济，但但流流速速大大水水击击的的危危险险大大，因因此此一一般般以以不超过不超过2m/s2m/s为宜。为宜。 水水泵泵加加压压式式管管道道：与与自自压压式式相相同同，管管道道流流速速越越小小，管管道道直直径径越越小小，管管道道费费用用就就越越低低，而而管管道道输输水水阻阻

69、力力则则增增大大，水水头头损损失失也也随随之之增增大大，所所需需水水泵泵扬扬程程也也就就越越大大，工工程程设设备备费费和和运运行行管管理理费费越越高高；相相反反，管管道道流流速速越越小小，管管道道直直径径越越大大，但但管管道道工工程程费费用用就就越越大大。因因此此，在在设设计计时时应应认认真真考考虑虑它它们们之之间间的的关关系系，在在设设计计流流量量条条件件下下，使使管管道道管管径径在在经经济济合合理理的的范范围围内内。根根据据国国外外的的经经验验，直直径径150mm150mm以以下下管管道道，流流速速不不超超过过1m/s1m/s；直直径径200-400mm200-400mm，流流速速不超过不

70、超过1.6m/s1.6m/s。第三讲第三讲第三讲第三讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 2222、如何合理选择管径如何合理选择管径 第三讲第三讲第三讲第三讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 u从管道输水功能方面考虑，应首先根据设计灌溉制度所从管道输水功能方面考虑，应首先根据设计灌溉制度所确定的灌水率，拟定管道设计流量，再根据设计流量初确定的灌水率，拟定管道设计流量，再根据设计流量初拟管道内径；拟管道内径；u采用经验法初选干管管径，对于管道流量小于采用经验法初选干管管径，对于管道流量小于120m3/h，管径，管径D=13Q1/2

71、，管道流量大于，管道流量大于120m3/h，管径，管径D=11.5Q1/2；u对于小型管网，干管的经济管径可以在设计流量已知的对于小型管网，干管的经济管径可以在设计流量已知的条件下，根据经济流速拟定管径。条件下，根据经济流速拟定管径。 2323、经济管径确定方法、经济管径确定方法第三讲第三讲第三讲第三讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 管径大小决定着工程投资和运行成本，一般按一定年限内管径大小决定着工程投资和运行成本，一般按一定年限内管网造价和运行费用之和为最小的流速，即经济流速确定管网造价和运行费用之和为最小的流速，即经济流速确定经济管径。经济管径。 242

72、4、经济流速、经济流速 在在井井灌灌区区和和其其他他一一些些非非重重点点的的管管道道工工程程设设计计中中，多多采采用用计计算算工工作作量量较较小小的的经经济济流流速速法法。经经济济流流速速受受当当地地管管材材价价格格、使使用用年年限限、施施工工费费用用及及动动力力价价格格等等因因素素的的影影响响较较大大：若若当当地地管管材材价价格格较较低低，而而动动力力价价格格较较高高，经经济济流流速速应应选选取取较较小小值值，反反之之则则选选取取较较大大值值。因因此此在在选选取取经经济济流流速速时时应应充充分分考考虑虑当当地地的的实实际际情情况况。对对于于塑塑料料管管，建建议议经经济济流流速速按按1.01.

73、5m/s选取，对于混凝土管按选取，对于混凝土管按0.51.0m/s选取等选取等。第三讲第三讲第三讲第三讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 2525、管道水力计算、管道水力计算水头损失计算水头损失计算（1）压管道沿程水头损失计算式中：hf沿程水头损失，m；L管长，m；Q 体积流量，m3/h；m 流量指数；f 管材摩阻系数；d 管道内径，mm；b 管径指数。（2）无压管道沿程水力计算：第三讲第三讲第三讲第三讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 第三讲第三讲第三讲第三讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计

74、 管材种类f（Q:m3/s,d:m）f（Q:m3/h,d:mm）mb混凝土糙率为0.0130.001741.3121062.005.33糙率为0.0140.002011.5161062.005.33糙率为0.0150.002321.7491062.005.33旧钢管、旧铸铁管0.001796.2501051.905.10石棉水泥管0.001181.4551051.854.89硬塑料管0.0009150.9481051.774.77铝质管及铝合金管0.0008000.8611051.744.74f、m、b值表值表五、管道水力计算五、管道水力计算串联管道系统并联管道系统 第第第第三三三三讲讲讲讲

75、管道输水灌溉工程规划设计管道输水灌溉工程规划设计管道输水灌溉工程规划设计管道输水灌溉工程规划设计 地面移动软管地面移动软管：由于软管壁薄、质软并具有一定的弹性，输由于软管壁薄、质软并具有一定的弹性，输水性能与一般硬管不同。过水断面随充水压力而变化，其沿程阻水性能与一般硬管不同。过水断面随充水压力而变化，其沿程阻力系数和沿程水头损失不仅取决于雷诺数、流量及管径，而且明力系数和沿程水头损失不仅取决于雷诺数、流量及管径，而且明显受工作压力影响，此外还与软管铺设地面的平整程度及软管的显受工作压力影响，此外还与软管铺设地面的平整程度及软管的顺直状况等有关。在工程设计中，地面软管沿程水头损失通常采顺直状况

76、等有关。在工程设计中，地面软管沿程水头损失通常采用塑料硬管计算公式计算后乘以一个系数，该系数根据软管布置用塑料硬管计算公式计算后乘以一个系数，该系数根据软管布置的顺直程度及铺设地面的平整程度取的顺直程度及铺设地面的平整程度取1.11.5。2525、管道水力计算、管道水力计算多口出流管沿程水头损失的计算多口出流管沿程水头损失的计算首先根据管首流量计算沿程流量不变时（不考虑分流）的水头损失hf,然后再乘以一个小于1的折减系数（多口系数）F即得多口管的沿程水头损失：多口系数F与出流孔数目，孔口位置及流量指数等有关，其计算公式为： 第第第第三三三三讲讲讲讲 低压管道输水灌溉工程设计低压管道输水灌溉工程

77、设计低压管道输水灌溉工程设计低压管道输水灌溉工程设计 27、水力计算中应关注问题、水力计算中应关注问题 为了保持一定的灌水质量，微灌限定滴头流量差别在为了保持一定的灌水质量，微灌限定滴头流量差别在20%以内，喷灌限定喷头流量差别在以内，喷灌限定喷头流量差别在10%以内；低压管道输水以内；低压管道输水灌溉也必须限制同一轮灌组中各給水栓的出流量差别。由灌溉也必须限制同一轮灌组中各給水栓的出流量差别。由于井灌区的管道灌溉工程基本上只开一个给水栓，缺乏沟、于井灌区的管道灌溉工程基本上只开一个给水栓，缺乏沟、畦灌条件下给水栓出流差别与田间水利用系数的试验研究；畦灌条件下给水栓出流差别与田间水利用系数的试

78、验研究；同时，考虑到国内目前的设备状况，初定为同时，考虑到国内目前的设备状况，初定为25%以内。以内。 （1 1）系统水力设计，应使同时工作各给水栓的流量，满）系统水力设计，应使同时工作各给水栓的流量，满）系统水力设计，应使同时工作各给水栓的流量，满）系统水力设计，应使同时工作各给水栓的流量，满足下式要求足下式要求足下式要求足下式要求 ：最小流量大于等于：最小流量大于等于：最小流量大于等于：最小流量大于等于0.750.75倍最大流量。倍最大流量。倍最大流量。倍最大流量。 第第第第三三三三讲讲讲讲 低压管道输水灌溉工程设计低压管道输水灌溉工程设计低压管道输水灌溉工程设计低压管道输水灌溉工程设计

79、井灌区用管道系统的设计工作水头（平均工况）来井灌区用管道系统的设计工作水头（平均工况）来选泵，是考虑到管道灌溉系统的水泵运行工况不是水泵选泵，是考虑到管道灌溉系统的水泵运行工况不是水泵特性曲线上的一个点，而是一个范围。以平均工况选泵，特性曲线上的一个点，而是一个范围。以平均工况选泵，会使水泵工作点变动在额定点左右，有利于节能；而最会使水泵工作点变动在额定点左右，有利于节能；而最大扬程与最小扬程工作点（即工作点范围的上下界），大扬程与最小扬程工作点（即工作点范围的上下界），将通过工作点核算，使其位于高效区内。将通过工作点核算，使其位于高效区内。（2 2）设计水头）设计水头）设计水头）设计水头 第

80、第第第三三三三讲讲讲讲 低压管道输水灌溉工程设计低压管道输水灌溉工程设计低压管道输水灌溉工程设计低压管道输水灌溉工程设计 自流和较大规模管自流和较大规模管道输水工程的设计道输水工程的设计工作水头以最不利工作水头以最不利点为基准进行推求。点为基准进行推求。（3 3）管道系统各管段的设计工作压力，可取）管道系统各管段的设计工作压力，可取）管道系统各管段的设计工作压力，可取）管道系统各管段的设计工作压力，可取正常运行情况下最大工作压力（不含冲击压力）正常运行情况下最大工作压力（不含冲击压力）正常运行情况下最大工作压力（不含冲击压力）正常运行情况下最大工作压力（不含冲击压力）的的的的1.41.4倍；最

81、大工作压力应根据运行中可能出倍；最大工作压力应根据运行中可能出倍；最大工作压力应根据运行中可能出倍；最大工作压力应根据运行中可能出现的各种情况比较确定。现的各种情况比较确定。现的各种情况比较确定。现的各种情况比较确定。 第第第第三三三三讲讲讲讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 28、 管道结构计算（1）管道的刚性判别）管道的刚性判别管道从结构上可以分为柔性管和刚性管，管道的刚性由下式判别：式中管道刚性指数；E管道材料弹性模量；Ed管侧填土综合变形模量；管壁厚度；Dc管道中径。当1时，为柔性管，如聚氯乙稀管、聚乙稀管、钢管；当1时，为刚性管，包括离心式钢筋混凝土

82、管、滚压式钢筋混凝土管、预应力混凝土管、石棉水泥管等。 第第第第三三三三讲讲讲讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 柔性管与刚性管在力学性质上有很大差别，主要表现在柔性管与刚性管在力学性质上有很大差别，主要表现在以下几个方面：以下几个方面：（1）柔性管的变形较大，设计时不能忽略变形的影响。（2）柔性管在发生变形时，管道周围填土产生抗力，约束管道变形的发展，这种机制构成管道和土壤共同承担上部荷载的承力系统。管道周围填土的质量好坏对管道的工作状态影响较大。（3）在抗震性和适应地基不均匀沉降方面，柔性管优于刚性管。因此以下结构分析计算以柔性管为例分析。第三讲第三讲第三

83、讲第三讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 （2）荷载计算）荷载计算荷裁对管道的作用，可按作用随时间的变化过程主要分为下列两类：一类是永久荷载，包括土压力、管道内水压力等；另一类是可变荷载，包括地面车辆交通荷载、地面堆积荷载、施工荷载、外水压力等。作用在管顶竖向土压力标准值可按下式计算：式中Fsv,k管道单位长度上管顶的竖向土压力标准值(KN/m)；s回填土的重力密度(kN/m3)；H管顶到地面的覆土高度(m)；D1管道外径(m)。管道内水压力标准值按管道工作压力的1.5倍计算。第三讲第三讲第三讲第三讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工

84、程设计 管道结构的强度应采用下列极限状态计算公式计算：式中： 0管道的重要性系数最大环向截面应力（N/mm2）Rg 管道结构抗力强度设计值（N/mm2）。第三讲第三讲第三讲第三讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 无压管道最大环向截面应力应下式计算：式中：压力系数，取1.58；k0荷载系数，应按表4.2.8的规定确定； G永久作用分项系数，取1.27； Fcv,k管道单位长度上管顶的地面车辆荷载或地面堆积荷载标准值(kN/m)；Q可变作用分项系数，取1.4； 管道材料每延米截面积（mm2/m）（取一侧面积） 第第第第三三三三讲讲讲讲 管道输水工程设计管道输水工程

85、设计管道输水工程设计管道输水工程设计 有压管道还要采用下式对内水压力进行验算：式中： p 有压管道最大环向截面应力（N/mm2）； Fwd管道内水压力标准值（N/mm），采用管道工作压力的1.5倍计算； D0管道计算直径（m），D0=1.05D； D管道内径（m）； i设计内水压力的作用分项系数，i2.67。 第第第第三三三三讲讲讲讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 管道直径垂直变形量，可按下式计算：式中：fD管道最大竖向变形量(mm)，要求fD0.05D；Kb管底土基床系数，应按表4.2.10的规定确定；q可变作用的准永久值系数，取0.5； DL变形滞后系数

86、，可根据管道胸腔回填土压实程度取1.01.5；Ed 管侧填土综合变形模量(MPa)，按给水排水工程管道结构设计规范GB50332附录A确定；Sd 管材环刚度(MPa)， 第第第第三三三三讲讲讲讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 管道稳定校核：管道环向抗外压稳定性计算式中：Ks环向稳定系数取2.0； Fvk管顶各竖向作用的不利组合荷载值(MPa)； Fcr,k管道失稳临界压力标准值(MPa)。管道失稳的临界压力标准值计算： 第第第第三三三三讲讲讲讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 29、水锤压力计算、水锤压力计算 在低压管道输水

87、灌溉系统中，由于压力较在低压管道输水灌溉系统中，由于压力较小，管内流速不大，一般情况下水锤压力不会小，管内流速不大，一般情况下水锤压力不会太高。因此，只要严格按照操作规程，并配齐太高。因此，只要严格按照操作规程，并配齐安全保护装置，可不进行水锤压力计算。但对安全保护装置，可不进行水锤压力计算。但对于规模较大的管道输水灌溉工程，则应该进行于规模较大的管道输水灌溉工程，则应该进行水锤压力计算。水锤压力计算。 第第第第三三三三讲讲讲讲 低压管道输水灌溉工程设计低压管道输水灌溉工程设计低压管道输水灌溉工程设计低压管道输水灌溉工程设计 29、水锤压力计算、水锤压力计算 第第第第三三三三讲讲讲讲 管道输水

88、工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 （1 1）水击波传播速度水击波传播速度29、水锤压力计算、水锤压力计算 第第第第三三三三讲讲讲讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 (2)(2)水击类型的判断水击类型的判断 水击波在管路中往返一次所需的时间，即水击相时水击波在管路中往返一次所需的时间，即水击相时 式中：式中：Tt水击相时水击相时(s)；L计算管段管长（计算管段管长（m）；）；C水击波传播速度（水击波传播速度（m/s）。）。 根据阀门关闭历时与水击相时可确定水击类型。即，当阀根据阀门关闭历时与水击相时可确定水击类型。即，当阀门关闭历时等于或

89、小于一个水击相时，瞬时关阀所产生的门关闭历时等于或小于一个水击相时，瞬时关阀所产生的水击为直接水击；而当阀门关闭历时大于一个水击相时，水击为直接水击；而当阀门关闭历时大于一个水击相时，瞬时关阀所产生的水击则为间接水击。瞬时关阀所产生的水击则为间接水击。 29、水锤压力计算、水锤压力计算 第第第第三三三三讲讲讲讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 （3 3）水击水头计算）水击水头计算 29、水锤压力计算、水锤压力计算 第第第第三三三三讲讲讲讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 （4 4）几种情况下阀前压力水头计算）几种情况下阀前压力

90、水头计算 瞬时完全关闭管道末端（下游）阀门时，在阀前产生的最大压力水头瞬时完全关闭管道末端（下游）阀门时，在阀前产生的最大压力水头 瞬时部分关闭管道末端（下游）阀门时，在阀前产生的最大压力水头瞬时部分关闭管道末端（下游）阀门时，在阀前产生的最大压力水头 缓慢关闭自压或恒压管道末端（下游）阀门时，在阀前产生的最大压力水头缓慢关闭自压或恒压管道末端（下游）阀门时，在阀前产生的最大压力水头 29、水锤压力计算、水锤压力计算 第第第第三三三三讲讲讲讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 （4 4）几种情况下阀前压力水头计算）几种情况下阀前压力水头计算 瞬时关闭水泵出口（即

91、管道始端）处的阀门时，阀后产生的压力水头瞬时关闭水泵出口（即管道始端）处的阀门时，阀后产生的压力水头 (Hmin(Hmin-10m) -10m) (Hmin(Hmin -10m) -10m) 29、水锤压力计算、水锤压力计算 第第第第三三三三讲讲讲讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 4 4、几种情况下阀前压力水头计算、几种情况下阀前压力水头计算 缓慢关闭水泵出口（即管道始端）处的阀门时，阀后产生的压力水缓慢关闭水泵出口（即管道始端）处的阀门时，阀后产生的压力水式中：式中：T Tb b 管道中水柱惰性时间常数；管道中水柱惰性时间常数；水泵正常工作时的水泵扬程（水

92、泵正常工作时的水泵扬程（m m）。）。 u操作运行中应缓慢启闭阀门以延长阀门启闭时间，从而操作运行中应缓慢启闭阀门以延长阀门启闭时间，从而避免产生直接水击并可降低间接水击压力。避免产生直接水击并可降低间接水击压力。u由于水击压力与管内流速成正比，因此在设计中应控制由于水击压力与管内流速成正比，因此在设计中应控制管内流速不超过最大流速限制范围。管内流速不超过最大流速限制范围。u由于水击压力与管道长度成正比，因此在设计中可隔一由于水击压力与管道长度成正比，因此在设计中可隔一定距离设置具有自由水面的调压井或安装安全阀和进排气定距离设置具有自由水面的调压井或安装安全阀和进排气阀，以缩短管道长度并削减水

93、击压力。阀，以缩短管道长度并削减水击压力。 水击压力计算公式表明：影响水击压力的主要因素有阀门水击压力计算公式表明：影响水击压力的主要因素有阀门启闭时间、管道长度和管内流速，因此，可针对以上因素启闭时间、管道长度和管内流速，因此，可针对以上因素在管道工程设计和运行管理中采取以下措施来避免和减小在管道工程设计和运行管理中采取以下措施来避免和减小击危害。击危害。 第第第第三三三三讲讲讲讲 管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计管道输水工程设计 （5 5）防治水锤措施）防治水锤措施 指使用水温为指使用水温为2020、使用寿命为、使用寿命为5050年，以年，以MPaMPa为单位的允许压力。公

94、称压力为单位的允许压力。公称压力PN1.0PN1.0的给水的给水PEPE管，表示在连续使用水温为管，表示在连续使用水温为2020、使用寿命为、使用寿命为5050年时，管道允许压力为年时，管道允许压力为1.0MPa1.0MPa。若水温在若水温在25-4525-45之间应按不同的温度下降系之间应按不同的温度下降系数，修正工作压力。数，修正工作压力。 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 工作压力是指给水管道正常工作状态下作用在管内工作压力是指给水管道正常工作状态下作用在管内壁的最大持续运行压力，不包括水的波动压力。壁的最大持续运行压力，不包括水的波动压

95、力。 设计压力是指给水管道系统作用在管内壁上的最设计压力是指给水管道系统作用在管内壁上的最大瞬时压力。一般采用工作压力及残余水锤压力之和。大瞬时压力。一般采用工作压力及残余水锤压力之和。三者的关系：三者的关系：公称压力公称压力工作压力工作压力 设计压力设计压力=1.5=1.5工作压力工作压力 工作压力由管网水力计算而得出工作压力由管网水力计算而得出 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 符合设计工作压力要求。管材外观及耐腐蚀要求。管材外观应符合其相关产品标准要求，同时因长期与土壤接触，还应满足耐土壤化学侵蚀要求。管材与管材、管件以及附属设备连接应方

96、便可靠。连接处应满足工作压力、强度、刚度、抗弯折、抗渗漏、及安全性等方面的要求。地埋管道应能承受一定的局部沉陷应力，在农业机具和车辆等外荷载的作用下管材的径向变形率(即径向变形量与外径的比值)不应大于5。满足运输和施工的要求。满足输送特殊水质的要求。兼有输送饮用水的灌溉管道，则要求管道材质成分应符合安全灌溉用水要求。输送中水灌溉时，管道材质成分不应与水中含有的化学成分发生反应。满足相关标准规定的物理力学性能。32、管材选择的技术要求、管材选择的技术要求 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 33、管材选择的经济要求管材选用时，除考虑技术因素外，还应

97、综合考虑以下要求：u管材管件价格。u施工条件，包括运输、当地劳动力资源、施工辅助材料及施工设备等状况，施工难易程度等。u工程设计使用年限。u建后管理、维护、费用等。 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 管材性能管材性能PEPVC-U工作温度范围-2090-545密度（g/cm3）0.920.961.4线膨胀系数0.160.08连接方法粘结不能可以热熔连接可以不能电熔连接可以不能机械连接不能不能普通聚丙烯普通聚丙烯PP管存在低温脆性和长期蠕变性能差管存在低温脆性和长期蠕变性能差等缺陷，限制其在管道上的应用等缺陷，限制其在管道上的应用 第四讲第四讲第

98、四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 3535、自、自应力钢筋混凝土管和预应力钢筋混凝土管应力钢筋混凝土管和预应力钢筋混凝土管自应力钢筋混凝土管是利用自应力水泥的膨胀力张拉钢筋而产生预应力的钢筋混凝土管。预应力钢筋混凝土管是通过机械张拉钢筋产生预应力的钢筋混凝土管。预应力钢筋混凝土管按制造工艺的不同又分为震动挤压(一阶段)工艺管和管芯绕丝(三阶段)工艺管。自应力、预应力钢筋混凝土管均具有良好的抗渗性和耐久性。连接形式采用橡胶圈密封的承插子母口，施工安装比较简单。因受其材料力学性能和制造工艺的限制，自应力钢筋混凝土管适于较小的管径，预应力钢筋混凝土管适于较大的管径

99、。 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 36、素混凝土管、素混凝土管目前，管道灌溉系统中广泛应用的素水泥预制管材主要以立式挤压制管机作为制管工具，以砂、土、石屑、炉渣等作为主要配料挤压而成的。主要有水泥砂管、水泥砂土管、水泥土管、水泥石屑管、水泥炉渣管等。这类管材配料可就地取材，水泥用量少，造价低廉。 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 37、金属管 钢管钢管钢管常用丘陵、山区低压管道输水灌溉工程，一般铺设于地面，同时还用于水泵的进出水管，阀件连接段等。钢管可分为焊接型钢管和无缝钢管。 铸铁管铸铁管

100、铸铁管比钢管耐锈蚀，比普通塑料管外刚度大，承压能力强，在输水灌溉工程中经常用于流量、压力较大，外刚度要求高的场合。铸铁管按其制造方法不同分为砂型离心铸铁直管和连续铸铁直管。砂型铸铁直管按材质分为灰口铸铁管、球墨铸铁管和高硅铸铁管。 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 38、FRPM管管 FRPM管是玻璃纤维增管是玻璃纤维增强塑料夹砂管的简称，亦强塑料夹砂管的简称，亦称玻璃钢夹砂管。称玻璃钢夹砂管。它是以它是以树脂为基体材料，玻璃纤树脂为基体材料，玻璃纤维及其制品为增强材料，维及其制品为增强材料，石英砂为填充材料而制成石英砂为填充材料而制成的新型复

101、合材料。的新型复合材料。 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 FRPM管管的优点的优点u具有优良的耐腐蚀性能。具有优良的耐腐蚀性能。 u无毒害、无二次污染。无毒害、无二次污染。 u 比重小、重量轻比重小、重量轻：比重仅为钢、铸铁管的比重仅为钢、铸铁管的1/41/41/51/5，混，混凝土的凝土的2/32/3。管道重量大约占同规格、同长度球墨铸铁管。管道重量大约占同规格、同长度球墨铸铁管的的1/41/4，混凝土管的，混凝土管的1/101/10。u单根管道长度长单根管道长度长：管道的长度一般为管道的长度一般为6m6m、8m8m、10m10m、12m1

102、2m、16m16m。单根管道长，接口数量少，从而加快了安装速度，。单根管道长，接口数量少，从而加快了安装速度，减少故障概率，提高整条管线的安装质量。减少故障概率，提高整条管线的安装质量。 u 机械性能好机械性能好：管道的拉伸强度低于钢，高于球墨铸铁管管道的拉伸强度低于钢，高于球墨铸铁管和混凝土管，而比强度大约是钢管的和混凝土管，而比强度大约是钢管的3 3倍，球墨铸铁管的倍，球墨铸铁管的1010倍，混凝土管的倍，混凝土管的2525倍。倍。 u 使用寿命长、安全可靠使用寿命长、安全可靠： 寿命可达寿命可达5050年以上。年以上。 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施

103、管材及附属设施 接头一般采用两种连接方式：两道接头一般采用两种连接方式：两道“O”形密封圈和反力形密封圈和反力弹性密封环。安装方便、可靠、密封性、耐腐性好，接弹性密封环。安装方便、可靠、密封性、耐腐性好，接头可在小角度的范围内任意调正管线的方向。头可在小角度的范围内任意调正管线的方向。39、预应力钢筒混凝土管、预应力钢筒混凝土管预应力钢筒混凝土管简称PCCP，是一种新型的钢性管材。它是带有钢筒的高强度混凝土管芯缠绕预应力钢丝，喷以水泥砂浆保护层，采用钢制承插口，同钢筒焊在一起，承插口有凹槽和胶圈形成了滑动式胶圈的柔性接头，是钢板、混凝土、高强钢丝和水泥砂浆几种材料组成的复合结构，具有钢材和混凝

104、土各自的特性。PCCP管接口采用钢板冷加工成型，加工精度高，接口密封管接口采用钢板冷加工成型，加工精度高，接口密封可采用双橡胶圈，胶圈置于插口的凹槽内，受压后变形小，可采用双橡胶圈，胶圈置于插口的凹槽内，受压后变形小，从而形成很好的密封性。从而形成很好的密封性。 PCCP管也存在较明显的缺点，即重量大。直径管也存在较明显的缺点，即重量大。直径4000mm的的PCCP管其参考重量可超过管其参考重量可超过9t/m，因此施工时需配合应用一，因此施工时需配合应用一些槽内安装的简易设备，运输费用相应也较高。另由于糙率些槽内安装的简易设备，运输费用相应也较高。另由于糙率大（糙率系数为大（糙率系数为0.01

105、10.013），输水阻力相应较大。），输水阻力相应较大。 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 40404040、大口径缠绕管、大口径缠绕管、大口径缠绕管、大口径缠绕管是一种以高密度聚乙烯（是一种以高密度聚乙烯（HDPE，PVC）为原料，经缠绕焊接成型的）为原料，经缠绕焊接成型的一种管材，由于其独特的成型工艺，一种管材，由于其独特的成型工艺，可以生产直径达可以生产直径达3米的管材，这是米的管材，这是其他生产工艺难以完成的。其他生产工艺难以完成的。 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 （1）管材）管材选

106、择：从从经济角度考角度考虑，当，当拟定的管径小于等于定的管径小于等于315mm时，宜，宜优先先选用塑料管材；当管径大于用塑料管材；当管径大于315mm时，则宜宜选用混凝土管、用混凝土管、钢筋混凝土管、筋混凝土管、预应力力钢筋混凝土管、玻璃筋混凝土管、玻璃钢管管等；等；从管材承从管材承压能力考能力考虑，系，系统工作工作压力低于力低于0.2MPa，可，可选用素混凝土管；系用素混凝土管；系统工作工作压力低于力低于0.4MPa，且管径，且管径较小小时宜宜选用塑料管；系用塑料管；系统工作工作压力大于力大于0.4MPa，可，可选用用钢筋混凝土管、筋混凝土管、预应力力钢筋混凝土管、玻璃筋混凝土管、玻璃钢管、

107、塑料管等；管、塑料管等；聚乙聚乙烯（PE）管材造价高，柔管材造价高，柔韧性好但性好但刚度低，适于地形复度低，适于地形复杂且无道路、且无道路、农机机等通行的山丘区及高寒地区；等通行的山丘区及高寒地区；开挖地埋困开挖地埋困难的山丘区，宜采用的山丘区，宜采用钢管或管或钢筋混凝土管筋混凝土管进行明行明铺；对于管道式于管道式喷灌系灌系统和微灌系和微灌系统中的地埋固定管道，中的地埋固定管道，应优先先选用用轻便、耐腐便、耐腐蚀、易安装和价格、易安装和价格低的塑料管材；低的塑料管材；对于管道式于管道式喷灌系灌系统的地面移的地面移动管道，管道，应优先先采用有快速接采用有快速接头的薄壁的薄壁铝合金管材。合金管材。

108、对于微灌系于微灌系统的地面管道的地面管道应采用不透光、抗老化、施工方便、采用不透光、抗老化、施工方便、连接牢固可靠的聚乙接牢固可靠的聚乙烯（PE）管材。）管材。 41. 41. 如何合理选择灌溉系统管材和管径如何合理选择灌溉系统管材和管径 ? ? 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 4242、如何选择管材的承压等级如何选择管材的承压等级 在高效节水灌溉工程设计中，合理选择管材的承压等在高效节水灌溉工程设计中，合理选择管材的承压等级直接关系到管道系统的安全。如何选择管材的承压等级直接关系到管道系统的安全。如何选择管材的承压等级应从以下级应从以下5个

109、方面考虑：个方面考虑：（1）应根据管道设计工作压力来选取管材承压等级。在）应根据管道设计工作压力来选取管材承压等级。在节水灌溉工程设计中如考虑管道承受水锤压力，在选择节水灌溉工程设计中如考虑管道承受水锤压力，在选择管材的承压等级时应在管道设计工作压力基础上再乘以管材的承压等级时应在管道设计工作压力基础上再乘以1.5倍的系数。倍的系数。（2）选取的管材承压等级应与我国目前厂家生产的管材）选取的管材承压等级应与我国目前厂家生产的管材承压等级一致。塑料管材的压力规格有承压等级一致。塑料管材的压力规格有0.4MPa、0.63MPa、0.8MPa、1.0MPa、1.25MPa等系列，如果管等系列，如果管

110、道设计工作压力位于两个压力等级之间，则应选较大的道设计工作压力位于两个压力等级之间，则应选较大的压力等级。压力等级。 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 4242、如何选择管材的承压等级如何选择管材的承压等级 （3）对于系统较大、管线较长、地形复杂的高效节水灌）对于系统较大、管线较长、地形复杂的高效节水灌溉系统，应沿管线进行水力计算，必要时要进行水锤分溉系统，应沿管线进行水力计算，必要时要进行水锤分析，分段确定管道压力等级，以此选择管材承压等级。析，分段确定管道压力等级，以此选择管材承压等级。（4）山丘区自压灌溉或管线地形高差比较大的高效节水）山

111、丘区自压灌溉或管线地形高差比较大的高效节水灌溉系统，在确定管材压力等级后应进行静压校核，其灌溉系统，在确定管材压力等级后应进行静压校核，其最低处的管道压力不得超过管材的承压等级。最低处的管道压力不得超过管材的承压等级。（5）当主管道管径超过）当主管道管径超过400mm时，地埋管道会受填土荷时，地埋管道会受填土荷载的影响发生径向变形，为了保证塑料管道的径向变形载的影响发生径向变形，为了保证塑料管道的径向变形不超过管道所允许的变形量，需对管道的刚度（管材厚不超过管道所允许的变形量，需对管道的刚度（管材厚度）进行校核，以选取既能满足内压要求，又能满足外度）进行校核，以选取既能满足内压要求，又能满足外

112、核载要求的压力等级。核载要求的压力等级。 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 4343、如何设计地埋管道的排水及安全防护设施如何设计地埋管道的排水及安全防护设施 ？ 在管道系统中必须安装排水及安全防护装置，如泄水在管道系统中必须安装排水及安全防护装置，如泄水阀、控制阀、逆止阀、进排气阀、安全阀、镇墩和伸缩装阀、控制阀、逆止阀、进排气阀、安全阀、镇墩和伸缩装置等，应按下列要求进行设计：置等，应按下列要求进行设计：（1）泄水阀应安装系统最低处，以便检修或冬季排空管）泄水阀应安装系统最低处，以便检修或冬季排空管道内积水。在复杂的灌溉系统中，应根据地形条

113、件、管线道内积水。在复杂的灌溉系统中，应根据地形条件、管线布置形式，需在局部低处、每条干、支管末端设置排水井布置形式，需在局部低处、每条干、支管末端设置排水井和泄水阀，以保证整个系统的安全有效排水。在进行排水和泄水阀，以保证整个系统的安全有效排水。在进行排水井和泄水阀设计时，应考虑管道内的水量、排泄出路等因井和泄水阀设计时，应考虑管道内的水量、排泄出路等因素，综合设计。素，综合设计。（2）控制阀用以控制管道的启闭与调节流量，进而控制）控制阀用以控制管道的启闭与调节流量，进而控制管道压力，常用有闸阀、蝶阀、截止阀等。通常在水泵出管道压力，常用有闸阀、蝶阀、截止阀等。通常在水泵出水口安装逆止阀和出

114、口控制阀，在支管及以上各级管道的水口安装逆止阀和出口控制阀，在支管及以上各级管道的首端应设闸阀，在地埋管道的阀门处应设阀门井。首端应设闸阀，在地埋管道的阀门处应设阀门井。 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 4444、如何设计地埋管道的排水及安全防护设施如何设计地埋管道的排水及安全防护设施 ？（3）逆止阀又称止回阀，通常在水泵出水口安装逆止阀，以避）逆止阀又称止回阀，通常在水泵出水口安装逆止阀，以避免停机时水倒流。免停机时水倒流。（4）进）进(排排)气阀一般安装在顺坡布置的管道系统首部、逆坡布气阀一般安装在顺坡布置的管道系统首部、逆坡布置的管道系

115、统尾部、管道系统的凸起处、管道朝水流方向下折置的管道系统尾部、管道系统的凸起处、管道朝水流方向下折及超过及超过10的变坡处。进排气阀规格的变坡处。进排气阀规格(连接口径连接口径)宜根据被排气管宜根据被排气管道直径的道直径的1/4确定。确定。（5）安全阀：安全阀是一种压力释放装置，安装在管路压力变）安全阀：安全阀是一种压力释放装置，安装在管路压力变化最大处，起超压保护作用。安全阀在选用时，应根据所保护化最大处，起超压保护作用。安全阀在选用时，应根据所保护管路的设计工作压力确定安全阀的公称压力。由计算出的安全管路的设计工作压力确定安全阀的公称压力。由计算出的安全阀的定压值决定其调压范围，根据管道最

116、大流量计算出安全阀阀的定压值决定其调压范围，根据管道最大流量计算出安全阀的排水口直径，并在安装前校定好阀门的开启压力。的排水口直径，并在安装前校定好阀门的开启压力。 （6）在直径大于）在直径大于50mm的管道末端、变坡、转弯、分岔和阀门的管道末端、变坡、转弯、分岔和阀门处应设镇墩。当地面坡度大于处应设镇墩。当地面坡度大于20%或管径大于或管径大于65mm时，宜每时，宜每隔一定距离增设镇墩。隔一定距离增设镇墩。（7）对刚性连接的硬质管道，应设伸缩装置。）对刚性连接的硬质管道，应设伸缩装置。 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 在管道输水灌溉工程设计

117、施工中，选用给水装置应根据它的在管道输水灌溉工程设计施工中，选用给水装置应根据它的技术性能指标、造价和工程具体特点等综合考虑，一般应满技术性能指标、造价和工程具体特点等综合考虑，一般应满足以下要求：足以下要求：u应选用经过专家鉴定并定型生产的给水装置；应选用经过专家鉴定并定型生产的给水装置；u给水装置应结构简单，坚固耐用，操作灵活，运行管理方给水装置应结构简单，坚固耐用，操作灵活，运行管理方便；便；u根据设计出水量和工作压力，选择的规格应在适宜流量范根据设计出水量和工作压力，选择的规格应在适宜流量范围内、局部水头损失小且密封压力满足系统设计要求的给水围内、局部水头损失小且密封压力满足系统设计要

118、求的给水装置。装置。第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 45、给水栓技术要求、给水栓技术要求46、给水栓如何分类、给水栓如何分类外力止水式外力止水式根根据据止止水水原原理理内水压外力相结合止水式内水压外力相结合止水式 内水压力止水内水压力止水第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 外力止水是指利用止水部件借助外力封闭管道出口，保证它的密封性，其结构型式均为压盖型。止水部件一般由钢板或铸铁板粘结橡胶垫组成，在外力作用下，压紧管口而止水。这种止水型式简单，容易加工制作，止水效果好。外力止水型给水装置是目前最

119、常用的给水装置。第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 外力止水型给水装置外力止水型给水装置平板阀给水栓平板阀给水栓 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 平板阀给水栓平板阀给水栓 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 平板阀给水栓平板阀给水栓 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 丝盖出水口丝盖出水口 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 销钉加力销钉加力 第四讲第四

120、讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 平板出水口及保护防冲设施平板出水口及保护防冲设施 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 内水压力止水型给水装置内水压力止水型给水装置 内水压力止水是利用管道的内水压力封闭内水压力止水是利用管道的内水压力封闭止水，压力越大，止水效果越好。这种型式止水，压力越大，止水效果越好。这种型式的出水口一般还兼有排气和进气的功能，可的出水口一般还兼有排气和进气的功能，可起排气阀和真空破坏阀的作用，是低压管道起排气阀和真空破坏阀的作用，是低压管道灌溉特有的出水口型式。灌溉特有的出水口型式。

121、第第第第四四四四讲讲讲讲 管道系统附属设施管道系统附属设施管道系统附属设施管道系统附属设施 球阀给水栓球阀给水栓 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 球阀给水栓球阀给水栓 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 球阀给水栓球阀给水栓 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 球阀给水栓球阀给水栓 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 球阀给水栓球阀给水栓 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附

122、属设施管材及附属设施 内水压与外力相结合止水型给水装置内水压与外力相结合止水型给水装置 平板阀给水栓平板阀给水栓 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 第四讲第四讲第四讲第四讲 管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施管材及附属设施 第五讲第五讲第五讲第五讲 施工安装施工安装施工安装施工安装4747、塑料管连接方式选择、塑料管连接方式选择管材性能管材性能PEPVC-U连接方法粘结不能可以热熔连接可以不能电熔连接可以不能螺纹连接可以可以法兰连接可以可以第五讲第五讲第五讲第五讲 施工安装施工安装施工安装施工安装4848、PVC-UPVC-U管连接的技

123、术要求管连接的技术要求标称尺寸标称尺寸/mm最小承口长度最小承口长度/mm压力等级压力等级/MPa63641.0756790701107516086200942501050.6315118橡胶圈连接适用于管外径为橡胶圈连接适用于管外径为63315mm管道连接，其承插管道连接，其承插深度应满足下表要求。深度应满足下表要求。u不应有气孔、裂缝、重皮和接缝不应有气孔、裂缝、重皮和接缝u邵氏硬度为邵氏硬度为454555o55ou伸长率伸长率500%500%u拉伸强度拉伸强度16MPa16MPau永久变形永久变形20%20%u老化系数老化系数0.80.8第五讲第五讲第五讲第五讲 施工安装施工安装施工安装

124、施工安装第五讲第五讲第五讲第五讲 施工安装施工安装施工安装施工安装管径管径使用量使用量/（g/个）个）管径管径使用量使用量/（g/个）个）656.020054759.0250841001330012015030350160为了提高管道的连接质量，必须注意：为了提高管道的连接质量，必须注意：保证粘结剂的质量保证粘结剂的质量管件的壁厚不得小于同规格管材的壁厚管件的壁厚不得小于同规格管材的壁厚连接时保证足够的压紧力连接时保证足够的压紧力保证承插深度保证承插深度49、冬季施工应注意哪些事项冬季施工应注意哪些事项 ？（1）管道冬季施工宜分段开挖，分段铺设，随铺管道）管道冬季施工宜分段开挖，分段铺设，随铺

125、管道随回填。接口部位留出不填，作检查时用，但应加草袋随回填。接口部位留出不填，作检查时用，但应加草袋覆盖保温。覆盖保温。（2）管槽开挖应在封冻前完成。如果不能在封冻前完）管槽开挖应在封冻前完成。如果不能在封冻前完成，对于冬季开挖的土方工程，为防止土壤冻结，可根成，对于冬季开挖的土方工程，为防止土壤冻结，可根据本地条件分别采用翻松表土法、雪覆盖法、覆盖保温据本地条件分别采用翻松表土法、雪覆盖法、覆盖保温材料法等，对土壤进行防冻保温；对于已冻结土壤如需材料法等，对土壤进行防冻保温；对于已冻结土壤如需在冬期开挖，可根据土壤冻结深度和实际条件采用烟火在冬期开挖，可根据土壤冻结深度和实际条件采用烟火烘烤

126、、蒸汽融化、电气加热灯方法解冻，待土壤融化后烘烤、蒸汽融化、电气加热灯方法解冻，待土壤融化后开挖。管槽开挖时，还应将耕作层熟土与底土分开堆放，开挖。管槽开挖时，还应将耕作层熟土与底土分开堆放，回填时，应先填底土后填熟土。回填时，应先填底土后填熟土。第五讲第五讲第五讲第五讲 施工安装施工安装施工安装施工安装（3）管槽开挖深度一般应大于设计冻土层厚度；当管槽穿）管槽开挖深度一般应大于设计冻土层厚度；当管槽穿越沟道埋深不足时，该管段应设置保温措施。如地埋管道采越沟道埋深不足时，该管段应设置保温措施。如地埋管道采用用PE管且设计有可靠的排水措施时，管槽开挖深度也可小于管且设计有可靠的排水措施时，管槽开

127、挖深度也可小于设计冻土层厚度。设计冻土层厚度。（4）铺设塑料管道塑料管道时，应确保管槽地基没被确保管槽地基没被冻结。对于土于土方开挖后不能立即方开挖后不能立即进行管道行管道铺设施工的，可在基底施工的，可在基底预留留10cm厚的土厚的土层并覆盖草袋保温，以防止地基土受并覆盖草袋保温，以防止地基土受冻。对于于冻胀性性土壤，如地基已遭受土壤，如地基已遭受冻结，应将将冻土土层全部清除，或将全部清除，或将冻土土层融化，融化，认真夯真夯实处理；理；对于非于非冻胀性土壤亦性土壤亦应将将冻土土层融融化后，方能化后，方能进行管道行管道铺设。 第五讲第五讲第五讲第五讲 施工安装施工安装施工安装施工安装（3）管槽开

128、挖深度一般应大于设计冻土层厚度；当管）管槽开挖深度一般应大于设计冻土层厚度；当管槽穿越沟道埋深不足时，该管段应设置保温措施。如地埋槽穿越沟道埋深不足时，该管段应设置保温措施。如地埋管道采用管道采用PE管且设计有可靠的排水措施时，管槽开挖深度管且设计有可靠的排水措施时，管槽开挖深度也可小于设计冻土层厚度。也可小于设计冻土层厚度。（4）铺设塑料管道塑料管道时，应确保管槽地基没被确保管槽地基没被冻结。对于土方开挖后不能立即于土方开挖后不能立即进行管道行管道铺设施工的，可在基底施工的，可在基底预留留10cm厚的土厚的土层并覆盖草袋保温，以防止地基土受并覆盖草袋保温，以防止地基土受冻。对于于冻胀性土壤，

129、如地基已遭受性土壤，如地基已遭受冻结，应将将冻土土层全部清除，全部清除，或将或将冻土土层融化，融化，认真夯真夯实处理；理；对于非于非冻胀性土壤亦性土壤亦应将将冻土土层融化后，方能融化后，方能进行管道行管道铺设。 第五讲第五讲第五讲第五讲 施工安装施工安装施工安装施工安装（7)混凝土在气温0-5施工时，其砂浆和混凝土拌料时应填加抗冻剂，并应注意砌筑面和混凝土表面保温；在气温达到0以下又无抗冻保温措施时，应停止施工。低温下水泥砂浆和混凝土的拌合，应采用温水并适当延长拌合时间，拌合出料温度不应低于5。浆砌石和混凝土体养护期气温低于5时，其表面应采用基板、塑料膜等保温，并不得向砌体和混凝土表面直接洒水

130、养护。龄期末超过28d气温降至0以下时，应用苯板、柴草、覆土等加厚保温层。第五讲第五讲第五讲第五讲 施工安装施工安装施工安装施工安装影响管道安装质量的主要因素包括：管材质量缺陷、管材压影响管道安装质量的主要因素包括：管材质量缺陷、管材压力等级与设计要求不符、接头安装不规范等。由于这些因素发力等级与设计要求不符、接头安装不规范等。由于这些因素发生的不确定性和隐蔽性，造成安装时难以直接判断，只能靠水生的不确定性和隐蔽性，造成安装时难以直接判断，只能靠水压试验来检验。管道的水压试验是考核管道生产制造和施工安压试验来检验。管道的水压试验是考核管道生产制造和施工安装质量的一种可靠的手段，目的是使管道安装

131、后存在的隐患暴装质量的一种可靠的手段，目的是使管道安装后存在的隐患暴露在填埋和工程投入运行之前，以便及时采取补救措施。水压露在填埋和工程投入运行之前，以便及时采取补救措施。水压试验应按以下要求进行：试验应按以下要求进行：（1）对于管线较长的工程，若待管道安装及回填完毕后再）对于管线较长的工程，若待管道安装及回填完毕后再进行管道的水压试验，可能会因局部不合格而顾此失彼，需反进行管道的水压试验，可能会因局部不合格而顾此失彼，需反复多次试验，导致大量返工，故应在施工期间分段进行管网水复多次试验，导致大量返工，故应在施工期间分段进行管网水压试验，以免造成不必要的损失。压试验，以免造成不必要的损失。（2

132、）对于管线短的工程，可在管道安装完工后一次性进行）对于管线短的工程，可在管道安装完工后一次性进行水压试验。水压试验。50. 50. 管道安装为何必须进行水压试验？管道安装为何必须进行水压试验？ 第五讲第五讲第五讲第五讲 施工安装施工安装施工安装施工安装（3）试验管段的长度对无阀门等中间连接的管道，不宜超过）试验管段的长度对无阀门等中间连接的管道，不宜超过1km；对中间有连接件的管道可根据其位置分段进行试验。；对中间有连接件的管道可根据其位置分段进行试验。（4）对管灌工程，塑料管道管灌工程，塑料管道试水水压力力应为管道系管道系统设计工作工作压力（含水力（含水锤压力），保力），保压时间不不应小于小

133、于1 h，管道，管道试水水时，环境气温境气温应不低于不低于5；对喷灌工程，高密度聚乙灌工程，高密度聚乙烯塑料管道塑料管道（HDPE）试验压力不力不应小于管道小于管道设计工作工作压力的力的1.7倍；低密倍；低密度聚乙度聚乙烯塑料管道（塑料管道（LDPE、LLDPE）试验压力不力不应小于管道小于管道设计工作工作压力的力的2.5倍；其他管材的管道倍；其他管材的管道试验压力不力不应小于管道小于管道设计工作工作压力的力的1.5倍。倍。试验压力保力保压10min；对微灌工程，微灌工程，试压的水的水压力不力不应小于管道小于管道设计压力的力的1.25倍，并保持倍，并保持10 min。 第五讲第五讲第五讲第五讲

134、 施工安装施工安装施工安装施工安装51. 如何进行灌溉管道工程质量检验如何进行灌溉管道工程质量检验 ？（1）合理进行项目划分。管道工程按级划分为单位工程、分部工程、单元工程三级，项目划分按以下方法进行：从水源至田间给水栓的管道系统作为一个单位工程；分部工程一般按长度或施工部署划分，不同的管材应划分为不同分部工程。分部工程的划分界限宜设在联接段、附属设施的连接处，长度不宜大于500m；单元工程按分部工程中的不同施工内容进行划分。分部工程中的沟槽开挖（包括基础夯实）、回填、混凝土浇筑、管道及附属设施安装等，应分别划分为不同的单元工程。（2）施工单位应检查供货方所提交的产品生产（制造）许可证明、产品

135、合格证明、产品质量检测报告，以及安装、使用、保修说明等技术文件。无合格证明或不符合质量标准的产品不得进场。项目法人或其委托的监理单位应参加交货验收。对涉及工程质量的主要材料，应进行见证取样。（3）施工单位应按相关规范的规定和施工合同的约定，检验单元工程质量，做好书面记录。（4）工程质量检测的项目、数量和方法应按相关规范的规定和施工合同的约定，并符合国家和行业有关规定。（5）必须按相关标准进行管道系统的水压试验及试运行，其试验和试运行结果应全部达到工程设计要求。（6）工程质量不合格时，按合同要求进行处理或返工重做，并经重新检验且合格后方可进行后续工程施工。第五讲第五讲第五讲第五讲 施工安装施工安

136、装施工安装施工安装项次项次检验项目检验项目质量要求质量要求检验方检验方法法检验数检验数量量主主控控项项目目1管槽断面符合设计要求观察、测量、查阅施工记录全数检查2管槽开挖面管槽开挖应管槽顺直、槽底平整、管槽交汇处应平顺连接，槽底石块杂物应清除，开挖边坡不陡于设计边坡；管槽土方开挖基面及管槽表层的淤泥、草皮、树根、杂物等应清除，超挖或扰动已按设计和规范要求处理3渗水处理渗水妥善引排一一般般项项目目1管槽底高程允许偏差20mm观察、测量、查阅施工记录沿管线方向每50m不少于1个点次2管槽深度 允许偏差20mm3槽底宽度 允许偏差50mm4管槽中心线允许偏差30mm管槽土方开挖施工质量标准管槽土方开

137、挖施工质量标准项次项次检验项目检验项目质量要求质量要求检验方法检验方法 检验数量检验数量主主控控项项目目1填筑土料符合设计要求，不含杂物及直径大于25mm的石块和直径大于50mm的土块观察，量测、查阅检验资料、施工记录全数检查2管槽回填按压实工具确定分层铺填，管道基面至管顶以上15cm内必须人工回填，压实指标符合设计要求观察全数检查一一般般项项目目1预 留 沉 陷超高符合设计要求观察全数检查2回 填 作 业要求符合设计要求观察全数检查管道土方回填施工质量标准管道土方回填施工质量标准项次项次检验项目检验项目质量标准质量标准检验方法检验方法检验数量检验数量合格优良主主控控项目项目1管道轴线允许偏差

138、80mm允许偏差50mm钢丝线、垂球、钢卷尺、经纬仪沿沿 管管 道道 轴轴线线每每50m管管道检验道检验1处处2管道出口位置允许偏差10mm允许偏差5mm钢板尺、钢卷尺沿沿 管管 道道 轴轴线线每每50m管管道检验道检验1处处3水压试验压力达到系统设计工作压力1.5倍，保压10分钟，设备仪表工作正常，连接管路密封良好、无渗漏水压试验设备、压力计全数检查全数检查一般一般项目项目1管材、管件规格、性能符合设计要求检查产品合格证、出厂检验报告，查看设计文件全数检查全数检查2胶圈、粘接剂性能、卫生、化学指标等符合设计要求检查产品合格证、出厂检验报告，查看设计文件全数检查全数检查3胶圈密封柔性连接承口内

139、侧和插口外侧干净，橡胶圈压缩均匀，插入长度符合设计要求观察、量测全数检查全数检查4管道中心线高程允许偏差30mm允 许 偏 差 20mm水准仪沿沿 管管 道道 轴轴线线每每50m管管道检验道检验1处处5与与设设备备连连接接的的预预埋埋管出口位置管出口位置允许偏差允许偏差10 mm允允 许许 偏偏 差差 5 mm钢板尺、钢卷钢板尺、钢卷尺尺全数检查全数检查管道安装质量标准管道安装质量标准5252、管道埋深问题及防冻问题、管道埋深问题及防冻问题（1）正常情况下，管道埋设在冻层以下。（2）大口径柔性管，因结构的需要，最小覆土厚度应大于当地最大冻土深度，且不宜小于800mm。（3）PVCU埋地条件下管

140、道从向变形不超过5%。第六讲第六讲第六讲第六讲 设计中应注意的问题设计中应注意的问题设计中应注意的问题设计中应注意的问题 53 53、如何防止管道进水口进气、如何防止管道进水口进气计算结果表明，输水管道进口空气吸入的临界水深与流态计算结果表明，输水管道进口空气吸入的临界水深与流态有关，流态趋于稳定下的临界水深值较高，反之，紊动的有关，流态趋于稳定下的临界水深值较高，反之，紊动的水流可抑制涡的发生，致使临界水深变小。水流可抑制涡的发生，致使临界水深变小。 管道进口空气吸入形式管道进口空气吸入形式管道进口空气吸入形式管道进口空气吸入形式 第六讲第六讲第六讲第六讲 设计中应注意的问题设计中应注意的问

141、题设计中应注意的问题设计中应注意的问题45mDN150 0.4MPaL=300mABCQ=120m3/h5454、静水压与减压、静水压与减压5555、山区管道铺设问题、山区管道铺设问题（1）管子连接的可靠性）管子连接的可靠性（2）管子连接的方式）管子连接的方式56、高位水池容积及高程问题、高位水池容积及高程问题（1）容积与田间灌水）容积与田间灌水量和水源供水量有关量和水源供水量有关（2）应按水平衡分析）应按水平衡分析确定。确定。（3）高程应满足最不）高程应满足最不利情况。利情况。高位水池高位水池5757、节能问题（丘陵山区高位水池布置方案）、节能问题（丘陵山区高位水池布置方案）水泵水泵高位水池

142、高位水池2高位水池高位水池158、工程安全问题（水源工程）、工程安全问题（水源工程）高位水池高位水池5959、田间灌水技术的选择、田间灌水技术的选择60、工程运行问题（1）地埋管道系统放水或关闭时，要注意防止涌浪和水）地埋管道系统放水或关闭时，要注意防止涌浪和水锤。放水时要自上而下逐级缓慢打开阀门，开度要由小到锤。放水时要自上而下逐级缓慢打开阀门，开度要由小到大以利排净管内空气；停灌时要由下而上缓慢关闭阀门，大以利排净管内空气；停灌时要由下而上缓慢关闭阀门，避免同时突然关闭而造成水锤破坏管道。避免同时突然关闭而造成水锤破坏管道。（2）各类阀门，要保证开关自如。金属阀门要严防锈蚀）各类阀门，要保证开关自如。金属阀门要严防锈蚀堵塞或冻结失灵，保证开关正常启闭。为防止锈蚀，一般堵塞或冻结失灵，保证开关正常启闭。为防止锈蚀，一般采用涂层等措施，主要材料有油漆、环氧树脂等。阀门螺采用涂层等措施，主要材料有油漆、环氧树脂等。阀门螺钉要经常加油润滑。钉要经常加油润滑。谢谢 谢！谢！谢谢 谢！谢！