第五章 灌溉管道系统
《灌溉排水工程学》第五章：灌溉工程(渠首、输配水工程、田间工程)及排水沟道系统
3、灌溉方式 灌溉方式的确定：根据作物组成、地形、土壤、水源等条 件，结合灌区分区和土壤改良区划，经分析论证后确定。 4、灌区道路、林带与居民点的规划布置 道路：应尽量与灌排系统的布置相协调。 林带：应充分利用渠、沟外坡、塘边、路旁的空地结合防 风、防沙种植树木。 居民点：应尽量少占耕地，以原有的自然村进行改建。 输电线路和通信线路应进行专项设计。
井水利用
1）管井：井径小、深度大，一般采用机
械提水，又称机井。
结构：把井壁管和滤水管连接起来，垂
直安装在已打成的井孔中，井壁管安装 粘 在隔水层部位和不拟开采的含水层高度 土 范围，滤水管安装在开采的含水层高度 球
范围，管井最下部为沉淀管（沉淀流入
井中的泥沙）。在取水的含水层段，井
滤 料
管与井孔的环状间隙中，填入经过筛选
无坝取水口 布置平面图
①河槽主流在凹岸； ②弯道处横向环流使其表层为清流； ③避开凹岸水流顶冲取水口。
横向环流：
引水角，即引水渠轴线与河道水流所形成的夹角，应为锐 角，通常采用30~45 °。 若灌区位置及地形条件限制，无法把渠首布置在凹岸而必 须放在凸岸时，可把渠首放在凸岸中点的偏上游处。
无 进水闸：控制入渠流量 坝 渠 首 冲沙闸：冲走淤积在进水闸前的泥沙 的 组 成 导流堤：平时导流引水、防沙，枯水期截断水流
百丈堤
鱼嘴 金钢堤 内 外江 江
飞沙堰 宝瓶口
都
宝 瓶
江
口
堰
全
景
图
飞沙 堰
鱼嘴
都江堰全景图
（2）有坝取水：当河流水源较丰富，而水位较低，不能 满足引水灌溉要求时，在河床上修拦河坝(又称壅水坝、 溢流坝或滚水坝)，抬高水位，以便自流引水灌溉。这种 引水方式叫有坝(或低坝)取水，所建工程称有坝渠首。
灌溉管道系统
灌溉管道系统的分类与组成
分类
根据不同的分类标准，灌溉管道系统可以分为多种类型，如按水流方式可分为压 力灌溉和自流灌溉；按管道材质可分为塑料管、金属管和混凝土管等。
组成
灌溉管道系统主要由输水管、配水管、灌水器等组成。输水管负责将水从水源输 送到农田，配水管则将水分配到各个灌水器，灌水器直接对农作物进行灌溉。
设备安装
按照设备使用说明书，正 确安装灌溉设备，确保设 备运行稳定、安全。
系统调试
对整个灌溉管道系统进行 调试，检查各部分是否正 常运行，调整设备参数以 满足灌溉需求。
系统的运行与维护
定期巡检
系统维护
定期对灌溉管道系统进行检查，发现 异常及时处理，确保系统正常运行。
定期对灌溉管道系统进行维护，清理 管道内的沉积物、检查管道是否有破 损等，确保系统供水质量。
通过灌溉管道系统，能够实现 精准灌溉，减少水资源的浪费 ，保护生态环境。
促进农业现代化
灌溉管道系统的推广和应用， 有助于推动农业现代化进程，
提高农业生产效率。
未来发展趋势与挑战
技术创新
环保要求
随着科技的不断进步，未来灌溉管道系统 将更加智能化、自动化，提高灌溉效率和 节水效果。
随着环保意识的提高，未来对灌溉管道系 统的环保要求将更加严格，需要采取更加 环保的材质和工艺。
管道的铺设与固定
管道基础处理
平整管道铺设区域，确保管道基 础坚实、稳定，防止沉降和位移。
管道铺设
按照设计方案，将管道放置在基础 之上，确保管道连接正确、顺畅。
管道固定
采用适当的支撑和固定措施，防止 管道受到外力作用产生位移或变形。
灌溉设备的安装与调试
设备选型
根据灌溉需求和设计方案， 选择合适的灌溉设备，如 喷头、滴头、水泵等。
第五章__灌溉管道系统(精)
管道设计流量计算
续灌时：下级管道流量之和
轮灌时：同时工作的下级管道流量之和的最大值 随机取水时：
Q xQ0
随机取水流量系数
连续供水时 的干管流量
与管理工作保证率 有关的系数 随机取水流量系数
x1 r (1 K
系统运行系数
1 n1
1 n)
系统支管数
C r 24
可能同时供水 的支管数 系统日运 行小时数
输配水管网
灌水器
总干管、干管、分干管、支管、毛管
三、管道系统的分类
按结构形式 开敞式 封闭式 半封闭式 按工作压力 按可移动程度 固定式 移动式 半固定式 按压力来源
无压
低压：＜200kPa
自压
机压
有压 中压：200～400kPa
高压：＞400kPa
四、管道系统的规划布置
特点：
受地形影响较小
更主要的考虑使支管压力分布均匀， 使管道用量最少
第五章 灌溉管道系统
一、概述 二、灌溉管道系统的组成与分类 三、灌溉管道系统的规划布置 四、管道的种类及其规格 五、管道附件 六、管道系统的工作制度
七、管道系统的流量与压力推算 八、管道系统的结构设计
一、概述
管道系统的优缺点
减少占地7%-13%，提高土地利用率 减少输水损失，提高灌溉水利用系数 减少灌水劳动强度和时间，提高劳动生产率 适应各种地形和各种灌水方法 有压管道耗费能源
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第五章 (4)渠道灌溉系统
H 进＝Ao＋∆h + ∑ Li + ∑ ϕ
H进－渠道进水口设计水位 A0－渠道控制范围内较难灌到水的控制点的地面高程 ∆h －控制点地面与附近末级固定渠道设计水位的高差，一般取 0.1~0.2m L-渠道长度， i－渠道比降，ϕ－水流通过渠系建筑物的水头损失
• 参考表4－8
边坡系数 m
• 边坡系数：边坡在水平方向的投影长度和在 垂直方向投影长度的比值。 • 边坡系数关系到渠坡的稳定。（例：文峪河 大坝塌方与中日中心挖方压人）。 • 边坡系数土质、水文地质条件，挖方深度、 渠中水深等有关，一般可按表4～9，4～10经 验数值选用。
表4－10，4－11
2
A • 计算过水断面面积 R= P A。湿周P，水力半径 1 R和谢才系数C： 1 6 C= R n
求解过程(2)
• 计算渠道流量： Q＝AC Ri • 校核渠道输水能力，修改b，h，直到满 足以下条件为止：
Q实际－Q计算 Q实际
• 校核渠道流速：
≤ 0.05
V不淤 < V设 < V不冲
例
• 某灌溉渠道采用梯形断面，设计流量 Q ＝3.2m3／s，边坡系数m=1.5，渠道比降 i＝0.0005，渠床糙率系数 n＝0.025，渠 道不冲流速vcs=0.8m／s，该渠道为清水 渠道，无防淤要求，为了防止长草、最 小允许流速为0.4m／s。求渠道过水断面 尺寸。
如果上级渠道通过最小流量时，不能保证下级渠道取 得相应的最小流量时，就必须在上级渠道取水口的下 游修建节制闸，使上级渠道的水位抬高，使上下级渠 道的水位差等于分水闸的水头损失，这样，下级渠道 便可取得最小流量。
农田水利学—管道灌溉系统
第五章管道灌溉系统地面灌溉的缺点：（1）水的利用率低；（2）灌水质量差；（3）劳动强度大。
优点是投资费用低。
经济条件较好或水资源短缺的地区应尽量采用更高效、节水的灌水方法。
比地面灌溉更高效、更节水的灌水方法就是管道灌溉。
管道灌溉分喷灌、微灌、低压管灌等类型。
首先学习如何进行喷灌系统规划设计。
第一节喷灌一、概述（一）什么是喷灌利用机械加压或利用高处自然水头，使水通管道经过喷头射到空中，并分散成水滴洒落到田面上，如同降雨一样湿润土壤的灌水方法。
曾叫人工降雨，后来为了与高空撒干冰和碘化银等人工降雨相区别，改称为喷灌。
（二）优缺点1.优点：（1）增产灌水均匀度好；能调节田间空气的温度和湿度。
（2）节水避免了渠灌的输水损失；可避免田间深层渗漏（旱作）。
（3）节地减少了渠道占地。
（4）省工节省田间灌水管理劳力；减少土地平整费用；利用喷灌可以施化肥、喷农药。
（5）保持水土可避免地表径流，防止水土流失要求喷灌强度≤土壤渗吸速度，即不允许产生地表径流。
（6）适应性强可适用于不平整的土地，坡地。
2.缺点: （1）投资和运行费用高（2）受风影响大一般风力大于３级就不宜喷灌。
二、喷灌系统的组成与分类（一）组成（1）水源工程河流、水库、塘坝、水井、渠道等。
（2）水泵和动力机离心泵、长轴井泵等；电动机、柴油机（3）管道系统干管、支管、竖管（立管）（4）喷头（5）附属工程或设备如管道上的镇墩、阀门井；控制阀、安全阀、压力表、水表等。
（二）喷灌系统的分类根据组成特点的不同，分管道式喷灌系统和机组式喷灌系统，前者以管道为主，后者以机组为主体。
1、管道式喷灌系统管道为系统的主体部分（1）固定式机泵、干支管均固定。
（2）移动式机泵和干、支管均可移动。
优点缺点适用作物固定式管理方便投资高灌水频繁、经济价值较高的作物，如蔬菜、经济苗木等移动式投资低管理不便一般的经济作物或大田作物半固定式介于前者之间一般的经济作物2、机组式喷系统（1）行喷式绞盘式、中心支轴式、平移式、滚移式（2）定喷式单喷头机组、多喷头机组；手抬式、手推车式、拖拉机悬挂。
第五章管道灌溉系统5-1(园艺)
注意：设计时，可根据雾化指标初步选择喷头
42
43
44
45
46
PE外丝鞍座管件
47
48
15
三、管道及管件 2、主要管件
三通(等径三通、异径三通)：用干、支管连接处 变径接头：用于管道变径处 快速接头：干、支连接 堵头：用于干、支管末端 闸阀：干、支管首部 进排水气阀：用于地形隆起处、干管进口处 压力表：用于泵站内 水表：用于泵站内 16
第一节
喷灌
四、喷头的类型与工作原理
（一）喷头的类型
滚移式喷灌机
13
各类机组式喷灌系统适用条件
定喷机组式（如手推式、手抬式等）
适用于山丘区、南方水网地区等 适用于我国北方平原，特别是规模化经营 的大型农场（目前应用不多）
行喷机组式（如平移式、中心支轴式等）
14
三、管道及管件
1、管道 金属管 钢管、铸铁管：用作竖管、水泵进出水管 薄壁铝合金管、薄壁镀锌钢管：用作移动支管 脆性管 钢筋混凝土管：用作地埋干管（应用不多） 塑料管 PVC-U、PE等塑料管：用作地埋干管、支管
2.表示方法：
①水量分布图 注意：在实际设计中，喷灌均匀度是 ②喷灌均匀系数 通过设计风速下合理确定喷头组 h 合间距而实现的。 Cu 1 h
规范要求：设计风速下Cu 0.75，但对行 喷式喷灌系统不应低于0.85。
31
第一节
喷灌
（三）水滴打击强度
1. 定义：单位喷洒面积内水滴对作物和土壤的 1kPa=0.1m水头=100mm水头 打击动能，反映水滴对作物的影响。 Hp通 2. 注意：摇臂式喷头的工作压力 表示方法： 100 H P 常在离进口 0.2m 处测量。 P ①水滴直径
灌溉管道系统的组成和分类+精品PPT
§5.1 灌溉管道系统的组成与分类
2.4 按灌水方法
1）喷灌系统 2）滴灌系统 3）微喷灌系统 4）低压管道输水地面灌溉系统
§5.1 灌溉管道系统的组成与分类
2.5 按压力的来源
1）自压灌溉管道系统 2）机压灌溉管道系统
灌溉管道系统的组成 和分类
管道系统的主要优点： （1）省地。一般少占地7％～13％。 （2）减少输水损失。 （3）便于控制。 （4）对地形的适应性更强。
名词解释
【灌溉管道系统】 是从水源取水经处理后，用有压或
无压管道网输送到田间进行灌溉的全套 工程。
§5.1 灌溉管道系统的组成与分类
1 管道系统的组成
（1）首部枢纽（从水源取水并处理） （2）输配水管网（输水并分配） （3）灌水器（将水分布到田间）
灌溉管道系统示意图b
环状管网示 意图
树枝状管网 示意图
喷灌
滴灌
§5.1 灌溉管道系统的组成与分类
2 管自由水面调节井，并可分流） 2）封闭式（管道封闭，管内保持一定压力） 3）半封闭式（用浮球阀等控制阀门启闭）
§5.1 灌溉管道系统的组成与分类
2.2 按工作压力
1）无压灌溉管道系统（有自由水面） 2）低压灌溉管道系统（P<200kPa ） 3）中压灌溉管道系统（ P=200~400kPa ） 4）高压灌溉管道系统（ P>400kPa ）
§5.1 灌溉管道系统的组成与分类
2.3 按各部分在灌溉季节可移动程度
第五章 (4)渠道灌溉系统
二、渠道的纵断面设计
渠道纵断面设计的任务和目标：
– 任务：确定渠道设计水位高程线、进 而确定渠底高程线、渠顶高程线、最 低水位线及渠系建筑物的位置。 – 目标：使各级渠道入口处都应具有足 够的水位，满足自流灌溉。
干 渠 设 计 水 位 线 的 确 定 与 调 整
绘出简化图：
1. 灌溉渠道的水位推算
• 任务：根据渠道的有关设计参数，确定渠道 过水断面的水深h和底宽。
土质渠道一般断面的水力计算
• 计算公式：
Q ＝ AC
Ri
• 由于有b和h两个未知数，只能利用 试算法求解
求解过程(1)
• 假设b，选择一个适 当的宽深比a， • 计算h=b/a
A = (b + mh)h P = b + 2h 1 + m
第五章 渠道灌溉系统（4）
第四节 灌溉渠道纵横断面设计
中国农业大学 李光永 黄兴法编
设计原理
• 渠道设计流量
– 确定渠道过水断面尺寸。
• 最小流量
– 校核对下级渠道的水位控制条件，判断当上级渠道输 送最小流量时，下级渠道能否得到相应的最小流量。 如果否，就要设置节制闸。并用于校核不淤流速。
• 加大流量
如果上级渠道通过最小流量时，不能保证下级渠道取 得相应的最小流量时，就必须在上级渠道取水口的下 游修建节制闸，使上级渠道的水位抬高，使上下级渠 道的水位差等于分水闸的水头损失，这样，下级渠道渠道通过最小流量、下级渠道也引 取最小流量，此时上下游相应的水位差 为
调 整
2. 渠道纵断面设计中的 水位衔接 • 即处理上下级渠道、上下渠 段、渠道与建筑物之间的水位 衔接，实现自流灌溉。
断面变化时渠段水位的衔接
• 渠道沿途分水，渠道流量逐渐减小， 与渠段相对应的过水断面也应随着减 小，此时，可改变水深或底宽使水位 衔接，衔接的位置应结合配水枢纽或 交叉建筑物统一布置。
灌溉排水--名词解释
第一章农田灌溉原理名词解释管悬着水。
力（或土壤基质势）为纵坐标，以土壤含水量为横坐标，这样的关系曲线称为土壤水分特征曲线。
境中能取得高产潜力的条件下为满足植株蒸腾、棵间蒸发、组成植株体所需要的水量。
组成植株体的水分只占总需水量中很微小的一部分，将此部分忽略不计，认为作物需水量就等于植株蒸腾量和棵间蒸发量之和，即所谓的“蒸发蒸腾量”。
度为12cm，表面阻力为70s/m，反射率为0.23，非常类似于表面开阔、高度一致、生长旺盛、完全遮盖地面而不缺水的绿色草地。
通常把一段时间作物的蒸发蒸腾量ET C与参考作物的蒸发蒸腾量ET0之比称为作物系数。
用于关联实际作物耗水量与参考作物蒸发蒸腾量的因子。
为了获得高产或高效，所制订的向农田灌水的方案。
包括作物播种前(或水稻栽秧前)及全生育期内的灌水次数，每次灌水的灌水日期、灌水定额以及灌溉定额。
m3/hm2或mm 表示。
量之间的函数关系。
针对水资源紧与用水效率低下而提出的一种新的灌溉技术。
灌水量不能完全满足作物的生长发育全过程需水量的灌溉。
将有限的水科学合理(非足额)安排在对产量影响比较大，并能产生较高经济价值的水分临界期供水。
非充分灌溉不以追求传统的单产最高为目标，而是求得高效用水条件下的净效益最大或费用目标最小。
l00hm2计）上所需灌溉的净流量q d又称灌水模数。
常把对缺水最敏感、缺水对产量影响最大的时期称为作物需水临界期或需水关键期。
第二章灌水方法与灌水技术名词解释或田间土壤的形式。
输水至末级管道上的特殊灌水器，使水和溶于水中的化肥以较小的流量均匀而又经常地、缓慢地湿润作物根系区附近的土壤表面或地表下土壤。
洒装置(即喷头)喷射到空中分散成细小的水滴，象天然降雨一样降落到地面，主要借毛细管力和重力作用渗入土壤灌溉作物的灌水方法。
mm／h表示。
6.灌水均匀度：应用灌水方法、灌水技术实施灌水后，田间灌溉水湿润作物根系土壤区的均匀程度，或者田间灌溉水---下渗---湿润作物的计划湿润土层深度---的均匀程度。
农田水利学：5章灌溉管道系统
压力式管道系统需要借助压力泵将水注入管道，适合于地势较高或远离水源的灌溉设计，也适用于要求水量、 水压、水质稳定的大面积灌溉作业。
管道系统的设计和计算
水文和气象数据的收集
了解降水量、蒸发量、温度、湿度等气象条件，以及水源的流量和水质是正确进行管道系统设计和计算的前提。
水力特性计算
规划灌溉管道系统的重要性
灌溉管道系统的规划是确保高效灌溉和节约用水的关键。它需要考虑到田地 的形状、大小和坡度，以及水源的位置和容量。合理规划可有效降低生产成 本、提高产量，并减轻对环境的影响。
管道系统的组成和功能
水源
水源是灌溉系统的一部分，它可以是水库、湖泊、河流或地下水。水源的选择应该考虑到供应稳定性、水质和 处理成本等因素。
管道系统的优化和节能
灌溉管道系统的优化和节能具有极高的意义，可以降低灌溉成本、提高产量、改善环境和消耗资源。通过优化 灌溉方案、改进泵站和控制阀门、加强海绵城市建设等手段，可以实现节约用水和节能减排的效果。源自农田水利学：5章灌溉管 道系统
灌溉管道系统是现代农业中必不可少的一部分。在这个演示文稿中，我们将 深入探讨灌溉管道系统的原理，功能，种类，设计和计算的方方面面，以及 如何优化和节能。希望本演示文稿将帮助大家更加深入地理解农田水利学的 知识。
灌溉管道系统简介
灌溉管道系统旨在将水从水源输送到田地直接灌溉作物，以增加作物生产效率和农业可持续发展。管道系统是 灌溉系统的重要组成部分，它们与灌溉渠道、水库和泵站等其他设施紧密相关。
水泵
水泵是将水从水源提升至管道系统中的设备。根据不同的压力需求，可以选择不同类型和规格的水泵。
输水管道
输水管道是连接水源和田地的管道。根据不同的需求，可以选择使用重力式或压力式管道。
灌溉管道系统示意图
(1)沿程水头损失计算 沿程水头损失即管路摩擦损失水头,发生
在管道均匀流的直线段，由于水流内部摩擦而 消耗的机械能。
对圆管有压水流： hf fLQm / d b
h数为f为管Re沿道而程内变水径化头，；损mL为失m管；，道mm为长;f为流度摩量，擦指m系；数数Q，为，与流随摩量水阻，流损m的失3雷/有h诺;关d ； b为管径指数，与摩阻损失有关
§5 灌溉管道系统
本章主要内容：
1 灌溉管道系统的组成与分类 2 灌溉管道系统的规划布置 3 管道的种类及其规格 4 管道附件 5 管道系统的工作制度 6 管道灌溉系统的流量与压力推算 7 灌溉管道系统的结构设计
灌溉管H道oha系i U统niv示ers意ity 图
§5.5 管道系统的工作制度
1 续灌方式
H H0 hf hj
Hohai University
n—系统支管数目；
r—系统运行系数；
n1—在灌溉季节内可能同时供水的支管数； Q支—支管流量， m3/h。
Hohai University
§5.6 管道灌溉系统的流量与压力推算
(4)首部设计工作压力的推算 首先在灌区内选择一个或几个典型点，
然后按下式计算出各自的工作压力，取其最大 或次大者为设计工作压力。
轮灌方式比较适合于灌溉系统面积不大， 灌区内用水单位少，各用水单位作物种植比 较单一的情况。
Hohai University
§5.5 管道系统的工作制度
3 随机取水方式
即每个取水口任何时候都可以取水，也 可不取，并以取水口作为一个用水计算单位 来推算各级管道的设计流量。
适用于灌溉系统面积较大，区内用水单 位多，而且各种植物种植面积分散，各用水 单位在各时期用水要求各不相同，带有较大 的任意性。
农田水利
第四章灌溉渠道系统是指从水源取水、通过渠道及其附属建筑物向农田供水、经由田间工程进行农田灌溉的工程系统，包括渠首工程、输配水工程和田间工程三大部分。
灌溉管道系统是指从水源取水经处理后，用有压或无压管道网输送到田间进行灌溉的全套工程，一般由首部枢纽、输配水管网、灌水器等部分组成。
灌排相间地形平坦或有微地形起伏的地区，宜把灌溉渠道和排水沟道交错布置，沟、渠都是两侧控制，工程量较省。
灌排相邻在地面向一侧倾斜的地区，渠道只能向一侧灌水，排水沟也只能接纳一边的径流，灌溉渠道和排水沟道只能并行，上灌下排，互相配合干、支渠线规划步骤1、查勘先在小比例尺（一般为1/50000）地形图上初步布置渠线位置；然后进行实地勘查，经分析比较，初步确定一个可行的渠线布置方案。
2、纸上定线对初步确定的渠线，测量带状地形图，比例尺1/1 000～1/5000，等高距为0.5～1.0m，测量范围从初定的渠道中心线向两侧扩展，宽度为100～200m。
在带状地形图上，准确布置渠道中心线的位置，并选择适宜的渠道比降。
3、定线测量首先通过测量，把带状地形图上的渠道中心线放到地面上，沿线打木桩，并标明桩号；然后测量各木桩处的地面高程和横向地面高程线；最后，根据设计的渠道纵横断面确定各桩号处的挖、填深度和开挖线位置。
节制闸的运用情况及安置位置?节制闸垂直于渠道中心线布置，其作用是控制渠道水位或流量。
下列情况需要设置节制闸：①在上级渠水位不能保证下级渠正常引水时，需在上级渠建节制闸抬高水位，保证下级渠引水。
②实行轮灌时，在轮灌组分界处需设节制闸。
③在重要建筑物或险工渠段前需联合修建节制闸和泄水闸，以防止漫溢，保证建筑物和渠道的安全。
交叉建筑物的应用?常见的交叉建筑物有：隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞、桥梁等。
隧洞当渠道遇到山岗时，或因石质坚硬，或因开挖工程量过大，往往不能采用深挖方渠道，如沿等高线绕行，渠道线路又过长，工程量仍然较大，而且增加了水头损失。
第五章灌溉渠道系统
第五章灌溉渠道系统灌溉渠道是农业生产中不可或缺的一种基础设施。
本章主要介绍灌溉渠道系统的基本概念、分类、特点、设计和管理等方面的内容。
一、概念灌溉渠道系统是指用于输送灌溉水的一系列设施和设备的总称。
灌溉渠道是其中最主要的组成部分，主要用于收集、输送和分配灌溉水。
其他组成部分还包括水库、泵站、引水渠、过水渠、溢洪道、防渗墙等。
二、分类根据渠道结构和设计方式的不同，灌溉渠道可以分为以下几种类型：1. 需水渠道需水渠道是指依靠自然水流，在无需抽水的情况下输送灌溉水的渠道。
其设计通常以降低水流速为主，使水能够有效地渗透到土壤中。
2. 抽水灌溉系统抽水灌溉系统是指通过水泵将地下水或地表水提升到需要的高度，再通过灌溉渠道输送到灌溉区。
其设计通常以提高输送能力和节约能源为主。
3. 间歇式灌溉渠道间歇式灌溉渠道是指通过控制和调节水流的时间和流量，使渠道交替进水和断水，从而实现节水、省电的灌溉渠道系统。
三、特点灌溉渠道系统具有如下特点：1.灌溉管道一般较长，需要考虑管道摩阻、压力损失等因素的影响。
2.灌溉渠道需要经常清淤、清洗等维护工作，以保证其正常的输送能力和使用寿命。
3.灌溉渠道需要考虑保持一定的水流速度和水面高度，以保证清水的积累和灌溉效果的达到。
4.灌溉渠道的设计应考虑水文地理和土壤条件等因素，以减少对环境和土地的影响。
四、设计灌溉渠道系统的设计应根据实际灌溉需要和灌区条件等因素进行综合评估和考虑。
一般需要确定以下参数：1.渠道截面形式和尺寸，以确定渠道流量和流速等参数。
2.渠道与灌区配合，以满足需要灌溉的地块的水分需要和使用水量等要求。
3.灌溉渠道与水源和水库配合，以确定灌溉需水量、抽水高度和输送水量等参数。
4.灌溉渠道的施工和管理，以确保灌溉渠道的正常运行和使用寿命。
五、管理灌溉渠道系统的管理应该从设计之初开始考虑，注重用坚强的灌溉维护队伍进行日常管理和长期维护。
具体措施包括：1.建立灌区管理制度和规范化操作流程，加强对灌区的监管和管理。
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h f fLQ / d
m
b
摩擦系数
管道内径 流量
管道长度
沿程水头损失计算
等距等流量多出口管道：
按首端流量计算 的管道沿程损失
h jz Fhjz'
流量指数 多口系数
m 1 6N 2
F
N ( m11 21N
) 1 X
N 1 X
多孔管首孔位置系数
出流孔口数
局部水头损失计算
由于干管实际上是泵站的扬水 压力管道，因此必须垂直等高线 布置，以使管线最短。支管平行 于等高线布置。同时，因地形起 伏，故布置辐射状分支管，由支 管给水栓供水，并沿山丘脊线垂 直 等高线走向。
四、管道系统的规划布置
特点：
受地形影响较小
更主要的考虑使支管压力分布均匀， 使管道用量最少
管道系统的规划布置
管道的种类及其规格
固定管道的种类及其适用范围
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灌溉排水工程学
二、灌溉管道系统规划布置
(1) 输配水管网规划布置的原则与要求 4)正确确定输配水管网的进口设计流量和设计压力。 5)输配水管网各级管道进口必须设置节制阀；管道最低 处应设置退水泄水阀，各用水单位都应安设独立的配水口和 闸阀，并应装设压力和流量的计量装置。 6)应尽可能发挥输配水管网综合利用的功能，把农田灌 溉与农村供水以及水产、环境美化等相结合。
第五章 灌溉管道系统
Irrigation Pipe System 一、概述 二、灌溉管道系统的组成与分类 三、灌溉管道系统的规划布置 四、管道的种类及其规格 五、管道附件 六、管道系统的工作制度 七、管道系统的流量与压力推算
八、管道系统的结构设计
灌溉排水工程学 本章的教学目的
讲述管道灌溉系统的组成和分类，输水管网的规划布 置；输配水管道及管网优化设计；输水管网建筑物、管 材及管料；管道灌溉系统的运行管理。 要求具备灌溉管道系统运行管理及维护的一般知识， 掌握灌溉管道系统规划设计方法。
“工”字形
“一” 字形
灌溉排水工程学
第一篇 灌溉工程
二、灌溉管道系统规划布置
b.环状管网: ①水源位于田块中心，控制面积约6.7—10 hm2，田块长宽比≤2的环状管网布置形式见下图a。 ②水源位 于田块一侧、控制面积较大的环状管网布置形式(图b)。
井灌管网 布置录像
灌溉排水工程学
第一篇 灌溉工程
灌溉排水工程学
二、灌溉管道系统规划布置
（2）输配水管网的布置类型
根据水源位置、控制范围、地形条件、田块形状和作物种 植情况等，输配水管网可布设成树枝状、环状和混合状3 种类型:
1)树枝状管网： 一般由于、支、毛管组成，并逐级向 下级管道配水，其管线如同树枝状的布置形式。特点是， 管线总长度较短，构造简单，投资较低，所以目前大多数 农田灌溉输配水管网均采用这种形式。但管网内的压力不 均匀，各条管道问的水量不能互相调济，任一级管线损坏 时，其以下管线就会断水而得不到可靠的供水。
灌溉排水工程学
二、灌溉管道系统规划布置
1)树枝状管网
灌溉排水工程学
二、灌溉管道系统规划布置
2)环状管网：一般指干、支管或干、支、毛管各管线 互相连接成环形的管网形式。其突出特点是，供水安全可 靠，管网内水压力较均匀，管道内的水流条件好，供水保 证率高，各条管道间水量调配灵活，有利于随机用水。但 管线总长度较长，管材和管件等用量大，投资一般高于树 枝状管网。
管道的种类及其规格
移动管道的种类及其适用范围
铝合金管 镀锌薄壁钢管 塑料管 胶管 薄膜塑料管
半固定式系统中固定管道与 六、管道附件
× Å ¾ Ö ø ® · Ë §Ä «Â ° « ©È æ ¸ Ã Ö Õ ø ¾ Å ÷¾ À À ä ® Ä Ë Ä ® «Ë
¬ Ó þ À ¼ » ì Ø Ó « ¾ Ë ¼ Í ý ¨¢ à ¨ Û Ë ô È Í ¡ Ë Í · · ¼ Ú ¼ 控制管道的启闭，调节流量¾ Ê 排除管道内超过规定的压力， ä « Í Í î Ú ¼ ´ ¾ Ê 防止事故发生 § « ì ¶ Û Ò ½ ¸ ¯ É ø ô ¼ µ º Ë ¼ Ê 又叫单向阀，它使流体只能沿一个 § « Á « ¶ Í µ ú ¼ ©Ï Ê 方向流动，当要反方向流动时自动 关闭。水泵出口处一般要安装逆止 § « Ò ¬¸ Ö Û « Ã Ú ¼ Å Ð ¾ Ê 管道开始工作时，隆起部分常积累空气， ÷ Ù ÷ 阀，以防突然停机时水倒流。 µ ¼ Å 影响过水面积，发生水力冲击。安装空 Ì Û ¶ ¸ 气阀在管道充水时排除空气，充满水后 ® ½ 自动调节流量 自动关闭 用于无压管网，连接上下级管道 ® ½
沉沙 过滤设备 控制器 压力、流量调节器
肥料化学药剂注入设备 量测设备
输配水管网 灌水器
总干管、干管、分干管、支管、毛管
Байду номын сангаас 三、管道系统的分类
按结构形式 按可移动程度
开敞式 封闭式 半封闭式
按工作压力 无压
固定式 移动式 半固定式
按压力来源 自压 机压
低压：＜200kPa
有压 中压：200～400kPa
用于无压管网，向田间放水
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移动管道之间的连接部分， 包括闸阀和快速接头
七、管道系统的工作制度
续灌
轮灌 随机取水
八、管道系统的流量与压力推算
选管材 初定管径 水头损失校核
树枝状管网的水力计算 沿程水头损失计算 局部水头损失计算 设计流量计算 首部设计工作压力计算
沿程水头损失计算
流量指数 管径指数
a.树枝状管网: 依水源的种类和位置以及管网类型不同，其 布置形式有如下几种:
①水源位于田块一侧，树枝状管网呈“一”形、“T”形和 “L”形。
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二、灌溉管道系统规划布置
“T”形
“L”形
灌溉排水工程学
二、灌溉管道系统规划布置
②水源位于田块中心，常采用“工”字形和长“一”字 形树枝状管网布置形式 :
灌溉排水工程学
二、灌溉管道系统规划布置
3．输配水管网的规划布置
输水管道：输水管道通常是指从水源输送灌溉水到配 水管道的管道，其主要任务是输水，一般为主管或干管 上无配水管道分出的管道或管段。
配水管道：配水管道是将输水管道输送的灌溉水分配 到下一级配水管道或灌溉农田的管道，其主要任务是分 配流量和水量。配水管道又可分为配水干管、配水支管 和配水毛管等级别。
纵断面及平面布置力求平顺，减少折点，避免负压
尽量减少输水水头损失，以减少能耗
管道起伏的高处应有排气装置，低处应有泄水装置
尽量沿道路和耕地边界布置 支管尽量与耕作方向一致 末级管道一般沿等高线布置，避免走逆坡
五、管道的种类及其规格
对管道的技术要求 能承受设计要求的工作压力，管壁要有 一定的厚度 能通过设计流量，水头损失小，管径适 中，管壁光滑 价格低廉，使用寿命长 便于运输，易于安装、施工
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二、灌溉管道系统规划布置
3)混合状管网：混合状管网是由树枝状管网和环状管 网混合组成的管网形式。其特点介于树枝状管网和环状管 网。通常对于配水干管和供水要求可靠程度稍低的支、毛 管可采用树枝状管网；而对于供水要求压力均匀、可靠性 大的支、毛管则应采用环状管网，并共同组成为混合状管 网。这种管网结构较复杂，管理运用不方便。
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二、灌溉管道系统规划布置
当控制面积较大，地块近似成方形，作物种植方向与灌水方向 相同或不相同时树枝状管网可布置成梳齿形或丰字形。
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二、灌溉管道系统规划布置
（3）低压管灌系统输配水管网的布置形式 低压管灌系统输配水管网依其结构可分为地埋固定式和地面移动 式两种类型:
1)地埋固定式管网的布置形式:
首部枢纽的布置
布置原则： 水源远离灌区时，先用输水管道（渠道） 将水引至灌区内或边缘，再设首部枢纽 当采用井灌时，井和首部枢纽尽量布置在 灌区中心位置，以减少水头损失
管道系统的规划布置
管道系统的布置
平原地区： 管线一般为直线
上下级管道一般垂直
末级管道一般与耕作方向一致
管道系统的规划布置
山丘地区： 管道总用量最少，管长短，管径小 管网内压力尽量均匀，同一根支管首尾压力差不 超过工作压力的20%
2)投资较高；
3)规划设计内容较复杂； 4)对水源的水质要求较高，尤其 是微灌系统，对水质的要求更高。
一、概述
国内外现状
美国：1亿亩，地面灌溉的50% 前苏联：1.66亿亩, 63% 以色列：300万亩, 90%以上 中国：5000万亩, 主要在北方地区
二、管道系统的组成
首部枢纽
引水建筑物 取水 泵站 加压 水质处理