低压管灌典型设计

s，故水头损
失应乘以修正系数，查《水力学》表 5-2，得 k=，于是修正后水头损失为 hfˊ=khf= ×=
② 局部水头损失：考虑渠道放水口出口和沉淀池进口各 1 个闸阀，查《水
力学》表 4-5 得，闸阀的局部水头损失系数为， hj=ζ v2 =。 2g
故总水头损失为。有效水头为 ,因此选用 DE160PVC 管，完全满足自流引水 压力要求。
水源工程
5.3.1 灌溉制度
本次规划以中池镇中心村低压管灌作为典型进行设计，中池镇中心村低压管 灌灌溉面积 200 亩，地块长 1km、宽 134m，有 3 块条田，条田间生产道路相隔， 每块条田长 330m，宽 135m，约亩。该地块原灌溉渠道为土渠，本次设计进行高 标准低压管灌节水改造。中心村规划地块土壤为中壤土，容重 m3，种植作物主要 以种植以玉米、油菜为主，一年两熟。根据玉米根系深度为，故取玉米计划湿润 深度，需水高峰期灌溉补充强度为 6mm/d。
1.管道灌溉系统的设计参数 ① 灌溉设计保证率:75%。 ② 管道系统水的利用率:85%。 ③ 设计耗水强度 Ia：6mm/d。 ④ 设计湿润层深：。 2.设计灌溉定额和灌溉周期
⑴设计灌水定额
田间持水率取质量百分比为%，含水率适宜上下限取田间持水率的 95%和 60%，由θmax=×=, θmin=×=,η=,代入式:
表 5-2
轮灌顺序 第1天 第2天 第3天
轮灌顺序表
同时开启出水口 1、7 2、8 3、9
轮灌顺序 第4天 第5天 第6天
5.3.2 水源选择
同时开启出水口 4、10 5、11 6、12
灌区主要位于池河沿线，地势东高西低，南北布局，地块地势相对平坦， 地块外侧紧临池河，内侧为原有灌溉输水主干渠——池河筷子铺东干渠。东干 渠与规划地块输水高差 20m,根据地形条件，该地块可以自流引用筷子铺东干渠 水作为灌溉水源；同时该地块又紧临池河，可以提取池河地表径流水作为灌溉 水源，根据水质检验结果分析，两处水质均符合《农田灌溉水质标准》，可以作 为该工程的灌溉水源。
5、工程设计
设计依据
（1）《防洪标准》GB50201-94 （2）《灌溉与排水工程设计规范》GB50288-99 （3）《水工建筑物抗震设计规范》DL5073-2000 （4）《节水灌溉技术规范》GB\T50363-2006 （5）《节水灌溉工程技术规范》GB/T 50363-2006 （6）《低压管道输水灌溉工程技术规范（井灌部分）》SL/T153-95 （7）《灌溉排水新技术》 （8）其它有关设计规范
Qm l =×94800×÷×60= db
其余各段水力损失计算见表 5-3。
表 5-3
管段名称
OO OA OB OC AE ED DH AF
设计流量 （m3/h）
66 22 22 22 11 11 11 11
管段流量、管径及水头损失
外径（mm） 内径（mm） 管长（m） 水头损失（m）
160
154
60
设备、输配电线路及配电房。该地块至该村农电网距离为 600m 远，需架输电线 路 600m，地块至河道高差约为 15m，引水管道长约 40m。可采用 ISW100-125Ⅰ 型泵一台，电机功率 15KW。
方案比较：方案一较方案二估算工程投资小，而且运行成本低，取水点受 洪水影响小。方案二较方案一，增设电力供电设施成本及机电设备成本，且运 行费用高，取水井受池河洪水影响较大，易遭洪水冲毁。
池设计图。
根据实际地形及管道安装的技术要求，管道埋深 50cm，在高位水池进水口
及出水口处各设置阀门井一个，阀井采用 80cm×80cm 的砖砌方形阀闸井，设置
De16原则 ①管理设施，水源、路管道统一规划，合理布局，全面配套，统一管理，尽 快发挥工程效益。 ②依据地形、地块、道路等情况布置管道系统，要求线路最短，控制面积最 大，便于机耕，管理方便。 ③管道尽可能双向分水，节省管材，沿路边及地块等高线布置。 ④为方便浇地、节水、长畦要改短。 ⑤按照村队地片、分区管理，并能独立使用的原则。 ⑵管网布置 ①支管走向宜平行作物种植行，支管适宜间距为 50～150m。 ②干管尽量布置在生产路、排水沟渠旁成平行布置。 ③保证畦灌长度不大于 120m，满足灌溉水利用系要求。 ④给水栓或出水口应按灌溉面积均衡布设，间距满足《低压管道输水灌溉工 程技术规范》要求。 ⑶布置形式 根据水源位置、控制范围、地面坡度、作物种植方向等条件，水源位于田块 一侧，控制面积较大，故布置成梳齿形。 管网布置详见低压管灌平面布置图，共分三个田块，每个田块布置 4 条支管， 支管间距 80m，给水栓间距 40m，每个田块共布设 12 个给水栓。每个给水栓布置 一条软管，软管长为 25m。 ⑷管材及附属设备选择 本次规划结合当地实际，考虑农民耕作便利和工程造价等综合考虑，选用塑
当 Q1=22 m3/h 时， d=18.8 Q =，初选Φ90PVC 管。 v
当 Q2=11 m3/h 时， d=18.8 Q =，初选Φ63PVC 管。 v
⑶水头损失计算
局部水头损失按沿程水头损失的 5%计算，查《灌溉排水新技术》表 3-10 得
硬塑料管系数ƒ 为×105，即可得：
OO 段总水头损失为：hf=ƒ
⑷高位水池设计
根据项目区水质条件，多年平均含沙量 0．746kg／m3，平均粒径及土地利用
情况，高位水池按小时调节量进行设计，采用 80m3 圆型定型标准浆砌石蓄水池。
主要起到积蓄、沉砂的作用。高位水池设计图选取《陕西省人畜饮水防氟改水工
程图集》中 80m3 砌石蓄水池定型图集。设计高位水池直径 D=、高，详见高位水
料 PVC 管，给水装置采用给水栓。 2.管道水力计算 ⑴各管段设计流量 根据轮灌顺序，推算各管段设计流量，主管流量为 66 m3/h，支管流量为 22
m3/h，见表 5-3。 ⑵初选管径 低压管灌管道采用的 PVC 管，管道流速初定为 s，根据管段设计流量初选管
径。 当 Q0=66 m3/h 时， d=18.8 Q =，初选Φ160PVC 管。 v
⑸管道系统工作压力校核
根据高位蓄水池到低压管灌地块高差 14m，最大水头，最小工作水头，满
足工作压力要求。
根据实际地形及管道安装的技术要求，管道埋深 50cm。
⑹管件及附属设备
低压输水管道系统的管件把管道连接成完整的管路系统。管件主要包括三
通、四通、弯头、堵头等，管件根据管道直径及材料配置。附属设备主要为给水
a——控制性作物种植比例； m——灌水定额，m3/hm2； A——灌溉系统设计灌溉面积，m2； η——灌溉水利用系数，低压管灌取； T——灌水周期，d，T= m/Ea, Ea 为作物临界期日需水量，mm/d。 t——每天灌溉时间，h。 则：Q0=ηTt =×1××135×990÷×7×12) =h= m3/s 各地块设计流量 Q1、2、3=ηTt =×1××135×330÷×7×12) = m3/h 4.轮灌顺序 三个地块同时浇灌，每个地块每次同时打开 2 个出水口，每个出水口设计流 量约为 11m3/h。轮灌顺序见表 5-2。
二 安装工程
⑵设计管径
管道采用工作压力为的 PVC 管，管道流速按经济流速 v=1m/s，引水管长 50m，
根据需水量初选管径：
==151mm
初步选用 De160PVC 管。此时管道流速 v= Q = m/s，处于经济流速。 0.785d 2
⑶水头损失计算
①
沿程水头损失：hf=
Q2l K2
,计算得
hf=。由于管道中流速小于
结合本县多年从事小型农田水利工程的经验，农田灌溉工程不宜采用动力 供水。在以往兴建的多处动力提水工程中，目前还仍运行正常的很少，大部分 农民群众的经济水平还不能承受动力提水的高额水价。故本次选取方案一池河 东干渠引水水源为低压管道灌溉典型设计灌溉水源。
池河筷子铺东干渠现有渠道为梯形渠道，上口宽，下口宽，深，渠道比降 为 1/1000，渠道设计流量 s。经现场踏勘，中心村东干渠至筷子铺电站水库， 渠长，现渠道内有约厚的淤积物，共计约为 420 m3,渠道两侧需进行除草清理， 清理坡积物，约为 1800m3，约有 700m 渠道外侧有损毁，需加外挡墙，外挡墙高 2m，采用浆砌石重力式挡墙，顶宽，面坡坡比 1：；渠道有 500m 需进行砼衬砌， 衬砌断面按原渠道设计标准断面、比降维持不变。本次设计对东干渠淤积物进 行清除处理，对渠道两侧进行清理，对部分地段进行渠道衬砌和增加外挡墙， 以保障渠道放水畅通。
输配水及田间灌溉管网设计
5.4.1 输配水管道设计
⑴输水流量 本次规划地块位于东干渠外侧，东干渠与规划地块输水高差 20m,根据地形 条件，本次设计采用管道输水至地块高位水池，高位水池位于公路内侧，引水距
离 50m，渠道引水口到高位水池进口高差 6m，高位水池至地块高差 14m，引水流
量按作物灌溉制度计算得的灌溉系统设计流量 m3/s。
建设标准及技术要求
5.2.1 建设标准
根据我县所处地理位置，工程点处于半干旱地区，作物以玉米、油菜为主， 本次规划实施的各灌区高标准管灌工程灌溉设计保证率为 75%，高标准管灌工 程的水有效利用系数不小于，本次设计采用；
5.2.2 技术要求
高标准管灌工程：给水栓单口灌溉面积为 3—5 亩，田间固定管道的亩均长 度宜为 8—12m/亩，管道量控及安全设施配套 100%。
m= γsz (θmax—θmin) =1000×××（） ==hm2 ⑵设计灌水周期
T=(m/Ia) η =÷6) ×
= 取整为 6 天。 3.系统设计流量 灌溉水利用系数取，玉米种植比例为 1，取系统每天工作 12 小时，输配水 管线较短，管道接头及控制阀门少。系统设计流采用公式 Q0=ηTt 式中：Q0——灌溉系统设计流量，m3/h；
人工挖基础
浆砌石
M20 砂浆抹面
M10 砂浆抹面
C20 砼盖板
ф200PE 溢流、排污管
浆砌砖检修孔
钢筋制安
3
闸阀井
单口工程量
人工挖柱坑
C18 砼基础
浆砌砖
M10 砂浆抹面
C20 钢筋砼盖板
钢筋制安
4
管道埋设
管沟土方开挖
管沟土方回填
道路砼切割
砼浇筑
5
给水栓保护装置
土方开挖
土方回填
预制出水栓保护套
砂垫层
5.3.3 水源选取方式比较
方案一：自池河东干渠自流引水 池河筷子铺东干渠引水水源为池河筷子铺水库，该水库建于上个世纪 70 年代，位于中池镇上游 3km 处。拦河坝是浆砌石单曲拱坝，长 120m，高 16m， 总库容 288 万 m3，供水水源有保证。在筷子铺水库东干渠渠首有放水闸控制引 水枢纽，闸门为钢闸门，东干渠为设计流量 s，渠道比降为 1/1000，渠道供水 量远大于设计引水流量，引水来水流量有保证。东干渠主要灌溉库区下游池河 左岸农田，渠道自中心村项目区东侧穿过，东干渠放水口与规划地块输水高差 20m，引水距离 50m，根据地形条件，满足自流引水条件，且引水距离近，运行 管理费用低，经济实惠。 方案二：提取池河地表径流 采用在地块外侧提取池河地表径流水，需修建抽水站一座，配套抽水动力
90
87
345
90
87
30
90
87
345
63
60
40
63
60
80
63
60
80
63
60
40
FG
11
63
60
80
⑷管道系统最大和最小工作水头
选择第 7 点出水口作为参考点 1，选择出水口 3 作为参考点 2。系统范围内
地势平坦。
Hmax=Z2-Z0+ΔZ2+ΣH2=+++++=
Hmax=Z1-Z0+ΔZ1+ΣH1=+++=
装置和保护装置，给水装置采用给水栓，给水栓布设的间距为 40m，每个田块共
布设 12 个给水栓。每个给水栓应选择结构简单、坚固耐用；密封性能好，关闭
时不渗不漏；水力性能好，局部水头损失小；整体性能好，开关方便，易于装卸；
功能多，除供水外，尽可能具有进排气、消除水锤、真空等功能，以保证管路安
全运行，造价低。保护装置为每个地块分干管上设置一个排气阀。
主要工程量
本低压管灌系统所需主要材料及设备用量详见低压管灌典型设计工程材料
用量表。对易耗材料管件增加 2%～5%损耗量，管道增加 10%的损耗量。
表 5-8
低压管灌典型设计工程量表
序号 一 1
建筑工程 水源工程
措施
单位
数量
渠道清淤
清理坡积物
浆砌石挡墙
C20 砼渠道衬砌
土方开挖
土方回填
2
蓄水池（80m3）