管道输水灌溉工程设计.ppt

刘群昌，中国水利水电科学研究院，电子邮箱：13601366962，管道灌溉工程，第1讲：技术开发，第2讲：工程规划，第3讲：工程设计，第5讲：管道附件，第5讲：施工与安装，第6讲：工程设计中需要注意的问题，第1讲：管道灌溉技术简介，第1讲：管道灌溉技术的发展，所谓管道灌溉，是指用管道代替明渠的一种输水工程措施。灌溉用水由引水设施在一定压力下输送到田间，从管道出口引水，可直接引至田间沟边，也可在引水出口连接软管，将水输送到沟边。其特点是出水口流量大，出水口所需压力低。管道输水具有节水、省时、省力、节地、适时灌溉、增产增效、节电、方便管理和机械化耕作等优点。目前，我国使用的管道输水系统一般是指低压管道输水灌溉系统。事实上，喷灌和微灌都离不开管道输水。1.定义：低压管道灌溉工程：由自然落差或水泵增压形成的加压水流，通过压力管网输送到田间出口进行地面灌溉。供水塞流量大，出口压力为2-3m。喷灌：由自然落差或水泵增压形成的加压水流通过压力管网输送到田间喷头，以均匀喷洒的形式进行灌溉。喷嘴流量大于或等于250升/小时，工作压力大于10m。微灌工程：通过自然滴水或水泵加压形成的加压水流，通过压力管网输送到田间专用的微型灌水器，形成水滴和小水流湿润作物根部附近土壤的灌溉工程。发射器流量小于250升/小时，发射器工作头为5-10米。低压管道灌溉与喷灌和微灌的区别，管道灌溉技术的发展，管道灌溉工程技术的发展，管道灌溉系统的类型，输水和输水方式，管道灌溉工程技术的发展，管道灌溉系统的类型。第一堂课是关于管道灌溉工程技术的发展；第三讲是管道灌溉工程技术的发展；第三个讲座是关于管道灌溉技术的发展。第一讲是关于管道灌溉工程技术的发展。管道灌溉系统的类型。管道灌溉系统的类型。管道灌溉系统的类型。第一讲是关于管道灌溉工程技术的发展。管道灌溉系统的类型。管道灌溉系统的类型。管道灌溉系统的类型一、管道灌溉工程技术的发展；3.管道灌溉系统的类型；3.管道灌溉系统的类型；4.管道灌溉的优势；1.节水管道灌溉系统可以减少渗漏和蒸发损失，提高水的有效利用率。井灌区低压管道灌溉的实践表明，与土渠灌溉相比，一般可节水30%左右。这是一项有效的节水灌溉工程措施。2.快速输水、省时省力的管道输水灌溉是在一定压力下进行的，一般比土渠输水更快、更快、更及时，有利于提高灌溉效率，及时供水，节省灌溉劳动力。第一讲是关于管道灌溉工程技术的发展。井灌区减少土渠而非渠的占地，一般比土渠减少约2%的占地。鉴于我国土地资源短缺，人均耕地不足1.5亩的现实，这是一个巨大的社会经济效益，其意义极其深远。4.与土渠输水相比，管道输水灌溉在节能方面消耗了一定的能量，但通过节水和提高水的有效利用率来降低能耗一般可以节约20%-25%。5.灌溉能及时促进生产和收入，减少水分流失，改善田间灌溉条件，缩短轮灌周期，从而有效满足作物生长的需水量，收到增产增收的效果。此外，使用管道输水便于管理和机械化耕作。第一堂课是关于管道灌溉工程技术的发展。5.管道系统的组成。低压管道灌溉系统根据各部分承担的功能，由水源、管道、给水分配装置(出水口和消火栓)、安全防护设施(安全阀和排气阀)和田间灌溉设施组成。第一堂课是关于管道灌溉工程技术的发展。第一堂课是关于管道灌溉工程技术的发展。从渠道取水，取水设施包括取水闸门、拦污栅、测水堰、沉淀池、压力管道和进水口。在进水闸和沉砂池前设置拦污栅，防止杂物进入渠道，在管道入口处还设置障碍物，防止细小杂物再次进入管道；沉淀池主要将颗粒较大的推移质泥沙沉淀到管道中，定期人工清理，冬季排水，防止冻胀破坏，起到沉砂和稳定水位的作用。这是一个开放式取水口，适合水源中杂草多、泥沙含量大的特点。当然，根据水源条件，可以采用更简单的进水设施。例如，在自压管道灌溉工程中，由于渠道的水源来自水库，且杂草和泥沙含量少，管段直接通过渠堤埋设，在压力下取水。这样，只需要进水口控制闸门，从而减少了工程投资。第一堂课是关于管道灌溉工程技术的发展，第一堂课是关于管道灌溉工程技术的发展。6.国外管道灌溉技术的发展现状及趋势。管道灌溉具有成本低、节水明显、管理方便的特点。它是世界上应用最广泛的节水灌溉技术之一，已成为许多发达国家灌区技术改造的定向技术措施。自20世纪50年代以来，低压管道技术在其他国家得到了广泛应用。特别是20世纪70年代以来，随着塑料管道的广泛应用，低压管道灌溉的推广速度加快。相应的新制管技术、水力理论和结构设计方法日趋成熟，在施工、安装和运行管理方面有成熟的经验。世界灌溉发展第一讲管道灌溉工程技术的发展，第一讲管道灌溉工程技术的发展，低压管道灌溉在主要国家的发展是1000hm2，第一讲管道灌溉工程技术的发展，在20世纪50年代，为了解决中国西部缺水和劳动力短缺的问题，低压管道灌溉系统被广泛用于地面灌溉。经过几十年的推广和发展，低压管道运输灌溉面积占总灌溉面积的一半以上。目前，在较为先进的灌区，如干旱地区的Impir灌区和沿河灌区，支渠下的输水系统大多埋有地下管道，并配有排水系统。灌溉和排水系统形成它们自己的系统，具有高灌溉效率和灌溉效率。例如，加利福尼亚的圣华金河谷灌溉区早期气候干燥，年平均降水量为152180毫米，是平均降水量的一半第一讲管道输水灌溉工程技术的发展日本是较早实施管道输水的国家之一。输水管道经历了四个阶段。第一阶段是20世纪60年代以前，灌溉农业渠管道在平原地区开始，供水一般由水泵加压；在第二阶段，即20世纪70年代，支渠开始部分管道化，这通常在平原和丘陵地区进行。第三阶段：从20世纪80年代到90年代，下游干渠开始管道化。截至1990年，日本开发了180.5公里长的渡槽(管)，其中60.2%为输水管道，39.8%为明渠。第四阶段：20世纪90年代以后，国内小型灌区的所有输水开始管道化，而一些主要渠道开始在大型灌区管道化。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、钢管和钢筋塑料管。最大管径达到2000毫米。为了便于管道灌溉的实施，日本于1973年3月制定了输水管道设计标准，并于1977年10月修订了设计标准。管道灌溉工程技术的发展已有十多年的历史。目前，世界发达国家的最新研究已经将计算机技术、自动控制技术、信息技术、3S(GIS、RS、GPS)等技术应用到管道灌溉工程的规划、设计和管理中，实现了一个集信息采集、决策信息反馈和监控于一体的调度系统。低压管道灌溉技术正朝着自动化、信息化和智能化方向发展。积极探索管材开发新途径，降低管材生产成本，提高管材强度，增加管材直径，向复合材料发展。第一讲是关于管道灌溉工程技术的发展，第一讲是关于低压管道灌溉工程技术的发展，7。自20世纪50年代以来，我国低压管道灌溉技术的发展状况一直试图开发和应用低压管道灌溉技术。进入20世纪80年代后，随着我国北方水资源供需矛盾的加剧和农村经济的发展，以井灌区为重点的低压管道灌溉技术在“七五”攻关后得到了迅速推广和应用。截至2008年底，我国管道输水面积为8800万亩，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%。截至2008年底，节水灌溉面积已达3亿亩，占灌溉面积的33%。它需要与近期的长期发展规划相结合。该系统运行可靠。操作管理方便。考虑管道系统各部分之间的联系，得出最优方案。8.管道输水工程规划布局原则；9.规划管道输水工程的内容，确定合适的水源和取水工程的位置、规模和形式，论证管网类型，研究管网中管线的走向和布置，拟定管道、管件、堵头、保护装置和控制闸门等一系列设施范围；2.管道输水工程规划；10.规划步骤、规划前的调查和收集进行水平衡分析，确定管道灌区规模。进行实地调查，绘制规划区平面图，并在平面图中标出沟渠、沟渠、道路、森林和水源的位置和标高。确定取水工程的位置、范围和形式。进行现场工程布置，确定管网形式和边界现场规范。根据管网的类型和消火栓的位置，选择合适的管网线路，确定保护设施及其他附属建筑的位置，并汇总各级管网的管道长度、消火栓数量、保护设施、连接管件及其他附属设施数据包括：地形、农业气象、灌溉水源、土壤及土壤特性、土地利用状况、水利设施、管道及配件材料、社会经济等。二、管道输水工程规划。为什么要注意管线布局？L1=1973米，L2=1682米，L1-L2=291米，可节省管道长度14.75%。方案分析方法的具体步骤如下：(1)对原始数据进行综合分析，经过充分协商，初步选择几个布局方案；计算不同布局方案的工程量、投资和年运行费用，分析计算节水、省力、节电、节地的效益；分析并确定最佳布局方案；制作典型的地块布局；实施整个项目的总体布局。(1)方案分析方法；(13)管网布置方法。管道经济布局的具体方法是：首先根据图论，用最短管道将水源连接到每个供水螺栓上，形成最小生成树，然后用费马点法进行修正。最后，根据条件，决定是否采用环形管网。第二，管道输水工程的规划，(2)经济布局法，(3) 120规划的管道布局优化比最小生成树法更有优势，它可以找到每个节点连接的最短路径，而不仅仅是相邻节点的最短连接。通过增加节点，从该节点到相邻点(通常是三个或四个点)的矢量和为零，从而实现节点之间的最优连接，确定管道，14、管道系统布置的基本原则，井灌区域的管网一般以单井为单位布置。在井组统一管理和调度的情况下，也可以采用多井汇流，但要进行充分的技术经济论证。运河灌区应根据地形条件、地块形状、水源位置、作物布局、灌溉要求等进行分区。与供水压力接近的地块应尽可能分成同一区域。根据水源位置(井位或管网入口位置)、地块形状、种植方向及原有的配套工程，比较采用树状管网或环状管网。第二讲管道输水工程的规划和管网布置应满足田间灌溉的技术要求。在平原地区，各级管道应尽可能采用双向供水。管网的布置应力求控制较大的面积，管道应平整，以减少间断和起伏。如果管道布置有起伏，应避免管道内出现负压。管网布局应与水源、道路、林带、灌溉明渠、排水沟、供电线路等位置紧密结合。以满足机械耕作和农业技术措施的要求，避免对油气输送管道和电信线路的干扰。在布置管网时，应充分利用现有的水利工程，如穿越倒虹吸和涵管。第二讲管道输水工程的规划和管网数量应根据系统的灌溉面积(或流量)和经济条件来确定。在井灌区，当系统流量小于30m3/h时，可采用一级固定管道。当系统流量为3060 m3/h时，可采用主管(输水)和支管(配水)两条固定管道。当系统流量大于60 m3/h时，可采用两级或多级固定管道。在渠灌区，管道灌溉技术目前主要用于支渠以下，其管网一般分为三级：斗式管、支管和引管。第二讲管道灌溉工程的规划和管道的布置应适应地形和坡度。如果地形平坦，为了充分利用地面坡度，主管(支)管应尽可能垂直布置；如果丘陵地区地面坡度较陡，主管(支)管的布置应与等高线平行，以防止水头压力过大。田间最终管道的方向应与作物种植方向一致，并与移动软管或田间管道一致(2)管道输水工程规划(15)管网布置根据管网布置原则，采取以下步骤进行管网规划和布置(1)分析和确定管网类型。(2)确定供水螺栓的合适位置。(3)确定管网中各级管道的方向和长度。(4)在纵剖面图上标出各级管线的桩号、标高、供水装置、保护设施、连接管件和附属建筑物的位置。(5)管道、管件、给水设备等的清单和分类。在各个层面。第二讲是关于管道输水工程的规划。16.管道系统布置的基本形式和管网布置形式应根据水源位置、地形、现场工程配套设施和用户用水量，通过方案比选确定。根据水源位置、控制范围、地面坡度、场地形状、作物种植方向等条件，进行管网布置