第三节低压管道灌溉
一、低压管道灌溉概述
1.何谓低压管道灌溉
由低压管道输水进行地面灌溉的工程称为低压管道输水灌溉工程,简称为低压管道灌溉。
低压指一般不超过0.3MPa。
2.系统的组成
(1)水源:河流、水库、塘坝、水井等
(2)取水工程:水泵、电机等
(3)输配水管网系统:各级管道、分水设施、保护装置与附属设施等,其中管网由干管、支管组成
(4)田间灌水系统:分水口以下的田间灌水设施,如移动灌水软管、畦田、灌水沟
3.优点
(1)节水比渠道节水30%左右
(2)省地与渠灌相比节水耕地1%-2%
(3)节能与喷灌微灌比,比较节能
(4)增产由于灌水及时,均匀,增产15%
(5)省工省时输水快,供水及时,节水管理用工
(6)投资及运行费用低投资远低于喷灌和微灌
4. 缺点
(1)本质上仍是地面灌溉
(2)单个工程控制范围较小
二、给水栓与出水口
1、给水栓
连接灌水软管的装置
2、出水口
由地下输水管道向田间沟、畦配水的放水装置。
一般情况出水口或给水栓间距为50~100米
每个出水口(包括给水栓)控制面积在4~9亩
三、低压管灌系统的规划设计
(一)规划设计原则
(1)管道系统布置应与排水、道路、林带等规划紧密结合,统筹安排。
(2)合理确定支管间距与出水口间距,适应田间灌水要求。
(3)系统运行可靠,维护管理方便。
(4)节省投资与运行管理费用。
因地制宜地选择管材,管线顺直,进行必要的方案比较。
(三)管网布置
(1)水源(机井)位于田块一侧
常采用“一”字形、“T”形、“L”形三种形式。
(2)水源(机井)位于田块中心常采用“H”形、环形或一字型。
支管间距50~100m,单向灌取小值,双向灌取大值,畦宽多取0.8-2.5m。
(3)水源位于田块一侧,控制面积较大成近似方形地块,可布置成梳齿形、丰字型两种形式。
(二)计算灌溉制度
1、灌水定额
m=1000Hγ(βmax-βmin) (mm)
式中H:计划湿润层深(m);
γ:土壤干容重(t/m3);
βmax、βmin:土壤适宜含水量上、下限(重量百分比)。
2、灌水周期
式中e:作物需水强度(mm/d)。
(三)计算设计流量
1、系统设计流量
式中a:作物种植比例;
A:设计灌溉面积,m2;
:灌溉水利用系统,井灌区不低于0.8;
T:灌水周期,d;
C:每天的灌水时数。
2. 管道的设计流量(树状管网)
式中n:该管道控制范围内同时开启的放水口个数;
N:全系统同时开启的放水口个数。
在井灌区,由于机井出水量的限制,一般同时工作的放水口只有1~2个。
(四)管网设计
1、选择管材
管材可采用PVC管,或混凝土管。
2、确定管径
按经济流速来确定
PVC管经济流速取1~1.5m/s,混凝土管采用0.5~1.0m/s。
根据计算结果和管材规格适当取整。
(五)选择水泵与动力
1、选水泵
(1)确定系统流量
Q=q*同时工作放水口数
(2)确定系统扬程
首先选取参考点。
按保守取值:取最难灌处放水口所需的水头。
H=h0 + hw + hw泵 +
式中h0:参考点出水口中心线与地面高差,一般取0.15m。
hw:管网水头失损;
hw泵:水泵进出水管水头损失;
=参考点处地面程-水源设计水位(机井动水位)
按规范方法:计算管网进口处最大和最水工作水头的平均值,再计算水泵扬程。
2、选动力机
根据电源供应情况,确定动力机类型(电动机或柴油机)
根据水泵的配套功率选择动力机型号。
复习思考题:
(1)何为低压管道输水灌溉?适用情况如何?
(2)低压管道输水灌溉有何优缺点?
(3)简述低压管道灌溉系统的组成?
(4)如何布置低压管道灌溉系统?
(5)如何计算低压管灌的灌水定额和灌水周期?
(6)如何计算低压管灌系统的设计流量?
(7)如何确定低压管灌网管管径?
(8)如何确定低压管灌系统的扬程?。