提水管灌工程設計應注意的主要問題

袁翠嵐

遼寧省阜新市阜蒙縣水利勘測設計院 123100

提水管灌工程設計應注意的主要問題

袁翠嵐

遼寧省阜新市阜蒙縣水利勘測設計院 123100

本文根據阜蒙縣節水灌溉工程設計與施工實踐，就提水管灌工程設計中應注意的主要問題及解決辦法談幾點體會。

管灌設計；主要問題；解決方法

阜蒙縣地處遼西半干旱低山丘陵區，屬于資源型缺水區域，全縣耕地畝均水資源122m3，人均占有水資源596m3，僅僅是全國人均占有水資源量的21.9%，而且多分布在河流或山前沖積平原內；全縣坡耕地面積占總耕地面積的67%，發展農田節水灌溉勢在必行。

提水灌區管灌工程即在水源條件相對較好的河岸或地勢低洼處修建水源工程，在田間或附近地勢較高處修建蓄水池，通過揚水管將水提到蓄水池，再經過田間管網自流灌溉。與提水設備向田間直供灌溉相比，其優點是：1）蓄水池具備一定的調節功能，在每天的灌溉間歇時間內可以向蓄水池內注水，灌溉時水泵繼續工作，使田間管網的灌溉流量相對提高。2）可以將第一級蓄水池作為灌溉水源，進行二級提水，使地勢更高的地塊得到灌溉，管理使用方便。3）由于田間自流灌溉，使灌溉壓力相對穩定，利于管網安全，便于分區輪灌，節省運行費用。

一.水源工程形式選擇

水源形式確定前，應對擬建水源地進行水文地質勘察和水資源評價，并對當地群眾進行調查走訪，掌握地下水埋深、含水層厚度、含水層滲透特性、可開采量、附近取水工程情況等基礎資料，在此基礎上選擇水源工程形式，常用的有方塘、水源井（含輻射井）、潛流等。形式選擇時應考慮工程安全、出水量滿足灌溉要求、造價相對較低等因素。

二.管材選擇

1）隨著節水灌溉技術的不斷推廣，PE、PVC塑料管材作為輸水管道得到普遍應用，該管材主要優點：與鑄鐵管相比單位重量輕、造價經濟；內壁光滑不易結垢，輸水阻力小；接口簡單，對地形起伏變化適應性強；耐腐蝕，使用壽命長，不需進行防腐處理等。但是，由于塑料管材剛度較低，低溫易脆高溫易軟，使用壓力不當會造成管道爆裂或抽扁，尤其是提水管灌工程更容易出現質量和安全問題。

2）選擇管材壓力等級時必須考慮發生直接水錘的不利情況，實踐中按（最大靜水壓力+直接水錘）≤管材壓力等級的1.2倍可以保證工程安全。

3）管徑選擇常用公式：D=(Q/V)1/2，其中經濟流速的確定應慎重，因為流速采用較大值時，管徑相對減小，節省建設投資，但是，在流量為定值的條件下，管路內水頭損失和壓力將隨著管徑的減小而增大，所選水泵揚程就相應增大，提高運行費用。最好通過方案比較選用設計流速。

三.揚水管及蓄水池布置

水泵出口與揚水管出口之間一般高差較大，使用過程中如果因突發原因造成瞬間停泵，揚水管內水體產生的直接水錘壓力往往比較大，容易造成爆管，因此，必須在水泵出口安裝水錘消除器，必要時在揚水管沿線分段設置逆止閥，將水錘壓力分段消除。

揚水管的布置要盡量避開溝壑和從村屯內穿過，不僅施工方便、節省投資，而且也有利于減少管路被洪水沖斷或人為損壞的概率。揚水管上盡理不要直接設出水栓，否則一個出水栓損壞就會影響整個提水系統正常運行。

蓄水池應布置在灌區地勢較高處，以便于自流灌溉。池底部設排水口，安裝攔污刪網，在蓄水池底外輪廓線以外設沉水井，便于每年灌溉期結束后將池內積水排空。

四.田間管網布設

田間管網和出水栓布置應滿足規范要求的單栓控制面積，除此之外，北方寒冷地區重點要解決管路凍脹問題。為此，干管盡量垂直垅向，并在地勢低洼處設沉水井；支管之間盡量平行，并保證能夠向干管回水。理論上只要從未級管路→首級管路能夠逐級回水最后從沉水井排出，就不會發生因管路積水造成冬季凍脹破壞，但在實踐中發現，由于田間坡度不一，或有小沖溝等不利地形條件，管路往往出現起伏，管路內難免局部積水。所以建議北方寒冷地區的戶外灌溉管網埋設時要保證管頂部埋在凍層以下，阜新地區一般1.5m以上。

從蓄水池引出的每條干管進口必須安裝進排氣閥，避免放水時產生的負壓將管路抽變形，甚至折裂損壞。

五.出水栓選擇

常用的出水栓分為單向和雙向出水，豎管與閥門為一個整體，與支管路的三通連接，在工程運用過程中發現，部分出水栓因閥門內存水常常造成凍脹破壞或丟失。實踐中改用上、下閥體組成的分體式閥門代替出水栓，效果較好。即在支管路的每個設計出水點位的各安裝一個下閥體，不使用時處于自然關閉狀態，根據輪灌制度，若干個下閥體配備一個上閥體，灌溉結束后即可將上閥體取下收回，管理使用十分方便。

六.工程運行安全操作規程

1.作好灌溉系統日常維護，提水設備開機前應檢查工程及設備狀況是否良好。

2.田間灌溉時前先打開末端及準備灌溉的出水口，然后打開干管進口閥門，使管路中空氣排空，嚴禁先開進口閥門后開出水口。

3.輪灌時，必須先打開擬灌出水口，然后再關閉已灌出水口，嚴禁先關后開。

4.工程運行中，嚴禁突然關閉出水口，以免損壞管路和機泵。

5.停止灌溉時，必須先關停機后關閉出水口。嚴禁先關出水口后停機。

6.每年灌溉結束后，將蓄水池和管路內的積水全部放空，防止冬季凍脹破壞。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.09.052

袁翠嵐，出生日期：1961年1月26日，1982年7月畢業于遼寧省水利學校，水工建筑專業；1996年12月畢業于沈陽農業大學（阜委培），農田水利專業。1982年7月參加工作，從1982年7月～1993年2月在阜蒙縣大巴鎮水利站工作，任站長職務。1993年3月～2010年2月，在阜蒙縣水利勘測設計院工作，任副院長、總工程師、院長。從2007年3月～2010年末，本人先后任阜蒙縣八寶海水庫、堿鍋水庫、三家子水庫等8座中、小型水庫除險加固工程的技術負責人和項目法人代表，2010年4月任阜蒙縣水利科技中心主任。現有技術職稱：水利高級工程師。