供水灌溉項目管線工程設計與布置

陳頂柯

（內鄉縣水利技術指導站）

0 引言

在管線工程的不斷演化中，所出現的管線綜合設計思路和方法問題，延緩了工程發展的腳步，損失了大量人力、物力和財力。因此，要不斷優化水利工程管線設計與布置，不僅要讓管線設計與布置滿足目前工程技術規范和需求，還要讓其符合水利發展趨勢要求。

1 工程概況

供水灌溉項目位于某市東部，地形地貌為淺山丘陵區，地形切割破碎，以構造侵蝕為主，地勢西高東低，土層較薄。

項目區屬大陸性季風氣候，四季分明，氣候溫和，自然降水偏豐，風向以西南為多。降水量的年際分配不均勻，雨量多集中于夏季，其中7、8月份占全年降水量的38%。另一降水量較多的時段為4—5月，占全年降水量的16.70%，而降水量最小的12—2月三個月的降水量只占全年降水量的6.70%。全年無霜期最長為246 d，最短為199 d，平均為221 d，年日照約2 100 h，最大風速20 m/s。

項目區農業生產的自然災害主要是旱、澇和干熱風，對農業高產、穩產影響大。按年降雨量，只能基本上滿足小麥、玉米等作物（正常年）畝產150～250 kg的需水要求。10月至次年5月，平水年和中等干旱年分別較小麥需水量約少60～100 mm，6—9 月降水量較玉米需水量偏多。但因降水量年際變化大，且年內分配與作物生長發育需水規律不相吻合，常出現旱澇災害。

項目區水利設施主要為小水庫和機井，共有小水庫6 座，項目區現狀灌溉水源主要為小水庫及地下水，由于近年來干旱少雨，存水太少，不能滿足干旱時期灌溉需求。因此需要加強供水灌溉工程建設。

2 管線工程

2.1 管線工程設計

2.1.1 設計流量

①小水庫供水設計流量：本工程向水庫供水共涉及6座小（2）型水庫，水庫平均灌溉100 hm2，則供水流量為0.05 m3/s。

②分水管設計流量：分水管線共8處，其中1#、8#分水管灌溉面積26.67 hm2，型式為滴灌，供水流量為0.03 m3/s，2#、3#、4#、5#、6#、7#分水管線平均灌溉100 hm2，供水流量為0.05 m3/s。

③出水口設計流量：出水口平均控制灌溉面積為33.33 hm2，則控制流量為0.02 m3/s。

④不同管段設計流量：本次灌溉管線共1 條主管線，根據項目區規劃范圍及地理地形條件，主管線共分4 個管段，根據不同管段的控制灌溉面積確定設計流量，如表1所示。

表1 不同管段設計流量表

2.1.2 管材管徑

根據計算成果，本次灌溉引水管線進口采用直徑為900 mm鋼管，地埋段采用Φ900、Φ800、Φ630的PE管和Φ400、Φ250、Φ 200的UPVC管，管材壓力等級選0.60 MPa。

2.1.3 管線設計

主管線總長11 690 m，分為進口段和輸水段。

進口段（0+000-1+640）由于地形復雜，需穿越水庫上游河段及水庫支流入庫河段，且地質條件多為巖層，因此采用鋼管鋪設，經久耐用。管線進口與現有預留出水口相連，向東北方向鋪設。根據實際測量成果，進口中心高程為95.30 m，靜水頭為水庫興利水位107.00 m，與進水口之間的高差為11.70 m。0+000-0+350 段 采 用DN1 200 鋼 管，0+350-1+690 段 采 用DN900 鋼管，樁號0+000-0+400 段露天鋪設，每隔10 m 設C20混凝土支墩。0+400-1+640 段采用地埋鋪設。為便于引水管理，控制引水流量，在進口樁號0+006處設總控制房，房內布置Φ1 200控制閘閥1個，0+355布置Φ900控制閘閥。

輸水段（1+640-11+690）為地埋管，管道覆土厚度≥1 m，其中樁號1+640-3+000 段，采用Φ900 的PE 管，長1 360 m；樁號3+000-7+000段，采用Φ800的PE管，長4 000 m。

2.1.3.1 小水庫供水管線

本次規劃在主管線上，按照小水庫位置，布置供水管，用于抗旱時期小水庫補水，采用Φ250 UPVC管，每個供水管出口處設DN250控制閘閥。

2.1.3.2 分水管線

本次規劃在主管線上設8處分水管線，用于抗旱時期當地供水，其中1#分水管從主管線1+820 處分水，采用Φ200 UPVC管，長20 m；2#分水管從主管線2+700處分水，采用Φ250 UPVC管，長300 m；3#分水管從主管線3+300 處分水，采用Φ250 UPVC管管，長320 m；4#分水管從主管線6+700處分水，采用Φ 250 UPVC 管，長1 800 m；5#分水管從主管線8+300 處分水，采用Φ250 UPVC管，長2 000 m；6#分水管從主管線9+640處分水，采用Φ250 UPVC 管，長1 500 m；7#分水管從主管線10+450 處分水，采用Φ250 UPVC管，長1 000 m；8#分水管從主管線9+055處分水，采用Φ200 UPVC 管，長20 m。每個供水管出口處設DN250或DN200控制閘閥。

管線上共設檢修閥井1 個，排氣閥井22 個，排污閥井11個，共布置Φ75 分水口75 個，村民可自帶軟管與出水口連接灌溉。

2.2 管線布置

2.2.1 布置原則

第一，充分利用地形條件，選擇最短的線路完成輸水任務。輸水線路盡量避開高地形，選擇平直、起伏小的地形，還要避開水平、垂直的急劇轉彎。

第二，管線穿越鐵路、公路、河流、溝渠時，應盡可能利用現有穿跨越設施，無法利用時盡量正交，受條件限制無法正交時，最小交叉角宜＞60°。

第三，輸水管道應盡量避免穿越河谷、山脊地區和不利地段的交叉，以保證管道的安全運行和維護管理方便。

第四，管頂以上覆土厚度要根據一些因素進行確定，要根據冰凍情況、外部荷載、管材強度及與其它管道交叉等因素確定。

2.2.2 工程布置

本次項目鋪設主管線1條，長11.69 km，引水流量0.68 m3/s，采用重力流輸水，管線進口與現有石漫灘預留出水口相連，向東北方向鋪設，樁號0+000-0+350 段采用DN1200 鋼管，0+350-1+640 段采用DN900 鋼管，為便于引水管理，控制引水流量，在進口樁號0+006處設總控制房，房內布置Φ1 200控制閘閥1 個，在樁號0+355 處設東線控制房，布置Φ900 檢修閘閥1個。主管線共布置Φ75出水口20個，進排氣閥井22座，排污閥井11座，檢修閥井1座，工程簡介牌1個，百米樁117個。

在主管線樁號6+350、7+320、8+000、8+330、10+094、10+950 處設6 條小水庫供水管，均采用Φ250 UPVC 管，設計流量0.05 m3/s，總長2 230 m，出口處均設漿砌石出水池及控制閥井，閥井內設Φ250控制閘閥。

在主管線樁號1+820、2+700、3+300、6+700、8+300、9+640、10+450、9+055設8條分水管線，其中1#、8#分水管采用Φ200 UPVC管，總長40 m，其余分水管采用Φ250 UPVC管，總長6 920 m，布置Φ75 出水口55 個，每條分水管均設控制閥井，內設Φ250 或Φ 200控制閘閥，在1#、2#、3#、8#分水管線上設蓄水池，采用C25鋼筋混凝土結構，容積80 m3。

在1#、8#分水管線上發展滴灌節水灌溉面積各26.67 hm2，共53.33 hm2，每個滴灌工程配套潛水泵（250QJ80-80/4）1 臺，變壓器（80 kVA）1 臺，水泵保護裝置1 套，離心加網式過濾器（LX-400-100）7 套，網式過濾器（WS-80×50）7 套，壓力罐（10L）6 套；通過φ160 UPVC 管抽水至園區，通過φ90 UPVC 干管和φ63PE支管分送至地塊，最后通過φ16PE內鑲式滴灌帶噴灑樹木。配備球閥、進排氣閥、壓力表等控制設備，在主干管和干管處設置泄水井和閥門井，采用磚砌結構，C20混凝土底座。

3 結語

文章通過對供水灌溉工程輸水管線的設計與布置探討，確定了既合理又經濟的輸水管線方案。通過供水工程的實際運行效果看輸水管線的設計與布置增強了管線運行的安全性和可靠性，保證了設備和管道的正常運行。輸水管線運行良好，有力促進了供水工程效用的發揮，為農業、經濟社會發展起到了積極作用。