提水管灌工程设计应注意的主要问题

袁翠岚

辽宁省阜新市阜蒙县水利勘测设计院 123100

提水管灌工程设计应注意的主要问题

袁翠岚

辽宁省阜新市阜蒙县水利勘测设计院 123100

本文根据阜蒙县节水灌溉工程设计与施工实践，就提水管灌工程设计中应注意的主要问题及解决办法谈几点体会。

管灌设计；主要问题；解决方法

阜蒙县地处辽西半干旱低山丘陵区，属于资源型缺水区域，全县耕地亩均水资源122m3，人均占有水资源596m3，仅仅是全国人均占有水资源量的21.9%，而且多分布在河流或山前冲积平原内；全县坡耕地面积占总耕地面积的67%，发展农田节水灌溉势在必行。

提水灌区管灌工程即在水源条件相对较好的河岸或地势低洼处修建水源工程，在田间或附近地势较高处修建蓄水池，通过扬水管将水提到蓄水池，再经过田间管网自流灌溉。与提水设备向田间直供灌溉相比，其优点是：1）蓄水池具备一定的调节功能，在每天的灌溉间歇时间内可以向蓄水池内注水，灌溉时水泵继续工作，使田间管网的灌溉流量相对提高。2）可以将第一级蓄水池作为灌溉水源，进行二级提水，使地势更高的地块得到灌溉，管理使用方便。3）由于田间自流灌溉，使灌溉压力相对稳定，利于管网安全，便于分区轮灌，节省运行费用。

一.水源工程形式选择

水源形式确定前，应对拟建水源地进行水文地质勘察和水资源评价，并对当地群众进行调查走访，掌握地下水埋深、含水层厚度、含水层渗透特性、可开采量、附近取水工程情况等基础资料，在此基础上选择水源工程形式，常用的有方塘、水源井（含辐射井）、潜流等。形式选择时应考虑工程安全、出水量满足灌溉要求、造价相对较低等因素。

二.管材选择

1）随着节水灌溉技术的不断推广，PE、PVC塑料管材作为输水管道得到普遍应用，该管材主要优点：与铸铁管相比单位重量轻、造价经济；内壁光滑不易结垢，输水阻力小；接口简单，对地形起伏变化适应性强；耐腐蚀，使用寿命长，不需进行防腐处理等。但是，由于塑料管材刚度较低，低温易脆高温易软，使用压力不当会造成管道爆裂或抽扁，尤其是提水管灌工程更容易出现质量和安全问题。

2）选择管材压力等级时必须考虑发生直接水锤的不利情况，实践中按（最大静水压力+直接水锤）≤管材压力等级的1.2倍可以保证工程安全。

3）管径选择常用公式：D=(Q/V)1/2，其中经济流速的确定应慎重，因为流速采用较大值时，管径相对减小，节省建设投资，但是，在流量为定值的条件下，管路内水头损失和压力将随着管径的减小而增大，所选水泵扬程就相应增大，提高运行费用。最好通过方案比较选用设计流速。

三.扬水管及蓄水池布置

水泵出口与扬水管出口之间一般高差较大，使用过程中如果因突发原因造成瞬间停泵，扬水管内水体产生的直接水锤压力往往比较大，容易造成爆管，因此，必须在水泵出口安装水锤消除器，必要时在扬水管沿线分段设置逆止阀，将水锤压力分段消除。

扬水管的布置要尽量避开沟壑和从村屯内穿过，不仅施工方便、节省投资，而且也有利于减少管路被洪水冲断或人为损坏的概率。扬水管上尽理不要直接设出水栓，否则一个出水栓损坏就会影响整个提水系统正常运行。

蓄水池应布置在灌区地势较高处，以便于自流灌溉。池底部设排水口，安装拦污删网，在蓄水池底外轮廓线以外设沉水井，便于每年灌溉期结束后将池内积水排空。

四.田间管网布设

田间管网和出水栓布置应满足规范要求的单栓控制面积，除此之外，北方寒冷地区重点要解决管路冻胀问题。为此，干管尽量垂直垅向，并在地势低洼处设沉水井；支管之间尽量平行，并保证能够向干管回水。理论上只要从未级管路→首级管路能够逐级回水最后从沉水井排出，就不会发生因管路积水造成冬季冻胀破坏，但在实践中发现，由于田间坡度不一，或有小冲沟等不利地形条件，管路往往出现起伏，管路内难免局部积水。所以建议北方寒冷地区的户外灌溉管网埋设时要保证管顶部埋在冻层以下，阜新地区一般1.5m以上。

从蓄水池引出的每条干管进口必须安装进排气阀，避免放水时产生的负压将管路抽变形，甚至折裂损坏。

五.出水栓选择

常用的出水栓分为单向和双向出水，竖管与阀门为一个整体，与支管路的三通连接，在工程运用过程中发现，部分出水栓因阀门内存水常常造成冻胀破坏或丢失。实践中改用上、下阀体组成的分体式阀门代替出水栓，效果较好。即在支管路的每个设计出水点位的各安装一个下阀体，不使用时处于自然关闭状态，根据轮灌制度，若干个下阀体配备一个上阀体，灌溉结束后即可将上阀体取下收回，管理使用十分方便。

六.工程运行安全操作规程

1.作好灌溉系统日常维护，提水设备开机前应检查工程及设备状况是否良好。

2.田间灌溉时前先打开末端及准备灌溉的出水口，然后打开干管进口阀门，使管路中空气排空，严禁先开进口阀门后开出水口。

3.轮灌时，必须先打开拟灌出水口，然后再关闭已灌出水口，严禁先关后开。

4.工程运行中，严禁突然关闭出水口，以免损坏管路和机泵。

5.停止灌溉时，必须先关停机后关闭出水口。严禁先关出水口后停机。

6.每年灌溉结束后，将蓄水池和管路内的积水全部放空，防止冬季冻胀破坏。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.09.052

袁翠岚，出生日期：1961年1月26日，1982年7月毕业于辽宁省水利学校，水工建筑专业；1996年12月毕业于沈阳农业大学（阜委培），农田水利专业。1982年7月参加工作，从1982年7月～1993年2月在阜蒙县大巴镇水利站工作，任站长职务。1993年3月～2010年2月，在阜蒙县水利勘测设计院工作，任副院长、总工程师、院长。从2007年3月～2010年末，本人先后任阜蒙县八宝海水库、碱锅水库、三家子水库等8座中、小型水库除险加固工程的技术负责人和项目法人代表，2010年4月任阜蒙县水利科技中心主任。现有技术职称：水利高级工程师。