《灌溉排水工程学》教学用课件-第四章资料讲解.ppt
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1、第四章第四章 灌溉管道灌溉管道(gundo)系统系统农田灌农田灌溉系统溉系统(xtng)水流水流(shuli)驱驱动是否有压动是否有压力力灌溉渠道系统灌溉渠道系统灌溉管道系统灌溉管道系统 灌溉管道系统的特点:水流为有压状态,过水断面均灌溉管道系统的特点:水流为有压状态,过水断面均为圆形。为圆形。第一页,共29页。第一节第一节 概述概述(i sh)国内外已将对老灌区的技术改造、技术更新作为当前农业国内外已将对老灌区的技术改造、技术更新作为当前农业水利工程的重点,其主要方向为改渠系配水为管网配水。水利工程的重点,其主要方向为改渠系配水为管网配水。一、灌溉管道系统的特点一、灌溉管道系统的特点优点:优
2、点:(1)节水效益显著;)节水效益显著;(2)土地利用率高;)土地利用率高;(3)适应性强,便于实现自动化;)适应性强,便于实现自动化;(4)输水速度快,灌溉效率高;)输水速度快,灌溉效率高;(5)维修养护省工、省时,管理方便;)维修养护省工、省时,管理方便;(6)灌水及时,作物增产增收效果明显。)灌水及时,作物增产增收效果明显。缺点:缺点:(1)需要的材料和设备较多;)需要的材料和设备较多;(2)投资较高;)投资较高;(3)规划设计内容较复杂;)规划设计内容较复杂;(4)对水源的水质)对水源的水质(shu zh)要求较高。要求较高。第二页,共29页。低压输水管道灌溉系统简称管灌系统。低压输水
3、管道灌溉系统简称管灌系统。优点:无需添置加压设备,也不需承压能力很高的管材,优点:无需添置加压设备,也不需承压能力很高的管材,投资降低,见效快。对水质的要求不严格。投资降低,见效快。对水质的要求不严格。二、灌溉管道系统的组成二、灌溉管道系统的组成 由水源、首部枢纽、输配水管网、田间装置(附属由水源、首部枢纽、输配水管网、田间装置(附属(fsh)建建筑物)组成。筑物)组成。1、水源、水源。灌溉管道系统一般对水源的水质要求比较高。灌溉管道系统一般对水源的水质要求比较高。2、首部枢纽。首部枢纽的作用是从水源取水,并进行适、首部枢纽。首部枢纽的作用是从水源取水,并进行适当的处理以符合输配水管网在水量、
4、水压、水质的要求。当的处理以符合输配水管网在水量、水压、水质的要求。3、输配水管网。是由管道、管件和附属、输配水管网。是由管道、管件和附属(fsh)管道装置相连接管道装置相连接而成的输配水管道网络。而成的输配水管道网络。4、田间灌水装置。、田间灌水装置。是灌溉管道系统最终将灌溉水均匀分是灌溉管道系统最终将灌溉水均匀分布于田间、湿润土壤并转化为田间土壤水分的装置。布于田间、湿润土壤并转化为田间土壤水分的装置。第三页,共29页。三、灌溉管道系统类型三、灌溉管道系统类型灌溉管道系统类型可按下述两个特点进行分类灌溉管道系统类型可按下述两个特点进行分类1、按获得压力的来源分类、按获得压力的来源分类(1)
5、机压式灌溉管道系统)机压式灌溉管道系统(2)自压式灌溉管道系统)自压式灌溉管道系统2、按在灌溉季节中各组成部分、按在灌溉季节中各组成部分(z chn b fn)的可移动程的可移动程度分类度分类(1)固定式灌溉管道系统)固定式灌溉管道系统(2)移动式灌溉管道系统)移动式灌溉管道系统(3)半固定式灌溉管道系统)半固定式灌溉管道系统面积较大灌区主要采用半固定式管灌系统,其各级管道多面积较大灌区主要采用半固定式管灌系统,其各级管道多为固定式地埋暗管,田间灌水则采用地面移动软管。为固定式地埋暗管,田间灌水则采用地面移动软管。第四页,共29页。第二节第二节 灌溉管道系统灌溉管道系统(xtng)规划布置规划
6、布置灌溉管道系统的规划布置一般包括水源引取水枢纽工程灌溉管道系统的规划布置一般包括水源引取水枢纽工程的规划布置、首部枢纽位置的选定与布局以及输配水管的规划布置、首部枢纽位置的选定与布局以及输配水管网和田间灌水系统的规划布置等部分。网和田间灌水系统的规划布置等部分。一、水源引取水枢纽工程布置一、水源引取水枢纽工程布置布置基本上与灌溉渠道系统的相同,布置基本上与灌溉渠道系统的相同,低压管灌系统大都低压管灌系统大都从支、斗渠或农渠上引水,其渠、管的联接方式和各种从支、斗渠或农渠上引水,其渠、管的联接方式和各种设施的布置均取决于地形条件和水流设施的布置均取决于地形条件和水流(shuli)特性以及水特性
7、以及水质。质。二、首部枢纽二、首部枢纽首部枢纽的组成及其布置主要取决于灌水方法。首部枢纽的组成及其布置主要取决于灌水方法。第五页,共29页。三、输配水管网的规划布置三、输配水管网的规划布置 按其功能可分为输水管道按其功能可分为输水管道(gundo)和配水管道和配水管道(gundo)两两类。输水管道类。输水管道(gundo)通常是指从水源输送灌溉水到配水管道通常是指从水源输送灌溉水到配水管道(gundo)的管道的管道(gundo),其主要任,其主要任务是输水。配水管道务是输水。配水管道(gundo)是将输水管道是将输水管道(gundo)输送的灌输送的灌溉水分配到下溉水分配到下一级配水管道一级配水
8、管道(gundo)或灌溉农田的管道或灌溉农田的管道(gundo),主要任务,主要任务是分配水量。是分配水量。1、输配水管网规划布置的原则与要求、输配水管网规划布置的原则与要求1)应使输配水管网总长度最短,管道)应使输配水管网总长度最短,管道(gundo)顺直;顺直;2)输配水地埋固定管道)输配水地埋固定管道(gundo)应尽可能布设在坚实的地基上;应尽可能布设在坚实的地基上;3)输配水管网要结合具体地形布置;)输配水管网要结合具体地形布置;4)输配水管网的进口设计流量和压力由灌区需要决定;)输配水管网的进口设计流量和压力由灌区需要决定;5)输配水管网各级管道)输配水管网各级管道(gundo)必
9、须设置相应的闸、阀;必须设置相应的闸、阀;6)尽可能发挥输水管网综合利用的功能。)尽可能发挥输水管网综合利用的功能。第六页,共29页。2、输配水管网的布置类型、输配水管网的布置类型输配水管网可布设成树枝状、环状和混合状输配水管网可布设成树枝状、环状和混合状3种类型。种类型。1)树枝状管网:一般由干、支、毛管组成,逐级向下级)树枝状管网:一般由干、支、毛管组成,逐级向下级管道配水,其管线如同树枝状的布置形式。管道配水,其管线如同树枝状的布置形式。优点:管线总长度较短,构造简单,投资较低;优点:管线总长度较短,构造简单,投资较低;缺点缺点(qudin):管网内的压力不均勾、各条管道间的水:管网内的
10、压力不均勾、各条管道间的水量不能互相量不能互相调济,某级管线损坏时,其下级管线就会断水。调济,某级管线损坏时,其下级管线就会断水。2)环状管网。一般指干、支管或干、支、毛管各管线互)环状管网。一般指干、支管或干、支、毛管各管线互相连接成环形的管网形式。相连接成环形的管网形式。优点:供水可靠,管网内水压力比较均匀,管道内的水流优点:供水可靠,管网内水压力比较均匀,管道内的水流条件好,供水保证率高,各条管道间水量可灵活调配;条件好,供水保证率高,各条管道间水量可灵活调配;缺点缺点(qudin):管线总长度较长,管材和管件用量大,:管线总长度较长,管材和管件用量大,投资高。投资高。3)混合状管网。混
11、合状管网是树枝状管网和环状管网混)混合状管网。混合状管网是树枝状管网和环状管网混合组成的管网形式。合组成的管网形式。第七页,共29页。3、低压管灌系统输配水管网的布置形式、低压管灌系统输配水管网的布置形式依其结构可分为地埋固定式和地面移动式两种类型:依其结构可分为地埋固定式和地面移动式两种类型:(1)地埋固定式管网的布置形式。依水源的种类和位置)地埋固定式管网的布置形式。依水源的种类和位置以及管网类型不同,其布置形式有如下几种以及管网类型不同,其布置形式有如下几种(j zhn):1)树枝状管网。)树枝状管网。水源位于田块一侧,管网有以下几种水源位于田块一侧,管网有以下几种(j zhn)布置形式
12、:布置形式:第八页,共29页。第九页,共29页。水源位于田块中心,管网有以下水源位于田块中心,管网有以下(yxi)几种布置形式:几种布置形式:第十页,共29页。2)环状管网)环状管网水源水源(shuyun)位于田位于田块一侧块一侧水源水源(shuyun)位位于田块中心于田块中心第十一页,共29页。(2)地面移动管网的布设)地面移动管网的布设(b sh)和使用和使用地面移动管网一般只有一级或两级,使用的管材通地面移动管网一般只有一级或两级,使用的管材通常有移动软管、移动硬管和软管硬管联合运用常有移动软管、移动硬管和软管硬管联合运用3种。种。对于渠灌区,常采用多级半固定式或固定式低压管对于渠灌区,
13、常采用多级半固定式或固定式低压管灌系统,并采用树枝状管网。灌系统,并采用树枝状管网。第十二页,共29页。第十三页,共29页。第三节第三节 输配水管道输配水管道(gundo)(gundo)及管网设计及管网设计内容包括管道设计流量内容包括管道设计流量(liling)的确定、各级管道的管的确定、各级管道的管材和管径的材和管径的选择、管网水力计算、各级地埋管的纵断面设计、管道系选择、管网水力计算、各级地埋管的纵断面设计、管道系统的结构设计和输配水管网各控制点、给水栓以及出水口统的结构设计和输配水管网各控制点、给水栓以及出水口处的压力计算等。处的压力计算等。一、输配水管网的工作制度一、输配水管网的工作制
14、度输配水管网的工作制度是指管道系统的运行工作顺序及进输配水管网的工作制度是指管道系统的运行工作顺序及进行输水、配水和灌水的方式。管道系统最常用的工作制度行输水、配水和灌水的方式。管道系统最常用的工作制度有续灌、轮灌和随机灌有续灌、轮灌和随机灌3种方式。种方式。1、续灌方式:上级管道向所有下一级管道同时配水。、续灌方式:上级管道向所有下一级管道同时配水。特点:上一级管道和所有下一级管道内同时有水流通过。特点:上一级管道和所有下一级管道内同时有水流通过。第十四页,共29页。2、轮灌方式:指上一级管道按预先划分好的轮灌组分组、轮灌方式:指上一级管道按预先划分好的轮灌组分组或逐一地向下一级管道配水或灌
15、水的方式。或逐一地向下一级管道配水或灌水的方式。特点:下一级管道在灌水时期内是轮流工作的。特点:下一级管道在灌水时期内是轮流工作的。优点:灌水时间和灌水量均较集中,有利于与农业优点:灌水时间和灌水量均较集中,有利于与农业(nngy)操作、操作、田间管理相配合,提高人工控制灌水的工作效率。田间管理相配合,提高人工控制灌水的工作效率。缺点:管道系统投资较大。(特别是集中轮灌)缺点:管道系统投资较大。(特别是集中轮灌)灌溉组的划分必须遵循以下原则:灌溉组的划分必须遵循以下原则:1)轮灌编组应便于运行管理和农事田间管理;)轮灌编组应便于运行管理和农事田间管理;2)各轮灌组的流量应接近;)各轮灌组的流量
16、应接近;3)轮灌组内同时工作的管道应靠近,便于控制和管理;)轮灌组内同时工作的管道应靠近,便于控制和管理;4)轮灌组划分应有利于提高管道设备利用率和降低水头)轮灌组划分应有利于提高管道设备利用率和降低水头损失;损失;5)各轮灌组管道的流量之和要与上一级管道供给的流量)各轮灌组管道的流量之和要与上一级管道供给的流量相适应;相适应;6)尽量照顾农业)尽量照顾农业(nngy)生产条和群众的用水习惯,要便生产条和群众的用水习惯,要便于调配于调配劳力和组织灌水。劳力和组织灌水。第十五页,共29页。3、随机方式:由于灌溉系统面积较大、灌区内的用水单、随机方式:由于灌溉系统面积较大、灌区内的用水单位多、各种
17、作物种植比例位多、各种作物种植比例(bl)分散,用水带有一定的随意性分散,用水带有一定的随意性而而采用随机取用水的方式(或称按需分配方式)。采用随机取用水的方式(或称按需分配方式)。特点:把管道系统各给水栓、配水井或出水口的取用水都特点:把管道系统各给水栓、配水井或出水口的取用水都看作是一个个独立的随机事件,应用概率论和数理统计理看作是一个个独立的随机事件,应用概率论和数理统计理论推算各级管道的设计流量。此种方式要求出水口以上的论推算各级管道的设计流量。此种方式要求出水口以上的管网任何时候都有水。管网任何时候都有水。二、管网与管道的设计流量二、管网与管道的设计流量管网设计流量是指为满足灌溉需水
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