第四章---低压管道输水灌溉工程技术课件.ppt
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1、第四章第四章 低压管道输水低压管道输水 灌溉工程技术灌溉工程技术一、低压管道输水灌溉技术一、低压管道输水灌溉技术 低低压压管管道道输输水水灌灌溉溉简简称称管管道道输输水水灌灌溉溉,在在田田间间灌灌水水技技术术上上,仍仍属属于于地地面面灌灌溉溉类类,它它是是以以管管道道代代替替明明渠渠输输水水灌灌溉溉系系统统的的一一种种工工程程形形式式。灌灌水水时时使使用用较较低低的的压压力力,通通过过压压力力管管道道系系统,把水输送到田间沟、畦,灌溉农田。统,把水输送到田间沟、畦,灌溉农田。第一节第一节 概概 述述压力范围:压力范围:管管道道系系统统的的首首部部压压力力一一般般不不超超过过0.2Mpa,在在克
2、克服服管管道道的的输输水水压压力力损损失失后后,管管道道出出水水口口的的工工作作压压力力,若若直直接接向向土土渠渠供供水水,一一般般控控制制在在0.0020.003Mpa;若若由由给给水水栓栓连连接接下下一一个个闸闸管管系系统统,则则栓栓口口压压力力可可控控制制在在0.2Mpa左右。左右。第一节第一节 概概 述述低压管道输水灌溉技术近年来在我国北方井灌区低压管道输水灌溉技术近年来在我国北方井灌区取得了较快的发展,这项技术可用于大田粮、棉油作取得了较快的发展,这项技术可用于大田粮、棉油作物及果树蔬菜等经济作物,适用于我国平原井灌区、物及果树蔬菜等经济作物,适用于我国平原井灌区、自流灌区的土渠改造
3、。自流灌区的土渠改造。目前我国低压管道田间输水工程的面积已达目前我国低压管道田间输水工程的面积已达9933.3万亩,占节水灌溉面积的万亩,占节水灌溉面积的33%,铺设输水管道,铺设输水管道长度长度25万万km。第一节第一节 概概 述述一、低压管道输水灌溉技术的优点一、低压管道输水灌溉技术的优点1节水节能节水节能低压管道输水是在低压条件下运用的。目前主要用于输低压管道输水是在低压条件下运用的。目前主要用于输配水系统层次少配水系统层次少(一级或二级一级或二级)的小型灌区的小型灌区(特别是井灌区特别是井灌区),也可用于输配水系统层次多的大型灌区的田间配水系统。其也可用于输配水系统层次多的大型灌区的田
4、间配水系统。其工作压力相对于喷灌、微喷灌等较低。工作压力相对于喷灌、微喷灌等较低。管道输水系统可以减少渗漏和蒸发损失,提高水的有效管道输水系统可以减少渗漏和蒸发损失,提高水的有效利用率。低压管道的输水效率可达利用率。低压管道的输水效率可达95左右,比土渠提高左右,比土渠提高3040,同时管道灌水均匀,水的利用率高,因此节水效果,同时管道灌水均匀,水的利用率高,因此节水效果明显,节水的同时也就节约了动力。明显,节水的同时也就节约了动力。第一节第一节 概概 述述2省工省地省工省地渠道输水时田间渠道面积占到渠道输水时田间渠道面积占到12,有的达,有的达35,用,用地下管道或塑料管输水仅占地地下管道或
5、塑料管输水仅占地0.55左右,极大地提高了土地左右,极大地提高了土地利用率。,同时,管道输水速度快,省工省地,浇地效率高。利用率。,同时,管道输水速度快,省工省地,浇地效率高。3.投资小,见效快,便于推广,亩投资因不同的类型在投资小,见效快,便于推广,亩投资因不同的类型在20150元之间。元之间。如固定式地埋管道,管材用混凝土、水泥、沙、水泥土、如固定式地埋管道,管材用混凝土、水泥、沙、水泥土、陶瓷等地方材料制作,亩投资约陶瓷等地方材料制作,亩投资约50元。一般当年施工当年见效。元。一般当年施工当年见效。第一节第一节 概概 述述4.扩大灌溉面积扩大灌溉面积,减少土渠占地,减少土渠占地以管代渠在
6、井灌区一般可比土渠减少占地以管代渠在井灌区一般可比土渠减少占地2%左右。对于左右。对于我国土地资源紧缺,人均占有耕地不足我国土地资源紧缺,人均占有耕地不足1.5亩的现实来说,这亩的现实来说,这是一个很大的社会和经济效益,其意义极为深远。是一个很大的社会和经济效益,其意义极为深远。5.灌水及时,促进增产增收灌水及时,促进增产增收管道输水灌溉,减少水量损失,同时改善了田间灌水条管道输水灌溉,减少水量损失,同时改善了田间灌水条件,缩短了轮灌周期,从而有效地满足了作物生长的需水、可件,缩短了轮灌周期,从而有效地满足了作物生长的需水、可收到增产增收的效果。收到增产增收的效果。另外,采用管道输水,还便于管
7、理便于机耕另外,采用管道输水,还便于管理便于机耕。6.适应性强,管理方便适应性强,管理方便第一节第一节 概概 述述二低压管道输水灌溉工程系统的组成与类型二低压管道输水灌溉工程系统的组成与类型 (一)低压管道输水灌溉系统的组成(一)低压管道输水灌溉系统的组成根据各部分承担的功能由:根据各部分承担的功能由:l水源水源(机井机井);l输水管道;输水管道;l给配水装置给配水装置(出水口、给水栓出水口、给水栓);l安全保护设施安全保护设施(安全阀、排气阀安全阀、排气阀);l田间灌水设施等。田间灌水设施等。第一节第一节 概概 述述 (一一)水源水源 低压管道输水灌溉的水源有井、河、渠、水库、低压管道输水灌
8、溉的水源有井、河、渠、水库、塘等,配套的提水动力多为机泵塘等,配套的提水动力多为机泵(有自压条件的除有自压条件的除外外)。低压输水管道灌溉系统中,主要采用叶片泵中的离心低压输水管道灌溉系统中,主要采用叶片泵中的离心泵包括单级单吸离心泵泵包括单级单吸离心泵(如如BA型、型、B型、型、IB型、型、IS等等),单,单级双吸离心泵级双吸离心泵(如如Sh型、型、S型等型等)及井泵及井泵(包括长轴深井泵,包括长轴深井泵,如如JD型、型、J型、型、JC型等及深井潜水电泵,如型等及深井潜水电泵,如QJ型、型、JQ型、型、NQ型型)等。对于其他的一些农用泵,如轴流泵、混流泵等,等。对于其他的一些农用泵,如轴流泵
9、、混流泵等,因低压输水灌溉系统比较少用,在此不作介绍。因低压输水灌溉系统比较少用,在此不作介绍。低压管灌中的水泵选型等与喷灌工程基本相同,这里就低压管灌中的水泵选型等与喷灌工程基本相同,这里就不在赘述了。不在赘述了。井泵的几种安装形式 (二二)输水系统输水系统 输水系统是由输水管道、管件输水系统是由输水管道、管件(三通、四三通、四通、弯头、变径接头等通、弯头、变径接头等)连接成的输水通道。连接成的输水通道。按管道材料可分为混凝上管、水泥砂土管、按管道材料可分为混凝上管、水泥砂土管、缸瓦管、石棉水泥管、塑料管等。缸瓦管、石棉水泥管、塑料管等。第一节第一节 概概 述述 (三三)给配水装置给配水装置
10、 由地下输水管道向田间沟、畦配水的给水由地下输水管道向田间沟、畦配水的给水装置,一般称出水口,如能连接下一级田间装置,一般称出水口,如能连接下一级田间移动管道的,则称给水栓。移动管道的,则称给水栓。第一节第一节 概概 述述 (四四)保护设备保护设备 为防止水泵突然关闭或其它事故等产生为防止水泵突然关闭或其它事故等产生的水锤的水锤,在管道系统首部或适当位置安置调在管道系统首部或适当位置安置调压或进排气阀等保护设置。压或进排气阀等保护设置。(五五)田间灌水设施田间灌水设施 田间灌水设施一股是指与出水口相连接的田间灌水设施一股是指与出水口相连接的闸管系统闸管系统 。第一节第一节 概概 述述(二)低压
11、管道输水灌溉工程的分类(二)低压管道输水灌溉工程的分类n固定式固定式n半固定式半固定式n移动式移动式n管渠结合式管渠结合式第一节第一节 概概 述述 1.1.固定式固定式 低低压压管管道道输输水水灌灌溉溉系系统统中中的的各各级级管管道道及及分分水水设设施施均均埋埋于于地地下下,固固定定不不动动。田田间间毛毛渠渠较较短短,固固定定管管道道密密度度大大、标标准准高高,一一次次性性投投资资大大,但但运运行行管管理理方方便便,灌水均匀。灌水均匀。多用于蔬菜保护地。多用于蔬菜保护地。下一页第一节第一节 概概 述述 2.2.半固定式半固定式 低压管道输水灌溉系统的机泵、地下输水管道和低压管道输水灌溉系统的机
12、泵、地下输水管道和出水口(给水栓)是固定的,而地面软管是可以移出水口(给水栓)是固定的,而地面软管是可以移动的,灌水时通过埋设于地下的固定管道将水输送动的,灌水时通过埋设于地下的固定管道将水输送到控制一定灌溉面积的出水口,再在出水口处接上到控制一定灌溉面积的出水口,再在出水口处接上地面移动软管,将水输送到沟、畦进行灌溉。这种地面移动软管,将水输送到沟、畦进行灌溉。这种形式形式广泛应用于大田和裸地经济作物,经济条件一广泛应用于大田和裸地经济作物,经济条件一般的地区,宜采用半固定式系统。般的地区,宜采用半固定式系统。下一页第一节第一节 概概 述述 3.3.移动式移动式 管管道道灌灌溉溉系系统统中中
13、除除水水源源外外,机机泵泵和和地地面面管管道道都都是是可可移移动动的的,机机泵泵有有的的固固定定,有有的的也也可可移移动动,管管道道多多采采用用软软管管,简简便便易易行行,一一次次性性投投资资低低,多多在在井井灌灌区区临临时时抗抗旱旱时时用用。但但这这种种形形式式耗耗能能大大,劳劳动动强强度度大大,管管道道易易破破损损,使使用用寿寿命命短短,在在作作物物生生育育期期运运行行不不是是很很方便。方便。适用于小流量、小机组、小面积的条件适用于小流量、小机组、小面积的条件。第一节第一节 概概 述述 4.4.管、渠结合式管、渠结合式 这这种种系系统统大大致致与与半半固固定定式式系系统统相相同同,所所不不
14、同同的的是是不不用用地地面面软软管管,而而采采用用田田间间毛毛渠渠配配水水。即即机机泵泵、输输水水管管、出出水水口口固固定定,田田间间毛毛渠渠配配水水。这这种种类类型型投投资较少,应用较为广泛。资较少,应用较为广泛。第一节第一节 概概 述述第一节第一节 概概 述述三低压管道输水灌溉工程技术的发展概况三低压管道输水灌溉工程技术的发展概况 (一)国外发展概况(一)国外发展概况美国自美国自20世纪世纪20年代在加利福尼亚的图尔洛克灌年代在加利福尼亚的图尔洛克灌区采用混凝土管道输水代替明渠输水以来,认为管区采用混凝土管道输水代替明渠输水以来,认为管道输水灌溉技术是最有效,投资最省的一种节水灌道输水灌溉
15、技术是最有效,投资最省的一种节水灌溉措施。经过数十年的推广发展,目前大型灌区约溉措施。经过数十年的推广发展,目前大型灌区约有一半左右实现了管道输水灌溉。有一半左右实现了管道输水灌溉。下一页第一节第一节 概概 述述三低压管道输水灌溉工程技术的发展概况三低压管道输水灌溉工程技术的发展概况(一)国外发展概况(一)国外发展概况前苏联:典型的前苏联:典型的(相当于农渠一级的相当于农渠一级的)低压管网系统采用地下低压管网系统采用地下固定式石棉管或塑料硬管,从架空的固定式石棉管或塑料硬管,从架空的“U”型槽的斗渠通道虹型槽的斗渠通道虹吸管或管式放水口引水。前苏联用地下管道代替明渠的发展吸管或管式放水口引水。
16、前苏联用地下管道代替明渠的发展速度已超过防渗渠道。在速度已超过防渗渠道。在1985年以后明确规定新建灌区都要年以后明确规定新建灌区都要实现管道化输水灌溉,渠系水利用系数要达到实现管道化输水灌溉,渠系水利用系数要达到0.9。下一页第一节第一节 概概 述述n以色列:以色列地处干旱沙漠地带,为干旱半干旱地区,人以色列:以色列地处干旱沙漠地带,为干旱半干旱地区,人均占有水资源量不到均占有水资源量不到400m3。有。有300万亩灌溉土地,万亩灌溉土地,90以上实以上实现了管道化水的有效利用系数很高。现了管道化水的有效利用系数很高。50年代,建成了覆盖全年代,建成了覆盖全国主要用水地区,堪称世界第一的国家
17、管道输水工程,把全国国主要用水地区,堪称世界第一的国家管道输水工程,把全国主要水系连接成统一的水网,实现了管道化输水灌溉。主要水系连接成统一的水网,实现了管道化输水灌溉。其他如罗马尼亚、保加利亚等国家,管道输水灌溉发展也都其他如罗马尼亚、保加利亚等国家,管道输水灌溉发展也都比较快。比较快。n日本:从日本:从60年代开始发展管道输水灌溉技术年代开始发展管道输水灌溉技术.到到1985年年,新建新建灌溉系统的灌溉系统的50%以上都实现了管道化输水灌溉。以上都实现了管道化输水灌溉。第一节第一节 概概 述述(二)国内发展概况(二)国内发展概况我国低压管道输水灌溉技术从我国低压管道输水灌溉技术从20世纪世
18、纪50年代就开年代就开始试点应用,但因技术设备不配套,造价较高以及当始试点应用,但因技术设备不配套,造价较高以及当时我国农村的经济水平较低而未能大面积推广应用时我国农村的经济水平较低而未能大面积推广应用。进入进入2020世纪世纪8080年代以来,我国北方一些地区连年干年代以来,我国北方一些地区连年干旱,地面与地下水资源日益紧张,使得低压管道输水旱,地面与地下水资源日益紧张,使得低压管道输水灌溉这项节水技术得到飞速发展。灌溉这项节水技术得到飞速发展。下一页第一节第一节 概概 述述全国全国现有耕地面积现有耕地面积14.72亿亩,有效灌溉面积亿亩,有效灌溉面积8.28亿亩,有效实灌面积亿亩,有效实灌
19、面积6.915亿亩亿亩,总人口,总人口12.14亿人,其中农业人口为亿人,其中农业人口为8.865亿人。截止亿人。截止2005年底,年底,全国共有节水灌溉工程面积全国共有节水灌溉工程面积3.22亿亩,亿亩,管道输水控管道输水控制面积制面积9933.3万亩,占节水灌溉面积的万亩,占节水灌溉面积的33%。规划规划“十五十五”期间全国新增节水灌溉工程面期间全国新增节水灌溉工程面积积2.305亿亩,亿亩,管道输水控制面积管道输水控制面积4785万亩万亩。第一节第一节 概概 述述 对于地下水资源严重超采的北方地区,井灌区应对于地下水资源严重超采的北方地区,井灌区应 大大力推行低压管道输水技术,特别是新建
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