管道输水技术发展现状

(一)国外管道输水技术发展概况

管道输水灌溉具有成本低、节水明显、管理方便等特点，是世界上应用较为普遍的节水灌溉技术之一，已成为许多发达国家进行灌区技术改造的一个方向性技术措施。从20世纪50年代以来，管道输水技术就已在国外得到广泛的应用，特别是70年代以来，随着塑料管道的广泛应用，更加速了管道输水技术的推广，相应的制管新技术、水力学理论和结构设计方法日渐成熟，施工安装和运行管理都有成熟的经验。如美国早在20世纪20年代就开始发展管道输水灌溉，到1984年管道输水灌溉面积已占全美地面灌溉面积的46.9%，加州圣华金河谷灌区，支渠以下输水系统在1996年就全部实现管道化。美国管道灌溉系统中，地下部分多采用素混凝土管，地面采用柔性聚乙烯或铝管闸管系统。苏联在1985年以后，明确规定新建灌区都要实现管道化输水，一般从架空的U形渠槽的斗渠，通过虹吸管或管式放水口引水，引入地埋低压管网系统。地埋管道管材主要有钢筋混凝土管、石棉水泥管、塑料管及涂塑钢管等;毛渠采用移动式的薄壁钢管、铝合合金管或尼龙布涂橡胶的软管作为输水管道。日本从20世纪60年代开始发展管道输水灌溉，旧灌区、干渠仍为明渠，支渠以下改为地下管道，采用明渠与管道相结合的形式。而新建灌溉系统大都实现了管道化输水，并于1973年制定了输水管道的设计标准，1977年10月对该设计标准进行了修订。以色列目前已基本实现了管道化输水灌溉，全国主要水系连接成统—管网，每年从北部太巴列湖抽水3.2亿m3，通过直径为2.7 m的压力管道，以20 m3/s的流量输送到以色列的南部，并把地表水、地下水和回归水互相连通，综合调节用水，并由国家统一管理。利比亚的“大人工河”工程将南部撒哈拉沙漠中的地下水通过管道输送到北部沿海地区，并连成全国统一的地下管道供水管网，输水干线长4 500 km，工程总调水量为每年25亿m3，工程从挖沟、管道预制及运输、吊装铺设、回填，—个工作面只有十几个人，前面开沟，后面回填恢复成原来平地，全部是机械化流水作业，该工程是目前世界上规模最大的管道输水工程。国外研究开发的用于农田管道输水的高分子材料管材主要有硬聚氯乙烯管(最大口径可达800mm)、聚乙烯管(最大口径可达3 000 mm)、玻璃钢复合管(最大口径可达3 000mm)及强化塑料管，管材、管件生产有统—的标准。目前，国外管道输水灌溉的研究主要在运行管理模式和自动控制方面，如日本低压管道管网的自动或半自动控制设备较完善，自动化程度较高。1983年匈牙利在萨尔万斯灌区安装了一种新型低压管道系统，简称“warnow－83”系统，该系统包含抽水泵站、地下EDD输水管网、薄膜阀、地下或地面的灌水软管装置、计算机控制室等部分，这种全自动控制的低压管道灌溉系统的最大特点是节能、节省劳力和投资。

(二)国内管道输水技术发展概况

我国管道输水灌溉应用时间较早，但集中连片应用是在20世纪50年代以后，如河南温县在70年代就有6 600 hm2井灌区实现了管道输水灌溉。到了80年代以后，我国北方地区连年干旱，水资源日益紧缺，适应节水灌溉的管道输水灌溉技术得到迅速发展，到2000年年底，全国管道输水面积达400万hm2，但主要应用在井灌区。渠灌区从20世纪80年代开始进行了大量的试验示范研究，在管网设计、分水量水、防淤堵等方面取得了许多成功的经验。在管材应用方面，我国已研制出多种材料的管道，如薄壁PVC塑料管、双壁波纹管、石棉水泥管、混凝土管等。