管道输水灌溉系统的规划与设计

管网规划与布置是管道系统规划中关键的一部分。—般管网工程投资占管道系统总投资的70%以上。管网布置得合理与否，对工程投资、运行状况和管理维护有很大影响。因此，对管网规划布置方案应进行反复比较，最终确定合理方案，以减小工程投资并保证系统运行可靠。

(一)规划布置的原则

①井灌区的管网宜以单井控制灌溉面积作为—个完整系统。渠灌区应根据作物布局、地形条件、地块形状等分区布置，尽量将压力接近的地块划分在同一分区。

②规划时首先确定给水栓的位置。给水栓的位置应当考虑到灌水均匀。若不采用连接软管灌溉，向一侧灌溉时，给水栓纵向间距可在40～50 m之间;横向间距一般按80～100 m布置。在山丘区梯田中，应考虑在每个台地中设置给水栓以便于灌溉管理。

③在已确定给水栓位置的前提下，力求管道总长度最短。

④管线尽量平顺，减少起伏和折点。

⑤最末一级固定管道的走向应与作物种植方向一致，移动软管或田间垄沟垂行于作物种植行。在山丘区，干管应尽量平行于等高线、支管垂直于等高线布置。

⑥管网布置要尽量平行于沟、渠、路、林带，顺田间道路和地边布置，以便于灌溉管理。

⑦充分利用已有的水利工程，如穿路倒虹吸和涵管等。

⑧充分考虑管路中量水、控制和保护等装置的适宜位置。

⑨尽量利用地形落差实施重力水。

⑩各级管道尽可能采用双向供水。避免干扰输油、输气管道及电信线路等。

(二)规划布置的步骤

根据管网布置原则，按以下步骤进行管网规划布置:①根据地形条件分析确定管网类型;②确定给水栓的适宜位置;③按管道总长度最短原则，确定管网中各级管道的走向与长度;④在纵断面图上标注各级管道桩号、高程、给水装置、保护设施、连接管件及附属建筑物的位置;②对各级管道、管件、给水装置等，列表分类统计。

(三)管网布置

管网布置之前，首先根据适宜的畦田长度和给水栓供水方式确定给水栓间距，然后根据经济分析结果将给水栓连接而形成管网。下面仅介绍井灌区管网布置方法。

当给水栓位置确定时，不同的管道连接形式形成管道总长度不同的管网。因此，工程投资也不同。在我国井灌区管道输水灌溉的发展过程中，许多研究和施工人员根据水源位置、控制范围、地面坡降、地块形状和作物种植方向等条件，总结出如图6－1－图6－8所示的几种常见布置形式。

图6－1　给水栓向一侧分水管道布置

图6－2　给水栓向两侧分水管道布置

图6－3　“一”字形布置

图6－4　L形布置

图6－5　T形布置

图6－6　H形布置

图6－7　长“一”字形布置

图6－8　总长度最短树状管网布置示意图

机井位于地块一侧，控制面积较大且地块近似呈方形，可布置成图6－1和图6－2所示的形式。这些布置形式适合于井出水量60～100 m3/h，控制面积10～20 hm2，地块长宽比约为1的情况。

机井位于地块一侧，地块呈长条形，可布置成“一”字形、L形、“丁”字形，如图6－3～图6－5所示。这些布置形式适合于井出水量20～40 m3/h，控制面积3.33～6.67 hm2，地块长宽比不大于3的情况。

机井位于地块中心时，常采用图6－6所示的H形布置形式。这种布量形式适合于井出水量40～60 m3/h，控制面积6.67～10 hm2，地块长宽比不大于2的情况。当地块长宽比大于2时，宜采用图6－7所示的长“一”字形布置形式。

例:形如图6－7所示的长方形地块，纵向边长300 m，横向边长200 m，总面积6 hm2，由单井控制，井位在地块横向边的中间。给水栓呈两行布置，纵向间距50 m，横向间距100 m。试计算两种布置形式的管道总长度。

解:按“丰”字形连接支管时，管道总长度:L=25+50×5+100×6=875 m;每亩管道长度9.7 m。若按梳子形连接支管时，管道总长度仅为L=25+100+50×5×2=625(m);每亩管道长度7.0 m。两种布置形式管道长度相差250 m，“丰”字形比梳子形可节省管道长度28.65。

例:如图6－8所示的长方形地块，纵向边长300 m，横向边长160m，总面积4.8 hm2，由单井控制，井位在地块横向边的中间。给水栓呈两行布置，纵向间距100 m，横向间距80 m。试计算两种布置形式的管道总长度。

解:按“丰”字形连接支管时，管道总长度，L=50+2×100+3×80=490(m)，每亩管道长度6.8 m。若按梳子形连接支管时，管道总长度为L=50+80+4×100=530(m)，每亩管道长度7.4 m。两种布置形式管道长度相差40 m，“丰”字形比梳子形可节省管道长度8.2%。