袁翠嵐

遼寧省阜新市阜蒙縣水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院 123100

提水管灌工程設(shè)計(jì)應(yīng)注意的主要問題

袁翠嵐

遼寧省阜新市阜蒙縣水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院 123100

本文根據(jù)阜蒙縣節(jié)水灌溉工程設(shè)計(jì)與施工實(shí)踐，就提水管灌工程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的主要問題及解決辦法談幾點(diǎn)體會(huì)。

管灌設(shè)計(jì)；主要問題；解決方法

阜蒙縣地處遼西半干旱低山丘陵區(qū)，屬于資源型缺水區(qū)域，全縣耕地畝均水資源122m3，人均占有水資源596m3，僅僅是全國(guó)人均占有水資源量的21.9%，而且多分布在河流或山前沖積平原內(nèi)；全縣坡耕地面積占總耕地面積的67%，發(fā)展農(nóng)田節(jié)水灌溉勢(shì)在必行。

提水灌區(qū)管灌工程即在水源條件相對(duì)較好的河岸或地勢(shì)低洼處修建水源工程，在田間或附近地勢(shì)較高處修建蓄水池，通過揚(yáng)水管將水提到蓄水池，再經(jīng)過田間管網(wǎng)自流灌溉。與提水設(shè)備向田間直供灌溉相比，其優(yōu)點(diǎn)是：1）蓄水池具備一定的調(diào)節(jié)功能，在每天的灌溉間歇時(shí)間內(nèi)可以向蓄水池內(nèi)注水，灌溉時(shí)水泵繼續(xù)工作，使田間管網(wǎng)的灌溉流量相對(duì)提高。2）可以將第一級(jí)蓄水池作為灌溉水源，進(jìn)行二級(jí)提水，使地勢(shì)更高的地塊得到灌溉，管理使用方便。3）由于田間自流灌溉，使灌溉壓力相對(duì)穩(wěn)定，利于管網(wǎng)安全，便于分區(qū)輪灌，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

一.水源工程形式選擇

水源形式確定前，應(yīng)對(duì)擬建水源地進(jìn)行水文地質(zhì)勘察和水資源評(píng)價(jià)，并對(duì)當(dāng)?shù)厝罕娺M(jìn)行調(diào)查走訪，掌握地下水埋深、含水層厚度、含水層滲透特性、可開采量、附近取水工程情況等基礎(chǔ)資料，在此基礎(chǔ)上選擇水源工程形式，常用的有方塘、水源井（含輻射井）、潛流等。形式選擇時(shí)應(yīng)考慮工程安全、出水量滿足灌溉要求、造價(jià)相對(duì)較低等因素。

二.管材選擇

1）隨著節(jié)水灌溉技術(shù)的不斷推廣，PE、PVC塑料管材作為輸水管道得到普遍應(yīng)用，該管材主要優(yōu)點(diǎn)：與鑄鐵管相比單位重量輕、造價(jià)經(jīng)濟(jì)；內(nèi)壁光滑不易結(jié)垢，輸水阻力小；接口簡(jiǎn)單，對(duì)地形起伏變化適應(yīng)性強(qiáng)；耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，不需進(jìn)行防腐處理等。但是，由于塑料管材剛度較低，低溫易脆高溫易軟，使用壓力不當(dāng)會(huì)造成管道爆裂或抽扁，尤其是提水管灌工程更容易出現(xiàn)質(zhì)量和安全問題。

2）選擇管材壓力等級(jí)時(shí)必須考慮發(fā)生直接水錘的不利情況，實(shí)踐中按（最大靜水壓力+直接水錘）≤管材壓力等級(jí)的1.2倍可以保證工程安全。

3）管徑選擇常用公式：D=(Q/V)1/2，其中經(jīng)濟(jì)流速的確定應(yīng)慎重，因?yàn)榱魉俨捎幂^大值時(shí)，管徑相對(duì)減小，節(jié)省建設(shè)投資，但是，在流量為定值的條件下，管路內(nèi)水頭損失和壓力將隨著管徑的減小而增大，所選水泵揚(yáng)程就相應(yīng)增大，提高運(yùn)行費(fèi)用。最好通過方案比較選用設(shè)計(jì)流速。

三.揚(yáng)水管及蓄水池布置

水泵出口與揚(yáng)水管出口之間一般高差較大，使用過程中如果因突發(fā)原因造成瞬間停泵，揚(yáng)水管內(nèi)水體產(chǎn)生的直接水錘壓力往往比較大，容易造成爆管，因此，必須在水泵出口安裝水錘消除器，必要時(shí)在揚(yáng)水管沿線分段設(shè)置逆止閥，將水錘壓力分段消除。

揚(yáng)水管的布置要盡量避開溝壑和從村屯內(nèi)穿過，不僅施工方便、節(jié)省投資，而且也有利于減少管路被洪水沖斷或人為損壞的概率。揚(yáng)水管上盡理不要直接設(shè)出水栓，否則一個(gè)出水栓損壞就會(huì)影響整個(gè)提水系統(tǒng)正常運(yùn)行。

蓄水池應(yīng)布置在灌區(qū)地勢(shì)較高處，以便于自流灌溉。池底部設(shè)排水口，安裝攔污刪網(wǎng)，在蓄水池底外輪廓線以外設(shè)沉水井，便于每年灌溉期結(jié)束后將池內(nèi)積水排空。

四.田間管網(wǎng)布設(shè)

田間管網(wǎng)和出水栓布置應(yīng)滿足規(guī)范要求的單栓控制面積，除此之外，北方寒冷地區(qū)重點(diǎn)要解決管路凍脹問題。為此，干管盡量垂直垅向，并在地勢(shì)低洼處設(shè)沉水井；支管之間盡量平行，并保證能夠向干管回水。理論上只要從未級(jí)管路→首級(jí)管路能夠逐級(jí)回水最后從沉水井排出，就不會(huì)發(fā)生因管路積水造成冬季凍脹破壞，但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，由于田間坡度不一，或有小沖溝等不利地形條件，管路往往出現(xiàn)起伏，管路內(nèi)難免局部積水。所以建議北方寒冷地區(qū)的戶外灌溉管網(wǎng)埋設(shè)時(shí)要保證管頂部埋在凍層以下，阜新地區(qū)一般1.5m以上。

從蓄水池引出的每條干管進(jìn)口必須安裝進(jìn)排氣閥，避免放水時(shí)產(chǎn)生的負(fù)壓將管路抽變形，甚至折裂損壞。

五.出水栓選擇

常用的出水栓分為單向和雙向出水，豎管與閥門為一個(gè)整體，與支管路的三通連接，在工程運(yùn)用過程中發(fā)現(xiàn)，部分出水栓因閥門內(nèi)存水常常造成凍脹破壞或丟失。實(shí)踐中改用上、下閥體組成的分體式閥門代替出水栓，效果較好。即在支管路的每個(gè)設(shè)計(jì)出水點(diǎn)位的各安裝一個(gè)下閥體，不使用時(shí)處于自然關(guān)閉狀態(tài)，根據(jù)輪灌制度，若干個(gè)下閥體配備一個(gè)上閥體，灌溉結(jié)束后即可將上閥體取下收回，管理使用十分方便。

六.工程運(yùn)行安全操作規(guī)程

1.作好灌溉系統(tǒng)日常維護(hù)，提水設(shè)備開機(jī)前應(yīng)檢查工程及設(shè)備狀況是否良好。

2.田間灌溉時(shí)前先打開末端及準(zhǔn)備灌溉的出水口，然后打開干管進(jìn)口閥門，使管路中空氣排空，嚴(yán)禁先開進(jìn)口閥門后開出水口。

3.輪灌時(shí)，必須先打開擬灌出水口，然后再關(guān)閉已灌出水口，嚴(yán)禁先關(guān)后開。

4.工程運(yùn)行中，嚴(yán)禁突然關(guān)閉出水口，以免損壞管路和機(jī)泵。

5.停止灌溉時(shí)，必須先關(guān)停機(jī)后關(guān)閉出水口。嚴(yán)禁先關(guān)出水口后停機(jī)。

6.每年灌溉結(jié)束后，將蓄水池和管路內(nèi)的積水全部放空，防止冬季凍脹破壞。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.09.052

袁翠嵐，出生日期：1961年1月26日，1982年7月畢業(yè)于遼寧省水利學(xué)校，水工建筑專業(yè)；1996年12月畢業(yè)于沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)（阜委培），農(nóng)田水利專業(yè)。1982年7月參加工作，從1982年7月～1993年2月在阜蒙縣大巴鎮(zhèn)水利站工作，任站長(zhǎng)職務(wù)。1993年3月～2010年2月，在阜蒙縣水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院工作，任副院長(zhǎng)、總工程師、院長(zhǎng)。從2007年3月～2010年末，本人先后任阜蒙縣八寶海水庫(kù)、堿鍋水庫(kù)、三家子水庫(kù)等8座中、小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程的技術(shù)負(fù)責(zé)人和項(xiàng)目法人代表，2010年4月任阜蒙縣水利科技中心主任。現(xiàn)有技術(shù)職稱：水利高級(jí)工程師。