灌涵排水新技术 百问百答 (第三期) 第3章节水灌溉技术 本章主要介绍各种节水灌概技术的特点，适用条件以及节水灌溉 工程规划设计内容和方法。因本章内容较多，分为两期进行辅导，其 中第三期对应教材的3.13.4节，第四期对应教材的3.53.9节 19、如何理解节水灌溉的内涵？ 节水礼溉是根据供水条件和作物需水规律，采用各种方法和措 施，提高自然降水和辨概水的利用率和利用效率，获取农业最伴经济 效益、社会效益和生态环境效益。 灌溉水从水源到田间的各个环节都存在水量无益损耗，凡在这些 环节中能够减少水量损耗、提高灌溉水利用率的各种措施，均属于节 水灌微范時。由于灌溉是补充天然降水的不足从而使作物高产，节约 用水当然应考虑提高天然降水的利用率。因此，把“节水灌溉”仅仅 理解为节约灌溉用水是不全面的，广义的节水灌概内涌不仅包括灌减 过程中的节水工程措施，还包括与灌凝密切相关、提高农业用水效率 的其它措施，如雨水集蓄、非充分灌溉、水资源优化管理技术等。本 章主要介绍节水灌溉工程措施。 节水灌凝不是无水灌溉的早地农业的问题，也不是仅能维特作物 生命的临时性抗早灌溉，它是用尽可能少的灌溉水投入，取得尽可能
1 灌溉排水新技术 百问百答 （第三期） 第 3 章 节水灌溉技术 本章主要介绍各种节水灌溉技术的特点、适用条件以及节水灌溉 工程规划设计内容和方法。因本章内容较多，分为两期进行辅导，其 中第三期对应教材的 3.1~3.4 节，第四期对应教材的 3.5~3.9 节。 19、如何理解节水灌溉的内涵？ 节水灌溉是根据供水条件和作物需水规律，采用各种方法和措 施，提高自然降水和灌溉水的利用率和利用效率，获取农业最佳经济 效益、社会效益和生态环境效益。 灌溉水从水源到田间的各个环节都存在水量无益损耗，凡在这些 环节中能够减少水量损耗、提高灌溉水利用率的各种措施，均属于节 水灌溉范畴。由于灌溉是补充天然降水的不足从而使作物高产，节约 用水当然应考虑提高天然降水的利用率。因此，把“节水灌溉”仅仅 理解为节约灌溉用水是不全面的，广义的节水灌溉内涵不仅包括灌溉 过程中的节水工程措施，还包括与灌溉密切相关、提高农业用水效率 的其它措施，如雨水集蓄、非充分灌溉、水资源优化管理技术等。本 章主要介绍节水灌溉工程措施。 节水灌溉不是无水灌溉的旱地农业的问题，也不是仅能维持作物 生命的临时性抗旱灌溉，它是用尽可能少的灌溉水投入，取得尽可能
多的农作物产出的·种灌溉模式，因此节水灌源仍然是避循农作物生 长发育需水机制进行的适时灌瓶，又是将各种水损失降低到敏低限度 的适量灌溉。节水灌溉是科学技术进步的产物，带有节水与高产、高 效的双重要求。节水型灌凝农业绝不要求回到不要礼溉水的农业，而 是最大限度将无效水和浪费水量降低到最少的农业，也是最大限度提 高单位灌溉水量产出的农业。 20、渠道防渗工程措施有哪几类？村砌技术有哪 几种，各有何特点？ 渠道防渗工程措施的种类很多，按防渗材料分，渠道防渗有土料、 水泥土、石料、膜料、混凝土和沥青混溉土等类，但就其防渗特点而 言，可以分为三大类：第一类是在渠床上加做防凌层（衬砌护面）：第二 类是改变采床土壤的渗福性能：第三类是新的肠渗渠槽结构形式。 村砌护面常用类型有以下几种： (1)土料类护面防渗 土料类护而防是指用压实素土，粘砂混合土，灰土、三合土、 四合土等土料进行渠槽护面防渗而言。通常利用土料类护面防渗能就 地取材，近价低，施工简便。土料类护面防渗效果（允许最大渗漏量） 为0.07~0.17m3/m2d),使用年限为525年. (2)水泥土护面防海 水泥上是一种性能较好而且比较价廉的新型地方性建筑材料。它 主要由土料、水泥和水等原料按一定比例配合拌匀后，在渠惜表面铺 衬，并经过压实和养护之后而形成的防渗护面。水泥土护面防渗具有 ·定的强度和耐久性，可就地取材，施工也较容易，造价较低，但抗 冻性较差。适用于气候温暖、且渠道附近有填上和砂壤上的地区，其 防港效果（即允许最大港漏水量）为006-0.17m3(m2-d),使用年限为 8-30年
2 多的农作物产出的一种灌溉模式，因此节水灌溉仍然是遵循农作物生 长发育需水机制进行的适时灌溉，又是将各种水损失降低到最低限度 的适量灌溉。节水灌溉是科学技术进步的产物，带有节水与高产、高 效的双重要求。节水型灌溉农业绝不要求回到不要灌溉水的农业，而 是最大限度将无效水和浪费水量降低到最少的农业，也是最大限度提 高单位灌溉水量产出的农业。 20、渠道防渗工程措施有哪几类？衬砌技术有哪 几种，各有何特点？ 渠道防渗工程措施的种类很多，按防渗材料分，渠道防渗有土料、 水泥土、石料、膜料、混凝土和沥青混凝土等类，但就其防渗特点而 言, 可以分为三大类: 第一类是在渠床上加做防渗层(衬砌护面)；第二 类是改变渠床土壤的渗漏性能；第三类是新的防渗渠槽结构形式。 衬砌护面常用类型有以下几种： （1）土料类护面防渗 土料类护面防渗是指用压实素土、粘砂混合土、灰土、三合土、 四合土等土料进行渠槽护面防渗而言。通常利用土料类护面防渗能就 地取材，造价低，施工简便。土料类护面防渗效果(允许最大渗漏量) 为 0.07～0.17 m3/(m2·d)，使用年限为 5～25 年。 （2）水泥土护面防渗 水泥土是一种性能较好而且比较价廉的新型地方性建筑材料。它 主要由土料、水泥和水等原料按一定比例配合拌匀后，在渠槽表面铺 衬，并经过压实和养护之后而形成的防渗护面。水泥土护面防渗具有 一定的强度和耐久性，可就地取材，施工也较容易，造价较低，但抗 冻性较差。适用于气候温暖、且渠道附近有壤土和砂壤土的地区，其 防渗效果(即允许最大渗漏水量)为 0.06~0.17 m3/(m2·d)，使用年限为 8~30 年
(3)砌石护面防态 砌石护面防海是指用斗石、块石、卵石、石板等进行浆砌，或用 卵石进行干砌挂淤等作为渠道护面而进行防渗的技术。石料衬砌渠道 抗冻、抗冲、抗磨及抗腐蚀性能好，随工简易，耐久性强，能适应架 道流速人，推移质多，气候严寒等特点，适用于石料资源丰富，能就 地取材的地区，以及有抗冻和抗冲要求的采道。砌石防渗一般均可减 少渠道渗漏量0%80%。浆砌石防渗效果大致为 0.09-0.25m3m2·d)，干砌卵石挂淤的防渗效果为 0.20-0.40m3m2-d),使用年限约为25~40年。 (4)膜料防渗渠道护面村砌 膜料防渗渠道护面主要采用塑料薄膜和沥青玻璃毡等材料村砌。 日前我国用于渠道防渗的塑料薄膜材料主要有：聚氯乙烯(PVC)、聚 乙烯(PE)和线性低密度紧乙烯(LLDPE)薄膜，采用塑料薄膜衬砌渠槽 防渗，其防渗能力强，质轻，运输便利，有较高的抗冻性和抗热性， 并具有良好的柔性和延仲性，施工技术简单，群众容易掌挥。若用上 保护层时，造价较低，一般仅为混凝土防渗渠道的13一14，但占地 多，允许流速小，适用于中、小型低流速渠道防渗：若用侧性保护层 时，造价较高，可用于大、中型架道防渗。采用塑料溥膜衬砌渠档防 渗，可减少海漏量80%-90%，防渗效果为0.04-0.08m3m2d), 使用年限约20~30年，其渠道糙率为0.02~-0.025。 (5)混凝土村砌渠道防港 混凝土衬砌渠道，防渗性能好，防液效果为004-0,14m3m2d): 减少海漏水量可达80%-95%，使用年限30-50年，糙率小，抗冲性 能好，能时高流速。在地形坡度较陆地区可节省连接建筑物，缩小架 道断面，减少土方工程量和占地而积，强度高，耐久性强，使于管理： 对各种地形、气侯和运行条件的大、中、小型渠道都能适用 3
3 （3）砌石护面防渗 砌石护面防渗是指用料石、块石、卵石、石板等进行浆砌，或用 卵石进行干砌挂淤等作为渠道护面而进行防渗的技术。石料衬砌渠道 抗冻、抗冲、抗磨及抗腐蚀性能好，施工简易，耐久性强，能适应渠 道流速大，推移质多，气候严寒等特点，适用于石料资源丰富，能就 地取材的地区，以及有抗冻和抗冲要求的渠道。砌石防渗一般均可减 少渠道渗漏量 70 ％ ~80 ％ 。 浆 砌 石 防 渗 效 果 大 致 为 0.09~0.25m3/(m2·d) ， 干 砌 卵 石 挂 淤 的 防 渗 效 果 为 0.20~0.40m3/(m2·d)，使用年限约为 25~40 年。 （4）膜料防渗渠道护面衬砌 膜料防渗渠道护面主要采用塑料薄膜和沥青玻璃毡等材料衬砌。 目前我国用于渠道防渗的塑料薄膜材料主要有：聚氯乙烯(PVC)、聚 乙烯(PE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)薄膜。采用塑料薄膜衬砌渠槽 防渗，其防渗能力强，质轻，运输便利，有较高的抗冻性和抗热性， 并具有良好的柔性和延伸性，施工技术简单，群众容易掌握。若用土 保护层时，造价较低，一般仅为混凝土防渗渠道的 1/3～1/4，但占地 多，允许流速小，适用于中、小型低流速渠道防渗；若用刚性保护层 时，造价较高，可用于大、中型渠道防渗。采用塑料薄膜衬砌渠槽防 渗，可减少渗漏量 80％～90％，防渗效果为 0.04～0.08 m3/(m2·d)， 使用年限约 20～30 年，其渠道糙率为 0.02～0.025。 （5）混凝土衬砌渠道防渗 混凝土衬砌渠道，防渗性能好，防渗效果为 0.04~0.14 m3/(m2d)， 减少渗漏水量可达 80％~95％，使用年限 30~50 年，糙率小，抗冲性 能好，能耐高流速。在地形坡度较陡地区可节省连接建筑物，缩小渠 道断面，减少土方工程量和占地面积，强度高，耐久性强，便于管理； 对各种地形、气候和运行条件的大、中、小型渠道都能适用
(6)沥青混凝土防海 沥青混凝土防渗能力强，适应变形能力较好，造价与混凝土相 近。一般适用于冻胀性士基，且附近有沥青料源的渠道。其防渗效果 好，为0.040.14m3m2d),使用年限20-30年。 21、如何防止渠道冻胀？ 在寒冷地区气温降至0℃以下时，常因渠床土壤水分冻结，土体 影张而使防渗体受到冻胀破坏。为此，必须采取一定的防治冻胀措流。 造成渠道冻胀的基本因素是水和温度。为防止陈胀，应尽量避免 冬季输水。防治冻紧有两种基本途径：一是抵抗冻胀破坏，消除冻胀 引起的结构变形：另一种是设法适应或减缩冻胀所产生的结构变形。 在我国当前的条件下，为了节省费用应以采取第二种途径为主，并根 据渠道冻胀规律因地制宜制定不同的防治措随。 常用的渠道防治冻胀措施，主要有以下几种： (1)降低渠基土壤水分，防止冻结过程的水分转移 降低渠基土壤水分的主要措施有：①修建填方渠道或暗渠：②井 除渠堤顶而的雪水，降低渠道两侧地段的地下水位：③处理好工作 缝和伸缩缝，防止采水渗入采基：④采岸植树，通过生物排水降低渠 基上壤水分： (2)采用有利于防治冻胀的衬砌结构形式及防渗材料：为适应 冻账变形，采用沥青混凝土衬砌或采用沥青玻璃纤维布油毡、塑料薄 膜与混凝土预制板两种材料复合衬砌结构形式。在石料丰富地区，可 采用砌厚不小于30cm的砌石结构，在地下水较深地区，小型渠道可 用“U”型或弧形渠道寄面。 (3)采用砂砾料换填：对混凝土、沥青混凝土和阋石防渗渠道， 当冻张量较大时，可采用以砂砾料换填渠基的措施： (4)铺设保温层：在防渗层下铺设保温层，也是一种效果显著
4 （6）沥青混凝土防渗 沥青混凝土防渗能力强，适应变形能力较好，造价与混凝土相 近。一般适用于冻胀性土基，且附近有沥青料源的渠道。其防渗效果 好，为 0.04~0.14 m3 /(m2·d)，使用年限 20~30 年。 21、如何防止渠道冻胀？ 在寒冷地区气温降至 0℃以下时，常因渠床土壤水分冻结，土体 膨胀而使防渗体受到冻胀破坏。为此，必须采取一定的防治冻胀措施。 造成渠道冻胀的基本因素是水和温度。为防止冻胀，应尽量避免 冬季输水。防治冻胀有两种基本途径：一是抵抗冻胀破坏，消除冻胀 引起的结构变形；另一种是设法适应或减缩冻胀所产生的结构变形。 在我国当前的条件下，为了节省费用应以采取第二种途径为主，并根 据渠道冻胀规律因地制宜制定不同的防治措施。 常用的渠道防治冻胀措施，主要有以下几种： （1）降低渠基土壤水分，防止冻结过程的水分转移 降低渠基土壤水分的主要措施有：①修建填方渠道或暗渠；②排 除渠堤顶面的雨雪水，降低渠道两侧地段的地下水位；③处理好工作 缝和伸缩缝，防止渠水渗入渠基；④渠岸植树，通过生物排水降低渠 基土壤水分。 （2）采用有利于防治冻胀的衬砌结构形式及防渗材料：为适应 冻胀变形，采用沥青混凝土衬砌或采用沥青玻璃纤维布油毡、塑料薄 膜与混凝土预制板两种材料复合衬砌结构形式。在石料丰富地区，可 采用砌厚不小于 30cm 的砌石结构。在地下水较深地区，小型渠道可 用“U”型或弧形渠道断面。 （3）采用砂砾料换填：对混凝土、沥青混凝土和砌石防渗渠道， 当冻胀量较大时，可采用以砂砾料换填渠基的措施。 （4）铺设保温层：在防渗层下铺设保温层，也是一种效果显著
的防冻胀措施，保温层厚度按《渠道防渗工程技术规范》SL18-91的 要求确定， 22、低压管道输水系统由哪几部分组成？ 低压管道输水灌溉系统组成可分为以下儿个部分。 (1)水源与取水工程 管道粉水滞酱系统的水源有并、泉、沟、渠道、纳坝、河湖和水 库等。水质应符合农田灌溉用水标准，且不含有大量杂草、泥沙等杂 物。并灌区取水部分除选择适宜机泵外，还应安装压力表及水表，并 建管理房。而在自压灌区或大中型提水灌区的取水工程还应设置进水 间、分水闸、拦污栅、沉淀池和水质净化处理设施及量水建筑物 (2)输水配水管网系统 输配水管网系统是指管道输水灌溉系统中的各级管道、分水设 连、保护装置和其他附属设施。在面积较大的灌区，管网可由干管、 分干管、支管、分支管等多级管道组成。 (3)给配水装置 一般称出水装置或出水口，主要作用是由地下输水管道向田间 沟、硅配水，如果出水口能连接下一级田间移动管道的话，则称为给 水栓。可以连接地面移动配水管道和多孔闸管系统。 (4)保护设备 保护设备主要指调压或进排气阀等，为防止水泵突然关闭或其它 事故产生的水锤，导致管道产生负压而变形、弯曲、破裂、吸扁等， 在管道系统首部或适当位置安装保护设备。 23、如何进行低压管道系统的规划布置？ (1)规划原则 ①应准确掌握规划区自然地理、水文气象、水文地质、表层土壤 工程现状、农业生产、社会经济以及地形等资料。②规划应在当地农
5 的防冻胀措施，保温层厚度按《渠道防渗工程技术规范》SL18-91 的 要求确定。 22、低压管道输水系统由哪几部分组成？ 低压管道输水灌溉系统组成可分为以下几个部分。 （1）水源与取水工程 管道输水灌溉系统的水源有井、泉、沟、渠道、塘坝、河湖和水 库等。水质应符合农田灌溉用水标准，且不含有大量杂草、泥沙等杂 物。井灌区取水部分除选择适宜机泵外，还应安装压力表及水表，并 建管理房。而在自压灌区或大中型提水灌区的取水工程还应设置进水 闸、分水闸、拦污栅、沉淀池和水质净化处理设施及量水建筑物。 （2）输水配水管网系统 输配水管网系统是指管道输水灌溉系统中的各级管道、分水设 施、保护装置和其他附属设施。在面积较大的灌区，管网可由干管、 分干管、支管、分支管等多级管道组成。 （3）给配水装置 一般称出水装置或出水口，主要作用是由地下输水管道向田间 沟、畦配水，如果出水口能连接下一级田间移动管道的话，则称为给 水栓。可以连接地面移动配水管道和多孔闸管系统。 （4）保护设备 保护设备主要指调压或进排气阀等，为防止水泵突然关闭或其它 事故产生的水锤，导致管道产生负压而变形、弯曲、破裂、吸扁等， 在管道系统首部或适当位置安装保护设备。 23、如何进行低压管道系统的规划布置？ （1）规划原则 ①应准确掌握规划区自然地理、水文气象、水文地质、表层土壤、 工程现状、农业生产、社会经济以及地形等资料。②规划应在当地农
业区划和地下水资源评价基础上进行：应与农田水利基本建设总体规 划相适应，做到因地制宜、统筹兼顾，全而规划、分期实施。③规划 中应进行多方案的技术经济比较，达到投资省、效益高、节水、节能、 省地及便于管理的目标。在进行技术经济比较时，宜以年费用最小为 主要依据选定规划方案。 (2)根据当地资料确定合理的管灌硅沟灌水技术要素。 (3)管道系统布置 管网布置形式根据水源位置、控制范围、地面坡度、田块形状、 作物种植方向等条件，有树枝状或环状两人类，常见有以下几种形式 若水源（机井位于田块一侧，常用“一字形、T形和L形三种 形式。这三种形式适用井的出水量2040m3h,控制面积6.710hm2, 田块的长究比b)不大于30. 若水源（机井）位于田块中心，常采用“H”型或环形。这两种 形式适用于井出水量40-60m3h,控制面积6.7-10hm,田块的长宽 比b)≤2。当长宽比大于2时，采用长“一”字形布置。 若水源位于田块一侧，控制面积较大成近似方形地块，作物种植 方向与灌水方向不同时，可布置成梳齿形、鱼骨形两种形式。这些布 置形式适用出水量60~100m3h,控制面积10-20hm,田块的长宽比 b产】的情况 在管道系统布置时，应注意以下原侧： 管道系统尽量采用单井管道系统，因这种布置形式输水距离短， 总流量小，没有井泉之间的干扰等，投资和运行费都是最经济的。但 是若单井出流量小于入硅流量，则应采用多井汇流管道系统 管道级数，应根据系统灌溉面积（或流量）和经济条件等因素确定。 对早作物区，当系统流量小于30mh时，可采用一级固定管道：系 统流量在3060mh时，可采用干管输水、支管配水两级固定管道： 6
6 业区划和地下水资源评价基础上进行；应与农田水利基本建设总体规 划相适应，做到因地制宜、统筹兼顾，全面规划、分期实施。③规划 中应进行多方案的技术经济比较，达到投资省、效益高、节水、节能、 省地及便于管理的目标。在进行技术经济比较时，宜以年费用最小为 主要依据选定规划方案。 （2）根据当地资料确定合理的管灌畦沟灌水技术要素。 （3）管道系统布置 管网布置形式根据水源位置、控制范围、地面坡度、田块形状、 作物种植方向等条件，有树枝状或环状两大类，常见有以下几种形式。 若水源(机井)位于田块一侧，常用“一”字形、“T”形和“L”形三种 形式。这三种形式适用井的出水量 20~40 m3 /h，控制面积 6.7~10hm2， 田块的长宽比(l/b)不大于 30。 若水源（机井）位于田块中心，常采用“H”型或环形。这两种 形式适用于井出水量 40~60m3 /h，控制面积 6.7~10 hm2，田块的长宽 比(l/b)≤2。当长宽比大于 2 时，采用长“一”字形布置。 若水源位于田块一侧，控制面积较大成近似方形地块，作物种植 方向与灌水方向不同时，可布置成梳齿形、鱼骨形两种形式。这些布 置形式适用出水量 60~100m3 /h，控制面积 10~20hm2，田块的长宽比 (l/b)≈1 的情况。 在管道系统布置时，应注意以下原则： 管道系统尽量采用单井管道系统，因这种布置形式输水距离短， 总流量小，没有井泵之间的干扰等，投资和运行费都是最经济的。但 是若单井出流量小于入畦流量，则应采用多井汇流管道系统。 管道级数，应根据系统灌溉面积(或流量)和经济条件等因素确定。 对旱作物区，当系统流量小于 30m3 /h 时，可采用一级固定管道；系 统流量在 30~60m3 /h 时，可采用干管输水、支管配水两级固定管道；
系统流量大于60m小时，可采用两级或多级固定管道。对于渗透性 强的砂质土灌区，末级还应增设地面移动管，以提高田间水利用率。 管道布置应力求总长度短、管线平直、诚少折点和起伏。支管走 向宜平行作物种植行：支管适宜间距为50150m,单向浇地时取较小 值，双向浇地时取较大值。给水栓（或出水口）应按灌溉面积均衡布设。 给水栓（或出水口）间距一般取12倍畦长(50-00m:对于大田作物， 单口灌溉面积控制在0.250.6hm,单向浇地取小值，双向浇地取大 值，菜区可适当加密。 24、低压管道灌溉系统的附属设备有哪些？ 附属设备是指能使管道安全、正常运行并实施科学管理的装置， 主要有给水装置和保护装置。 ①给水装置 给水装置是低压输水管道的主要田间礼水装置。给水装置形式较 多，目前常用的有螺杆压盖型、盖型、提拉型等。从材质上分两类， 一类为金属件、一类为塑料件。从用途上也可分两类，一·类是直接向 土架供水，称出水口，另一类是可以按下级软管或闸管系统，称为给 水栓。给水装置应尽量满足以下条件：结构简单，坚固耐用：密时性 能好，关闭时不浓不漏：水力性能好，局部水头损失小：整体性好， 开关方便，易于装卸：功能多，除供水外，尽可能具有进排气、消除 水锈、真空等功能，以保证管路安全运行：造价低 ②管道保护装置 为确保管道系统可靠运行和长期正常工作，管道系统必须安装保 护装置。保护装置包括进气装置、排气装置、过压保护装置和调压装 置. 进、排气装置：为防止停泵时管道系统中的水流倒流入井中致使 管内出现负压现象，以及在运行中大量空气集聚在管中产生气堵现
7 系统流量大于 60m3 /h 时，可采用两级或多级固定管道。对于渗透性 强的砂质土灌区，末级还应增设地面移动管，以提高田间水利用率。 管道布置应力求总长度短、管线平直、减少折点和起伏。支管走 向宜平行作物种植行；支管适宜间距为 50~150m，单向浇地时取较小 值，双向浇地时取较大值。给水栓(或出水口)应按灌溉面积均衡布设。 给水栓(或出水口)间距一般取 1~2 倍畦长(50~l00m)；对于大田作物， 单口灌溉面积控制在 0.25~0.6hm2，单向浇地取小值，双向浇地取大 值，菜区可适当加密。 24、低压管道灌溉系统的附属设备有哪些？ 附属设备是指能使管道安全、正常运行并实施科学管理的装置， 主要有给水装置和保护装置。 ①给水装置 给水装置是低压输水管道的主要田间灌水装置。给水装置形式较 多，目前常用的有螺杆压盖型、丝盖型、提拉型等。从材质上分两类， 一类为金属件、一类为塑料件。从用途上也可分两类，一类是直接向 土渠供水，称出水口，另一类是可以按下级软管或闸管系统，称为给 水栓。给水装置应尽量满足以下条件：结构简单，坚固耐用；密封性 能好，关闭时不渗不漏；水力性能好，局部水头损失小；整体性好， 开关方便，易于装卸；功能多，除供水外，尽可能具有进排气、消除 水锈、真空等功能，以保证管路安全运行；造价低。 ②管道保护装置 为确保管道系统可靠运行和长期正常工作，管道系统必须安装保 护装置。保护装置包括进气装置、排气装置、过压保护装置和调压装 置。 进、排气装置：为防止停泵时管道系统中的水流倒流入井中致使 管内出现负压现象，以及在运行中大量空气集聚在管中产生气堵现
象，应在管道系统首部安装必要的进、排气装置。常用的进、排气装 置有球阀型进排气阀、平板型进排气阀、活塞式进排气阀。 压力保护装置：当管道发生堵塞或未及时开启出水口时，会使管 道内水压力猛增，从而造成管道系统破坏。为了防止此类事故的发生， 在管道系统中必须安装压力保护装置。常用的压力保护装置有水泵 塔、调压井和集进气、排气和限压于一体的三用阀等。 25、低压管道灌溉系统的水力计算包括哪些内 容？ (1)设计流量的确定：首先确定系统的设计流量，然后根据不 同的布置形式和轮灌方式确定各级管道的流量 ①灌源系统设计流量 Q-0.0001ad 式中：为灌溉系统设计流量(m/)：a为控制性作物种植比例：重 为灌水定额(hm)；A为灌浙系统设计灌溉面积(m):n为灌溉水 利用系数，一般在0.8以上：t为日工作小时数(h/d),一殷为12一 16h/d:为灌水周期(d),E,￡为作物临界期日需水量(mm/d). ②树状管网各缓管道设计流量 0-片0 式中：为管道设计流量(m/s):为管道控制范围内同时开启的给水 栓（或出水口）个数：为全系统同时开启的给水栓（或出水口）个数。 ③环状管网各级管道设计流量应根据具体情况确定。单井单环设 计流量为灌溉系统设计流量的一半。 (2)水头损失计算 ①初选管径：根据经济流速计算。 初选管径计算式： d-188 式中：d为管道内径(mm),v为管内经济流速(m/s)。 ②水头损失 8
8 象，应在管道系统首部安装必要的进、排气装置。常用的进、排气装 置有球阀型进排气阀、平板型进排气阀、活塞式进排气阀。 压力保护装置：当管道发生堵塞或未及时开启出水口时，会使管 道内水压力猛增，从而造成管道系统破坏。为了防止此类事故的发生， 在管道系统中必须安装压力保护装置。常用的压力保护装置有水泵 塔、调压井和集进气、排气和限压于一体的三用阀等。 25、低压管道灌溉系统的水力计算包括哪些内 容？ （1）设计流量的确定：首先确定系统的设计流量，然后根据不 同的布置形式和轮灌方式确定各级管道的流量。 ①灌溉系统设计流量 Tt mA Q 0.0001 0 = 式中：Q0为灌溉系统设计流量(m3／h)； 为控制性作物种植比例；m 为灌水定额（m 3 /hm2）；A为灌溉系统设计灌溉面积(m2 )； 为灌溉水 利用系数，一般在0.8以上；t为日工作小时数(h/d)，一般为12～ 16h/d；T为灌水周期(d)，T=m/Ea，Ea为作物临界期日需水量(mm/d)。 ②树状管网各级管道设计流量 Q0 N n Q = 式中：Q为管道设计流量(m3 /s)；n为管道控制范围内同时开启的给水 栓(或出水口)个数；N为全系统同时开启的给水栓(或出水口)个数。 ③环状管网各级管道设计流量应根据具体情况确定。单井单环设 计流量为灌溉系统设计流量的一半。 （2）水头损失计算 ①初选管径：根据经济流速计算。 初选管径计算式： v Q d =18.8 式中：d为管道内径(mm)，v为管内经济流速(m/s)。 ②水头损失
管道沿程水头损失 h-/ 式中：h为沿程水头损失(m):L为管长(m):人感b为与管材有关的 参数。 管道局部水头损失 式中：h为局部水头损失(m:为局部损失系数：为重力加速度， 取9.8m/s2。 (3)管道系统设计扬程 ①管道系统最大和最小工作水头 在管道系统中，各给水栓（出水口）实行轮灌，因开启的出水口不 同，管道系统工作水头在一定范围内变动，这一个范围的上、下界， 就是管道系统最大、最小工作水头，为了确定管道系统的最大和最小 工作水头，应选择两个参考点，设参考点2和参考1分别为产生最大和 最小工作水头的出水口，其位置应视管道水头损失和地形而定，在平 原井区参考点1和参考点2分别为距水源最近和最远的出水口。 H=Z-Z+△a+∑h H=Z-Z+△Z+Σh 式中：儿、亿为管道系统最大和最小工作水头(m):乙为管道系统进 口高程(m)；Z、Z:为分别为参考点1和2的地面高程(m):△Z:、△Z: 分别为参考点1和2出水口中心线与地面高差(m),出水口中心线高程 应为所控制的田间最高地面高程加0.15m:∑，、∑么分别为管道系统 进口（管道系统与泵管连接处）至参考点1和2的水头损失(m),水头损 失包括管道沿程和局部水头损失以及出水口局部水头损失。 ②管道系统设计工作水头 H=(H+H)/2 ③管道系统设计扬程 9
9 管道沿程水头损失 L d Q h f b m f = 式中：hf为沿程水头损失(m)；L为管长(m)；f、m、b为与管材有关的 参数。 管道局部水头损失 g v hj 2 2 = 式中：hj为局部水头损失(m)； 为局部损失系数；g为重力加速度， 取9.8m/s2。 （3）管道系统设计扬程 ①管道系统最大和最小工作水头 在管道系统中，各给水栓(出水口)实行轮灌，因开启的出水口不 同，管道系统工作水头在一定范围内变动，这一个范围的上、下界， 就是管道系统最大、最小工作水头。为了确定管道系统的最大和最小 工作水头，应选择两个参考点，设参考点2和参考1分别为产生最大和 最小工作水头的出水口，其位置应视管道水头损失和地形而定，在平 原井区参考点1和参考点2分别为距水源最近和最远的出水口。 H max=Z2－Z0+△Z2+∑h2 H min=Z1－Z0+△Z1+∑h1 式中：Hmax、Hmin为管道系统最大和最小工作水头(m)；Z0为管道系统进 口高程(m)；Z1、Z2为分别为参考点1和2的地面高程(m)；△Z1、△Z2 分别为参考点1和2出水口中心线与地面高差(m)，出水口中心线高程 应为所控制的田间最高地面高程加0.15m；∑h1、∑h2分别为管道系统 进口(管道系统与泵管连接处)至参考点1和2的水头损失(m)，水头损 失包括管道沿程和局部水头损失以及出水口局部水头损失。 ②管道系统设计工作水头 H 0= （H max +H min）/ 2 ③管道系统设计扬程
H=H。+方一Z:+∑h 式中：为灌溉系统设计扬程(m):Z为机并动水位：∑么为水泵吸水 管沿程和局部水头损失之和(m). (4)水泵选型与配安 选用水泵的流量应满足灌瓶设计流量的要求，且不大于根据抽水 试险确定的机井出水量，扬程应根据灌凝系统设计杨程合理选定，在 灌凝系统设计流量下，应分别校核在管道系統取大工作水头和最小工 作水头下，水泵的工作点是否在高效区，若偏离过大应重新途泵或调 整管道系统设计。井用潜水泵的配套泵管，在经济上合理的情况下可 增大一级管径，但不应彬响水泵的安装和检修。 (5)管道系统工作压力校核 管道系统各管段的设计工作压力，应为正常运行情况下最大工作 压力的1.4倍。正常运行情况下，管道工作压力不得为负值。 26、改进的地面灌溉技术有哪几种？ 改进地面灌水技术包括采用先进的平地技术和地面灌水技术，改 进沟啡灌规格和技术要茶等。 (1)平整土地 局部平整土地的目的就是要消除一些不利耕作和灌溉的坑穴、废 沟、废堤和个别面积较小的高地或低地，使耕地基本满足一般的耕作 和灌水要求，以利于保水、保土、保肥，为农业高产稳产创造条件。 (2)沟、眭灌节水技术 ①小胜灌：小啡灌溉的特点是水流流程短，灌水均匀，只要管理 好，可显著减少深层渗漏，提高灌水均匀度和田间水利用率，减少灌 水定额，达到节水和增产的目的。 推广小眭灌溉由于硅块面积小，可以做到小平大不平对整个田块 平整度要求不高，只要保证小哇块内平整就行了，这样既减少了大面 10
10 H p= H 0 +Z0 －Z d +∑h0 式中：Hp为灌溉系统设计扬程(m)；Z d为机井动水位；∑h0为水泵吸水 管沿程和局部水头损失之和(m)。 （4）水泵选型与配套 选用水泵的流量应满足灌溉设计流量的要求，且不大于根据抽水 试验确定的机井出水量，扬程应根据灌溉系统设计扬程合理选定，在 灌溉系统设计流量下，应分别校核在管道系统最大工作水头和最小工 作水头下，水泵的工作点是否在高效区，若偏离过大应重新选泵或调 整管道系统设计。井用潜水泵的配套泵管，在经济上合理的情况下可 增大一级管径，但不应影响水泵的安装和检修。 （5）管道系统工作压力校核 管道系统各管段的设计工作压力，应为正常运行情况下最大工作 压力的 1.4 倍。正常运行情况下，管道工作压力不得为负值。 26、改进的地面灌溉技术有哪几种？ 改进地面灌水技术包括采用先进的平地技术和地面灌水技术，改 进沟畦灌规格和技术要素等。 （1）平整土地 局部平整土地的目的就是要消除一些不利耕作和灌溉的坑穴、废 沟、废堤和个别面积较小的高地或低地，使耕地基本满足一般的耕作 和灌水要求，以利于保水、保土、保肥，为农业高产稳产创造条件。 （2）沟、畦灌节水技术 ①小畦灌：小畦灌溉的特点是水流流程短，灌水均匀，只要管理 好，可显著减少深层渗漏，提高灌水均匀度和田间水利用率，减少灌 水定额，达到节水和增产的目的。 推广小畦灌溉由于畦块面积小，可以做到小平大不平对整个田块 平整度要求不高，只要保证小畦块内平整就行了，这样既减少了大面