長子縣低壓管輸水灌溉技術應用研究

摘要：低壓管輸水灌溉技術因其投資小、易管理、輸水效率高等特點，深受廣大農民歡迎。緊密結合長子縣地形、氣候和農作物種植特點，有針對性地提出適合長子縣發展的低壓管灌（以機井為水源）制度設計、工程設計和施工方法等方面的意見和建議。

關鍵詞：低壓管輸水灌溉；制度設計；工程設計；施工方法

中圖分類號：S275文獻標識碼：A 文章編號：2095－6835（2014）08－0003－02

低壓管輸水灌溉是以低壓管道代替明渠輸水灌溉系統的一種工程形式。采用低壓管道輸水，可以大大減少輸水過程中的滲漏和蒸發損失現象，輸水效率可以達到95%以上。同時，低壓管道輸水灌溉技術投資較小、安裝簡單、管理方便，農民易于掌握，非常適合在廣大農村推廣、運用。另外，低壓管道輸水灌溉也是實施小型農田水利建設的重要方法之一。

1低壓管灌溉制度設計

1.1作物種植比例

長子縣位于山西省東南部，共轄12個鄉鎮2個管理中心399個行政村，總面積1 029 km2，其中，耕地面積460.2 km2；總人口35萬，其中，農業人口近30萬，是山西省現代農業示范縣。根據調查，長子縣農作物以玉米、蔬菜為主，玉米種植比例為67%，蔬菜種植比例為33%.

1.2作物需水量的確定

作物的需水量是灌溉制度設計的重要指標。根據作物的生理需水和生長需水，參照省水科所的有關試驗資料，結合灌區的調查結果綜合分析確定，玉米需水量為4 200 m3/hm2，蔬菜5 250 m3/hm2。

1.3作物生長期降雨量和有效雨量

據長子縣氣象站1956—2008年實測降水資料進行頻率分析計算，并用皮爾遜Ⅲ型曲線適線，對不同作物其生育期的降雨量進行頻率點繪，計算出設計保證率情況不同的降雨量和對應的典型年，并以典型年進行同倍比縮放，求得設計年的有效降雨量（P=75%的典型年1978年，有效降雨量444.6 mm）。

作物生長期降雨量有效利用率按表1計算。

表1降雨量有效利用率表

日雨量/mm 小于5 5～30 30～50 50～100

利用率/% 0 80 60 40

根據典型年降水資料，各種作物生長期的有效降雨量計算結果見表2.

表2P=75%作物生長期有效雨量

典型年 作物 生長期 降雨量/mm 有效雨量 有效利用系數/%

起止時間 天數/d mm m3/hm2

1978年 玉米 04-21—09-30 160 328.6 219.04 2 247.3 68.4

蔬菜 05-01—09-30 120 318.6 212.38 2 249.1 70.6

1.4灌水定額計算

凈灌溉用水量采用水量平衡方程式估算，計算公式為：

.（1）

式（1）中：M——作物生長期灌溉用水量，m3/hm2；

E——作物需水量，m3/hm2；

P0——生長期有效降雨量，m3/hm2；

S——地下水補給量，m3/hm2；

△V——作物生長期初末的田間根系吸水層儲水量，m3/hm2。

由于項目區內地下水埋深較大，因此地下水補給量忽略不計。作物生長期初末的田間根系吸水層儲水變化△V很小，并且習慣于播前冬灌，因此△V也忽略不計。那么，上述式（1）

外檢漏成像圖譜。同樣可以發現SF6氣體外泄現象。

圖13電流互感器頂蓋處可見光圖圖14紅外檢漏成像圖

3結束語

實踐證明，利用紅外檢測技術對電力設備進行故障檢測是非常方便和有效的。利用熱像儀清晰、直觀的熱圖像和準確的溫度數據可以判斷出電力系統發熱、漏氣等不同類型的問題，為提高輸變電設備的狀態監測水平提供了有力的保障，有利于掌握設備運行狀況，合理安排檢修計劃，提高設備運行效率。總之，紅外檢測技術在輸變電設備中的應用具有非常重要的現實意義。

〔編輯：王霞〕

The Application of Infrared Detection in the Fault Diagnosis for

Electric Transmission and Transformation Equipment

Zhang Yong, Wang Jianmin, Yan Liting

Abstract: Nowadays, the infrared detection is widely used in electric system. It provides reliable method for the fault testing and diagnosis of the equipment. The accident occurrence is reduced and the reliable operation level of the equipment is improved by pre-knowing maintenance. By expounding the feature of infrared detection, some concrete applications of infrared spectroscopy in the fault diagnosis for electric transmission and transformation equipment is intensively introduced in this paper.

Key words: infrared detection; electric transmission and transformation equipment; fault diagnosis; SF6 gas

可簡化為：

M=E－P0.（2）

按公式（2）計算得到各種作物不同頻率的凈灌溉定額，具體情況見表3.

表3作物生長期凈灌溉定額（單位：m3/hm2）

保證率/% 作物 作物生長期

需水量 作物生長期

有效雨量 計算凈

灌溉定額 調整凈

灌溉定額

75 玉米 4 200 2 046.15 2 153.4 1 950

蔬菜 5 250 2 046.15 3 203.85 3 300

1.5灌溉制度設計

從各種作物的需水特性分析確定各種作物的灌水次數、灌水時間、灌水定額。另外，由于長子縣偏干旱，降雨量少，特別是冬、春季雨量更少，絕大部分土地播前墑情不足，不能保證適時下種，因此，冬、春匯地是本地區一次保墑的關鍵水。為此，春、秋匯地另列一項，不計入作物生長期的灌溉用水量內。冬、春匯地面積一般占總面積的75%左右，且以春匯為主，約占65%，秋（冬）匯地大約占10%. 夏澆平均灌水定額為450～750 m3/hm2。結合凈灌水定額計算值，再加春、秋匯地，求得各種作物綜合凈灌溉定額。根據當地歷年灌溉實際調查，結合《長子節水型社會建設試點縣實施方案》初步擬訂，一般生長期內玉米需灌溉兩三次。據此分析計算，并考慮灌溉的不均勻性，降水的不均勻性，對凈灌水定額適當調整，每公頃灌溉水控制在600 m3，安排灌水次數。P=75%玉米灌溉次數為3次，蔬菜灌溉次數為7次。灌水時間按作物生育期和灌水次數確定，其輪灌期控制在15～25 d，最長不超過一個月。根據上述計算結果，參照縣域內灌水習慣等制訂灌溉制度，見表4.

表4P=75%管灌作物灌溉制度表

作物

名稱 灌水

次數/次 灌水

性質 灌水定額

/ （m3/hm2） 灌溉定額

/（m3/hm2） 灌水

起止時間 灌水

天數/d 備注

玉米 1 播前 750 1 950 04-10—04-20 11

2 拔節 600 07-01—07-10 11

3 抽穗灌漿 600 08-01—08-10 11

蔬菜 1 生長期 600 3 300 04-20—04-30 11

2 450 05-10—05-14 5

3 450 06-01—06-04 5

4 450 06-20—06-24 4

5 450 07-05—07-09 5

6 450 08-01—08-04 5

7 450 08-14—08-19 5

綜合凈灌溉定額為：1 950×0.67+3 300×0.33=2 395.5 m3/hm2。

綜合毛灌溉定額為：2 395.5/0.8=2 994.375 m3/hm2。

2低壓管灌工程設計

2.1水源工程設計

長子縣低壓輸水管道灌溉工程以淺層地下水為水源，經過多年的抽水灌溉觀察，機井開采深度在60～80 m之間，單井出水量為20～30 m3/h，水位埋深50～60 m，水位降深15～20 m，水位降深穩定，水質符合灌溉標準要求。部分村莊地塊可采用濁漳河河水作為水源，采用滾水壩攔蓄河水，雍高水位后在河灘上修建進水涵洞將河水引入50 m3的進水前池，然后修建泵站將河道水加壓后進行管灌。

2.2機井設計流量

機井出水流量由水井抽水試驗確定，根據當地已有水井的出水量估計，新建水井的單井出水量為20 m3/h。

2.3單井控制灌溉面積計算

單井控制灌溉面積計算公式為：

. （3）

式（3）中：F0——單井控制灌溉面積，m3/hm2；

Q——單井出水量，m3/h；

T——灌溉周期，取15 d；

t——灌溉期間每天開機時間，取20 h/d；

η——灌溉水利用系數，管灌取0.80；

η1——干擾抽水的水量削減系數，取10%；

m——灌水定額，m3/hm2。

管灌區內機井出水量為20 m3/h左右，按式（3）計算，確定單井控制管灌面積約為6.633 hm2。

2.4管網布置

根據單井流量和控制灌溉面積、灌溉制度、田塊形狀、地形等情況布置管道系統。干管平行種植方向，干管間距100 m，支管基本垂直于干管，支管上給水栓間距50 m，單向分水。

3低壓管灌工程施工要求

3.1砼施工

用膠輪車運輸水泥、骨料，0.4 m3攪拌機拌制，2.2 kW振搗器振搗，人工灑水養護。施工中通過試驗確定配合比。機井工程應由具有專業機井工程施工資質單位承擔，按《機井技術規范》（GB/T 50625—2010）中相關技術要求施工。

3.2機井房、閥門井等建筑工程

通過招投標程序，由有施工資質的建筑企業承建。并嚴格按照設計進行施工，滿足并符合現行《砌體結構工程施工質量驗收規范》（GB 50203—2011）《鋼筋混凝土工程施工及驗收規范》（GB 50204—2002）《建筑地面工程施工質量驗收規范》（GB 50209—2010）等規范的要求。

3.3管槽土方開挖工程

管槽土方開挖按照設計方案，確定管槽的開挖寬度和深度，確保管道埋深在最大凍層以下，并應在局部地段做好外壓保護措施。土方開挖采用人工機械配合，回填用土就近堆放，棄土由自卸車運至棄渣場。

3.4田間管道敷設

田間管道敷設前要清除溝內雜物，并對金屬管件全部進行防銹處理。管道安裝完畢后，要逐一對各條管路按規范要求進行試壓，對滲漏處要及時處理。管道施工安裝應符合《室外給水管道安裝施工質量驗收規范》要求。

3.5高壓線架設

高壓線架設按《35 kV及以下架空電力線路施工及驗收規范》（GB 50173—92）進行，低壓地埋線敷設按《農村低壓電力技術規程》（DL/T 499—2001）進行，井泵、配電柜和其他電氣設備安裝均應執行電氣裝置安裝工程相關的施工和驗收規范。

參考文獻

［1］林性粹.低壓管道灌溉系統在我國北方渠灌區的發展［J］.水利水電技術，1989（04）.

［2］陳魯濱.幾種典型節水灌溉工程技術研究［J］.才智，2009（18）.

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作者簡介：馮曉麗，女，2001年畢業于山西省水利學校水利工程專業，助理工程師。

〔編輯：劉曉芳〕

Application of Low-pressure Zhangzi County Water Irrigation Technology

Feng Xiaoli

Abstract: The low-pressure pipe irrigation water because of its investment in small, easy to manage, water and high efficiency, the majority of farmers. Connection with the Zhangzi County topography, climate and crop characteristics, has put forward the development of suitable low-pressure pipe Zhangzi County irrigation（with wells for the water）comments and suggestions system design, engineering design and construction methods and other aspects.

Key words: low-pressure pipe irrigation water; system design; engineering design; construction methods

表4P=75%管灌作物灌溉制度表

作物

名稱 灌水

次數/次 灌水

性質 灌水定額

/ （m3/hm2） 灌溉定額

/（m3/hm2） 灌水

起止時間 灌水

天數/d 備注

玉米 1 播前 750 1 950 04-10—04-20 11

2 拔節 600 07-01—07-10 11

3 抽穗灌漿 600 08-01—08-10 11

蔬菜 1 生長期 600 3 300 04-20—04-30 11

2 450 05-10—05-14 5

3 450 06-01—06-04 5

4 450 06-20—06-24 4

5 450 07-05—07-09 5

6 450 08-01—08-04 5

7 450 08-14—08-19 5

綜合凈灌溉定額為：1 950×0.67+3 300×0.33=2 395.5 m3/hm2。

綜合毛灌溉定額為：2 395.5/0.8=2 994.375 m3/hm2。

2低壓管灌工程設計

2.1水源工程設計

長子縣低壓輸水管道灌溉工程以淺層地下水為水源，經過多年的抽水灌溉觀察，機井開采深度在60～80 m之間，單井出水量為20～30 m3/h，水位埋深50～60 m，水位降深15～20 m，水位降深穩定，水質符合灌溉標準要求。部分村莊地塊可采用濁漳河河水作為水源，采用滾水壩攔蓄河水，雍高水位后在河灘上修建進水涵洞將河水引入50 m3的進水前池，然后修建泵站將河道水加壓后進行管灌。

2.2機井設計流量

機井出水流量由水井抽水試驗確定，根據當地已有水井的出水量估計，新建水井的單井出水量為20 m3/h。

2.3單井控制灌溉面積計算

單井控制灌溉面積計算公式為：

. （3）

式（3）中：F0——單井控制灌溉面積，m3/hm2；

Q——單井出水量，m3/h；

T——灌溉周期，取15 d；

t——灌溉期間每天開機時間，取20 h/d；

η——灌溉水利用系數，管灌取0.80；

η1——干擾抽水的水量削減系數，取10%；

m——灌水定額，m3/hm2。

管灌區內機井出水量為20 m3/h左右，按式（3）計算，確定單井控制管灌面積約為6.633 hm2。

2.4管網布置

根據單井流量和控制灌溉面積、灌溉制度、田塊形狀、地形等情況布置管道系統。干管平行種植方向，干管間距100 m，支管基本垂直于干管，支管上給水栓間距50 m，單向分水。

3低壓管灌工程施工要求

3.1砼施工

用膠輪車運輸水泥、骨料，0.4 m3攪拌機拌制，2.2 kW振搗器振搗，人工灑水養護。施工中通過試驗確定配合比。機井工程應由具有專業機井工程施工資質單位承擔，按《機井技術規范》（GB/T 50625—2010）中相關技術要求施工。

3.2機井房、閥門井等建筑工程

通過招投標程序，由有施工資質的建筑企業承建。并嚴格按照設計進行施工，滿足并符合現行《砌體結構工程施工質量驗收規范》（GB 50203—2011）《鋼筋混凝土工程施工及驗收規范》（GB 50204—2002）《建筑地面工程施工質量驗收規范》（GB 50209—2010）等規范的要求。

3.3管槽土方開挖工程

管槽土方開挖按照設計方案，確定管槽的開挖寬度和深度，確保管道埋深在最大凍層以下，并應在局部地段做好外壓保護措施。土方開挖采用人工機械配合，回填用土就近堆放，棄土由自卸車運至棄渣場。

3.4田間管道敷設

田間管道敷設前要清除溝內雜物，并對金屬管件全部進行防銹處理。管道安裝完畢后，要逐一對各條管路按規范要求進行試壓，對滲漏處要及時處理。管道施工安裝應符合《室外給水管道安裝施工質量驗收規范》要求。

3.5高壓線架設

高壓線架設按《35 kV及以下架空電力線路施工及驗收規范》（GB 50173—92）進行，低壓地埋線敷設按《農村低壓電力技術規程》（DL/T 499—2001）進行，井泵、配電柜和其他電氣設備安裝均應執行電氣裝置安裝工程相關的施工和驗收規范。

參考文獻

［1］林性粹.低壓管道灌溉系統在我國北方渠灌區的發展［J］.水利水電技術，1989（04）.

［2］陳魯濱.幾種典型節水灌溉工程技術研究［J］.才智，2009（18）.

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作者簡介：馮曉麗，女，2001年畢業于山西省水利學校水利工程專業，助理工程師。

〔編輯：劉曉芳〕

Application of Low-pressure Zhangzi County Water Irrigation Technology

Feng Xiaoli

Abstract: The low-pressure pipe irrigation water because of its investment in small, easy to manage, water and high efficiency, the majority of farmers. Connection with the Zhangzi County topography, climate and crop characteristics, has put forward the development of suitable low-pressure pipe Zhangzi County irrigation（with wells for the water）comments and suggestions system design, engineering design and construction methods and other aspects.

Key words: low-pressure pipe irrigation water; system design; engineering design; construction methods

表4P=75%管灌作物灌溉制度表

作物

名稱 灌水

次數/次 灌水

性質 灌水定額

/ （m3/hm2） 灌溉定額

/（m3/hm2） 灌水

起止時間 灌水

天數/d 備注

玉米 1 播前 750 1 950 04-10—04-20 11

2 拔節 600 07-01—07-10 11

3 抽穗灌漿 600 08-01—08-10 11

蔬菜 1 生長期 600 3 300 04-20—04-30 11

2 450 05-10—05-14 5

3 450 06-01—06-04 5

4 450 06-20—06-24 4

5 450 07-05—07-09 5

6 450 08-01—08-04 5

7 450 08-14—08-19 5

綜合凈灌溉定額為：1 950×0.67+3 300×0.33=2 395.5 m3/hm2。

綜合毛灌溉定額為：2 395.5/0.8=2 994.375 m3/hm2。

2低壓管灌工程設計

2.1水源工程設計

長子縣低壓輸水管道灌溉工程以淺層地下水為水源，經過多年的抽水灌溉觀察，機井開采深度在60～80 m之間，單井出水量為20～30 m3/h，水位埋深50～60 m，水位降深15～20 m，水位降深穩定，水質符合灌溉標準要求。部分村莊地塊可采用濁漳河河水作為水源，采用滾水壩攔蓄河水，雍高水位后在河灘上修建進水涵洞將河水引入50 m3的進水前池，然后修建泵站將河道水加壓后進行管灌。

2.2機井設計流量

機井出水流量由水井抽水試驗確定，根據當地已有水井的出水量估計，新建水井的單井出水量為20 m3/h。

2.3單井控制灌溉面積計算

單井控制灌溉面積計算公式為：

. （3）

式（3）中：F0——單井控制灌溉面積，m3/hm2；

Q——單井出水量，m3/h；

T——灌溉周期，取15 d；

t——灌溉期間每天開機時間，取20 h/d；

η——灌溉水利用系數，管灌取0.80；

η1——干擾抽水的水量削減系數，取10%；

m——灌水定額，m3/hm2。

管灌區內機井出水量為20 m3/h左右，按式（3）計算，確定單井控制管灌面積約為6.633 hm2。

2.4管網布置

根據單井流量和控制灌溉面積、灌溉制度、田塊形狀、地形等情況布置管道系統。干管平行種植方向，干管間距100 m，支管基本垂直于干管，支管上給水栓間距50 m，單向分水。

3低壓管灌工程施工要求

3.1砼施工

用膠輪車運輸水泥、骨料，0.4 m3攪拌機拌制，2.2 kW振搗器振搗，人工灑水養護。施工中通過試驗確定配合比。機井工程應由具有專業機井工程施工資質單位承擔，按《機井技術規范》（GB/T 50625—2010）中相關技術要求施工。

3.2機井房、閥門井等建筑工程

通過招投標程序，由有施工資質的建筑企業承建。并嚴格按照設計進行施工，滿足并符合現行《砌體結構工程施工質量驗收規范》（GB 50203—2011）《鋼筋混凝土工程施工及驗收規范》（GB 50204—2002）《建筑地面工程施工質量驗收規范》（GB 50209—2010）等規范的要求。

3.3管槽土方開挖工程

管槽土方開挖按照設計方案，確定管槽的開挖寬度和深度，確保管道埋深在最大凍層以下，并應在局部地段做好外壓保護措施。土方開挖采用人工機械配合，回填用土就近堆放，棄土由自卸車運至棄渣場。

3.4田間管道敷設

田間管道敷設前要清除溝內雜物，并對金屬管件全部進行防銹處理。管道安裝完畢后，要逐一對各條管路按規范要求進行試壓，對滲漏處要及時處理。管道施工安裝應符合《室外給水管道安裝施工質量驗收規范》要求。

3.5高壓線架設

高壓線架設按《35 kV及以下架空電力線路施工及驗收規范》（GB 50173—92）進行，低壓地埋線敷設按《農村低壓電力技術規程》（DL/T 499—2001）進行，井泵、配電柜和其他電氣設備安裝均應執行電氣裝置安裝工程相關的施工和驗收規范。

參考文獻

［1］林性粹.低壓管道灌溉系統在我國北方渠灌區的發展［J］.水利水電技術，1989（04）.

［2］陳魯濱.幾種典型節水灌溉工程技術研究［J］.才智，2009（18）.

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作者簡介：馮曉麗，女，2001年畢業于山西省水利學校水利工程專業，助理工程師。

〔編輯：劉曉芳〕

Application of Low-pressure Zhangzi County Water Irrigation Technology

Feng Xiaoli

Abstract: The low-pressure pipe irrigation water because of its investment in small, easy to manage, water and high efficiency, the majority of farmers. Connection with the Zhangzi County topography, climate and crop characteristics, has put forward the development of suitable low-pressure pipe Zhangzi County irrigation（with wells for the water）comments and suggestions system design, engineering design and construction methods and other aspects.

Key words: low-pressure pipe irrigation water; system design; engineering design; construction methods