農(nóng)田水利工程中長距離輸水管道設(shè)計探討

張毅

摘要：在農(nóng)田水利工程的快速建設(shè)下，長輸管道的應(yīng)用比較多，長距離的輸送管道灌溉作為農(nóng)業(yè)灌溉中的一種，管道輸水的方式不僅能夠?qū)φ舭l(fā)的損失進(jìn)行減少，還可以降低滲透量，有效的提升水的使用價值。輸水管道的灌溉有著較強適應(yīng)性特點，在諸多農(nóng)田灌溉中十分常見。對于農(nóng)田灌溉工程來講，因為受到了地形方面的影響，我們需要重點考慮長距離輸送管道實際應(yīng)用階段存在的問題。本文主要基于作者實際工作經(jīng)驗，探究水利工程的長輸管道設(shè)計，希望能夠給有關(guān)項目的開展帶來幫助。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田水利;長距離;輸水管道;設(shè)計

前言：長距離輸送管道有著節(jié)約水資源、節(jié)省人力成本、節(jié)省能量和輸水快的優(yōu)點，就長距離輸送管道的設(shè)計進(jìn)行分析，我們必須按照地形現(xiàn)場的情況，準(zhǔn)確的計算出水利，充分發(fā)揮出輸水管道的自身優(yōu)勢，下面就以某個工程作為案例，分析農(nóng)田水利工程的長距離輸送管道設(shè)計，以供借鑒。

1 案例工程的概況分析

在M市的A鎮(zhèn)區(qū)中一個灌溉渠主要是處在半平川與半丘陵的山區(qū)，海拔的實際高度主要是950米至1000米，屬于干旱、半干旱氣候，然而灌溉區(qū)域中的土質(zhì)是壤土與砂壤土，其中壤土的容量是每立方厘米的容量約1.5g，農(nóng)田的含水量也達(dá)到一定程度，隨著灌溉區(qū)域的特性，整個工程建設(shè)需要打四眼機(jī)電井，并且還要建立相應(yīng)的井房，然后隨著農(nóng)田灌溉井的測試資料，單井的實際出水量最少在100立方米/小時，最多的出水量達(dá)到160立方米/小時，動水位大約在53米左右，井深差不多達(dá)到65米，不僅達(dá)到水質(zhì)要求，而且還能夠滿足灌溉的需求。通過實驗灌溉站的相關(guān)資料，大約有42立方米的平均灌水定額有所確定，同時還要在灌溉站中裝置四臺30千伏安的變壓器裝置，埋設(shè)的管路深度主要為6045米，設(shè)置出1.4米的低壓線路，一千一百五十畝的灌溉范圍。之后結(jié)合實際情況，布置好管路，采取單井獨立的方式，而管路最好是避免耕作地的開挖，盡可能的沿著道路進(jìn)行開挖埋設(shè)，便于后期的維修和檢修工作開展。管道還應(yīng)采取樹狀管網(wǎng)方式進(jìn)行布置，干支兩級應(yīng)對管路進(jìn)行固定好，而毛渠是臨時修筑的土渠，結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況，出水口間距設(shè)置在一百米的距離，支管的間距則是在1000米，由于該地塊是以砂土為主的，固定性較差，滲漏問題嚴(yán)重，所以我們需要對單出口的水量進(jìn)行控制，不能太小，避免滲漏。在一個輪灌組中就需要設(shè)置兩個出水口，各井出水量需每小時設(shè)計125立方米，輪灌組出水口分別設(shè)置在支管上面。

2 水利的計算方式

水利工程管道水力學(xué)的計算內(nèi)容包含水頭損失、管道壓力線、水錘的影響和管道的過流能力。

2.1 流量計算方式的設(shè)計

2.2 水頭實際的損失分析

在本公式中得知，hf沿是指沿程水頭的損失，L指的是管路實際的長度，d表示管道內(nèi)徑的長度為多少米，λ是指摩阻的系數(shù)、m是指流量指數(shù)，n代表著管徑的指數(shù)。λ=0.948×105m=1.77n=4.77。結(jié)合以上公式，對管網(wǎng)不利管線進(jìn)行確定，計算沿程水頭實際的損失量，累積作為總的損失量。

第二，局部的水頭損失。將10%沿程水頭的損失作為局部的水頭損失，這是hf局=0.1hf沿。

2.3 管道壓力線

農(nóng)田水利工程的長距離輸水管道應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)場復(fù)雜地形，總水頭的損失是比較大的，保證正式運行過程的有壓管道所有點不會存在著負(fù)壓形式。管道內(nèi)部的負(fù)壓問題出現(xiàn)，會造成管內(nèi)水流釋放氣體，使得管道內(nèi)部集氣運行，對管道運行效果有著直接影響，還造成管道供水不能達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。管道如果說產(chǎn)生負(fù)壓的問題，就會使得管道壓力線在管頂線下，在計算階段的壓強水頭、測壓管的水頭以及水頭的數(shù)值等，依據(jù)實際情況，對基準(zhǔn)面作出計算，而基準(zhǔn)面的計算在最早的時候是出現(xiàn)在管道壓力中的，計算的結(jié)果可以保證管道所有斷面壓力線高出管頂，以確保高度與規(guī)定要求吻合，使得管道正式運行時候，可以對壓力變化適應(yīng)。

2.4 水錘影響

水流流速變化是造成水錘問題產(chǎn)生的主要因素，制藥管道內(nèi)部流速出現(xiàn)變化，管道系統(tǒng)壓力就相應(yīng)有所變化。水錘大小、水錘波波速呈現(xiàn)出正比例關(guān)系，若是水錘的波速越大，那么水流流速就會響應(yīng)有所改變，水錘也就越來越大。水錘波在管道中較為重要，依據(jù)有關(guān)資料的分析得知，如果說管道屬于長距離低流速管道，理論計算的正常關(guān)閉檢修，并且水錘的壓力較低，這就表明存在著意外積氣的問題，極易產(chǎn)生失誤地問題。而誤操作也是造成水錘升壓的主要因素。為有效的避免水錘的升壓會破壞管道，我們應(yīng)該及時的進(jìn)行防護(hù)處理。減緩水在管道系統(tǒng)流速變化對機(jī)械波傳遞的速度進(jìn)行減慢，水錘影響便可得到有效的控制。

3 對配套關(guān)鍵以及附屬設(shè)施的設(shè)計

灌溉區(qū)域的地形坡度差大約在35%，坡度差較大，為實現(xiàn)對靜水壓力問題的解決，我們可以采取長輸管道的方式。因此，人們通常需要設(shè)置消能池和減壓閥，對類似的問題進(jìn)行處理。

在各眼井管路首段的位置，安裝安全閥。對給水栓出水造成的毛渠損壞問題進(jìn)行預(yù)防，每個給水栓位置能夠構(gòu)建一個消能池，尺寸大小為高度在62厘米，80厘米的內(nèi)徑，壁的厚度為10厘米，底板則是應(yīng)用混凝土實現(xiàn)密封處理。

另外，因為這個工程共設(shè)置出33個給水栓，而給水栓則是采用螺桿的方式，水栓體與豎管之間采用承插連接，并且應(yīng)用鐵絲綁扎好。管道溝的深度則是在1.9米，底部的寬度為0.6米，在開挖的過程中，毛渠應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場和設(shè)計圖紙，對其進(jìn)行施工建設(shè)，若是修筑毛渠不能滿足不沖、不淤地要求，還需在管道、水泵連接的位置，對壓力表和安全閥進(jìn)行設(shè)置。

結(jié)束語：

總而言之，使用輸水管道實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的灌溉有著諸多優(yōu)點，在長距離輸水管道設(shè)計階段，我們需要分析灌溉區(qū)域地形情況，尤其是水錘影響和管道的壓力，對水力進(jìn)行精確的計算，進(jìn)而服務(wù)于廣大的農(nóng)民群眾，做好農(nóng)田的灌溉工作，幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

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