低压管道输水灌溉工程技术规范(井灌区部分)条文说明St34s重点

本文由lwhdr1贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 , 中华人民共和国行业标准 低压管道输水灌溉工程技术规范 井灌区部分 条 文 说 明 目 次 总则 工程规划 工程设计 水泵选型与配套 管材与连接件 附属设备 工程施工与设备安装 工程验收 运行与维护 总 则 在管道系统 自流或扬水站灌区的低压管道输水灌溉工程 的规模和运行方式上均与井灌区有较大差异 国内在自流与扬水 站灌区的低压管道输水灌溉工程尚处于试点阶段 制标条件尚不 成熟 所以 本规范仅针对井灌区编写 适用于井灌区低压管道 输水灌溉工程 井 水泵 管道及田间工程是低压管道输水灌溉工程的组 成部分 在拟开发的井灌区 井位确定应考虑管道系统布置 在 已成井灌区 可考虑重新适当划分各机井的保浇面积 以降低管 道投资 水泵与管道系统在水力联系上是一个整体 田间工程配 套水平及其与管道系统布置相互适应 是工程发挥高效益的重要 环节 因此条文中强调把上述各组成部分作为一个整体来考虑 机井是低压管道输水灌溉工程的组成部分 机井完好 管 道灌溉工程才能发挥效益 所以必须对管道灌溉工程中的机井加 以规定 农用机井技术规范 已对机井作出规定 本规范予以采 用 对不达指标的现有机井 应通过技术改造 使其符合完好机 井的要求 再进行低压管道输水灌溉工程建设 以保证工程发挥 实效 工 和分析 面积等 水文气象资料 等 降水 程 规 划 资料是制定规划的主要依据 引用资料应进行必要的核实 做到切实可靠 规划应搜集下列资料 自然地理概况 规划区地理位置 地形地貌特征 耕地 蒸发 气温 无霜期 冻层深度 水文地质资料 地下水资源评价 单井出水量 历年采 补状况 水质和地下水水位动态等 土壤资料 根系活动层土壤类别与分布 土壤水分特征 及物理化学性质等 灌排工程现状 已有工程及配套设施 控制面积 田间 工程配套状况 各部门用水量等 农业生产资料 作物种类 种植比例 复种指数 耕作 制度 灌溉制度 灌水方法 单位面积产量 农户土地划分状况 等 社会经济资料 人口 劳力 历年产量 农产品价格 农工副业产值 人均收入 经济发展规划 建材交通与能源条件 等 地 形 图 规 划 用 或 设 计 用 或 规划方案的技术经济比较 应以效益费用比为主要依据 但在井灌区低压管道输水灌溉工程的多方案比较时 多在效益相 同的前提下进行 此时年费用最小与益本比最大等效 灌溉排水渠系设计规范 规定 旱作物为主的缺 丰水地区为 水地区灌溉设计保证率为 考虑到低压管道输水灌溉工程主要在我国缺水地区大面积实施 地下水保证程度较高 为保证工程效益 管道灌溉的设计保证率 不宜定得太低 同时我国华北水资源特别紧缺 一些地方已在提 倡搞不充分灌溉 因此 灌溉设计保证率又不宜定得过高 根据 七五 期间的大面积实践 多数地区采用 的保证率取得了 显著的经济效益 已为地方所接受 可是我国地域辽阔 不宜分 得太细 故定为不低于 为了不束缚特别缺水地区降低灌溉保证率 采用不充分灌溉 故在标准用语上采用 宜 字 低压管道输水灌溉工程中 管材在运行中应是不漏水的 但由于安装水平和连接件的止水性能还不能令人满意 大面积推 广应用实践表明 塑料管材的管系水利用系数可达 当地材料预制管接头多 现场浇筑混凝土管的抗渗性还不够理想 管系水利用系数差异较大 但只要注重制管和施工质量 经过努 力 应能达到 田间配套水平对节水效果影响很大 只有提高田间配套水 平 才能实现综合节水 因此本条强调要提高配套水平 并用田 间水利用系数不小于 来要求 在限制毛渠长度 正确实行畦 沟 灌的条件下 田间水利用系数可以达到 以上 正确执行规范有关规定后 灌溉水利用系数即可达 以上 管道灌溉规划应充分利用地下水资源评价成果 同时要考 虑配套设备在灌溉期间是否能提出全部可采量 由于目前地下水 可采量成果的精度 开发后采补条件可能发生变化等 对已成井 灌区 本条规定要根据多年运行资料 对地下水资源评价成果加 以复核 使规划更加可靠 采用一口井一个管道系统 由于输水距离近 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 故一般情 况下应尽量采用单井管道系统 但是 也有单井出流量小于入畦 流量 需要多井汇流等情况 多井管道系统不能不用 规定了通过技术经济论证 可采用多井系统 因此本条 树状管网与环状管网在井区管道灌溉中应用均相当广泛 一般情况下接近正方形的地块宜采用树状管网 长条形地块宜用 山 环状管网 多数情况下需作方案比较才能确定合理的形式 本条所提流量与管道级数的配合 是根据河北 山西 东等省的情况归纳提出的 对于透水性大的沙质土灌区 为达到田间水利用系数不小于 的要求 尚需要增设地面移动管 近年实践表明 灌区内固定管道长度 不计远距 支管间距 离输水位于灌区以外的管长 在 可达到本规范规定的技术指标 给水栓 或出水口 间距按 倍畦长 或毛渠长度 计算 大面积实践表明 单口灌溉面积多在 之间 这对于大田旱作物区是适用的 菜区宜适当加密 畦 列表 成 表 东 山西 沟灌水要素对工程布置和节水效果极为重要 本条所 是由 水工设计手册 表 和表 综合而 引自 水工设计手册 表 表中数据与山 河南等省的试验和总结资料一致 工 程 设 计 其值为 灌溉系统设计流量是选配水泵和初选管径的依据 灌水高峰期所需流量 但是机井出水量应为系统设计流量的上限 当水泵流量小于灌溉所需流量时 必须减少灌溉面积或调整种植 比例 以使灌溉系统设计流量不大于水泵流量 各级管道的设计流量用于初估管径和计算管道系统的最 大 最小工作水头 虽然不同给水栓 或出水口 开启时 由于 水泵工作点变动而有不同的流量 需经水泵工作点计算确定 但 在计算管道设计流量时 可按各给水栓 或出水口 平均出流考 虑 环状管网是平原井区管道布置的适用方案之一 最普遍的 环长的出水口 是单井单环网 在该情况下 距入水口距离为 开启时 管道系统的工作水头最大 是单环网管道设计的控制情 况 此时环中每支的流量为入网流量的一半 因开启的出水口不同 管道系统的工作水头在一定的范围 内变动 这个范围的上下界 就是管道系统最大 最小工作水头 是管道设计 管材选择及水泵工况核算的依据 管道灌溉系统因不同给水栓 或出水口 开启 水泵工作 点将在某个范围内变动 计算系统能耗时 以最大 最小工作水 头的平均值来近似设计工作水头 可减少工作量 其误差是可以 接受的 用管道系统的设计工作水头 平均工况 来选泵 是考虑 到管道灌溉系统的水泵运行工况不是水泵特性曲线上的一个点 而是一个范围 若按最大扬程近于水泵额定扬程来选泵 将使水 泵工作点偏于小于额定扬程的一边 最小扬程时工作点可能位于 高效区之外 以平均工况选择水泵 会使水泵工作点变动在额定 点左右 有利于节能 而最大扬程与最小扬程的工作点 即工作 点范围的上下界 规范第 将通过工作点核算 使其位于高效区内 在本 条中作了规定 本条采用的公式与参数 部分引自 喷灌工程 技术规范 薄壁塑料管在地埋条件下有较大的变形 致使摩阻增 大 据山西省水科所对地埋薄壁 管埋土前与运行半年后现 场测试 半年后摩阻系数比埋土前增大 因此表 的注中 规定了地埋薄壁塑料管的 值 水泥沙土管的 值引自山东省水 科所测试资料 地面软管的水力性能研究尚不充分 所以未列出 给水栓 或出水口 的水头损失 据北京市水科所 山西 省水科所对十几种出水口的测试 绝大多数出水口局部水头损失 在 范围内 由于目前产品定型的不多 局部损失资料 缺乏 故本条规定了局部损失值 供无资料时参考使用 提出的管道流速是根据 七五 期间实践归纳 仅用于初 估管径 在初估管径后 尚需经过技术经济比较 确定各管段直 径 管道的设计工作压力 应包括正常运行时 不含冲击压 力 的最大工作压力和正常运用时常发生的冲击压力 在低压管 道输水灌溉系统中 出水口的启闭由人工操作实现 水锤压力 不是最大值 是不可避免的 而且因管道工作压力低 水锤压力 与工作压力的比值较大 美国 标准 地下热塑性灌 未包括冲击压力的工作压 溉管道的设计 安装和性能 规定 力 应不超过管材公称压力级的 由此可换算出管材公称 压力应不小于 倍正常工作压力 不含冲击压力 本规范引用 这一规定 当地材料管的水击波速大于塑料管 至少也应留出这 一裕度 所以文中没有限定管材 设有单向阀 包括潜水泵体内设有单向阀 的管道系统 其最高与最低水锤压力通常都在事故停泵中出现 核管道强度的依据 水锤情况下的内水压力 由于作用时间短 故以此作为校 应作为校核荷 载对待 用采取防护措施的办法 之内 规定 防冲池设置目的 限制水锤时内压力在一定范围 的 可以确保管道安全 采用美国农业部水土保持局 素混凝土灌溉输水管道 在于消除多余水能 保护土渠不被冲 刷 因此防冲池底必须低于地面至少 设置泄水阀与渗水井 有利于竖管防冻和检修时作业 埋于冻层下且埋深不小于 的管道 其温度变幅小且 速率慢 又处于周围土壤的约束中 温度伸缩量小 我国北方井 区大面积低压管道输水灌溉工程中 绝大部分未安伸缩节 均能 安全运行 但为安全计 应控制施工温度 且条件许可时也可设 伸缩节和柔性接头 水泵选型与配套 低压管道输水灌溉系统的运行工况 随开启的出水口的不 同在一定范围内变动 为使机井装置在长期运行中具有较高的平 均效率 水泵应依据表示系统平均运行工况的灌溉系统设计流量 和设计扬程选定 水泵运行工况因开启的出水口不同而有较大的变动范围 这时尽管水泵在设计工况下满足 条的要求 但其长期运行 的平均效率仍然可能不高 甚至实际运行工况点超出水泵的允许 工作范围 故规定应分别校核管道系统最大工作水头和最小工作 水头下水泵的实际工况 水泵的吸水管和出水管应视为管道系统的延伸 其管径应 与管道系统统一确定 但井用潜水泵通常使用生产厂配套的泵管 使用部门反映其管径偏小 水头损失偏大 故规定在经济合理且 不影响安装和检修前题下 泵管可增大一级管径 水泵和配套设备的出厂技术指标和目前技术状况是利用和 改造机井装置的重要依据 应通过收集产品使用说明书 产品铭 牌 产品样本 验收测试报告等技术资料和进行必要的技术测试 切实掌握 利用现有机井装置建设低压管道输水灌溉工程 应考虑联接 管道系统对水泵运行工况的影响 这种影响是否有利于提高水泵 工作效率 主要取决于井 泵原有的配套状况 检修和技术改造 也能在一定程度上恢复或提高机井装置性能 减少不合理的水头 损失 有利于联接管道系统运行 此外 还应考虑利用现有机井 装置对管道系统设计的影响 如水泵扬程偏低时 仍勉强利用 往往造成管径设计偏大 反而不够经济合理 鉴于利用现有机井 装置所涉及的问题比较复杂 故本规范规定应进行技术论证和经 济分析 机井装置通常认为包括动力机 水泵 吸水管路和出水管 路 底阀 传动装置等 输配水管道系统属于机井的田间配套设 施 不应作为机井装置的组成部分 分析表明 在上述前题下 机井装置效率的概念以及 农用机井技术规范 规定的指标仍可 用于评价低压管道输水灌溉工程的机井装置 但有效扬程应采用 更一般的表述 根据机井装置效率的定义 采用管道输配水时的 有效扬程应为管道系统进口处的压力水头与至该点的净扬程之和 管材与连接件 低压管道输水灌溉工程目前所用管材种类很多 如各种塑 料硬管 再生 再生 水泥制品管 水泥砂 土 水泥石屑 水泥炉渣 石棉水泥 薄壁混凝土 现场浇筑混 凝土管 一次成型现浇 二次成型现浇 内衬塑料薄膜现浇 地 埋改性 软管 水浸密实灰土地埋软管 还有瓦管 陶管 无 水泥粉煤灰管 氯氧镁水泥管等等 连接件和管材材质相配 也 有水泥制品 塑料 铁件等 各地根据自己的实际条件 因地制 宜地研制应用各种管材和连接件 这对推动低压管道输水灌溉技 术的发展确实起到了一定的作用 但也存在一些具体问题 如过 份强调低造价而忽视长期使用性能 没有严格的技术性能指标要 求等 因此 由管材和连接件的质量而造成返工或使工程报废的 例子时有发生 管材和连接件是低压管道输水灌溉工程的主要组 成部分 其投资占整个工程投资的 左右 为保证工程正常运 行 规范中必须对管材及连接件的要求给予明确规定 为简便起 见 本条将管材和连接件分为现场制作和非现场制作两大类 由 于国家 或地方 定型产品对产品规格 技术性能指标有明确规 定 且有标准的检验测试方法保证测试结果准确 因此本条规定 非现场制作管材与连接件应为定型产品 但考虑到满足低压输水 要求的管材种类很多 定型和标准化工作一时难以及时跟上 因 此在定型产品外也可使用经过技术鉴定的非定型产品 对于现场 制作的管材和连接件 鉴于标准化工作尚未跟上 而现场制作质 量波动较大 故要求除须经过技术鉴定外 还特别作了施工时质 量不得低于鉴定时指标的规定 实践中一些应用单位曾误将管材的爆破压力理解为管材可 承受的最大工作压力 致使管道运行中无安全系数保障 故本条 强调管材的公称压力 而非爆破压力 应等于或大于管道系统的 设计工作压力 本条规定是为保证整个管道系统的可靠度一致 本条规定系引自美国农业部水土保持局规范 素混凝土灌溉输水管道 早期低压管道输水灌溉工程多选用管壁较厚 单价较高的 塑料管 在 七五 期间 水利部将薄壁 和双壁 的研制 应用纳入攻关课题 组织水利科研及轻工部门联合攻关 研制出 管 在性能完全满足低 了适宜低压输水灌溉用的薄壁 双壁 压输水的基础上大大降低了管材单价 该项成果的推广应用有力 地促进了低压管道输水灌溉技术的发展 目前应用薄壁 双壁 管的面积已超过 万亩 生产薄壁 管的厂家数十家 遍布北方缺水各省区 国家标准 低压输水灌溉用薄 壁硬聚氯乙烯 管材 也已于 年 月由国家技术 监督局发布 双壁 管的行业标准制定工作也已完成报批稿 因此 若选用按国家标准和行业标准生产的薄壁 和双壁 管 可在相对低造价的基础上充分保证工程质量 另外 薄壁 管和薄壁 管也在一些省市有了越来越多的应用 山西省还制定 管的标准 所以 本条规定了低压输水塑料管宜选用 了薄壁 薄壁或双壁塑料管 国外曾对地埋 管的变形进行了长期观测和大量研究 结果表明 其径向相对变形率为 时 管材的强度和管内介质 作为最大允 流态均不受多大影响 因此 欧美各国普遍采用 许变形率 我们也以此为准 近几年来 水科院 天津水科所 山西水科所等也对薄壁 薄壁 管在外压作用下的变形率进 行了室内外系统试验 成果表明只要回填土达到要求的密实度 沟宽沟深也按设计要求规定 则在田间荷载的作用下 薄壁管的 变形率均不大于 此条规定实施中是可行的 管道径向变形 量的计算方法我们仍沿用国外推荐的斯潘格勒公式 于附录 中 塑料材质焊接成型的连接件为非定型产品 并将其详述 常采用的材质 为硬聚氯乙烯 其焊缝强度应有所要求 本条是参照 给水用硬聚氯乙烯管件 的要求提出的 对于高密度聚乙烯 连接件从偏于安全考虑也可适用 均系参照中国工程建设标准化协会 室外硬聚氯 乙烯给水管道工程施工及验收规程 作出的规定 美国农业部规范 素混凝土灌溉输水管道 规定素混凝土灌溉输水管的最大工作压力不大于试验确定的静水 根据国家 七五 攻关课题 低压管道输水灌溉技 压力的 术 的研究及统计资料 用于低压输水的水泥预制管多为挤压制 管 其爆 破 压 力 在 之间 抗渗压力在 之间 若确定工作压力为抗渗压力的 则工作压力仅可在 之间 这样可工作压力太低适用性太小 而取抗 渗压力的 为安全系数 确定工作压力在 之间 在此情况下一般都能正常运行 故确定最大工作压力为抗渗压力 的 引用美国农业部规范 素混凝土灌溉输水管 道 的规定 根据国家 七五 攻关课题 低压管道输水灌溉技术 研 究成果 并参照国家标准 混凝土和钢筋混凝土排 水管 有关数据确定 美国混凝土协会标准 现浇素混凝土管规范 规 定 现浇素混凝土管混凝土强度在经常冻融环境中应不小于 一般则为 由于美国现浇管直径一般 均 大于 而我们的现浇管直径一般小于 所以管体混凝土强度可 相应减小 根据国内统计资料 的现浇混凝土管其混 号 的现浇混凝土管其混凝土标号为 凝土标号为 号 这两种标号的现浇混凝土管最低抗渗压 力可 达 低压输水是可行的 土强 度 不 低 于 行的 故本条提出管径 及以下的混凝 以上的不低于 是可 引用美国混凝土协会标准 现浇素混凝土管规范 的规 定 管道外压强度可用非破坏性试验估算 作用荷载则为管道所 倍 试验时以无纵向裂缝为合格 承受的最大土荷载的 根据国家 七五 攻关课题 低压管道输水灌溉 技术 研究成果 并参照国家标准 混凝土和钢筋混凝土排水管 有关数据确定 附 管道系统中 属 设 备 给水 泄水 目前多数情况下均设有分水 安全保护 主要是进排气阀或限压通气管 等设备 量水设备因 投资 水头损失及磨损等原因 仅有少数系统设置 考虑到节水 是我国的基本国策 而节水必须计量 所以本条将量水设备与分 水 给水 安全保护和泄水设备并列 要求配置 由于低压管道输水灌溉工程在我国发展的时间较短 与其 相应的附属设备多数尚未定型 因此本条规定非定型产品也可使 用 但为了保证质量 规定必须经技术鉴定 并应有出厂合格证 量多 操作 给水栓 或出水口 是管道系统运行的主要操作设备 数 且多安设于地面 运行环境条件差 因此必须牢固和便于 由于目前给水栓 或出水口 标准化工作尚未跟上或尚未 具备条件 因此除 条对其耐压能力加以限定以确保安全外 本条规定应有密封水压值和局部损失资料 以便确保节水和正确 运用 系根据当前管道输水灌溉工程中已应用的实例总 结 并参照美国农业部水土保持局规范 素混凝土灌溉输水管 塑料地下灌溉输水管道 和日本土地改良工程规划设计规 道 范 管道输水工程设计 制定 安全阀的排放能力在美国农业部水土保持局规范中规定 在管道压力不大于管道允许工作压力的 时 安全阀的过流 能力应达管道设计流量 中国水利水电科学研究院与湖北省云梦 县喷灌机厂在 系列安全阀的使用说明书中规定 用于 关阀水锤防护 安全阀额定排量不小于管道设计流量的 选用 于超压防护与充水水锤防护时 可按管道流量的 规定采用美国农业部水土保持局规范的规定 用 本条 考虑到投资能力和灌溉量水的实际需要 把计量精度定为 工程施工与设备安装 规定了施工安装应按设计进行 不得随意更改设计或材 料 这对于确保工程质量 达到设计要求 发挥工程效益是非常 必要的 和 对管槽开挖