重力流输水在灌溉工程中的应用

1、重力流输水在灌溉工程中的应用重力流输水在灌溉工程中的应用重力流输水是一种比拟理想的供水方式，它具有省电、节能、投资盛本钱低、运行管理简单、方便等优点。门头沟区清水镇黄安坨村灌溉工程的源水输送就是利用地势高差采用重力流输水。重力流输水有它的特殊性，采用重力流输水要具备一定的特殊条件，而选用重力流输水的根本条件就是要有一定的地形高差，这个地形高差要满足灌溉系统的水头损失及灌水器的水头要求。为此，结合黄安坨村灌溉工程的实际情况，介绍黄安坨村灌溉工程在取水、输水管道及调节构筑物的选择上是如何满足重力流输水的选用条件的。1、黄安坨村灌溉工程的供水方式黄安坨村灌溉工程是为理解决村内地块灌溉而兴建的，黄安坨

2、村灌溉工程地块面积250亩，灌溉面积221亩，地块内种植杏扁及核桃，采用小管出流的灌溉方式，地块内高差129。根据管道系统的水头损失及灌水器的工作水头要求，在1094高程处新建水池1座。黄安坨村灌溉工程是利用村南山上的两座塘坝的塘坝水作为水源，两座塘坝的总库容为2.5万3，年供水才能5.5万3，塘坝距地块约500，水源塘坝处已接出dn63的PV-U管，但未铺设到地块附近，尚需铺设部分dn63的PV-U管将水源引到地块处。塘坝取水口高程为1144，新建水池高程为1094，地形高差为50，连接水源塘坝与地块的管道总长为558米，因此根据输水管所提供流量进展水量平衡计算。1水源来水流量计算，采用水力

3、学中有压管道吞没出流长管计算公式计算式中：Q来水流量，3/s；H水源处到地块的高差，50；l管道长度，558；A管道过水断面积，2；谢才系数，1/2/s；R管道水力半径，。现有输水管采有dn63PV-U管，计算得水源稳定流量为223/h。2灌溉用水量计算式中：Qg灌溉用水流量，3/h；设计灌水定额，99.93/h2；A灌溉面积，14.7h2；T灌水延续时间，3d；t每日纯灌溉时数，19.2h；输水系统水的利用系数，0.85。3水量平衡计算每日来水量为。每日用水量为。由于1天的Lg，即用水量大于昼夜来水量，选择多日调节，计算蓄水池容积。br=a.计算1个轮灌周期的来水量b.计算1个轮灌周期的用水

4、量为以上二式中：1个轮灌周期期间的来水量，3；1个轮灌周期的用水量，3；轮灌周期时间，3d；水源稳定流量，223/h；设计灌水定额，99.93/h2；A灌溉面积，14.7h2；灌溉水利用系数，0.85。.计算蓄水池容积式中：考虑蓄水时因蒸本文由论文联盟.Ll.搜集整理发和渗漏的损失系数，根据地质和防渗处理情况可估为有效容积的1020%，取20。蓄水池的计算容积为299.53，设计容积为3003。2、黄安坨村灌溉工程重力流输水条件2.1管径计算与选择选择管径除应满足灌溉范围灌水器对水量、水压的要求外，还要考虑管材造价和运行费用。理论与理论证明，当水量、水压一定时，管径越大，管内水流速度越小，水头

5、损失那么少，虽管材费用较多，但运行费较低。反之，管径选择小，虽可节省管材费用，但管内水流速度增高，水头损失增大，运行费用也随之增多。因此，选择管径本质上是确定管内经济流速。而经济流速又取决于管材价格、能源价格和管道的使用寿命。故黄安坨村灌溉工程主干管道流速选为1.21.6/s，分干管道流速选为0.91.2/s，并采用下式计算管径：式中：D管径，；Q管段流量，3/s；圆周率，取=3.14；V经济流速，主管取V=1.4/s，支管取V=0.9/s。2.2水头损失计算水头损失分沿程水头损失和部分水头损失，沿程水头损失按下式计算：式中：Q管内流量，3/h；f管材摩阻系数；流量指数；b管径指数；D管道内径

6、，；L管长，。部分水头损失按沿程水头损失的5计算。经计算，各轮灌组的自由水头均满足灌水器8最小工作水头的要求，且由于地块高差较大，在主管道上设置减压阀以削减充裕水头。3、重力流输水的分类及其特点3.1重力流输水的分类重力流输水从水力学的角度上分为两大类。一类是无压流输水，可为明渠或暗涵；另一类是承压流输水，一般为暗管(涵)。无压流输水，在流态上与天然河流无异，水顺地势，或缓或急地向下游流去，没有压力，地形坡度有多大，水流的坡度也就有多大。这种无压给水渠道的末端往往与水池、水库或吸水井等构筑物相连。承压重力流输水不同于天然河水的流动，也不同于用水泵加压的压力输送，水在涵管里流动时，由无压水变成有

7、压力，其压力随着输送水的间隔 增加而增大，承压输水管的末端既有动水压力，也有静水压。在水力坡降等于地形坡降时，动水压力为零，在停顿输水，输水管内又充满水的时候，管末端的静水压最大，其值等于地形高差。3.2重力流输水的特点不管是无压流还是承压流，作为重力流输水，它们都是借助地形高差来完成输送水的任务。它与用水泵加压输水相比，有以下特点：1重力流输水受地形的约束比拟大，只有在具有一定的地形高差，地貌情况也比拟好的时候，才能考虑采用重力流输水；2采用重力流输水要同时考虑地形坡降和水力坡降，而用水泵加压输水的管道那么可以不考虑地形坡降；3承压重力流输水管的末端存在静水压，如静水压过大，超过管子能承受的

8、压力，会引起爆管，直接影响管网的平安；4重力流输水时，流量和水压力的调节幅度比拟小，这是因为水位高差是重力流输送水的动力来源，在取水口位置、输水管径、长度等确定之后，相对的水位差也就根本固定下来，就是有变化，其变化幅度也比拟校因此，输送水的流量、压力的调节幅度也比拟校4、采用重力流输水应特别注意的一些问题4.1确保取水口工作水位稳定黄安坨村灌溉工程取水口正常工作水位与调蓄水池水面正常水位的水位差为50，这一水位差全部用来克制输水管的水头损失。假如取水口的水位不能保证那么不仅影响来水流量还直接影响灌溉系统的正常运行。由于自然水位差是输水管正常运行的保证，因此在确定调蓄水池位置高程时，一定要经过详

9、细的水力计算，确保来水量与灌溉需水量平衡且要满足各个轮灌组的水头要求。4.2输水管宜采用变压力承压管，顺坡敷设对于承压重力流输水，水对输水管的压力是从零开场逐渐增加的，输水管的开场一段，用水压力比拟小，就可以采用承压小的输水管，以节省工程造价。随着水压力的增大，可相应采用承压较大的输水管。由于黄安坨村灌溉工程中在管道上设置了减压阀，故没有采用变压力的管道。4.3灌溉轮灌组的流量应尽量均匀由于重力流输水的水量和水压的调节幅度比拟小，不允许轮灌组的流量和水压值大起大落，因此在采用重力流进展灌溉时，各个轮灌组的流量应尽量均匀。4.4输水管道宜设调压限流装置为保证灌溉系统的用水需要，对于承压重力流输水系统，在管道的隆起点和平直段的必要位置上安装进(排)气阀，在低凹处安装泄水阀使重力流输水管道能正常均匀供水。当管道中的水压大于灌溉系统的水压要求时，就需要设置减压阀来削减充裕水头，以满足灌溉系统的水头要求。黄安坨村灌溉工程