第五章 灌溉管道系统PPT课件
第五章灌溉渠道系统
第五章灌溉渠道系统指从水源取水、经过渠道和建筑物向农田供水，并由田间工程进行灌溉的工程系统。
按输水方式的不同可分渠道灌溉系统和管道灌溉系统两大类。
组成：A.渠首工程（取水枢纽）B.输配水工程（渠道）C.田间工程。
§5—1 灌排渠系规划布置一、灌排渠系的组成及布置原则（一）灌排渠系的组成1、灌溉系统:（1）渠首工程（2）灌溉渠道：干、支、斗、农渠等固定渠道有些情况下可能多于或少于四级。
（3）渠系建筑物（4）田间渠系工程：毛渠(临时渠道)、灌水沟哇等2、退水、泄水渠道主要用于保证渠系安全运行。
一般在干、支渠末端应设置退水渠。
3、排水系统（1）田间排水工程：毛沟、小沟、墒沟等（2）排水沟：干、支、斗、农沟（3）排水建筑物：排水闸、涵、站等（4）排水容泄区：河流、湖泊、大江、大湖、大海等（二）灌排渠系的布置原则1、干渠布置在高处，以控制较大面积。
对于局部高低存在的情况，可以考虑采用其他灌水方法解决。
2、布置使得工程量和工程费用最低。
渠道顺直、减少建筑物数量和规模。
渠道填方和挖方量尽可能接近。
大部分需要进行方案比较才能确定。
3、考虑行政区划，尽可能用水单位和渠道独立。
4、斗渠、农渠满足机械化耕作要求；各级渠道相互垂直，间距适宜。
5、考虑水资源的综合利用。
发电、养殖、工业和城镇供水等。
6、灌溉渠系布置必须和排水系统布置相结合。
尽量利用原有的水系。
尽量避免沟、渠交叉，减少交叉建筑物。
7、和土地利用规划相结合。
渠道布置考虑道路、林带、居民点位置，减少拆迁费用。
二、丘陵山区灌排渠系的规划布置水利特点是：排水比较通畅，但干旱问题比较突出。
山丘灌溉渠道布置的关键是布置干渠。
（一）干渠的两种布置形式（1）干渠沿等高线布置（2）干渠垂直于等高线布置支、斗、农渠布置支渠垂直于干渠，其间距由地形条件决定。
斗渠间距一般为：400~800m；农渠间距一般为：100~200m两种布置形式：（1）灌排相邻适用于单一坡向地形（2）灌排相间适用于平坦，或有微起伏山丘区渠道可采用“长藤结瓜”式布置。
农田水利学—管道灌溉系统
第五章管道灌溉系统地面灌溉的缺点：（1）水的利用率低；（2）灌水质量差；（3）劳动强度大。
优点是投资费用低。
经济条件较好或水资源短缺的地区应尽量采用更高效、节水的灌水方法。
比地面灌溉更高效、更节水的灌水方法就是管道灌溉。
管道灌溉分喷灌、微灌、低压管灌等类型。
首先学习如何进行喷灌系统规划设计。
第一节喷灌一、概述（一）什么是喷灌利用机械加压或利用高处自然水头，使水通管道经过喷头射到空中，并分散成水滴洒落到田面上，如同降雨一样湿润土壤的灌水方法。
曾叫人工降雨，后来为了与高空撒干冰和碘化银等人工降雨相区别，改称为喷灌。
（二）优缺点1.优点：（1）增产灌水均匀度好；能调节田间空气的温度和湿度。
（2）节水避免了渠灌的输水损失；可避免田间深层渗漏（旱作）。
（3）节地减少了渠道占地。
（4）省工节省田间灌水管理劳力；减少土地平整费用；利用喷灌可以施化肥、喷农药。
（5）保持水土可避免地表径流，防止水土流失要求喷灌强度≤土壤渗吸速度，即不允许产生地表径流。
（6）适应性强可适用于不平整的土地，坡地。
2.缺点: （1）投资和运行费用高（2）受风影响大一般风力大于３级就不宜喷灌。
二、喷灌系统的组成与分类（一）组成（1）水源工程河流、水库、塘坝、水井、渠道等。
（2）水泵和动力机离心泵、长轴井泵等；电动机、柴油机（3）管道系统干管、支管、竖管（立管）（4）喷头（5）附属工程或设备如管道上的镇墩、阀门井；控制阀、安全阀、压力表、水表等。
（二）喷灌系统的分类根据组成特点的不同，分管道式喷灌系统和机组式喷灌系统，前者以管道为主，后者以机组为主体。
1、管道式喷灌系统管道为系统的主体部分（1）固定式机泵、干支管均固定。
（2）移动式机泵和干、支管均可移动。
（3）半固定式机泵和干管固定，支管可移动。
优点缺点适用作物固定式管理方便投资高灌水频繁、经济价值较高的作物，如蔬菜、经济苗木等移动式投资低管理不便一般的经济作物或大田作物半固定式介于前者之间一般的经济作物2、机组式喷系统（1）行喷式绞盘式、中心支轴式、平移式、滚移式（2）定喷式单喷头机组、多喷头机组；手抬式、手推车式、拖拉机悬挂。
灌溉系统PPT课件
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知识点回顾 Review
圩垸型灌区
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渠系布置： 以排为主，兼顾灌溉； 一般提排提灌，少有自流排灌
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知识点回顾 Review
（1）灌溉渠道系统中渠道等级划分为： （2）圩垸型灌区渠道布置特点是： （3）田间排灌沟渠布置形式有：
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知识点回顾 Review
拦 河 坝
系
统
进水闸 节制闸
干
渠
斗渠 支
斗沟
灌溉系统
农渠
干渠、支渠、斗渠、农
渠、（毛渠）
排水系统
干沟、支沟、斗沟、农
1/9/2020 沟、（毛沟）
支渠 农沟
沟
容
泄
区
干
沟 泄水1闸4
第一节 灌溉渠系规划
规划原则
干支渠的规划布置（输水系统）
斗农渠的规划布置（田间渠系）
渠系建筑物的规划布置
渠线规划步骤
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水库
河
支渠沿分水岭 1/9/2020
山塘
流
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干支渠的规划布置
水库
河
1/9/2020 干渠垂直等高线
山塘
流
22
干支渠的规划布置
（二）平原型灌区
1/9/2020地形特点：河地形开阔平坦;
耕地集中，面积较大
流
山前平原： 靠近山麓，地势较高，排水条件好；
冲积平原：位于河流中下游平原坡水地区，地面坡度 平缓，地下水位较高。
（一）山区、丘陵区灌区
水库
地形特点： 地形复杂，岗冲交错，坡度较陡
河 地面高程较高 耕地分散，很少有大片集中耕地
灌溉渠道系统37页PPT
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
灌溉渠道系统
36、“不可能”这个字(法语是一个ห้องสมุดไป่ตู้ )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
第五章灌溉管道系统ppt课件
系统日运 行小时数
可能同时供水
n的1 支管QQ数支0r
首部设计工作压力
HH 0 hf hj
灌水器的 工作水头
典型点高程与 水源水面的高差
九、管道系统的结构设计
埋深：
防止农业机械损坏管道 应大于最大冰冻层深度
坡度：
一般大致与地面坡度相同 特别平坦地区，1/100-1/1000
管道系统的结构设计
一、概述
国内外现状
美国：1亿亩，地面灌溉的50% 前苏联：1.66亿亩, 63% 以色列：300万亩, 90%以上 中国：5000万亩, 主要在北方地区
二、管道系统的组成
首部枢纽 取水 加压 水质处理
引水建筑物 泵站 沉沙 过滤设备 肥料化学药剂注入设备 控制器 压力、流量调节器 量测设备
输配水管网 总干管、干管、分干管、支管、毛管 灌水器
第五章 灌溉管道系统
一、概述 二、灌溉管道系统的组成与分类 三、灌溉管道系统的规划布置 四、管道的种类及其规格 五、管道附件 六、管道系统的工作制度 七、管道系统的流量与压力推算 八、管道系统的结构设计
一、概述
管道系统的优缺点
减少占地7%-13%，提高土地利用率 减少输水损失，提高灌溉水利用系数 减少灌水劳动强度和时间，提高劳动生产率 适应各种地形和各种灌水方法 有压管道耗费能源 投资一般高于渠道系统
空气阀：管道开始工作时，隆起部分常积累空 气，影响过水面积，发生水力冲击。安装空气 阀在管道充水时排除空气，充满水后自动关闭 流量调节器：自动调节流量
七、管道系统的工作制度
续灌 轮灌 随机取水
八、管道系统的流量与压力推算
选管材
初定管径
水头损失校核
树枝状管网的水力计算 沿程水头损失计算 局部水头损失计算 设计流量计算
灌溉系统PPT课件
10001.1 3 m 1/0s00
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2.2 设计流量 Designed Flow
设计流量 Qg Qn Ql
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2.2 设计流量 Designed Flow
设计流量 Qg Qn Ql
渠 道
渠道水面蒸发损失
损
失 渠床渗漏损失
流
量 闸门等建筑物漏水
<5%，忽略
不可避免，设计时 要考虑 管理上予以限制， 设计时一般不考虑
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灌溉渠系规划原则
1）将干、支渠布置在较高地带，以控制最大的灌溉面积
2）与土地利用规划、农业区划结合，适当考虑行政区划
3）与排水沟的布置相配合，统一布局
4）渠线尽可能短直，以减少占地和工程量
5）确保渠道工程安全可靠
6）斗、农渠的布置要满足机耕要求
7）要考虑综合利用
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干支渠的规划布置
3.3 横断面设计 Cross Section Design
水力半径 Hydraulic Radius R A
X
过流面积 湿周
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d
R
A X
1 d2 4
d
1 4
d
b
b
a
R A ab X a 2b 79
3.3 横断面设计 Cross Section Design
水力半径 Hydraulic Radius R A
水库
河
支渠沿分水岭 1/9/2020
山塘
流
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干支渠的规划布置
水库
河
1/9/2020 干渠垂直等高线
山塘
流
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干支渠的规划布置
节水灌溉技术总结PPT课件
如图；这种形式的喷灌系统使用灵活，
但管理劳动强度大，路渠占地多。
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（3）半固定式喷灌系统
半固定式喷灌系统的动力、水泵和干管是固定的， 在干管上装有许多给水栓，支管和喷头是移动的。
支管在一个位置上与给水栓连接进行喷洒，喷洒 完毕，可移动至下一个位置与下一个给水栓连接。 这样的喷灌系统比固定式喷灌系统设备利用率高， 投资也较省，操作起来比移动式喷灌系统劳动强度 低些，生产率也高些。因此，很多国家的喷灌系统 多为半固定式喷灌系统。
• 建立健全节水管理组织和节水技术推
广服务体系，完善节水管理规章制度， 把节水管理责任落实到每项工程，每个 干部职工，每个农民。
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三、我国节水灌溉存在的问题与研究的重点
节水灌溉存在的问题有 ：
1、节水虽得到高度重视，但行业之间协调不 利，缺乏根本思路。
2、节水虽有一定科学积累，但未形成整体优势。
利用专门的杠杆或小发动机，使支管滚移至下一个 位置继续喷灌。
它适用于矮杆作物及较平的地块。
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b.端拖式喷灌系统
端拖式喷灌系统， 其支管布置在田块中间， 支管上装有小轮或滑撬，在一个位置喷好后，由 拖拉机或绞车纵向牵引越过干管到一个新的位置，
如图所示。
支管可以式软管，也可以是有柔性接头的刚
为用水紧张国家。（少于1000m³为缺水国家，
少于500m³为严重缺水国家）。
.
2
1、我国水资源基本现状 我国水资源空间分布很不均匀，北方水资源
贫乏，南方水资源相对丰富，南北相差悬殊。
长江及其以南地区流域面积占全国总面积 36.5%，却拥有占全国80.9%的水资源总量；
灌溉管道系统的规划布置+精品PPT
谢谢大
5 管道系统的布置
灌溉管道系统中的输配水管道一般是 指支管（或毛管）以上的管网。
布置时要考虑路径及管网内压力的分 布，以使支管（或毛管）的出口压力一致， 从而使整个灌区灌水均匀。
（1）小型管网的布置
——千亩以下，或千亩以上灌溉管道系统中的第二、 三级管道以下的管网。
（1）在区内作物要一样。 （2）各区所需的流量相近，便于轮灌。 （3）尽量考虑与农业管理体制的范围相一 致，以便于管理。 （4）一个系统中应有一定数目的轮灌区， 便于充分利用每天可灌溉的时间安排轮灌。
§5.2 灌溉管道系统的规划布置
4 灌溉管道系统形式的选择
（1）确定采用的灌水方法； （2）确定各级管道是移动的还是固 定的（根据当地地形、作物、经济及设备 条件，考虑各种形式的优缺点来选定）。
§5.2 灌溉管道系统的规划布置
管网布置的原则： 9）穿路（河）管线，尽可能与路（河）垂直。 10）管线尽量沿道路和耕地边界布置。 11）尽可能避开软弱地基和承压水分布区。
§5.2 灌溉管道系统的规划布置
（2）大型管网的布置 千亩以上灌溉管道系统的骨干管网，
由给水栓向二级管网供水。 一般按最短路径的原则布置，各管段
灌溉管道系统的规划布置
§5.2 灌溉管道系统的规划布置
主要影响因素:
（1）水源与灌区的相对位置 （2）灌区的面积大小、形状和地形 （3）作物的分布 （4）耕作方向 （5）灌溉季节的风速风向
§5.2 灌溉管道系统的规划布置
1 水源工程的布置
水源工程包括取水、蓄水和供水建筑 物和设施等。
首先研究有多少个可能被采用的水源， 根据其水量、水位和水质情况，取水的难易 程度与灌区的相对位置等选定其中技术可行、 工程简单且投资较少的作为灌区水源。
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二、管道系统的组成
首部枢纽 取水 加压 水质处理
引水建筑物 泵站 沉沙 过滤设备 肥料化学药剂注入设备 控制器 压力、流量调节器 量测设备
输配水管网 总干管、干管、分干管、支管、毛管 灌水器
三、管道系统的分类
按结构形式 开敞式 封闭式 半封闭式
按可移动程度 固定式 移动式 半固定式
按工作压力 无压
灌溉排水工程学 一、概述
1．灌溉管道系统的特点
缺点： 1)需要的材料和设备较多； 2)投资较高； 3)规划设计内容较复杂； 4) 对 水 源 的 水 质 要 求 较 高 ， 尤 其 是微灌系统，对水质的要求更高。
一、概述
国内外现状
美国：1亿亩，地面灌溉的50% 前苏联：1.66亿亩, 63% 以色列：300万亩, 90%以上 中国：5000万亩, 主要在北方地区
灌溉排水工程学
二、灌溉管道系统规划布置
(1) 输配水管网规划布置的原则与要求 1) 总长度最短、水头损失小、总造价低而管理运用方便。 2) 尽量避开填方区以及可能发生滑坡或受山洪威胁的地 带。 3)根据水源和灌溉田块情况，确定输配水管网的形式。 平原地区多采用环状管网或树枝状管网，其各级管道应尽量 采取两侧分水的布置形式；山区丘陵地区宜采用树枝状管网， 其主要管道应尽量沿山脊布置，以尽量减少管道起伏。
灌溉排水工程学
二、灌溉管道系统规划布置
(1) 输配水管网规划布置的原则与要求 4)正确确定输配水管网的进口设计流量和设计压力。 5)输配水管网各级管道进口必须设置节制阀；管道最低 处应设置退水泄水阀，各用水单位都应安设独立的配水口和 闸阀，并应装设压力和流量的计量装置。 6)应尽可能发挥输配水管网综合利用的功能，把农田灌 溉与农村供水以及水产、环境美化等相结合。
灌溉排水工程学 二、灌溉管道系统规划布置
1)树枝状管网
灌溉排水工程学
二、灌溉管道系统规划布置
2)环状管网：一般指干、支管或干、支、毛管各管线 互相连接成环形的管网形式。其突出特点是，供水安全可 靠，管网内水压力较均匀，管道内的水流条件好，供水保 证率高，各条管道间水量调配灵活，有利于随机用水。但 管线总长度较长，管材和管件等用量大，投资一般高于树 枝状管网。
低压：＜200kPa
有压 中压：200～400kPa
高压：＞400kPa
按压力来源 自压 机压
灌溉排水工程学
二、灌溉管道系统规划布置
1. 水源引取水枢纽工程布置 水源引取水枢纽工程布置灌溉管道系统的水源选择及
其引取水枢纽的工程布置基本上与灌溉渠道系统的相同。
2．首部枢纽(head work)
首部枢纽的组成及其布置主要取决于灌水方法。不同 的灌水方法对首部枢纽内部需要设置的各种设备和装置不完 全相同。例如，水质符合农田灌溉标准的水源，喷灌系统可 不设置首部枢纽；但是，对于微灌系统，无论何种水质的水 源，都必须设置首部枢纽，而其位置的选定则主要取决于水 源的种类和位置以及管网的布局。详见第二章第四节。
灌溉排水工程学
二、灌溉管道系统规划布置
3．输配水管网的规划布置 输水管道：输水管道通常是指从水源输送灌溉水到配 水管道的管道，其主要任务是输水，一般为主管或干管 上无配水管道分出的管道或管段。 配水管道：配水管道是将输水管道输送的灌溉水分配 到下一级配水管道或灌溉农田的管道，其主要任务是分 配流量和水量。配水管道又可分为配水干管、配水支管 和配水毛管等级别。
灌溉排水工程学
二、灌溉管道系统规划布置
3)混合状管网：混合状管网是由树枝状管网和环状管 网混合组成的管网形式。其特点介于树枝状管网和环状管 网。通常对于配水干管和供水要求可靠程度稍低的支、毛 管可采用树枝状管网；而对于供水要求压力均匀、可靠性 大的支、毛管则应采用环状管网，并共同组成为混合状管 网。这种管网结构较复杂，管理运用不方便。
➢要求具备灌溉管道系统运行管理及维护的一般知识， 掌握灌溉管道系统规划设计方法。
灌溉排水工程学
一、概述
1．灌溉管道系统的特点 优点：1)减少输水损失，提高灌溉水 利用系数,节水效益显著； 2 ） 减少占地7%-13%,土地利用率高 ； 3）适应性强； 4）输水速度快、效率高； 5）维修养护省工、省时、管理方便； 6）灌水及时。
灌溉排水工程学
二、灌溉管道系统规划布置
（2）输配水管网的布置类型
根据水源位置、控制范围、地形条件、田块形状和作物种 植情况等，输配水管网可布设成树枝状、环状和混合状3 种类型:
1)树枝状管网： 一般由于、支、毛管组成，并逐级向 下级管道配水，其管线如同树枝状的布置形式。特点是， 管线总长度较短，构造简单，投资较低，所以目前大多数 农田灌溉输配水管网均采用这种形式。但管网内的压力不 均匀，各条管道问的水量不能互相调济，任一级管线损坏 时，其以下管线就会断水而得不到可靠的供水。
第五章 灌溉管道系统I来自rigation Pipe System
一、概述 二、灌溉管道系统的组成与分类 三、灌溉管道系统的规划布置 四、管道的种类及其规格 五、管道附件 六、管道系统的工作制度 七、管道系统的流量与压力推算 八、管道系统的结构设计
灌溉排水工程学
本章的教学目的
➢讲述管道灌溉系统的组成和分类，输水管网的规划布 置；输配水管道及管网优化设计；输水管网建筑物、管 材及管料；管道灌溉系统的运行管理。
灌溉排水工程学 二、灌溉管道系统规划布置
“T”形
“L” 形
灌溉排水工程学 二、灌溉管道系统规划布置
②水源位于田块中心，常采用“工”字形和长“一”字形 树枝状管网布置形式 :
“工”字形
“一” 字形
灌溉排水工程学 二、灌溉管道系统规划布置
当控制面积较大，地块近似成方形，作物种植方向与灌水方向 相同或不相同时树枝状管网可布置成梳齿形或丰字形。
灌溉排水工程学 二、灌溉管道系统规划布置
（3）低压管灌系统输配水管网的布置形式 低压管灌系统输配水管网依其结构可分为地埋固定式和地面移动 式两种类型:
1)地埋固定式管网的布置形式: a.树枝状管网: 依水源的种类和位置以及管网类型不同，其 布置形式有如下几种: ①水源位于田块一侧，树枝状管网呈“一”形、“T”形和 “L”形。