【提要】管道灌溉技術(shù)是貧水山區(qū)灌溉經(jīng)濟(jì)作物最常用的一種方法。作者結(jié)合多年在丘陵山區(qū)從事管道灌溉工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，介紹了該種技術(shù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)方法，可供進(jìn)行管道灌溉規(guī)劃計(jì)劃設(shè)計(jì)時參考。

1、前言

管道灌溉系統(tǒng)一般由輸水系統(tǒng)和配水系統(tǒng)組成，其輸水系統(tǒng)一般采用塑料管道（PVC）、鑄鐵管、鋼筋硂管或其他硬管材；配水系統(tǒng)一般采用PVC硬管材，另外還輔助以給水栓及移動錦塑軟管等田間配套設(shè)施。它具有設(shè)計(jì)簡便、易于掌握、投資少、施工簡單、管理方便、單次灌溉時間短、節(jié)省水量等優(yōu)點(diǎn)，因而在缺水山區(qū)被廣泛采用。作者結(jié)合在丘陵山區(qū)農(nóng)村從事節(jié)水灌溉工作的機(jī)會，參與了魯中南11個縣（市、區(qū)）興建的209處小型管道灌溉工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)與施工等工作，發(fā)展節(jié)水灌溉面積15445畝，有些工程已運(yùn)行了12年之久，目前仍正常運(yùn)行。

在丘陵山區(qū)，管道灌溉工程一般以井水、塘壩水及河道水為水源，主要為提水灌溉工程，需要動力，需要支付能耗費(fèi)和機(jī)電設(shè)備維修費(fèi)，因而其建設(shè)投資比自流灌溉工程高。因此在選擇灌溉作物時應(yīng)以果樹、蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物為主，以取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

2、灌溉面積的確定

在丘陵山區(qū)，由于水源水量不是很充分，因而單項(xiàng)工程灌溉面積的選擇不宜過大。根據(jù)我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對一般的小型管道灌溉工程，單處工程灌溉面積一般以小于300畝為宜，多數(shù)在100~150畝之間較為合適。因此，在確定灌溉面積時要充分考慮到水源的出水量、投資的承受能力及灌溉作物在灌溉期的需水強(qiáng)度等因素的影響，可按下式計(jì)算：

A=Q×T×t日/w毛 （1）

式中A——灌溉面積（畝）；

Q——水泵出水量（m/h）；

T——設(shè)計(jì)灌水周期（d）；

t日——系統(tǒng)日工作時數(shù)（h）；

w毛——毛灌水定額（m/畝）。

按（1）式確定的灌溉面積，還需要用水源的實(shí)際出水量進(jìn)行校核，可按（2）式進(jìn)行：

A×I≤Q水×T年×24（2）

式中A——按（1）式確定的灌溉面積（畝）；

I——灌溉作物的灌溉定額（m/畝）；

Q水——水源的實(shí)際出水量（m/h）；

T年——每年灌溉的時間，一般為40~50d。

對于（2）式而言，如果成立，則說明確定的灌溉面積正確；反之，則需更換水泵，重新計(jì)算灌溉面積。

3、管道灌溉工程管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）灌溉系統(tǒng)工作制度的確定

在進(jìn)行總體規(guī)劃時，為節(jié)省投資，灌溉系統(tǒng)的工作制度一般確定為輪灌。輪灌系統(tǒng)需根據(jù)作物布局、管理要求、灌區(qū)各片高差、所需流量等劃分輪灌組，并用表格的形式給出各輪灌組所控制的管段編號。

在管道灌溉工程中，作物的毛灌水定額采用下式計(jì)算

W毛=W/η水（3）

式中W毛——作物的毛灌水定額（m/畝）；

W——作物的凈灌水定額（m/畝）；

η水——系統(tǒng)水利用系數(shù)。

對于管道灌溉系統(tǒng)，需對其單次灌水時間進(jìn)行計(jì)算，然后再計(jì)算輪灌組數(shù)并合理劃分輪灌組。其一次灌水時間可用下式計(jì)算：

t次=W毛×A0/q0（4）

式中t次——一次灌水的延續(xù)時間（h）；

A0——單口控制面積（畝），可按單個給水栓控制的面積計(jì)算；

q0——單口流量（m/h），按單個給水栓的流量計(jì)算。

其余符號同前。

根據(jù)一次灌水延續(xù)時間，可按下式計(jì)算輪灌組數(shù)。

N≤int【t日×T/t次】（5）

式中N——系統(tǒng)總的輪灌組數(shù)（個）；

t日——系統(tǒng)日運(yùn)行時數(shù)，一般取14~18h；

int【】——取整數(shù)符號。

其余符號同前。

為了便于管網(wǎng)系統(tǒng)水力計(jì)算，在確定了輪灌組之后，可對輪灌組進(jìn)行編號，標(biāo)出每一輪灌組所控制的管段號及流量值，為管網(wǎng)水力計(jì)算提供依據(jù)。

對于水源流量已定的管道輸水灌溉系統(tǒng)，需根據(jù)取水流量大小確定同時工作的出流口數(shù)。據(jù)我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在山丘區(qū)管道灌溉系統(tǒng)中，管道系統(tǒng)單個給水栓流量一般以4~10I/s，同時工作的出流口應(yīng)在揚(yáng)程相近的區(qū)域，亦即同一輪灌組的出流口高差不宜過大，可分布于各支管的相應(yīng)位置上。一般情況下不按支管劃分輪灌組。

（2）管道灌溉系統(tǒng)管網(wǎng)流量計(jì)算

灌溉系統(tǒng)流量計(jì)算，一般可采取下列計(jì)算步驟與方法。

①首先繪制管網(wǎng)平面布置圖和水力計(jì)算草圖。

②管網(wǎng)流量與年工作時數(shù)的計(jì)算。

在設(shè)計(jì)時，可從末級管道開始按不同輪灌組分別推算各段流量及相應(yīng)年工作時間。對于控制多個輪灌組的管段，需計(jì)算出平均流量和年總運(yùn)行時數(shù)。對于末級管道流量，可按下式計(jì)算：

Q段=W毛×A末/T次（6）

式中Q段——計(jì)算管段流量（m/h）；

A末——末級管道的控制面積（畝）；

T次——末級管道的一次灌水延續(xù)時間（h），T次=T×t日/N；

T——灌水周期，N——輪灌組數(shù)，t日——日運(yùn)行時數(shù)。

其它管道流量按其所控制的輪灌組數(shù)分別自末級向管網(wǎng)首部逐級推算。

各級管道的年工作時數(shù)按其所控制的輪灌組數(shù)，分別自末級管道向水源逐級推算，可只計(jì)算多年平均（或50%年份）值。