摘要：管道输水灌溉是新的一种工程形式，是地面灌溉技术的一种，它代替了传统的明渠输水灌溉方式，水能够直接从分水设施输送到田间。其特点是不会出现堵塞现象，并且出水口流量大。管道输水有很多种使用范围，比如明渠水与管道有压输水相结合的方式比较适用于大中型灌区，压力输水管道就是专门用于喷灌供水的，低压管道输水比较适用于田间沟畦灌等。
关键词：农田水利；低压管道；灌溉设计
中图分类号：TV 文献标识码： A
引言
传统的土渠输水方式，需要用到的田间渠道用地通常是灌溉面积的1%-2%。，甚至有时会到3%-5%，但是用管道输水只需要用到灌溉面积的0.5%。，土地的利用率会变得更高。并且用管道输水其输水速度也会大大的增加，不仅节省了大量的巡渠和清淤维修用工，还能够有效的缩短灌水周期。本文通过结合实地概况对农田水利低压管道灌溉设计要点做一个简单的分析和探讨。
一、低压管道灌溉设计要点分析
1、灌水定额及灌溉周期
（1）设计灌水定额
根据多年灌溉经验，4～5月份小麦灌溉和春播棉同时用水期为作物需水高峰。而玉米生长期正逢雨季，适时灌水即可满足。设计时以小麦日需水量最高的灌浆期确定灌水定额。按下式计算设计灌水定额：
公式：m净=0.001γspz（β1-β2）
式中：m净――设计净灌水定额，mm；
γs――计划湿润层土壤干容重，g/cm3，为1.40g/cm3；
p――设计土壤湿润比，%，取65%；
z――土壤计划湿润层深度，cm，取30cm；
β1――适宜土壤含水率上限（占干土重量的百分比），%，取田间持水率θ田=23%的90%；
β2――适宜土壤含水率下限（占干土重量的百分比），%，取田间持水率θ田=23%的70%。
（2）设计灌水周期
公式：T=M/Ea
式中：T―灌水周期，d；
m―设计净灌水定额，mm；
Ea―作物日需水量，mm/d
计算得：T=60.20/5.5=10.95d，取T=10d。
2、输水管道管材比选
田间地下输水管道选用管材现多为PVC管、PE管、玻璃钢管、铸铁管等，PVC管和玻璃钢管因具有内壁光滑、水力条件好、地形适用性好、价格低、耐腐蚀、重量轻等优点，已成为管道灌溉的首选管材。PVC管材连接速度快、接头强度高，玻璃钢管材的径价比随着管径的增大较小，经厂家价格对比，本着合理经济的原则，确定Φ500mm管径以上管道采用玻璃钢管，小于Φ500mm管径采用PVC管。
3、工程总体布局
依据地形、地块、道路等情况布置管道系统，使管线最短、控制面积最大，便于机耕，管理方便，采取双向分水方式灌溉。典型泵站管道输水灌溉工程系统首部位于利津街道东双村西，在田间布置地下输水管道，总长16150m。其中，东西向布设主干管道1条，长1650m；南北向垂直主干管布设分干管4条，单条分干管长325m，分干管总长1300m；垂直于分干管每隔130m布置支管1条，共布设支管24条，单条支管平均长550m，支管总长13200m；给水栓沿支管布设，间距50m，多为双向分水控制灌溉，共布设给水栓240个；给水栓连接地面移动式输水软管，软管选用卷放方便、表面耐磨、有一定承压能力的绵塑软管，在支管上双向每隔50～100m设一个三通，每个给水栓处设一个闸阀和一块水表与移动软管连接，附带快速接头，退接方便；每条分干管末端设排水阀各1个，每条分干管首端设同径阀门1个；管径大于Φ125的输水管道分支处设镇墩，镇墩用混凝土构筑，管道与沟壁空隙用混凝土填充到管道外径高度上15cm。
4、系统流量推算
公式：Q= A mηT/t
式中：Q―系统流量，m2/h；
A―控制面积，亩；
m―设计净灌水定额，m=60.20mm；
η―灌溉水利用系数，取为0.80；
T―灌水周期，取T=10d；
t―日工作时数，取t=15h。
计算得系统设计流量Q=719.42m2/h。
5、灌溉系统工作制度确定
（1）毛灌水定额
公式： m毛= mη
式中：m毛―毛灌水定额，m2/亩；
m―设计净灌水定额，m2/亩；
η―灌溉水利用系数，取为0.80；
则：m毛=40.00/0.80=50.00m2/亩。
（2）一次灌水延续时间
公式：t次= m毛×A0/ q0
式中：t次―一次灌水延续时间，h；
A0―单个给水栓控制面积，由管网布置知，A0=2150/240=8.96亩；
q0―单个给水栓出水流量，每次开16个给水栓，q0=42m2/h。
则：t次=50.00×8.96/42=10.67h。
（3）轮灌组划分
公式：N=Tt/ t次
式中：N―轮灌组数，个；
t―日运行小时数，h；
则：N=15×10/10.67=14.01。
现有轮灌组8个，少于14，故系统规划设计满足要求。为减小干、支管管径，既利于灌溉农田，又减少投资，4条分干管全部开放，采取每3条支管为一个轮灌组、每个支管开启2个给水栓，共16个给水栓的运行方式，支管给水栓采用磁性闸阀。
二、管道输水灌溉系统
1、水源与取水工程
管道输水灌溉系统的水源不应该含有大量的杂草和泥沙等杂物，必须符合相关的规范标准，它可以是井、沟、渠道、塘坝、河湖和水库等任意一种。井灌区的取水工程在选择水泵和配套动力机、压力表及水表等的时候，必须考虑很多的因素，比如用水量和扬程大小等，同时应该为这些设备建一个管理房。 2、输水配水管网系统
一般来说管道输水灌溉系统中的各级管道、分水设施、保护装置和其他附属设施就是输水配水管网系统。
3、田间灌水系统
田间灌水系统指出水口以下的田间部分，它仍属地而灌水，为了有效的达到灌水均匀并减少灌水定额的目的，应该采取地而节水灌溉技术。
4、对管材的要求
能承受设计要求的工作压力。管材的允许工作压力最少应该是管道正常工作压力的1.4倍。如果管道出现较大的水击压力，那么管材的允许工作压力必须大于这时的水击压力。管壁要均匀一致，壁厚误差不应超过5%。地埋暗管在很多外荷载的作用下管材的径向变形率不应超过5%。满足运输和施工的要求，能承受一定的局部沉陷应力。管材内壁光滑，内外壁无可见裂缝，耐土壤化学侵蚀，耐老化，使用寿命满足设计年限要求。管材与管材、管材与管件连接方便，连接处应满足相关的规范标准的要求。移动管道要轻便，易快速拆卸，耐碰撞，耐摩擦，不易被扎破及抗老化性能好等。当输送的水流有特殊要求时，还应考虑对管材的特殊需要。
5、低压管道输水灌溉技术的注意事项
低压输水管道工程是地下工程，必须抓好施工质量。管道应埋于冻深以下，在管道系统的最低处，宜设泄水阀和渗透水井，冬季应及时放空管道。冬灌后，应把地而可拆卸的设备收回，保养后妥善保管，以便春灌使用。选择适合低压管道输水条件下的畦田与灌水沟规格，充分发挥管灌的优越性。在管道系统中，根据运行的实际需要，应配置分水、给水、泄水、安全保护、量水等设备。承压附属设备的公称压力应不小于所接管材的公称压力，与管道连接必须密封、坚固。附属设备应有相应的保护措施，并便于管理、养护和维修。附属设备应为定型产品或经技术鉴定的非定型产品，并应有产品出厂合格证。给水栓（或出水口）应结构合理、坚固耐用、密封性好、操作方便且水流阻力小，有足够的过流能力。给水栓（或出水口）应有密封水压值和局部水头损失资料。安全保护装置应结构合理、运转灵活，牢固耐用。限压通气管应设置在管道系统进口或可能发生危害性水击压力的位置，其内径应不小于管道内径，管顶高出设置点设计水位应不小于30cm。进排气阀应铅垂安装。管材选择要遵循经济实用、因地制宜、就地取材、减少运输、方便施工的原则。同时还应考虑生产厂家的生产能力和信誉，以避免不必要的纠纷。
结束语
农田水利灌溉在农业的发展中占有重要地位，因此，我们一定要做好农田水利的节水灌溉工作，加快社会主义新农村建设的步伐。节水灌溉的目的是充分有效的利用灌溉水和自然降水，而采取低压管道输水灌溉技术能够有效的达到这一目的，尤其是在我国水资源日益短缺的现在，研究和发展低压管道输水灌溉技术具有非常重要的现实意义。
参考文献
[1]易兴翠，卢荣安.低压管道灌溉技术在丘陵地区土地整理中的运用研究――以赤壁市车埠等两个（乡）镇低丘岗地改造项目（丛林片）为例[J].科技信息.2010（02）.
[2]王景成，薛业章，陈平.低压管道输水灌溉技术及其在现阶段农业发展中的作用[J].现代农业科技.2009（23）.
[3]朱昌举.低压管道灌溉在平原区小型农田水利工程中的应用[J].科技信息.2014（05）.
[3]张茂堂.低压管道灌溉在云南稻区的应用研究[J].节水灌溉.2011（08）.
[4]冯玉平.长治市节水灌溉现状分析与对策研究[J].山西水利.2010（06）.
