一、农业灌溉输水系统简述

农业灌溉输水系统主要由水源取水工程、输水配水管网和田间灌水设施组成。
水源取水工程:指从水源引水至灌溉配水管网。
输水配水管网:包括各级管道、分水设施、保护装置和其他附属设施。可分为干管、分干管、支管、分支管等多级管道组成。
田间灌水设施:指分水口以下的田间部分,包括田间农、毛渠、田间闸管系统等。
二、农业灌溉输水技术
1、管道输水
渠道输水:灌溉渠道可分为明渠和暗渠两类:明渠修建在地面上,具有自由水面;暗渠为四周封闭的地下水道,可以是有压水流或无压水流。

明渠缺点是占地多,渗漏和蒸发损失大,使用寿命短,维护频次高。优点是施工方便,造价较低。
暗渠优点是占地少,渗漏、蒸发损失较明渠小。缺点是修建暗渠需大量建筑材料,技术较复杂,造价也较高,适用于人多地少地区或水源不足的干旱地区。
3、管道输水

管道输水是以管道代替渠道的一种输水工程措施,分为水泵提水输水或自压输水系统。水源引水工程通常采用中大口径管材,输水配水管网常采用小口径管材。
管道输水具有节水、省时、省工、便于管理等优点。相比渠道输水,管道输水节水效益明显,经济效益高,更具有优势,对灌区节水改造有着重要的意义。
管道输水方式缺点是工程一次性投资较渠道方式多。但管道输水具水质不受影响、节水性能优异、减少冻胀变形、土地利用率高、维护管理方便、利于机械化作业等优点,综合经济效益显著。以管代渠,实施管道输水对灌区节水改造具有重大的意义。
三、常见输水管道综合比较
1、小口径管材
对比项目 | 连续缠绕管 | PE管 | PVC管 | 双壁波纹管 |
概要 | 以玻璃纤维及其制品为增强材料,以不饱和为基体材料,以石英砂等无机非金属颗粒材料为填料,采用连续缠绕工艺方法制成的管道。 | PE管是以聚乙烯树脂为主要原料,经挤出成型的给水管道。 | PVC管是以聚氯乙烯(PVC)树脂为主要原材料,加入适量的稳定剂、润滑剂、填充剂、增色剂等经塑料挤出机挤出成型和注塑机注塑成型,通过冷却、固化、定型、检验、包装等工序以完成管材、管件的生产。 | 管壁截面为双层结构,其内壁光滑平整,外壁等距排列的具有梯形中空结构的管材。 |
耐腐蚀性 | 天然耐腐蚀,无需防腐。 | 天然耐腐蚀,无需防腐。 | 天然耐腐蚀,无需防腐。 | 天然耐腐蚀,无需防腐。 |
抗外荷载 能力 | 复合材料可设计,通过提高刚度提高抵抗外荷载能力。 | 柔性管材,抵抗外荷载能力差。 | 柔性管材,抵抗外荷载能力差。 | 柔性管材,波纹结构相对提高了抵抗外荷载能力。 |
适用范围经济性能 | 大中小型口径管道、高中低压管道。 | 小口径管道、中低压或无压管道。 | 小口径管道、中低压或无压管道。 | 中小口径管道、低压或无压管道。 |
冷热稳定性 | 充分发挥复合材料特点,力学性能好,经济性良好。 | 通过增加壁厚提高强度,经济性较差。 | 通过增加壁厚提高强度,经济性较差。 | 通过增加壁厚提高强度,经济性较差。 |
安装效率 | 复合材料可设计,通过基体材料选择有较好的冷热稳定性。 | 冷热稳定性较差。 | 冷热稳定性较差。 | 冷热稳定性较差。 |
综合评价 | 通过充分发挥复合材料的优势,连续缠绕管有良好的适应性和经济性。 | PE管天然耐腐蚀,管材水力学性能优异,但其抗外压能力较差,在较大口径和较高压时管材经济性差。 | PVC管天然耐腐蚀,管材水力学性能优异,但其抗冲击性较差,在较大口径和较高压力时经济性较差。 | 双壁波纹管天然耐腐蚀,管材水力学性能优异,但其承压能力差,在承受一定压力时经济性较差。 |
2、中大口径管材
对比项目 | 连续缠绕管 | PCCP管 | 钢管 | 球墨铸铁管 |
概要 | 以玻璃纤维及其制品为增强材料,以不饱为基体材料,以石英砂等无机非金属颗粒材料为填料应,采用连续缠绕工艺方法制成的管道。 | 在带有钢筒的混凝土管芯上缠绕预力钢丝,最后在管外部喷上水泥砂浆保护层而制成的高强度混凝土复合管。 | 钢管是指两端开口并具有中空断面,其长度与周边之比较大的钢材,按生产方法可分为无缝钢管和焊接钢管。 | 使用18号以上的铸造铁水经添加球化剂后,经过离心球墨铸铁机高速离心铸造成的管材,称之为球墨铸铁管。 |
耐腐蚀性 | 天然耐腐蚀,无需防腐。 | 管身和接头需要防腐和阴极保护。 | 管身和接头需要内、外防腐处理和阴极保护。 | 管身和接头需要内、外防腐处理和阴极保护。 |
抗震性 | 抗震性及抵抗不均匀沉降性强,管身为柔性管,接头为承插式柔性接头。 | 抗震性及抵抗不均匀沉降性差,管身为刚性管,接头为承插式半刚性接头。 | 抗震性及抵抗不均匀沉降性较好。 | 抗震性及抵抗不均匀沉降性差,管身为刚性管,接头为承插式半刚性接头。 |
水力学特性 | 内壁光滑磨损小,不结垢,流量稳定,节能性好,糙率系数n=0.0084(长期不变),输送相同流量,管径比PCCP管、钢管、球墨铸铁管小1-2个等级。 | 内壁粗糙,磨损大,易结垢,流量渐变,节能性差,糙率系数n=0.013(因结垢而增大),输送相同流量,管径比连续缠绕管大1-2个等级。 | 内壁较粗糙,易腐蚀,流量渐变,节能性差,糙率系数n=0.012(因腐蚀而增大),输送相同流量,管径比连续缠绕管大1-2个等级。 | 内壁粗糙,易结垢,流量渐变,节能性差,糙率系数n=0.013(因结垢而增大),输送相同流量,管径比连续缠绕管大1-2个等级。 |
土方开挖和回填量 | 输送相同流量,管径比PCCP管、钢管及球墨铸铁管小1-2个等级,管沟土方开挖和回填量小。 | 输送相同流量,管径比连续缠绕管大1-2个等级,管沟土方开挖和回填量大。 | 输送相同流量,管径比连续缠绕管大1-2个等级,管沟士方开挖和回填量大。 | 输送相同流量,管径比连续缠绕管大1-2个等级,管沟土方开挖和回填量大。 |
机械设备 | 连续缠绕管是PCCP管重量的1/10,钢管的1/4,球墨铸铁管的1/5,吊装和运输设备所需吨位小。 | PCCP管是连续缠绕管重量的10倍,吊装和运输设备所需吨位大。 | 钢管是连续缠绕管重量的4倍,吊装和运输设备所需吨位大。 | 球墨铸铁管是连续缠绕管重量的5倍,吊装和运输设备所需吨位大。 |
安装效率 | 单根管道12米长,套筒式连接,管道自身重量较轻,安装效率高。 | 单根管道6米长,承插式连接,管道自身重量较重,安装效率低。 | 钢管焊接连接方式效率低。 | 单根管道6米长,承插式连接,管道自身重量较重,安装效率低。 |
综合评价 | 出类拔萃的耐腐蚀性和水利特性、强度高和重量轻等优点使连续缠绕管施工、安装及维护费用极低,最终实现了综合成本最低的目标,体现了技术和经济上的优势。 | PCCP管具有强度高、刚度大的优点,但其耐腐蚀性差、水力性能差、重量大、抗震性能差等缺点,造成了其施工、安装及维护费用高,另外其管材较贵,导致综合成本高。 | 钢具有强度高、抗沉降较好的优点,但其耐腐蚀性差、水利性能较差、重量大、接头施工慢等缺点造成了其施工、安装及维护费用很高,另外其管材较贵,导致综合成本高。 | 球墨铸铁管在管材强度、抗弯抗剪、运行维护等方面具有优势,但由于其耐腐蚀性差、水利性能差、重量大、抗震性能差等缺点造成了其施工、安装及维护费用高,另外其管材较贵,导致综合成本高。 |










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