供水灌溉项目管线工程设计与布置

陈顶柯

（内乡县水利技术指导站）

0 引言

在管线工程的不断演化中，所出现的管线综合设计思路和方法问题，延缓了工程发展的脚步，损失了大量人力、物力和财力。因此，要不断优化水利工程管线设计与布置，不仅要让管线设计与布置满足目前工程技术规范和需求，还要让其符合水利发展趋势要求。

1 工程概况

供水灌溉项目位于某市东部，地形地貌为浅山丘陵区，地形切割破碎，以构造侵蚀为主，地势西高东低，土层较薄。

项目区属大陆性季风气候，四季分明，气候温和，自然降水偏丰，风向以西南为多。降水量的年际分配不均匀，雨量多集中于夏季，其中7、8月份占全年降水量的38%。另一降水量较多的时段为4—5月，占全年降水量的16.70%，而降水量最小的12—2月三个月的降水量只占全年降水量的6.70%。全年无霜期最长为246 d，最短为199 d，平均为221 d，年日照约2 100 h，最大风速20 m/s。

项目区农业生产的自然灾害主要是旱、涝和干热风，对农业高产、稳产影响大。按年降雨量，只能基本上满足小麦、玉米等作物（正常年）亩产150～250 kg的需水要求。10月至次年5月，平水年和中等干旱年分别较小麦需水量约少60～100 mm，6—9 月降水量较玉米需水量偏多。但因降水量年际变化大，且年内分配与作物生长发育需水规律不相吻合，常出现旱涝灾害。

项目区水利设施主要为小水库和机井，共有小水库6 座，项目区现状灌溉水源主要为小水库及地下水，由于近年来干旱少雨，存水太少，不能满足干旱时期灌溉需求。因此需要加强供水灌溉工程建设。

2 管线工程

2.1 管线工程设计

2.1.1 设计流量

①小水库供水设计流量：本工程向水库供水共涉及6座小（2）型水库，水库平均灌溉100 hm2，则供水流量为0.05 m3/s。

②分水管设计流量：分水管线共8处，其中1#、8#分水管灌溉面积26.67 hm2，型式为滴灌，供水流量为0.03 m3/s，2#、3#、4#、5#、6#、7#分水管线平均灌溉100 hm2，供水流量为0.05 m3/s。

③出水口设计流量：出水口平均控制灌溉面积为33.33 hm2，则控制流量为0.02 m3/s。

④不同管段设计流量：本次灌溉管线共1 条主管线，根据项目区规划范围及地理地形条件，主管线共分4 个管段，根据不同管段的控制灌溉面积确定设计流量，如表1所示。

表1 不同管段设计流量表

2.1.2 管材管径

根据计算成果，本次灌溉引水管线进口采用直径为900 mm钢管，地埋段采用Φ900、Φ800、Φ630的PE管和Φ400、Φ250、Φ 200的UPVC管，管材压力等级选0.60 MPa。

2.1.3 管线设计

主管线总长11 690 m，分为进口段和输水段。

进口段（0+000-1+640）由于地形复杂，需穿越水库上游河段及水库支流入库河段，且地质条件多为岩层，因此采用钢管铺设，经久耐用。管线进口与现有预留出水口相连，向东北方向铺设。根据实际测量成果，进口中心高程为95.30 m，静水头为水库兴利水位107.00 m，与进水口之间的高差为11.70 m。0+000-0+350 段 采 用DN1 200 钢 管，0+350-1+690 段 采 用DN900 钢管，桩号0+000-0+400 段露天铺设，每隔10 m 设C20混凝土支墩。0+400-1+640 段采用地埋铺设。为便于引水管理，控制引水流量，在进口桩号0+006处设总控制房，房内布置Φ1 200控制闸阀1个，0+355布置Φ900控制闸阀。

输水段（1+640-11+690）为地埋管，管道覆土厚度≥1 m，其中桩号1+640-3+000 段，采用Φ900 的PE 管，长1 360 m；桩号3+000-7+000段，采用Φ800的PE管，长4 000 m。

2.1.3.1 小水库供水管线

本次规划在主管线上，按照小水库位置，布置供水管，用于抗旱时期小水库补水，采用Φ250 UPVC管，每个供水管出口处设DN250控制闸阀。

2.1.3.2 分水管线

本次规划在主管线上设8处分水管线，用于抗旱时期当地供水，其中1#分水管从主管线1+820 处分水，采用Φ200 UPVC管，长20 m；2#分水管从主管线2+700处分水，采用Φ250 UPVC管，长300 m；3#分水管从主管线3+300 处分水，采用Φ250 UPVC管管，长320 m；4#分水管从主管线6+700处分水，采用Φ 250 UPVC 管，长1 800 m；5#分水管从主管线8+300 处分水，采用Φ250 UPVC管，长2 000 m；6#分水管从主管线9+640处分水，采用Φ250 UPVC 管，长1 500 m；7#分水管从主管线10+450 处分水，采用Φ250 UPVC管，长1 000 m；8#分水管从主管线9+055处分水，采用Φ200 UPVC 管，长20 m。每个供水管出口处设DN250或DN200控制闸阀。

管线上共设检修阀井1 个，排气阀井22 个，排污阀井11个，共布置Φ75 分水口75 个，村民可自带软管与出水口连接灌溉。

2.2 管线布置

2.2.1 布置原则

第一，充分利用地形条件，选择最短的线路完成输水任务。输水线路尽量避开高地形，选择平直、起伏小的地形，还要避开水平、垂直的急剧转弯。

第二，管线穿越铁路、公路、河流、沟渠时，应尽可能利用现有穿跨越设施，无法利用时尽量正交，受条件限制无法正交时，最小交叉角宜＞60°。

第三，输水管道应尽量避免穿越河谷、山脊地区和不利地段的交叉，以保证管道的安全运行和维护管理方便。

第四，管顶以上覆土厚度要根据一些因素进行确定，要根据冰冻情况、外部荷载、管材强度及与其它管道交叉等因素确定。

2.2.2 工程布置

本次项目铺设主管线1条，长11.69 km，引水流量0.68 m3/s，采用重力流输水，管线进口与现有石漫滩预留出水口相连，向东北方向铺设，桩号0+000-0+350 段采用DN1200 钢管，0+350-1+640 段采用DN900 钢管，为便于引水管理，控制引水流量，在进口桩号0+006处设总控制房，房内布置Φ1 200控制闸阀1 个，在桩号0+355 处设东线控制房，布置Φ900 检修闸阀1个。主管线共布置Φ75出水口20个，进排气阀井22座，排污阀井11座，检修阀井1座，工程简介牌1个，百米桩117个。

在主管线桩号6+350、7+320、8+000、8+330、10+094、10+950 处设6 条小水库供水管，均采用Φ250 UPVC 管，设计流量0.05 m3/s，总长2 230 m，出口处均设浆砌石出水池及控制阀井，阀井内设Φ250控制闸阀。

在主管线桩号1+820、2+700、3+300、6+700、8+300、9+640、10+450、9+055设8条分水管线，其中1#、8#分水管采用Φ200 UPVC管，总长40 m，其余分水管采用Φ250 UPVC管，总长6 920 m，布置Φ75 出水口55 个，每条分水管均设控制阀井，内设Φ250 或Φ 200控制闸阀，在1#、2#、3#、8#分水管线上设蓄水池，采用C25钢筋混凝土结构，容积80 m3。

在1#、8#分水管线上发展滴灌节水灌溉面积各26.67 hm2，共53.33 hm2，每个滴灌工程配套潜水泵（250QJ80-80/4）1 台，变压器（80 kVA）1 台，水泵保护装置1 套，离心加网式过滤器（LX-400-100）7 套，网式过滤器（WS-80×50）7 套，压力罐（10L）6 套；通过φ160 UPVC 管抽水至园区，通过φ90 UPVC 干管和φ63PE支管分送至地块，最后通过φ16PE内镶式滴灌带喷洒树木。配备球阀、进排气阀、压力表等控制设备，在主干管和干管处设置泄水井和阀门井，采用砖砌结构，C20混凝土底座。

3 结语

文章通过对供水灌溉工程输水管线的设计与布置探讨，确定了既合理又经济的输水管线方案。通过供水工程的实际运行效果看输水管线的设计与布置增强了管线运行的安全性和可靠性，保证了设备和管道的正常运行。输水管线运行良好，有力促进了供水工程效用的发挥，为农业、经济社会发展起到了积极作用。