微灌系统工程结构设计, 主要包括管道系统结构设计和首部枢纽设计两部分。
(1) 管道系统结构设计。 管道系统结构设计主要包括管道纵坡、 管道埋深、 管道连接和
镇墩设计等。
① 管道纵坡。 微灌系统的管道纵坡应力求平顺, 尽量减少折点。 有起伏时应避免产生
负压, 一般管道纵坡采取与自然地面相一致, 在遇到地形突变但高差不大时, 可以采用逐根
管道偏转一定角的办法, 逐渐缓慢地改变坡度而转弯, 以便避免产生硬性的折点。
② 管道埋深。 管道埋深应根据气候条件、 地面荷载等因素确定。 管道设计埋深一般应
考虑耕作机械碾压等问题, 一般干管和支管的埋深不得小于50cm, 毛管的埋深不得小于
30cm。 通过试验, 毛管选用高压聚乙烯管材。 在寒冷的北方地区 (最低气温为-25℃), 其
埋深可为25~35cm, 毛管内存有少量的水, 结冰后对毛管不产生破坏作用。
③ 管道连接。 硬塑料管的连接方式有扩口承插式、 胶接黏合式、 热熔连接式。 其中扩
口承插式是目前管道灌溉系统中应用最广泛的一种形式。 附属设备的连接一般有螺纹连接、
承插连接、 法兰连接、 管箍连接、 黏合连接等。 附属设备与不同材料管道连接时, 需通过一
段钢法兰管或带丝头的钢管与之连接, 应根据管材不同采用不同的方法。
④ 镇墩设计。 镇墩是指用混凝土、 浆砌石等砌筑材料定位管道, 借以承受管中由于水
流方向改变等原因引起的推力, 以及直管中由于自重和温度变形产生的推力和拉力。 镇墩设
计应根据管道受力具体情况而确定。
(2) 首部枢纽设计。 首部枢纽设计就是正确选择及合理配置有关设备和设施。 工程实践
证明, 首部枢纽对微灌系统运行的可靠性和经济性都起到非常重要的作用。 首部枢纽设计主
要是包括过滤器、 水表、 阀门、 压力表和流量仪表。
① 过滤器。 在选择过滤器时, 主要应考虑水质和经济两个因素。 筛网过滤器是最普遍
使用的过滤器, 但含有机污染物的水源, 使用沙砾过滤器能得到更好的过滤效果; 含沙量大
的水源可采用离心式过滤器, 但必须与筛网过滤器配合使用。
② 水表。 管道系统水表的选择, 要考虑水头损失值在可接受的范围内并配置于肥料注
入口的上游, 防止肥料对水表产生腐蚀。
③ 阀门。 在管道系统中要设计节制阀、 放水阀、 逆止阀及进 (排) 气阀等。 一般节制
阀门应设置在水泵出口处的干管上和每条支管的进口处, 以控制水泵出口流量和控制支管流
量, 每个节制阀门控制一个轮灌区, 以便实行轮灌。
第5章 农业灌溉节水技术 131放水阀一般设置在干管、 支管的尾部, 其作用是放掉管中的积水。 节制阀和放水阀应设
置阀门井, 其顶部应高于阀门20~30cm, 其余尺寸以方便操作为度。 在非灌溉季节, 阀门
井用盖板封闭, 以保证阀门安全和冬季保温。
进 (排) 气阀一般设置在干管上。 在进行管道布置时, 因地形的起伏有时不可避免地产
生突峰, 管网运行时这些地方易出现气团, 严重影响输水效率, 所以设置排气阀以将空气
排出。
当水泵运行压力较高时, 由于停电等原因突然停机, 将会造成较大的水锤压力, 当水锤
压力超过管道试验压力、 水泵最高反转的转速超过额定转速1.25倍、 管道水压接近汽化压
力时, 应当设置逆止阀。 逆止阀一般应设置在输水干管的首部。
④ 压力表和流量仪表。 压力表和流量仪表是微灌系统的观测设备, 均应设置在干管的
首部, 一般应装置2.5级精度以上的压力表, 以控制和观测系统供水压力。 为了观测灌区的
流量, 一般可安装一只水表, 以便掌握用水量大小。