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節水灌溉工程方案設計分析論文
1設計方案
1.1灌溉方式
云竹水庫灌區種植結構為玉米、棉花等大田作物，可選擇的節水灌溉方式有渠灌、噴灌、滴灌和管灌等。經過對上述灌溉節水方式從投資、運行費用、占地、施工技術、節水效果、工程壽命、便捷程度等多方面比較，結合灌區現狀以及灌區內種植作物的實際情況，主要對渠灌方式和管灌方式進行比選。渠灌方式和管灌方式均能有效提高灌溉水利用系數，但管灌方式水量損失更小，可大大提高灌溉水利用率，節水效果較好，同時還具有使用壽命長、維護費用低、便于管理等優點，故確定灌區灌溉方式為管灌。
1.2管材選擇
根據工程特點以及當地實際情況，管材選擇預應力鋼筋混凝土管、PE管以及玻璃鋼管三種管材進行比較。
1.2.1預應力鋼筋混凝土管預應力鋼筋混凝土管根據加工工藝的不同分為一階段法和三階段法。其優點是適應地基的能力強，抗折性能好，采用柔性膠圈接口，對接方式為承插式，防腐能力強，不需要后期做防腐處理，工程造價較低。缺點是管道自重大，抗滲能力差，鋼絲易生銹，管件在制作過程中存在一定的工藝缺陷，管道與附件連接需要特制的法蘭連接，運輸和施工難度偏大，使用壽命較短，輸水安全性能較差。
1.2.2PE管PE管也稱聚乙烯管材，其主要應用于城市供水、城市燃氣供應及農田灌溉。優點是摩擦系數小、介質流動性好，耐磨性能高，水質衛生性好、食品級內襯無毒、自潔抗菌、長期使用不結垢，能抵抗多種化學介質、無腐蝕性，自重小，柔韌性能好，可抵御強烈的沖擊、震動和扭曲，連接工藝簡單、運輸和施工方便等，但工程造價高。
1.2.3玻璃鋼管玻璃鋼管又稱玻璃纖維增強熱固性樹脂加砂管，其優點是摩阻系數較小，相同工況下輸送能力可提高20%以上。在泵流輸水系統設計中，相同規模的管道可節省泵的功率和能源，減少工程長期運行費用。管道在重力流的條件下，若水頭損失相同時，管徑可減小到原來的15%；若管徑相同時，可降低管線的水力坡降。玻璃鋼管通過改變樹脂種類、含量以及纖維的排列來提高管道的耐腐蝕性和強度，增強管道抵抗多種化合物、污水、腐蝕性土壤及多種有機、無機溶劑等不同化學介質侵蝕的能力，同時在使用過程中不結垢，不會滋生有害菌和其他微生物。玻璃鋼管具有環向拉伸強度高、抗凍性能好和電熱絕緣性高，無須進行陰極保護等特點，適應于輸電、電信線路密集區和多雷區的工程施工。采用“O”型密封橡膠圈承插式連接，管件制作工藝比較簡單，法蘭可與任意符合國家標準的同直徑的其他材質的法蘭連接。由于管道接頭少，既能提高管道的安裝速度，又可降低管道的安全隱患。但玻璃鋼管由于管壁較薄，管道較脆，耐沖擊力較差，對管基的地層與管道的回填要求較高，因此，玻璃鋼管在運輸和安裝過程中必須嚴格遵守相關規范和規程。本工程的供水對象為榆社縣3個鄉鎮、17個自然村的農業灌溉，作為灌溉保證率高、管線長的輸水工程，對管道的安全性能以及抵抗外界干擾性、管材的耐久性等方面的要求都較高。從目前國內市場以及管材生產廠家的技術成熟度來看，以上三種管材基本上均可滿足要求，但同管徑的PE管工程造價最高，從管材的技術特性進行比較后，玻璃鋼管比預應力鋼筋混凝土管更具優勢。因此，采用玻璃鋼管作為本灌區節水工程的管材。
2輸水線路方案比選
根據地形及地質條件，并結合現有工程輸水線路走向受地形及供水點條件所限的實際，考慮現有的灌區渠道及工程區內主要公路走向對線路布置的影響，本次設計對壓力管道輸水線路的走向選擇了穿灌區布置管線輸水方案與沿原灌區渠道布置管線輸水方案進行比較。穿灌區布置管線輸水方案綜合考慮灌區分布范圍、高程，充分發揮管道輸水對地形要求較低的優勢，將管道直接布置在灌區中央或直線穿過。該方案具體布置為：主干管從云竹水庫樞紐大壩下游的水電站分水管引水，沿河道兩岸河谷，經云竹鎮、北村、喬家溝、桃陽、東樁、北圖劃、南馬會、上石拐、下石拐、韓村、閆家溝村、白莊村至灌區末端的36分干管，全長23.45km，共布設分干管36條。該方案的優點是管線較短，投資較小，施工條件較好，運行管理方便；缺點是需要征地，且管道壓力較大，對管道的耐壓能力要求較高。沿原灌區渠道布置管線輸水方案是利用在原灌區的南干渠、北干渠、西干渠內將原渠道改為管道輸水，從而減少水量損失。該方案具體布置為：南干渠管線沿南岸南側布置，平行于南岸一條村間土路，至云竹鎮和平村，長11.4km；北干渠管線沿水庫至縣城公路南側布置，直到云竹鎮林頭村東，長9.78km；西干渠線沿榆韓公路直下至郝北鎮白莊村，長9.8km，線路總長30.98km，共布設分干管42條。該方案的優點是不用征地，且管道壓力較小，對管道的耐壓能力要求較低；缺點是管線較長，投資較大，施工條件較差，運行管理不方便，沒有發揮出壓力管道輸水的優越性。經比較，本工程選擇穿灌區布置管線輸水方案作為推薦方案。
3結論
綜上所述，采用管材為直徑700mm的玻璃鋼管、灌溉方式為低壓管灌、輸水線路為穿灌區布置管線輸水節水工程設計方案。本節水灌溉方案實施后，可引導榆社縣農業增長方式由數量型向效益型轉變，提高農業綜合效益；同時對增加農民收入，全面加快小康社會建設步伐，推進農業現代化進程具有積極的示范和推動作用。
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