低压管道输水灌溉工程技术规范.docx

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低压管道输水灌溉工程技术规范

低压管道输水灌溉工程技术规范（井灌区部分）

【题　　名】：

低压管道输水灌溉工程技术规范（井灌区部分）

  【副题名】：

  【起草单位】：

中国水利水电科学研究院

  【标准号】：

SL/T153-95

  【代替标准】：

  【颁布部门】：

中华人民共和国水利部

  【发布日期】：

1995年3月27日发布

  【实施日期】：

1995年7月1日实施

  【标准性质】：

中华人民共和国行业标准

  【批准文号】：

水科教[1995]97号

  【批准文件】：

　　　　　　　　　　　　　　　中华人民共和国水利部

　　　　　　关于批准发布《低压管道输水灌溉工程技术规范井灌区部分》》

　　　　　　　　　　　　　　（SL／T153－95）的通知

　　　　　　　　　　　　　　　水科教[1995]97号

根据1991年水利水电技术标准的制定、修订计划，由部科技司主持，以中国水利水电科学研究院为主编单位制定的《低压管道输水灌溉工程技术规范（井灌区部分）》，经审查批准为水利行业标准，并予以发布。

标准的名称和编号为：

　　　《低压管道输水灌溉工程技术规范（井灌区部分）》SL／T153－95。

　　　本标准自1995年7月1日起实施。

在实施过程中各单位应注意总结经验，如有问题请函告部科技司，并由其负责解释。

　　　标准文本由中国水利水电出版社出版发行。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　一九九五年三月二十七日

1  总  则

1.0.1  为统一井灌区低压管道输水灌溉工程的技术要求，充分发挥工程效益，特制定本规范。

1.0.2  本规范适用于井灌区低压管道输水灌溉工程的规划、设计、施工安装、验收及运行与维护。

1.0.3  低压管道输水灌溉工程建设，必须将井、水泵、管道系统及田间工程统一考虑，力求技术先进、经济合理、效益显著。

1.0.4  低压管道输水灌溉工程中的机井：

新井必须经成井验收合格；现有机井必须是符合SD188《农用机井技术规范》所规定的完好机井。

1.0.5  低压管道输水灌溉工程建设，除执行本规范外，还应符合现行有关标准和规范的规定。

                    2  工程规划

2.1  规划原则

2.1.1  应准确占有规划区自然地理、水文气象、水文地质、表层土壤、工程现状、农业生产、社会经济以及地形等资料。

2.1.2  规划应在当地农业区划和地下水资源评价的基础上进行；应与农田水利基本建设总体规划相适应，做到因地制宜、统筹兼顾、全面规划、分期实施。

2.1.3  规划中应进行多方案的技术经济比较，达到投资省、效益高、节水、节能、省地及便于管理的目标。

2.1.4  在进行多方案的技术经济比较时，宜以年费用最小为主要依据选定规划方案。

2.1.5  水源水质应符合GB5084《农田灌溉用水水质标准》的规定。

2.2  主要技术参数

2.2.1  灌溉设计保证率，应根据当地自然条件和经济条件确定，宜不低于75％。

2.2.2  管系水利用系数应不低于0.95。

2.2.3  低压管道输水灌溉灌区，应做到田间工程配套齐全、灌水方法合理、灌水定额适当，其田间水利用系数应不低于0.85。

2.2.4  灌溉水利用系数应不低于0.80。

2.2.5  灌水定额应根据当地灌溉试验资料确定，无资料地区可参考邻近地区试验资料确定，也可按下式计算

        m＝1000γsｈ（β1—β2）        （2.2.5）

式中  m——灌水定额，m3/hm2；

  γs——计划湿润层土壤干容重，kN／m3；

    h——土壤计划湿润层深度，m；

  β1——适宜含水量（重量百分比）上限，可取田间持水量的0.85～0.95；

  β2——适宜含水量（重量百分比）下限，可取田间持水量的0.60～0.65。

2.3  水量供需平衡分析

2.3.1  应根据规划区地下水资源评价成果所提供的不同典型年地下水可采量，结合配套设备能力，确定可供水量；已成井区还应根据多年采补资料，对地下水资源评价成果加以复核，分析确定可供水量。

2.3.2  需水量中应包括灌溉、牧副渔业、工业及生活等用水量，并应考虑发展计划。

2.3.3  不同保证率相应典型年的灌溉用水量，应根据作物组成、复种指数、作物需水、降水可利用量等计算确定。

2.3.4  可采用典型年法进行水量供需平衡计算。

2.3.5  需水量大于供水量时，宜调整种植比例，减少灌溉面积或增辟水源。

2.4  管道系统布置与畦沟灌水要素

2.4.1  一般宜用单井管道系统；采用多井汇流系统，应经技术经济论证。

2.4.2  应根据机井位置、地块形状、种植方向及田间工程配套等因素，通过比较确定采用树状管网或环状管网。

2.4.3  管道级数，应根据系统灌溉面积（或流量）和经济条件等因素确定；旱作物区，当系统流量小于30m3／h时，可采用一级固定管道；系统流量在30～60m3／h时，可采用干管（输水）、支管（配水）两级固定管道；系统流量大于60m3/h，可采用两级或多级固定管道。

  对于渗透性强的沙质土灌区，末级还应增设地面移动管。

  2.4.4  应力求管道总长度短、管线平直、减少折点和起伏。

2.4.5  干、支两级固定管道在灌区内的长度，宜为90～150m／hm2

2.4.6  支管走向宜平行于作物种植行；支管间距宜采用50～150m，单向浇地时取较小值，双向浇地取较大值。

2.4.7  给水栓（或出水口）应按灌溉面积均衡布设，间距宜为50～100m，单口灌溉面积宜为0.25～0.6h/m2，单向浇地取较小值，双向浇地取较大值。

2.4.8  低压管道输水灌溉条件下的畦田与灌水沟规格及适宜流量，应根据当地试验资料确定；无资料地区可参照表2.4.8-1和表2.4.8－2选定。

              表2.4.8-1  畦田灌水要素表

  　　地面  灌水  　坡度　　　要素    土壤        　透水性          ≤0.002        　0.002～0.005        　0.005～0.01

    畦长（m）    单宽流量[L／（s·m）]    畦长（m）    单宽流量[L/（s·m）]    畦长（m）    单宽流量[L／（s·m）]

    强    25～50    5～6    30～60    5～6    50～70    4～5

    中    30～60    5～6    40～70    4～5    60～80    4～5

    弱    40～70    4～5    50～80    3～4    80～100    3～4

表2.4.8-2  沟灌灌水要素表

  　地面  灌水  坡度　　要素土壤        透水性              ≤0.002        0.002～0.005        0.005～0.01

    沟长（m）    流量（L／s）    沟长（m）    流量（L/sm）    沟长（m）    流量（L／s）

    强    30～40    1.0～1.5    40～60    0.7～1.0    60～80    0.6～0.9

    中    40～60    0.7～1.0    70～90    0.5～0.6    80～100    0.4～0.6

    弱    50～60    0.5～0.6    80～100    0.4～0.5    90～120    0.2～0.4

2.5  规划成果

2.5.1  应提交工程规划报告，报告内容宜分为下列部分：

（1）序言；

（2）基本情况与资料；

  （3）主要技术参数；

  （4）水量平衡计算；

  （5）规划方案及比较；

  （6）田间工程；

  （7）机井装置；

  （8）实施安排；

  （9）投资估算；

  （10）经济效益分析；

  （11）附图。

2.5.2  附图中应有下列主要图件：

（1）1／5000或1／10000水利设施现状图；

（2）1／5000或1／10000管道灌溉工程规划图；

  （3）1／1000或1／2000典型管道系统布置图。

                3  工  程  设  计

3.1  设计流量

3.1.1  灌溉系统设计流量，应按下式计算

　Q0=αmA/ηTt                      （3.1.1）

式中Ｑ0——灌溉系统设计流量，m3／h；

    α——控制性的作物种植比例；

    Ａ——灌溉系统设计灌溉面积；m2；

    η——灌溉水利用系数；

    Ｔ——一次灌水延续时间，d；

    t——日工作小时数，h。

  当Ｑ0大于水泵流量时，应取Ｑ0等于水泵流量，并相应减小灌溉面积或种植比例。

3.1.2  树状管网各级管道的设计流量，应按下式计算

　                                （3.1.2）

式中  Ｑ——管道设计流量，m3/h；

    n——管道控制范围内同时开启的给水栓（或出水口）个数；

    Ｎ——全系统同时开启的给水栓（或出水口）个数。

3.1.3  环状管网各级管道设计流量，应根据具体情况确定；单井单环网管道设计流量，可按下式计算

                Ｑ=Ｑ0／2                （3.1.3）

3.1.4  管道系统、各级管道及给水柱（或出水口）的实际流量，应通过水泵工作点计算确定。

3.2  设计水头

3.2.1  管道系统最大和最小工作水头，应分别按式（3.2.1－1）和式（3.2.1-2）计算

        Ｈmax＝Ｚ2—Ｚ0＋△Ｚ2＋Σｈf2＋Σｈj2      （3.2.1-1）

        Ｈmin＝Ｚ1—Ｚ0＋△Ｚ1＋Σｈf1＋Σｈj1      （3.2.1-2）

式中  Ｈmax——管道系统最大工作水头，m；

    Ｈmin——管道系统最小工作水头，m；

      Ｚ0——管道系统进口高程，m；

      Ｚ1——参考点1地面高程；在平原井区，参考点1一般为距水源最近的出水口，m；

      Ｚ2——参考点2地面高程；在平原井区，参考点2一般为距水源最远的出水口，m；

△Ｚ1、△Ｚ2——分别为参考点1与参考点2处出水口中心线与地面的高差，m，出水口中心

          线高程应为所控制的田间最高地面高程加0.15m；

Σｈf1、Σｈj1——分别为管道系统进口至参考点1的管路沿程水头损失与局部水头损失，m；

Σｈf2、Σｈj2——分别为管道系统进口至参考点2的管路沿程水头损失与局部水头损失，m。

3.2.2  管道系统设计工作水头，宜按最大和最小工作水头的平均值近似取用

　H0=（Hmax+Hmin）/2        （3.2.2）

式中  Ｈ0——管道系统设计工作水头，m。

3.2.3  灌溉系统设计扬程，应按下式计算

        Ｈp=Ｈ0＋Ｚ0－Ｚd＋Σｈf0＋Σｈj0  （3.2.3）

式中  Ｈp——灌溉系统设计扬程，m；

      Ｚd——机井动水位，m；

Σｈf0、Σｈj0——分别为水泵吸水管进口至管道系统进口之间的管道沿程水头损失与局部

            水头损失，m。

3.2.4  水泵运行的扬程（流量）范围，应通过水泵工作点计算确定。

3.3  水头损失

3.3.1    

管道沿程水头损失，应按下式计算

                              （3.3.1）

式中  ｈf——沿程水头损失，m；

    ｆ——管材摩阻系数；

    Ｌ——管长，m；

    Ｄ——管道内径，mm；

    ｍ——流量指数；

    ｂ——管径指数。

  各种管材的f、m、b值，可按表3.3.1取用。

                    表3.3.1f、m、b值表

管材类别    f    m    b

硬塑料管    0.948×105    1.77    4.77

石棉水泥管    1.455×105    1.85    4.89

旧钢管、旧铸铁管    6.25×105    1.9    5.1

当地材料管    7.76n2×105    2    5.33

  注①地埋薄壁塑料管的f值，宜用表列硬塑料管f值的1.05倍；

  ②n为糙率，水泥沙土管n=0.0143。

3.3.2  管道局部水头损失，应按下式计算

                                （3.3.2）

式中  ｈj——局部水头损失，m；

    ζ——局部损失系数；

    υ——管内流速，m／s；

    g——重力加速度，为9.81m／s2。

3.3.3  给水栓（或出水口）的局部水头损失，应按试验或厂家提供的资料确定；无资料时可按0.3～0.5m选用。

3.4  管径与管道工作压力

3.4.1  管道系统各管段的直径，应通过技术经济计算确定；在初估管径时，可按表3.4.1选择管内流速。

              表3.4.1  管道流速表

  管  材      混凝土管    石棉水泥管    水泥沙土管    硬塑料管    移动软管

流速（m／s）    0.5～1.0    0.7～1.3    0.4～0.8    1.0～1.5    0.5～1.2

3.4.2  管道系统各管段的设计工作压力，应为正常运行情况下最大工作压力（不含冲击压力）的1.4倍；最大工作压力应根据运行中可能出现的各种情况比较确定。

3.4.3  正常运行情况下（不含冲击压力），管道的工作压力不得为负值。

3.5  水锤压力

3.5.1  管道系统设置单向阀时，应验算突然停泵时的水锤压力。

3.5.2  遇到下列情况时，应采取水锤防护措施：

（1）水锤情况下，管道内压力超过管材公称压力；

（2）水锤情况下，管内可能出现负压。

3.6  镇墩

3.6.1  遇到下列情况时，管路应设置镇墩：

（1）管内压力水头大于等于6m，且管轴线转角大于等于15°；

（2）管内压力水头大于等于3m，且管轴线转角大于等于30°；

  （3）管轴线转角大于等于45°。

3.6.2  镇墩应设在坚实的地基上，并按受力要求确定尺寸。

3.7  出水口防冲设施

3.7.1  出水口处应设置防冲池；地面移动管道出口，宜有防冲措施。

3.7.2  防冲池宜就地取材，优先采用预制混凝土构件。

3.7.3  防冲池池底，应至少低于地面15cm；防冲池占地宜为0.1～0.25m2

3.8  其他设施

3.8.1  在管道轴线起伏段的高处和向下弯处，应设置进排气设施；在管轴线起伏段的低处和管道系统的最低处，宜设置泄水阀和渗水井。

3.8.2  在顺坡管道节制阀下游侧、逆坡管道节制阀上游侧，以及可能出现负压的管段，应设置负压消除设施。

3.8.3  埋于冻层以下，且埋深不少于70cm的管道，可不计算温度应力；必要时可设伸缩节或柔性接头。

3.9  设计成果

3.9.1  应提交工程设计说明书。

3.9.2  说明书附图应包括下列主要图件：

（1）1／1000或1／2000的管道系统平面布置图；

（2）典型管线纵剖面图；

  （3）必要的连接安装图；

  （4）附属建筑物设计图；

  （5）管槽断面图；

  （6）典型田间工程布置图。

                  4  水泵选型与配套

4.1  新配水泵的选型与配套

4.1.1  低压管道输水灌溉工程的新配水泵，宜选用国家公布的节能型产品，严禁选用国家公布的淘汰产品。

4.1.2  选用水泵的流量应满足灌溉系统设计流量的要求，且不大于根据抽水试验确定的机井出水量；扬程应根据灌溉系统设计扬程合理选定；在灌溉系统设计流量下，水泵应工作在高效区。

4.1.3  应分别校核在管道系统最大工作水头和最小工作水头下，水泵的工作点是否在高效区内，如偏离过大应重新选择水泵或调整管道系统的设计。

4.1.4  井用潜水泵的配套泵管，在经济上合理的情况下可增大一级管径，但不应影响水泵的安装和检修。

4.1.5  水泵的选型和配套除应符合本规范外，还应符合《农用机井技术规范》（SD188）的要求。

4.2  现有机井装置的利用和改造

4.2.1  利用现有机井装置建设低压管道输水灌溉工程，应收集有关技术资料，测试水泵扬程、流量、转速及动力机能耗等性能参数，根据水泵及配套装置的技术指标、目前技术状况、设计要求等，通过技术论证和经济分析确定其利用、改造的可行性。

4.2.2  应制定现有机井装置的具体技术改造方案，并据此进行改造、检修和验收。

4.2.3  经检修或技术改造的水泵应符合4.1.2条和4.1.3条的规定。

4.3  机井装置效率

4.3.1  机井装置效率按下式计算

                                      （4．3．1）

式中  ηω——机井装置效率；

    γ——水的容重，N／m3；

    Ｑt——灌溉系统实测流量，m3/s；

    Ｈt——管道系统实测工作水头，m；

    Ｎi——动力机输入功率，kW。

4.3.2  新配机井装置的装置效率应符合《农用机井技术规范》（SD188）规定的指标；现有机井装置的装置效率，电动机配套应不低于35％，柴油机配套应不低于30％。

        　　　      5  管材与连接件

5.1  一般规定

5.1.1  低压管道输水灌溉工程所用管材与连接件，必须符合下列规定：

（1）非现场制作的管材与连接件，应为定型产品，或经过技术鉴定并严格按技术要求生产的非定型产品；

（2）现场制作的管材与连接件，应进行技术鉴定，并有相应措施保证其质量不低于鉴定时的指标。

5.1.2  管材的公称压力应大于或等于管道设计工作压力。

5.1.3  连接件的公称压力应大于或等于管材的公称压力；其规格尺寸及偏差应满足连接密封要求。

5.1.4  水泥预制管和现场浇筑混凝土管不应埋设在硫酸盐浓度超过1％的土壤中。

在硫酸盐浓度大于0.1％、小于1％的土壤中埋管，应选用铝酸三钙含量小于5.5％的水泥。

5.2  塑料管与连接件

5.2.1  低压输水塑料管宜选用薄壁或双壁塑料管；其性能指标及检测应符合相应标准的规定。

5.2.2  地埋塑料管由静荷载和动荷载引起的总径向变形率（即径向变形量与外径比值）不得大于5％；当埋深大于70cm时动荷载可忽略。

管道径向变形量计算方法见附录B。

5.2.3  塑料连接件材质宜与管材相同。

5.2.4  焊接成型的硬聚氯乙烯或高密度聚乙烯连接件应符合下列力学性能要求：

（1）1m高度自由坠落不破裂；

（2）4.2倍公称压力保压lh不渗漏。

5.2.5  当管道采用粘接剂连接时，粘接剂的性能应符合下列基本要求：

（1）固化时间应与施工条件相适应；

（2）粘附力强，易于涂在接合面上；

  （3）粘接强度应满足管道使用要求。

5.2.6  当管道采用橡胶圈作接口密封材料时，所用橡胶圈不应有气孔、裂缝或接缝。

其性能应符合下列基本要求：

（1）拉断强度大于等于16MPa；

（2）伸长率大于等于500％；

  （3）邵氏硬度为45～55度；

  （4）永久变形小于20％；

  （5）老化系数大于0.8（在70℃温度下，历时144h）。

5.3  水泥预制管与连接件

5.3.1  管材及连接件的工作压力应不大于抗渗试验压力的1／2。

5.3.2  用三点荷载试验数据确定管上的允许填土荷载时，安全系数应不小于1.25。

5.3.3  管材内壁应光滑、内外壁无裂缝，壁厚允许偏差为±2mm，内径允许偏差为±3mm。

5.3.4  在不均匀沉降地段应采用柔性连接。

5.4  现场浇筑混凝土管

5.4.1  管体混凝土抗压强度应符合下列要求：

（1）管径小于等于200mm时，不低于15.0MPa；

（2）管径大于200mm时，不低于20.0MPa。

5.4.2  管道外压强度安全系数应不小于1.25。

5.4.3  管道最小壁厚应为内径的1／10加15mm。

5.4.4  管道内径允许偏差为±7mm。

                  6  附属设备

6.1  一般规定

6.1.1  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。

6.1.2  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。

6.1.3  附属设备应有相应的保护措施，并便于管理、养护和维修。

6.1.4  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。

6.2  给水栓（或出水口）

6.2.1  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。

6.2.2  给水栓（或出水口）应有密封水压值和局部水头损失资料。

6.3  安全保护装置

6.3.1  安全保护装置应结构合理、运转灵活，牢固耐用。

6.3.2  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。

6.3.3  进排气阀应铅垂安装，通气孔直径应按下式计算确定