长子县低压管输水灌溉技术应用研究

摘要：低压管输水灌溉技术因其投资小、易管理、输水效率高等特点，深受广大农民欢迎。紧密结合长子县地形、气候和农作物种植特点，有针对性地提出适合长子县发展的低压管灌（以机井为水源）制度设计、工程设计和施工方法等方面的意见和建议。

关键词：低压管输水灌溉；制度设计；工程设计；施工方法

中图分类号：S275文献标识码：A 文章编号：2095－6835（2014）08－0003－02

低压管输水灌溉是以低压管道代替明渠输水灌溉系统的一种工程形式。采用低压管道输水，可以大大减少输水过程中的渗漏和蒸发损失现象，输水效率可以达到95%以上。同时，低压管道输水灌溉技术投资较小、安装简单、管理方便，农民易于掌握，非常适合在广大农村推广、运用。另外，低压管道输水灌溉也是实施小型农田水利建设的重要方法之一。

1低压管灌溉制度设计

1.1作物种植比例

长子县位于山西省东南部，共辖12个乡镇2个管理中心399个行政村，总面积1 029 km2，其中，耕地面积460.2 km2；总人口35万，其中，农业人口近30万，是山西省现代农业示范县。根据调查，长子县农作物以玉米、蔬菜为主，玉米种植比例为67%，蔬菜种植比例为33%.

1.2作物需水量的确定

作物的需水量是灌溉制度设计的重要指标。根据作物的生理需水和生长需水，参照省水科所的有关试验资料，结合灌区的调查结果综合分析确定，玉米需水量为4 200 m3/hm2，蔬菜5 250 m3/hm2。

1.3作物生长期降雨量和有效雨量

据长子县气象站1956—2008年实测降水资料进行频率分析计算，并用皮尔逊Ⅲ型曲线适线，对不同作物其生育期的降雨量进行频率点绘，计算出设计保证率情况不同的降雨量和对应的典型年，并以典型年进行同倍比缩放，求得设计年的有效降雨量（P=75%的典型年1978年，有效降雨量444.6 mm）。

作物生长期降雨量有效利用率按表1计算。

表1降雨量有效利用率表

日雨量/mm 小于5 5～30 30～50 50～100

利用率/% 0 80 60 40

根据典型年降水资料，各种作物生长期的有效降雨量计算结果见表2.

表2P=75%作物生长期有效雨量

典型年 作物 生长期 降雨量/mm 有效雨量 有效利用系数/%

起止时间 天数/d mm m³/hm2

1978年 玉米 04-21—09-30 160 328.6 219.04 2 247.3 68.4

蔬菜 05-01—09-30 120 318.6 212.38 2 249.1 70.6

1.4灌水定额计算

净灌溉用水量采用水量平衡方程式估算，计算公式为：

.（1）

式（1）中：M——作物生长期灌溉用水量，m3/hm2；

E——作物需水量，m3/hm2；

P0——生长期有效降雨量，m3/hm2；

S——地下水补给量，m3/hm2；

△V——作物生长期初末的田间根系吸水层储水量，m3/hm2。

由于项目区内地下水埋深较大，因此地下水补给量忽略不计。作物生长期初末的田间根系吸水层储水变化△V很小，并且习惯于播前冬灌，因此△V也忽略不计。那么，上述式（1）

外检漏成像图谱。同样可以发现SF6气体外泄现象。

图13电流互感器顶盖处可见光图图14红外检漏成像图

3结束语

实践证明，利用红外检测技术对电力设备进行故障检测是非常方便和有效的。利用热像仪清晰、直观的热图像和准确的温度数据可以判断出电力系统发热、漏气等不同类型的问题，为提高输变电设备的状态监测水平提供了有力的保障，有利于掌握设备运行状况，合理安排检修计划，提高设备运行效率。总之，红外检测技术在输变电设备中的应用具有非常重要的现实意义。

〔编辑：王霞〕

The Application of Infrared Detection in the Fault Diagnosis for

Electric Transmission and Transformation Equipment

Zhang Yong, Wang Jianmin, Yan Liting

Abstract: Nowadays, the infrared detection is widely used in electric system. It provides reliable method for the fault testing and diagnosis of the equipment. The accident occurrence is reduced and the reliable operation level of the equipment is improved by pre-knowing maintenance. By expounding the feature of infrared detection, some concrete applications of infrared spectroscopy in the fault diagnosis for electric transmission and transformation equipment is intensively introduced in this paper.

Key words: infrared detection; electric transmission and transformation equipment; fault diagnosis; SF6 gas

可简化为：

M=E－P0.（2）

按公式（2）计算得到各种作物不同频率的净灌溉定额，具体情况见表3.

表3作物生长期净灌溉定额（单位：m3/hm2）

保证率/% 作物 作物生长期

需水量 作物生长期

有效雨量 计算净

灌溉定额 调整净

灌溉定额

75 玉米 4 200 2 046.15 2 153.4 1 950

蔬菜 5 250 2 046.15 3 203.85 3 300

1.5灌溉制度设计

从各种作物的需水特性分析确定各种作物的灌水次数、灌水时间、灌水定额。另外，由于长子县偏干旱，降雨量少，特别是冬、春季雨量更少，绝大部分土地播前墒情不足，不能保证适时下种，因此，冬、春汇地是本地区一次保墒的关键水。为此，春、秋汇地另列一项，不计入作物生长期的灌溉用水量内。冬、春汇地面积一般占总面积的75%左右，且以春汇为主，约占65%，秋（冬）汇地大约占10%. 夏浇平均灌水定额为450～750 m3/hm2。结合净灌水定额计算值，再加春、秋汇地，求得各种作物综合净灌溉定额。根据当地历年灌溉实际调查，结合《长子节水型社会建设试点县实施方案》初步拟订，一般生长期内玉米需灌溉两三次。据此分析计算，并考虑灌溉的不均匀性，降水的不均匀性，对净灌水定额适当调整，每公顷灌溉水控制在600 m3，安排灌水次数。P=75%玉米灌溉次数为3次，蔬菜灌溉次数为7次。灌水时间按作物生育期和灌水次数确定，其轮灌期控制在15～25 d，最长不超过一个月。根据上述计算结果，参照县域内灌水习惯等制订灌溉制度，见表4.

表4P=75%管灌作物灌溉制度表

作物

名称 灌水

次数/次 灌水

性质 灌水定额

/ （m³/hm2） 灌溉定额

/（m³/hm2） 灌水

起止时间 灌水

天数/d 备注

玉米 1 播前 750 1 950 04-10—04-20 11

2 拔节 600 07-01—07-10 11

3 抽穗灌浆 600 08-01—08-10 11

蔬菜 1 生长期 600 3 300 04-20—04-30 11

2 450 05-10—05-14 5

3 450 06-01—06-04 5

4 450 06-20—06-24 4

5 450 07-05—07-09 5

6 450 08-01—08-04 5

7 450 08-14—08-19 5

综合净灌溉定额为：1 950×0.67+3 300×0.33=2 395.5 m3/hm2。

综合毛灌溉定额为：2 395.5/0.8=2 994.375 m3/hm2。

2低压管灌工程设计

2.1水源工程设计

长子县低压输水管道灌溉工程以浅层地下水为水源，经过多年的抽水灌溉观察，机井开采深度在60～80 m之间，单井出水量为20～30 m3/h，水位埋深50～60 m，水位降深15～20 m，水位降深稳定，水质符合灌溉标准要求。部分村庄地块可采用浊漳河河水作为水源，采用滚水坝拦蓄河水，雍高水位后在河滩上修建进水涵洞将河水引入50 m3的进水前池，然后修建泵站将河道水加压后进行管灌。

2.2机井设计流量

机井出水流量由水井抽水试验确定，根据当地已有水井的出水量估计，新建水井的单井出水量为20 m3/h。

2.3单井控制灌溉面积计算

单井控制灌溉面积计算公式为：

. （3）

式（3）中：F0——单井控制灌溉面积，m3/hm2；

Q——单井出水量，m3/h；

T——灌溉周期，取15 d；

t——灌溉期间每天开机时间，取20 h/d；

η——灌溉水利用系数，管灌取0.80；

η1——干扰抽水的水量削减系数，取10%；

m——灌水定额，m3/hm2。

管灌区内机井出水量为20 m3/h左右，按式（3）计算，确定单井控制管灌面积约为6.633 hm2。

2.4管网布置

根据单井流量和控制灌溉面积、灌溉制度、田块形状、地形等情况布置管道系统。干管平行种植方向，干管间距100 m，支管基本垂直于干管，支管上给水栓间距50 m，单向分水。

3低压管灌工程施工要求

3.1砼施工

用胶轮车运输水泥、骨料，0.4 m3搅拌机拌制，2.2 kW振捣器振捣，人工洒水养护。施工中通过试验确定配合比。机井工程应由具有专业机井工程施工资质单位承担，按《机井技术规范》（GB/T 50625—2010）中相关技术要求施工。

3.2机井房、阀门井等建筑工程

通过招投标程序，由有施工资质的建筑企业承建。并严格按照设计进行施工，满足并符合现行《砌体结构工程施工质量验收规范》（GB 50203—2011）《钢筋混凝土工程施工及验收规范》（GB 50204—2002）《建筑地面工程施工质量验收规范》（GB 50209—2010）等规范的要求。

3.3管槽土方开挖工程

管槽土方开挖按照设计方案，确定管槽的开挖宽度和深度，确保管道埋深在最大冻层以下，并应在局部地段做好外压保护措施。土方开挖采用人工机械配合，回填用土就近堆放，弃土由自卸车运至弃渣场。

3.4田间管道敷设

田间管道敷设前要清除沟内杂物，并对金属管件全部进行防锈处理。管道安装完毕后，要逐一对各条管路按规范要求进行试压，对渗漏处要及时处理。管道施工安装应符合《室外给水管道安装施工质量验收规范》要求。

3.5高压线架设

高压线架设按《35 kV及以下架空电力线路施工及验收规范》（GB 50173—92）进行，低压地埋线敷设按《农村低压电力技术规程》（DL/T 499—2001）进行，井泵、配电柜和其他电气设备安装均应执行电气装置安装工程相关的施工和验收规范。

参考文献

［1］林性粹.低压管道灌溉系统在我国北方渠灌区的发展［J］.水利水电技术，1989（04）.

［2］陈鲁滨.几种典型节水灌溉工程技术研究［J］.才智，2009（18）.

————————

作者简介：冯晓丽，女，2001年毕业于山西省水利学校水利工程专业，助理工程师。

〔编辑：刘晓芳〕

Application of Low-pressure Zhangzi County Water Irrigation Technology

Feng Xiaoli

Abstract: The low-pressure pipe irrigation water because of its investment in small, easy to manage, water and high efficiency, the majority of farmers. Connection with the Zhangzi County topography, climate and crop characteristics, has put forward the development of suitable low-pressure pipe Zhangzi County irrigation（with wells for the water）comments and suggestions system design, engineering design and construction methods and other aspects.

Key words: low-pressure pipe irrigation water; system design; engineering design; construction methods

表4P=75%管灌作物灌溉制度表

作物

名称 灌水

次数/次 灌水

性质 灌水定额

/ （m³/hm2） 灌溉定额

/（m³/hm2） 灌水

起止时间 灌水

天数/d 备注

玉米 1 播前 750 1 950 04-10—04-20 11

2 拔节 600 07-01—07-10 11

3 抽穗灌浆 600 08-01—08-10 11

蔬菜 1 生长期 600 3 300 04-20—04-30 11

2 450 05-10—05-14 5

3 450 06-01—06-04 5

4 450 06-20—06-24 4

5 450 07-05—07-09 5

6 450 08-01—08-04 5

7 450 08-14—08-19 5

综合净灌溉定额为：1 950×0.67+3 300×0.33=2 395.5 m3/hm2。

综合毛灌溉定额为：2 395.5/0.8=2 994.375 m3/hm2。

2低压管灌工程设计

2.1水源工程设计

长子县低压输水管道灌溉工程以浅层地下水为水源，经过多年的抽水灌溉观察，机井开采深度在60～80 m之间，单井出水量为20～30 m3/h，水位埋深50～60 m，水位降深15～20 m，水位降深稳定，水质符合灌溉标准要求。部分村庄地块可采用浊漳河河水作为水源，采用滚水坝拦蓄河水，雍高水位后在河滩上修建进水涵洞将河水引入50 m3的进水前池，然后修建泵站将河道水加压后进行管灌。

2.2机井设计流量

机井出水流量由水井抽水试验确定，根据当地已有水井的出水量估计，新建水井的单井出水量为20 m3/h。

2.3单井控制灌溉面积计算

单井控制灌溉面积计算公式为：

. （3）

式（3）中：F0——单井控制灌溉面积，m3/hm2；

Q——单井出水量，m3/h；

T——灌溉周期，取15 d；

t——灌溉期间每天开机时间，取20 h/d；

η——灌溉水利用系数，管灌取0.80；

η1——干扰抽水的水量削减系数，取10%；

m——灌水定额，m3/hm2。

管灌区内机井出水量为20 m3/h左右，按式（3）计算，确定单井控制管灌面积约为6.633 hm2。

2.4管网布置

根据单井流量和控制灌溉面积、灌溉制度、田块形状、地形等情况布置管道系统。干管平行种植方向，干管间距100 m，支管基本垂直于干管，支管上给水栓间距50 m，单向分水。

3低压管灌工程施工要求

3.1砼施工

用胶轮车运输水泥、骨料，0.4 m3搅拌机拌制，2.2 kW振捣器振捣，人工洒水养护。施工中通过试验确定配合比。机井工程应由具有专业机井工程施工资质单位承担，按《机井技术规范》（GB/T 50625—2010）中相关技术要求施工。

3.2机井房、阀门井等建筑工程

通过招投标程序，由有施工资质的建筑企业承建。并严格按照设计进行施工，满足并符合现行《砌体结构工程施工质量验收规范》（GB 50203—2011）《钢筋混凝土工程施工及验收规范》（GB 50204—2002）《建筑地面工程施工质量验收规范》（GB 50209—2010）等规范的要求。

3.3管槽土方开挖工程

管槽土方开挖按照设计方案，确定管槽的开挖宽度和深度，确保管道埋深在最大冻层以下，并应在局部地段做好外压保护措施。土方开挖采用人工机械配合，回填用土就近堆放，弃土由自卸车运至弃渣场。

3.4田间管道敷设

田间管道敷设前要清除沟内杂物，并对金属管件全部进行防锈处理。管道安装完毕后，要逐一对各条管路按规范要求进行试压，对渗漏处要及时处理。管道施工安装应符合《室外给水管道安装施工质量验收规范》要求。

3.5高压线架设

高压线架设按《35 kV及以下架空电力线路施工及验收规范》（GB 50173—92）进行，低压地埋线敷设按《农村低压电力技术规程》（DL/T 499—2001）进行，井泵、配电柜和其他电气设备安装均应执行电气装置安装工程相关的施工和验收规范。

参考文献

［1］林性粹.低压管道灌溉系统在我国北方渠灌区的发展［J］.水利水电技术，1989（04）.

［2］陈鲁滨.几种典型节水灌溉工程技术研究［J］.才智，2009（18）.

————————

作者简介：冯晓丽，女，2001年毕业于山西省水利学校水利工程专业，助理工程师。

〔编辑：刘晓芳〕

Application of Low-pressure Zhangzi County Water Irrigation Technology

Feng Xiaoli

Abstract: The low-pressure pipe irrigation water because of its investment in small, easy to manage, water and high efficiency, the majority of farmers. Connection with the Zhangzi County topography, climate and crop characteristics, has put forward the development of suitable low-pressure pipe Zhangzi County irrigation（with wells for the water）comments and suggestions system design, engineering design and construction methods and other aspects.

Key words: low-pressure pipe irrigation water; system design; engineering design; construction methods

表4P=75%管灌作物灌溉制度表

作物

名称 灌水

次数/次 灌水

性质 灌水定额

/ （m³/hm2） 灌溉定额

/（m³/hm2） 灌水

起止时间 灌水

天数/d 备注

玉米 1 播前 750 1 950 04-10—04-20 11

2 拔节 600 07-01—07-10 11

3 抽穗灌浆 600 08-01—08-10 11

蔬菜 1 生长期 600 3 300 04-20—04-30 11

2 450 05-10—05-14 5

3 450 06-01—06-04 5

4 450 06-20—06-24 4

5 450 07-05—07-09 5

6 450 08-01—08-04 5

7 450 08-14—08-19 5

综合净灌溉定额为：1 950×0.67+3 300×0.33=2 395.5 m3/hm2。

综合毛灌溉定额为：2 395.5/0.8=2 994.375 m3/hm2。

2低压管灌工程设计

2.1水源工程设计

长子县低压输水管道灌溉工程以浅层地下水为水源，经过多年的抽水灌溉观察，机井开采深度在60～80 m之间，单井出水量为20～30 m3/h，水位埋深50～60 m，水位降深15～20 m，水位降深稳定，水质符合灌溉标准要求。部分村庄地块可采用浊漳河河水作为水源，采用滚水坝拦蓄河水，雍高水位后在河滩上修建进水涵洞将河水引入50 m3的进水前池，然后修建泵站将河道水加压后进行管灌。

2.2机井设计流量

机井出水流量由水井抽水试验确定，根据当地已有水井的出水量估计，新建水井的单井出水量为20 m3/h。

2.3单井控制灌溉面积计算

单井控制灌溉面积计算公式为：

. （3）

式（3）中：F0——单井控制灌溉面积，m3/hm2；

Q——单井出水量，m3/h；

T——灌溉周期，取15 d；

t——灌溉期间每天开机时间，取20 h/d；

η——灌溉水利用系数，管灌取0.80；

η1——干扰抽水的水量削减系数，取10%；

m——灌水定额，m3/hm2。

管灌区内机井出水量为20 m3/h左右，按式（3）计算，确定单井控制管灌面积约为6.633 hm2。

2.4管网布置

根据单井流量和控制灌溉面积、灌溉制度、田块形状、地形等情况布置管道系统。干管平行种植方向，干管间距100 m，支管基本垂直于干管，支管上给水栓间距50 m，单向分水。

3低压管灌工程施工要求

3.1砼施工

用胶轮车运输水泥、骨料，0.4 m3搅拌机拌制，2.2 kW振捣器振捣，人工洒水养护。施工中通过试验确定配合比。机井工程应由具有专业机井工程施工资质单位承担，按《机井技术规范》（GB/T 50625—2010）中相关技术要求施工。

3.2机井房、阀门井等建筑工程

通过招投标程序，由有施工资质的建筑企业承建。并严格按照设计进行施工，满足并符合现行《砌体结构工程施工质量验收规范》（GB 50203—2011）《钢筋混凝土工程施工及验收规范》（GB 50204—2002）《建筑地面工程施工质量验收规范》（GB 50209—2010）等规范的要求。

3.3管槽土方开挖工程

管槽土方开挖按照设计方案，确定管槽的开挖宽度和深度，确保管道埋深在最大冻层以下，并应在局部地段做好外压保护措施。土方开挖采用人工机械配合，回填用土就近堆放，弃土由自卸车运至弃渣场。

3.4田间管道敷设

田间管道敷设前要清除沟内杂物，并对金属管件全部进行防锈处理。管道安装完毕后，要逐一对各条管路按规范要求进行试压，对渗漏处要及时处理。管道施工安装应符合《室外给水管道安装施工质量验收规范》要求。

3.5高压线架设

高压线架设按《35 kV及以下架空电力线路施工及验收规范》（GB 50173—92）进行，低压地埋线敷设按《农村低压电力技术规程》（DL/T 499—2001）进行，井泵、配电柜和其他电气设备安装均应执行电气装置安装工程相关的施工和验收规范。

参考文献

［1］林性粹.低压管道灌溉系统在我国北方渠灌区的发展［J］.水利水电技术，1989（04）.

［2］陈鲁滨.几种典型节水灌溉工程技术研究［J］.才智，2009（18）.

————————

作者简介：冯晓丽，女，2001年毕业于山西省水利学校水利工程专业，助理工程师。

〔编辑：刘晓芳〕

Application of Low-pressure Zhangzi County Water Irrigation Technology

Feng Xiaoli

Abstract: The low-pressure pipe irrigation water because of its investment in small, easy to manage, water and high efficiency, the majority of farmers. Connection with the Zhangzi County topography, climate and crop characteristics, has put forward the development of suitable low-pressure pipe Zhangzi County irrigation（with wells for the water）comments and suggestions system design, engineering design and construction methods and other aspects.

Key words: low-pressure pipe irrigation water; system design; engineering design; construction methods