伊犁州特克斯县生态四期造林绿化灌溉工程管道设计

伍化平

(哈密托实水利水电勘测设计有限责任公司，新疆 哈密 839000)

1 引言

植树造林可以有效阻挡沙尘、涵蓄水源，对改善当地生态环境具有十分重要的意义。我国已经建成(在建)了大量的防护林工程，如三北防护林等，经过多年的努力，已经取得了良好的效果[1-3]。在干旱地区造林工程最大的问题是水资源短缺，因此，在造林之前，优先建设灌溉工程是十分必要的[4-6]。结合伊犁州特克斯县生态四期造林对水资源供需问题和管道设计问题进行分析。

2 工程概况

项目区规划灌溉面积6610亩，种植经济林和生态林。巴喀勒克水库灌区骨干工程的一号干管和二号干管由西向东通过项目区，可作为项目区的灌溉水源。根据项目区种植特点和种植区域分布，将项目区划分五个独立运行灌溉区域，每个区域独自从骨干工程引水，配备相应的田间灌溉工程。其中：旱地生态经济林布置三个灌溉系统面积5900亩，道路生态绿化林布置两个灌溉系统面积710亩。项目区水源一号干管和二号干管均为重力流输水管道，因此五个灌溉系统动力类型为重力流自压灌溉方式，运行方式为手动运行。

3 水量平衡分析

根据现场调查，巴喀勒克水库灌区骨干工程的一号干管和二号干管由西向东通过项目区，项目区现状无引水。那瓦渠末端退水渠经过项目区东部，由于地势较低，现状无引水。项目区现状年水源情况见表1。

表1 现状年项目区灌溉水源情况表

设计水平年项目区规划灌溉水源为巴喀勒克水库灌区骨干工程的一号干管和二号干管。项目区设计水平年水源情况见表2。

表2 设计水平年项目区灌溉水源情况表

现状年无灌溉，水利工程供水量为零。设计水平年的供水水源巴喀勒克水库灌区骨干工程的一号干管和二号干管，根据特克斯县水管总站的分配，可供水量20.33万m3，逐月供水量见表3。

表3 设计水平年项目区逐月供水量表

3.1 需水量预测

本项目主要涉及到灌溉用水，工业用水、人畜用水不属于本项目用水范围之内，因此用水量只计算灌溉需水量。灌溉需水量计算公式如下：

Wj=A×m

(1)

W=Wj÷η

(2)

式中：Wj净灌溉用水量，m3；A灌溉面积，亩；m灌水定额，m3/亩；W毛灌溉用水量，m3；η灌溉水利用系数，0.93。

依据现状年各种作物的灌溉制度、灌溉面积以及灌溉水利用系数，计算项目区现状年需水量情况见表4。

表4 设计水平年项目区逐月需水量预测表

3.2 水资源供需平衡分析

现状年，项目区无灌溉，无需做水土资源平衡分析。设计水平年，灌溉水利用系数为0.93，年净需水量为198.30万m3，毛需水量为213万m3，可供水量为220.33万m3。根据水土平衡计算数据，项目区水源是可靠的，水量是有保障的，具备项目实施的水资源条件。供需水平衡分析见表5。

表5 设计水平你项目区供需水平衡分析表 单位：万m3

4 灌溉管道设计

4.1 管材比选

输水管道材质多样，对后期运行管理有巨大影响。对输水管管材的选择，主要从性能和经济两方面进行综合比选，滴灌工程常用管材主要是PVC管、PE管、玻璃钢夹砂管以及钢管，比选内容见详见表6。根据比选结果，主干管、支管、微喷带采用PE管，分干管和出地管采用PE管。

表6 管材比选表

4.2 管径设计

设计水平年种植经济林木和绿化林木，灌溉方式采用微喷带，设计水平年灌溉制度见表7。

表7 设计水平年灌溉制度表

根据已确定的工作制度，微灌系统某级管道的设计流量计算公式如下：

(3)

式中：Q为某级管道设计流量，L/h；qi第i号灌水器的设计流量，L/h；N同时工作的灌水器个数。根据上述公式，对项目区内各微灌系统各级管网流量进行了计算，计算成果见表8。

表8 各系统各级管道和系统设计流量计算表

经济管径计算采用经济流速法，计算公式如下：

(4)

式中：d管道内径，mm；Q管道流量，m3/h；v管道内水的流速，m3/s。

干管管道设计流速应控制在0.9 m/s～1.5 m/s，干管和分干管计算选用1.5 m/s。支管设计流速通常应限制在1 m/s～2 m/s以内，支管计算选用=1.5 m/s。拟定系统干管、分干管、支管经济管径计算结果见表9。

表9 拟定系统经济管径计算表

5 结论

结合伊犁州特克斯县生态四期造林工程实例，通过水资源供需平衡分析，项目区可供水量可满足设计年用水需求，生态四期造林工程具备可实施性；通过方案比选灌溉工程管材选用PE管材，对当地生态环境具有较好的适应性，根据林木灌溉制度确定了各级管道的管径，可为类似工程提供参考。