項(xiàng)目區(qū)管線工程布置與設(shè)計(jì)

紀(jì)宇飛

（柘城縣水利局）

1 項(xiàng)目區(qū)水量供需平衡分析

自2005年以來(lái)連年發(fā)生干旱，降雨量偏少，地下水位持續(xù)下降，地表自然徑流減小，特別是2010 年和2014 年，連續(xù)4 個(gè)月內(nèi)基本無(wú)降雨，給當(dāng)?shù)鼐用窠?jīng)濟(jì)生活造成很大的影響。

根據(jù)水量平衡分析結(jié)果，項(xiàng)目區(qū)抗旱應(yīng)急灌溉定額按照375 m3/hm2進(jìn)行計(jì)算，灌溉1 333.33 hm2耕地需水量75%、90%、97%保證率為255.56萬(wàn)m3、149.67萬(wàn)m3、149.67萬(wàn)m3，水庫(kù)在汛期結(jié)束后10 月份開(kāi)始調(diào)節(jié)，原灌區(qū)總用水量4 030 萬(wàn)m3，調(diào)節(jié)后能滿足項(xiàng)目區(qū)用水需求。

2 建設(shè)引水工程的重要性

通過(guò)建設(shè)引水工程，發(fā)展高效節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)示范區(qū)，為項(xiàng)目區(qū)提供備用水源，利用現(xiàn)有水源條件，能有效解決水資源供需矛盾，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)、豐產(chǎn)、農(nóng)民增收提供有力保障。綜上所述，項(xiàng)目實(shí)施后，提高了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的增產(chǎn)增收。因此，在該地區(qū)建設(shè)抗旱應(yīng)急引水工程建設(shè)是十分必要的。

3 管線工程布置

3.1 布置原則

第一，線路布置首先要堅(jiān)持技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的原則。第二，選線盡可能避開(kāi)村鎮(zhèn)和人口密集區(qū)，線路盡可能沿現(xiàn)有公路布置，便于管道運(yùn)輸、施工及后期運(yùn)維。第三，線路要盡可能短、順直規(guī)整，線路布置盡量避開(kāi)不良地形地質(zhì)段。盡量避免起伏過(guò)大，以減少水頭差和工程量。第四，線路布置要盡量合理利用已建橋梁、涵洞跨越（穿越）河道和公路。

3.2 工程布置

本項(xiàng)目水源地為某水庫(kù)，水庫(kù)屬大（2）型水庫(kù)，興利庫(kù)容6 260萬(wàn)m3，滿足用水需求，水庫(kù)上游無(wú)工業(yè)及其他污染，水質(zhì)良好，滿足灌溉要求。

本次項(xiàng)目鋪設(shè)主管線1條，長(zhǎng)11.69 km，引水流量0.68 m3/s，采用重力流輸水，管線進(jìn)口與現(xiàn)有石漫灘預(yù)留出水口線連，向東北方向鋪設(shè)，樁號(hào)0+000-0+350 段采用DN1200 鋼管，0+350-1+640 段采用DN900 鋼管，為便于引水管理，控制引水流量，在進(jìn)口樁號(hào)0+006 處設(shè)總控制房，房?jī)?nèi)布置Φ1200 控制閘閥1個(gè)，在樁號(hào)0+355處設(shè)東線控制房，布置Φ900檢修閘閥1個(gè)，樁號(hào)1+640-3+000段，管道埋設(shè)地段多為耕地，采用Φ900的PE管，長(zhǎng)1 360 m；樁號(hào)3+000-7+000段，采用Φ800的PE管，長(zhǎng)4 000 m，樁號(hào)7+000-10+100 段，采用Φ630 的PE 管，長(zhǎng)3 100 m，樁號(hào)10+100-11+690 段，采用Φ400 的6 17 管，長(zhǎng)1 590 m，主管線共布置Φ75出水口20個(gè)，進(jìn)排氣閥井22座，排污閥井11座，檢修閥井1座，工程簡(jiǎn)介牌1個(gè)，百米樁117個(gè)。

在主管線樁號(hào)1+820、1+820、3+300、6+700、8+300、9+640、10+450、9+055 設(shè)8 條分 水管線，其中1#、8#分水 管采用Φ 2006 17 管，總長(zhǎng)40 m，其余分水管采用Φ2506 17 管，總長(zhǎng)6 920 m，布置Φ75 出水口55 個(gè)，每條分水管均設(shè)控制閥井，內(nèi)設(shè)Φ250或Φ200控制閘閥，在1#、2#、3#、8#分水管線上設(shè)蓄水池，采用 25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，容積80 m3。

在1#、8#分水管線上發(fā)展滴灌節(jié)水灌溉面積各26.67 hm2，共53.33 hm2，每個(gè)滴灌工程配套潛水泵（250QJ80-80/4）1 臺(tái)，變壓器（80 kVA）1 臺(tái)，水泵保護(hù)裝置1 套，離心加網(wǎng)式過(guò)濾器（LX-400-100）7套，網(wǎng)式過(guò)濾器（WS-80 50）7套，壓力罐（10 L）6 套；通過(guò)φ1606 17 管抽水至園區(qū)，通過(guò)φ906 17 干管和φ 63PE 支管分送至地塊，最后通過(guò)φ16PE 內(nèi)鑲式滴灌帶噴灑樹(shù)木。配備球閥、進(jìn)排氣閥、壓力表等控制設(shè)備，在主干管和干管處設(shè)置泄水井和閥門(mén)井，采用磚砌結(jié)構(gòu)， 20混凝土底座。見(jiàn)表1。

4 管線工程設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)流量

4.1.1 小水庫(kù)供水設(shè)計(jì)流量

本工程向水庫(kù)供水共涉及6 座小（2）型水庫(kù)，水庫(kù)平均灌溉100 hm2，則供水流量為0.05 m3/s。

4.1.2 分水管設(shè)計(jì)流量

分水管線共8處，其中1#、8#分水管灌溉面積26.67 hm2型式為滴灌，供水流量為0.03 m3/s，2#、3#、4#、5#、6#、7#分水管線平均灌溉100 hm2，供水流量為0.05 m3/s。

4.1.3 出水口設(shè)計(jì)流量

出水口平均控制灌溉面積為33.33 hm2，則控制流量為0.02 m3/s。

4.1.4 不同管段設(shè)計(jì)流量

表1 工程規(guī)劃成果表

本次灌溉管線共1條主管線，共分4個(gè)管段，根據(jù)不同管段的控制灌溉面積確定設(shè)計(jì)流量，如表2所示。

表2 不同管段設(shè)計(jì)流量表

4.2 管材管徑

4.2.1 管材選擇的原則

對(duì)于管材的選擇應(yīng)堅(jiān)持以下原則：首先，要能滿足輸水安全；其次，因地制宜，選擇適合本地區(qū)地形、地質(zhì)和地區(qū)特點(diǎn)的管材；最后，方便供貨、易于施工、節(jié)省資金的原則。

4.2.2 管材確定

不同管材有不同的特點(diǎn)：PE 管耐腐蝕性能比鋼管和鑄鐵管強(qiáng)，但其造價(jià)太高；6 17 管具有耐腐蝕性和柔軟性好；玻璃夾砂鋼管對(duì)施工的回填要求較高；鋼塑復(fù)合管需要現(xiàn)場(chǎng)焊接，安裝工期長(zhǎng)。根據(jù)計(jì)算成果，本次灌溉引水管線進(jìn)口采用直徑為900 mm 鋼管，地埋段采用Φ900、Φ800、Φ630 的PE 管和Φ 400、Φ250、Φ200的6 17 管，管材壓力等級(jí)選0.60. 1B。

4.3 管線設(shè)計(jì)

4.3.1 主管線設(shè)計(jì)

主管線總長(zhǎng)11 690 m，分為進(jìn)口段和輸水段。

進(jìn)口段（0+000-1+640）由于地形復(fù)雜，需穿越水庫(kù)上游河段及水庫(kù)支流入庫(kù)河段，且地質(zhì)條件多為巖層，因此采用鋼管鋪設(shè)，經(jīng)久耐用。管線進(jìn)口與現(xiàn)有預(yù)留出水口線連，向東北方向鋪設(shè)。根據(jù)實(shí)際測(cè)量成果，進(jìn)口中心高程為95.30 m，靜水頭為水庫(kù)興利水位107.00 m 與進(jìn)水口之間的高差，為11.70 m。0+000-0+350 段 采 用DN1200 鋼 管，0+350-1+690 段 采 用DN900 鋼管，樁號(hào)0+000-0+400 段露天鋪設(shè)，每隔10 m 設(shè) 20混凝土支墩。0+400-1+640 段采用地埋鋪設(shè)。為便于引水管理，控制引水流量，在進(jìn)口樁號(hào)0+006處設(shè)總控制房，房?jī)?nèi)布置Φ1200控制閘閥1個(gè)，0+355布置Φ900控制閘閥。

輸水段（1+640-11+690）為地埋管，管道覆土厚度≥1 m，其中樁號(hào)1+640-3+000 段，采用Φ900 的PE 管，長(zhǎng)1 360 m；樁號(hào)3+000-7+000段，采用Φ800的PE管，長(zhǎng)4 000 m。

4.3.2 小水庫(kù)供水管線

本次規(guī)劃在主管線上，按照小水庫(kù)位置，布置供水管，用于抗旱時(shí)期小水庫(kù)補(bǔ)水，采用Φ2506 17 管，共計(jì)2 870 m，每個(gè)供水管出口處設(shè)DN250控制閘閥。

4.3.3 分水管線

本次規(guī)劃在主管線上設(shè)8處分水管線，用于抗旱時(shí)期當(dāng)?shù)毓┧?，其?#分水管從主管線1+820 處分水，采用Φ2006 17 管，長(zhǎng)20 m；2#分水管從主管線2+700 處分水，采用Φ2506 17 管，長(zhǎng)300 m；3#分水管從主管線3+300處分水，采用Φ2506 17 管，長(zhǎng)320 m；4#分水管從主管線6+700處分水，采用Φ2506 17 管，長(zhǎng)1 800 m；5#分水管從主管線8+300 處分水，采用Φ 2506 17 管，長(zhǎng)2 000 m；6#分水管從主管線9+640處分水，采用Φ2506 17 管，長(zhǎng)1 500 m；7#分水管從主管線10+450 處分水，采用Φ2506 17 管，長(zhǎng)1 000 m；8#分水管從主管線9+055 處分水，采用Φ2006 17 管，長(zhǎng)20 m。每個(gè)供水管出口處設(shè)DN250或DN200控制閘閥，具體位置見(jiàn)設(shè)計(jì)圖冊(cè)。

管線上共設(shè)檢修閥井1個(gè)，排氣閥井22個(gè)，排污閥井11個(gè)，共布置Φ75分水口75個(gè)，村民可自帶軟管與出水口連接灌溉。

5 結(jié)語(yǔ)

文章根據(jù)工程規(guī)模、輸水距離等，分別從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全等方面進(jìn)行論證后，選擇最佳輸水線路及管材。通過(guò)對(duì)管線的布置和工程設(shè)計(jì)確定了既合理又經(jīng)濟(jì)的輸水管線方案，增強(qiáng)了管線運(yùn)行的安全性和可靠性。