白銀市平川區水泉鎮地表水大田作物管灌工程設計

雷宏剛

（甘肅省慶陽水文水資源勘測局，甘肅慶陽745000）

水泉鎮地表水大田作物管灌工程位于甘肅省白銀市平川區北部，水泉尖山北面，地處北緯36°37′～36°38′、東經 105°08′～105°09′，主要種植糧食作物為玉米和小麥，經濟作物為棗樹。

項目區供水水源為月河泵站和牙溝水泵站。月河泵站揚程70 m，設計引水流量280 m3/h，灌溉面積100 hm2；牙溝水泵站設計引水流量700 m3/h，灌溉面積233.33 hm2。各項目區灌溉水源均有保證。

1 項目總體布置

月河村灌片干管平行等高線布置，共2條φ160PVC管，總長1 003 m，分干管垂直等高線布置，共5條φ160PVC管，總長1 617 m。牙溝水村灌片干管平行等高線布置，共2條φ160PVC管，總長1 256 m，分干管垂直等高線布置，共6條φ160PVC管，總長1 412 m。各灌片支管平均間距80 m，支管上每隔30米設出水口1個。月河村灌片共布置出水口117個，牙溝水村灌片共布置出水口95個，出水口上安裝多功能給水栓。

為了便于沖洗管道和排空管道內的積水，在分干管及支管末端設置排水井，共67座，其中：月河村灌片38座，牙溝水村灌片29座。在干管首端、干管與分干管連接處、分干管與支管連接處共設置閘閥井38座，其中：月河村灌片19座，牙溝水村灌片19座，并安裝控制閘閥。各連接段在地形明顯變化處應設鎮墩。

2 管網布置與選擇

2.1 管道流量分級

牙溝水村地表水大田管灌管網設干管、分干管、支管共三級管道。管道流量分為二級。干管、分干管為續灌，支管輪灌。

2.2 管道布置

遵循因地制宜的原則進行設計，合理利用有限的水資源。牙溝水村灌片呈矩形，東高西低，平均坡度4%，自泵站引水管上建閘閥井1座，內設節制閥以控制水流向項目區供水。項目區2條φ160干管通過閘閥井直接在水泉村引水管上取水，6條分干管垂直等高線布設，平均間距200 m。

月河村灌片呈矩形，東北高西南低，平均坡度3%。項目區直接自月河泵站引水管上建閘閥井1座，內設節制閥以控制水流向項目區供水。項目區2條φ160干管通過閘閥井直接在水泉村引水管上取水，5條分干管垂直等高線布設，平均間距200 m。

為防止出水口水流沖刷耕地，每個出水口設防沖池，防沖池底低于地面15 cm。每條干管首端安裝進排氣閥和限流閥，末端安裝安全閥和排水閥，以防管道超壓破壞和冬季凍壞。管道埋設深度根據凍土深度按1.43 m設計。

2.3 管材選擇

根據管網系統工作壓力和實際地形情況，按照經濟可靠、運行安全、安裝方便的原則，管道全部采用0.40 MPa的PVC管。

3 管槽設計

當地最大凍土層深度為1.43 m。因此，管道埋設深度應不小于1.43 m，以防冬季凍壞。此外，管道開挖是臨時性的，安裝完畢后應回填，開挖邊坡選定為1∶0.25。底部寬度以便于施工為主，槽底寬取管道直徑D+0.5 m，并以此為開挖與回填的依據。

4 附屬工程設計

管灌附屬工程主要包括干管、支管的鎮墩與支墩、防沖池、進排氣閥、安全閥等的設置。遇到下列情況之一時應設置鎮墩：管內壓力水頭大于等于6 m且管軸線轉角大于等于15°；管內壓力水頭大于等于3 m且管軸線轉角大于等于30°；管軸線轉角大于等于45°。鎮墩設在堅實的地基上，用砼構筑，管道與溝壁間的空隙用砼填充到管道外徑的高度，鎮墩最小厚度15 cm，并有規定的支撐面積，共設置17個。管段過長或基礎較差時在鎮墩之間按要求設置支墩，同時在干支管交叉處和各豎管下端設置支墩，共設置212個。

設置進排氣閥和限流閥，以保障干管安全運行。出水口防沖池根據多功能給水栓水頭和水流方向設計。在干管末端設排水井，排水井內安裝安全閥和排水閥。安全閥以防止管道壓力超限，保障管道安全運行，排水閥排出管道存水，以便于檢修或防止冬季凍壞。

5 結論

水泉鎮位于白銀市平川區北部，屬黃土高原干旱區，農業用水主要以灌溉為主，由于灌溉設施老化等原因，灌溉水利用率低。因此，對該區域進行大田作物管灌工程建設是完全必要的。