SL T 153-1995（条文说明） 低压管道输水灌溉工程技术规范.pdf

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1、中华人民共和国行业标准低压管道输水灌溉工程技术规范(井灌区部分)SL/T 153-95 条文说明目次1 总则.( 33 ) 2 工程规划.( 34 ) 3 工程设计.( 37 ) 4 水泵选型与配套. . . . . ., ( 40 ) 5 管材与连接件. ., . . . . ., ., ( 42 ) 6 附属设备. . . . . . ( 46 ) 7 工程施工与设备安装. . . . ( 48 ) 8 工程验收.( 49 ) 9 运行与维护.( 50 ) 1 总则1. O. 2 自流或扬水站灌区的低压管道输水灌溉工程，在管道系统的规模和运行方式上均与井灌区有较大差异;国内在白流与扬水站灌

2、区的低压管道输水灌溉工程尚处于试点阶段，制标条件尚不成熟;所以，本规范仅针对井灌区编写，适用于井灌区低压管道输水灌溉工程。1. O. 3 井、水泵、管道及田间工程是低压管道输水灌溉工程的组成部分，在拟开发的井灌区，井位确定应考虑管道系统布置;在已成井灌区，可考虑重新适当划分各机井的保白面积，以降低管道投资;水泵与管道系统在水力联系上是个整体;田间工程配套水平及其与管道系统布置相互适应，是工程发挥高效益的重要环节，因此条文中强调把上述各组成部分作为一个整体来考虑。1. O. 4 机井是低压管道输水灌溉工程的组成部分，机井完好，管道灌溉工程才能发挥效益，所以必须对管道灌溉工程中的机井加以规定川农用

3、机井技术规范己对机井作出规定，本规范予以采用。对不达指标的现有机井，应通过技术改造，使其符合完好机井的要求，再进行低压管道输水灌溉工程建设，以保证工程发挥实效。33 2 工程规划2.1.1 资料是制定规划的主要依据，引用资料应进行必要的核实和分析，做到切实可靠。规划应搜集下列资料:(1)自然地理概况:规划区地理位置、地形地貌特征、耕地面积等;(Z)水文气象资料:降水、蒸发、气温、无霜期、冻层深度等;(3飞水文地质资料:地下水资源评价、单井出水量、历年采补状况、水质和地下水水位动态等;(4)土壤资料:根系活动层土壤类别与分布、土壤水分特征及物理化学性质等;(5)灌排工程现状:已有工程及配套设施、

4、控制面积、田间工程配套状况、各部门用水量等;(6)农业生产资料:作物种类、种植比例、复种指数、耕作制度、灌慨制度、灌水方法、单位面积产量、农户土地划分状况等;(7)社会经济资料:人口、劳力、历年产量、农产品价格、农工副业产值、人均收入、经济发展规划、建材交通与能源条件等;(8)地形图:规划用1/5000或1/10000;设计用1/1000或1/2000。2.1.4 规划方案的技术经济比较，应以效益费用比为主要依据。但在井灌区低压管道输水灌溉工程的多方案比较时，多在效益相同的前提下进行，此时年费用最小与益本比最大等效。2.2. 1 SDJZ17 (灌溉排水渠系设计规范规定:旱作物为主的缺水地区灌

5、溉设计保证率为50%-75%，丰水地区为70%80%。考虑到低压管进输水灌溉工程主要在我国缺水地区大面积实施，地下水保证程度较高，为保证工程效益，管道灌溉的设计保证率34 不宜定得太低;同时我国华北水资源特别紧缺，一些地方己在提倡搞不充分灌溉，因此，灌溉设计保证率又不宜定得过高。根据七五期间的大面积实践，多数地区采用75%的保证率取得了显著的经济效益，己为地方所接受;可是我国地域辽阔，不宜分得太细，故定为不低于75%。为了不束缚特别缺水地区降低灌溉保证率，采用不充分灌溉，故在标准用语上采用宜字。2.2.2 低压管道输水灌溉工程中，管材在运行中应是不漏水的;但由于安装水平和连接件的止水性能还不能

6、令人满意，大面积推广应用实践表明:塑料管材的管系水利用系数可达O.950. 98; 当地材料预制管接头多、现场浇筑混凝土管的抗渗性还不够理想，管系水利用系数差异较大，但只要注重制管和施工质量，经过努力，应能达到0.9502.2.3 田间配套水平对节水效果影响很大，只有提高田间配套水平，才能实现综合节水，因此本条强调要提高配套水平，并用田间水利用系数不小于0.85来要求。在限制毛渠长度，正确实行哇(沟)灌的条件下，田间水利用系数可以达到0.85以上。2.2.4 正确执行规范有关规定后，灌溉水利用系数即可达0.80以上。2.3.1 管道灌溉规划应充分利用地下水资源评价成果，同时要考虑配套设备在灌溉

7、期间是否能提出全部可采量;由于目前地下水可采量成果的精度、开发后采补条件可能发生变化等，对己成井灌区，本条规定要根据多年运行资料，对地下水资源评价成果加以复核，使规划更加可靠。2.4.1 采用一口井个管道系统，由于输水距离近、总流量小、没有井泵之间的干扰等，投资和运行费都是最经济的，故一般情况下应尽量采用单井管道系统。但是，也有单井出流量小于入睦流量、需要多井汇流等情况，多井管道系统不能不用。因此本条规定了通过技术经济论证，可采用多井系统。2.4.2 树状管网与环状管网在井区管道灌溉中应用均相当广泛，35 般情况下接近正方形的地块宜采用树状管网，长条形地块宜用环状管网;多数情况下需作方案比较才

8、能确定合理的形式。2.4.3 本条所提流量与管道级数的配合，是根据河北、山西、山东等省的情况归纳提出的。对于透水性大的沙质土灌区，为达到田间水利用系数不小于0.85的要求，尚需要增设地面移动管。2. 4. 52. 4. 6 近年实践表明:灌区内固定管道长度(不计远距离输水位于灌区以外的管长)在90150 m/hm2支管间距50100 m，可达到本规范规定的技术指标。2.4.7 给水栓(或出水口)间距按12倍睦长(或毛渠长度)汁算。大面积实践表明:单口灌溉面积多在O.250. 6 hm2之间，这对于大田旱作物区是适用的;菜区宜适当加密。2.4.8 睡、沟灌水要素对工程布置和节水效果极为重要，本条

9、所列表2.4.8-1是由水工设计手册表37-4-2和表37-4-3综合而成，表2.4.8-2引自水工设计手册表37-4-4，表中数据与山东、山西、河南等省的试验和总结资料一致。36 3 工程设计3.1.1 灌溉系统设计流量是选配水泵和初选管径的依据，其值为灌水高峰期所需流量F但是机井出水量应为系统设计流量的上限，当水泵流量小于灌溉所需流量时，必须减少灌溉面积或调整种植比例，以使灌溉系统设计流量不大于水泵流量。3.1.2 各级管道的设计流量用于初估管径和t算管道系统的最大、最小工作水头。虽然不同给水栓(或出水口)开启时，由于水泵工作点变动而有不同的流量，需经水泵工作点计算确定，但在计算管道设计流

10、量时，可按各给水栓(或出水口)平均出流考虑。3.1.3 环状管网是平原井区管道布置的适用方案之一，最普遍的是单井单环网，在该情况下，距入水口距离为1/2环长的出水口开启时，管道系统的工作水头最大，是单环网管道设计的控制情况，此时环中每支的流量为入网流量的一半。3.2.1 因开启的出水口不同，管道系统的工作水头在一定的范围内变动，这个范围的上下界，就是管道系统最大、最小工作水头，是管道设计、管材选择及水泵工况核算的依据。3.2.2 管道灌概系统因不同给水栓(或出水口)开启，水泵工作点将在某个范围内变动;计算系统能耗时，以最大、最小工作水头的平均值来近似设计工作水头，可减少工作量，其误差是可以接受

11、的。3.2.3 用管道系统的设计工作水头(平均工况)来选泵，是考虑到管道灌溉系统的水泵运行工况不是水泵特性曲线上的一个点，而是一个范围;若按最大扬程近于水泵额定扬程来选泵，将使水泵工作点偏于小于额定扬程的一边，最小扬程时工作点可能位于高效区之外;以平均工况选择水泵，会使水泵工作点变动在额定点左右，有利于节能;而最大扬程与最小扬程的工作点(即工作37 点范围的上下界)，将通过工作点核算，使其位于高效区内，在本规范第4.1.3条中作了规定。3.3.1 本条采用的公式与参数，部分引自GB85-85(喷灌工程技术规范。薄壁塑料管在地埋条件下有较大的变形，致使摩阻增大，据山西省水科所对地埋薄壁HDPE管

12、埋土前与运行半年后现场测试，半年后摩阻系数比埋土前增大5%，因此表3.3. 1的注中规定了地埋薄壁塑料管的f值。水泥沙土管的n值引自山东省水科所测试资料。地面软管的水力性能研究尚不充分，所以未列出。3.3.3 给水栓(或出水口)的水头损失，据北京市水科所、山西省水科所对十几种出水口的测试，绝大多数出水口局部水头损失在0.3-0.5m范围内，由于目前产品定型的不多，局部损失资料缺乏，故本条规定了局部损失值，供无资料时参考使用。3.4.1 提出的管道流速是根据七五期间实践归纳，仅用于初估管径;在初估管径后，尚需经过技术经济比较，确定各管段直径。3.4.2 管道的设计工作压力，应包括正常运行时(不含

13、冲击压力)的最大工作压力和正常运用时常发生的冲击压力。在低压管道输水灌溉系统中，出水口的启闭由人工操作实现，水锤压力(不是最大值)是不可避免的，而且因管道工作压力低，水锤压力与工作压力的比值较大。美国ASAE标准S376.1 (地下热塑性灌溉管道的设计、安装和性能规定未包括冲击压力的工作压力，应不超过管材公称压力级的72%0由此可换算出管材公称压力应不小于1.4倍正常工作压力(不含冲击压力)。本规范引用这一规定。当地材料管的水击波速大于塑料管，至少也应留出这气一裕度，所以文中没有限定管材。3.5.1 设有单向阀(包括潜水泵体内设有单向阀)的管道系统，其最高与最低水锤压力通常都在事故停泵中出现，

14、故以此作为校核管道强度的依据。3.5.2 水锤情况下的内水压力，由于作用时间短，应作为校核荷38 载对待;用采取防护措施的办法，限制水锤时内压力在一定范围之内，可以确保管道安全。3.6.1 采用美国农业部水土保持局素混凝土灌溉输水管道的规定。3.7.3 防冲池设置目的，在于消除多余水能，保护土渠不被冲刷，因此防冲地底必须低于地面至少15cm。3.8.1 设置世水阀与惨水井，有利于竖管防冻和检修时作业。3.8.3 埋于冻层下且埋深不小于70cm的管道，其温度变幅小且速率慢，又处于周围土壤的约束中，温度伸缩量小;我国北方井区大面积低压管道输水灌溉工程中，绝大部分未安伸缩节，均能安全运行。但为安全汁

15、，应控制施工温度，且条件许可时也可设伸缩节和柔性接头。39 4 水泵选型与配套4.1.2 低压管道输水灌溉系统的运行工况，随开启的出水口的不同在一定范围内变动。为使机井装置在长期运行中具有较高的平均效率，水泵应依据表示系统平均运行工况的灌溉系统设汁流量和设计扬程选定。4.1.3 水泵运行工况因开启的出水口不同而有较大的变动范围，这时尽管水泵在设计工况下满足4.1.2条的要求，但其长期运行的平均效率仍然可能不高，甚至实际运行工况点超出水泵的允许工作范围。故规定应分别校核管道系统最大工作水头和最小工作水头下水泵的实际工况。4.1.4 水泵的吸水管和出水管应视为管道系统的延伸，其管径应与管道系统统一

16、确定。但井用潜水泵通常使用生产厂配套的泵管，使用部门反映其管径偏小，水头损失偏大，故规定在经济合理且不影响安装和检修的前题下，泵管可增大一级管径。4.2.1 水泵和配套设备的出厂技术指标和目前技术状况是利用和改造机井装置的重要依据，应通过收集产品使用说明书、产品铭牌、产品样本、验收测试报告等技术资料和进行必要的技术测试切实掌握。利用现有机井装置建设低压管道输水灌溉工程，应考虑联接管道系统对水泵运行工况的影响。这种影响是否有利于提高水泵工作效率，主要取决于井、泵原有的配套状况;检修和技术改造也能在一定程度上恢复或提高机井装置性能，减少不合理的水头损失，有利于联接管道系统运行。此外，还应考虑利用现

17、有机井装置对管道系统设计的影响，如水泵扬程偏低时，仍勉强利用，往往造成管径设计偏大，反而不够经济合理。鉴于利用现有机井装置所涉及的问题比较复杂，故本规范规定应进行技术论证和经济分析。40 4.3.1 机井装置通常认为包括动力机、水泵、吸水管路和出水管路、底阀、传动装置等。输配水管道系统属于机井的田间配套设施，不应作为机井装置的组成部分。分析表明，在上述前题下，机井装置效率的概念以及农用机井技术规范规定的指标仍可用于评价低压管道输水灌溉工程的机井装置，但有效扬程应采用更一般的表述。根据机井装置效率的定义，采用管道输配水时的有效扬程应为管道系统进口处的压力水头与至该点的净扬程之和CH，十Z。一Zd

18、)。41 5 管材与连接件5.1.1 低压管道输水灌慨工程目前所用管材种类很多。如各种塑料硬管(PVC、PE、再生PVC、再生PE)、水泥制品管(水泥砂土、水泥石屑、水泥炉渣、石棉水泥、薄壁?昆凝土)、现场浇筑?昆凝土管(一次成型现烧、二次成型现烧、内衬塑料薄膜现浇)、地埋改性PE软管、水浸密实灰土地埋软管，还有瓦管、陶管、无水泥粉胆灰管、氯氧镇水泥管等等。连接件和管材材质相配，也有水泥制品、塑料、铁件等。各地根据自己的实际条件，因地制宜地研制应用各种管材和连接件，这对推动低压管道输水灌溉技术的发展确实起到了一定的作用，但也存在些具体问题:如过份强调低造价而忽视长期使用性能，没有严格的技术性能

19、指标要求等。因此，由管材和连接叶的质量而造成返工或使工程报废的例子时有发生。管材和连接件是低压管道输水灌溉工程的主要组成部分，其投资占整个工程投资的70%左右，为保证工程正常运行，规范中必须对管材及连接件的要求给予明确规定。为简便起见，本条将管材和连接件分为现场制作和非现场制作两大类。由于国家(或地方)定型产品对产品规格、技术性能指标有明确规定，且有标准的检验测试方法保证测试结果准确，因此本条规定非现场制作管材与连接件应为定型产品。但考虑到满足低压输水要求的管材种类很多，定型和标准化工作一时难以及时跟上，因此在定型产品外也可使用经过技术鉴定的非定型产品。对于现场制作的管材和连接件，鉴于标准化工

20、作尚未眼上，而现场制作质量波动较大，故要求除须经过技术鉴定外，还特别作了施工时质量不得低于鉴定时指标的规定。5.1.2 实践中一些应用单位曾误将管材的爆破压力理解为管材可承受的最大二作压力，致使管道运行中无安全系数保障，故本条强调管材的公称压力(而非爆破压力)应等于或大于管道系统42 的设计工作压力。5.1.3 本条规定是为保证整个管道系统的可靠度一致。5.1.4 本条规定系引自美国农业部水土保持局规程SCS430-CC (素混凝土灌溉输水管道。5.2.1 早期低压管道输水灌溉工程多选用管壁较厚、单价较高的塑料管。在七五期间，水利部将薄壁PVC和双壁PVC的研制应用纳入攻关课题，组织水利科研及

21、轻工部门联合攻关，研制出了适宜低压输水灌溉用的薄壁、双壁PVC管。在性能完全满足低压输水的基础上大大降低了管材单价，该项成果的推广应用有力地促进了低压管道输水灌溉技术的发展。目前应用薄壁、双壁PVC管的面积已超过300万亩，生产薄壁PVC管的厂家数十家，遍布北方缺水各省区。国家标准GB/T13664(低压输水灌溉用薄壁硬聚氯乙烯CPVC-U)管材也己于1992年9月由国家技术监督局发布，双壁PVC管的行业标准制定工作也已完成报批稿。因此，若选用按国家标准和行业标准生产的薄壁PVC和双壁PVC管，可在相对低造价的基础上充分保证工程质量。另外，薄壁PE管和薄壁PP管也在一些省市有了越来越多的应用，

22、山西省还制定了薄壁PE管的标准。所以，本条规定了低压输水塑料管宜选用薄壁或双壁塑料管。5.2.2 国外曾对地埋PVC管的变形进行了长期观测和大量研究，结果表明:其径向相对变形率为5%时，管材的强度和管内介质流态均不受多大影响。因此，欧美各国普遍采用5%作为最大允许变形率，我们也以此为准。近几年来，水科院、天津水科所、山西水科所等也对薄壁PVC、薄壁PE管在外压作用下的变形率进行了室内外系统试验，成果表明只要回填土达到要求的密实度，沟宽沟深也按设计要求规定，则在田间荷载的作用下，薄壁管的变形率均不大于5%.此条规定实施中是可行的。管道径向变形量的计算方法我们仍沿用国外推荐的斯潘格勒公式，并将其详

23、述于附录B中。5.2.4 塑料材质焊接成型的连接件为非定型产品，常采用的材质43 为硬聚氯乙烯，其焊缝强度应有所要求。本条是参照GB1002.2-88 (给水用硬聚氯乙烯管件的要求提出的。对于高密度聚乙烯连接件从偏于安全考虑也可适用。5.2.55.2.6 均系参照中国工程建设标准化协会室外硬聚氯乙烯给水管道工程施工及验收规程)(CEC18: 90)作出的规定。5.3.1 美国农业部规范SCS430-CC(素混凝土灌溉输水管道规定素棍凝土灌溉输水管的最大工作压力不大于试验确定的静水压力的1/3。根据国家七五攻关课题低压管道输水灌溉技术的研究及统计资料，用于低压输水的水泥预制管多为挤压制管，其爆破

24、压力在0.10.3 MPa之间，抗渗压力在0.10.15MPa之间。若确定工作压力为抗掺压力的1/3，则工作压力仅可在O.030. 05 MPa之间，这样可工作压力太低适用性太小，而取抗渗压力的1/2为安全系数，确定工作压力在O.050. 07 MPa 之间，在此情况下一般都能正常运行，故确定最大工作压力为抗渗压力的1/205.3.2 引用美国农业部规范SCS430一CC(素混凝土灌溉输水管道的规定。5.3.3 根据国家七五攻关课题低压管道输水灌溉技术研究成果，并参照国家标准GB11836-89(棍凝土和钢筋混凝土排水管有关数据确定。5.4.1 美国混凝土协会标准ACI346(现浇素漉凝土管规

25、范规定，现浇素?昆凝土管?昆凝土强度在经常冻融环境中应不小于27.6 MPa，一般则为20.7MPa。由于美国现混管直径一般均大于0.5m，而我们的现浇管直径一般小于0.5m，所以管体混凝土强度可相应减小，根据国内统计资料，c 150200的现浇混凝土管其棍凝土标号为150号，c 200300的现挠混凝土管其混凝土标号为200号。这两种标号的现浇混凝土管最低抗渗压力可达0.15MPa，低压输水是可行的。故本条提出管径200mm及以下的棍凝土强度不低于15.0MPa , 200 mm以上的不低于20.0MPa是可行的。44 5. ,4.2 引用美国混凝土协会标准现浇素?昆凝土管规范的规定，管道外

26、压强度可用非破坏性试验估算。作用荷载则为管道所承受的最大土荷载的1.25倍，试验时以无纵向裂缝为合格。5.4.3-5.4.4 根据国家七五攻关课题低压管道输水灌溉技术研究成果，并参照国家标准混凝土和钢筋混凝土排水管有关数据确定。45 6 附属设备6.1.1 管道系统中，目前多数情况下均设有分水、给水、泄水、安全保护(主要是进排气阀或限压通气管)等设备;量水设备因投资、水头损失及磨损等原因，仅有少数系统设置;考虑到节水是我国的基本国策，而节水必须计量，所以本条将量水设备与分水、给水、安全保护和泄水设备并列，要求配置。6.1.4 由2低压管道输水灌溉工程在我国发展的时间较短，与其相应的附属设备多数

27、尚未定型，因此本条规定非定型产品也可使用，但为了保证质量，规定必须经技术鉴定，并应有出厂合格证。6.2.1 给水栓(或出水口)是管道系统运行的主要操作设备，数量多，且多安设于地面，运行环境条件差，因此必须牢田和便于操作。6.2.2 由于目前给水栓(或出水口)标准化工作尚未跟上或尚未具备条件，因此除6.1.2条对其耐压能力加以限定以确保安全外，本条规定应有密封水压值和局部损失资料，以便确保节水和正确运用。6. 3. 26. 3. 3 系根据当前管道输水灌溉工程中己应用的实例总结，并参照美国农业部水土保持局规范素混凝土灌溉输水管道、塑料地下灌溉输水管道和日本土地改良工程规划设计规范管道输水工程设计

28、制定。6.3.4 安一全阀的排放能力在美国农业部水土保持局规范中规定:在管道压力不大于管道允许工作压力的150%时，安全阔的过流能力应达管道设计流量。中国水利水电科学研究院与湖北省云梦县喷灌机厂在A49X10系列安全阀的使用说明书中规定:用于关阀水锤防护，安全阀额定排量不小于管道设计流量的70%;用于超压防护与充水水锤防护时，可按管道流量的50%选用。本条规定采用美国农业部水土保持局规范的规定。46 6, 4.3 考虑到投资能力和灌溉量水的实际需要，把计量精度定为5%。47 7 工程施工与设备安装7.1.1 规定了施工安装应按设计进行，不得随意更改设计或材料，这对于确保工程质量，达到设计要求，

29、发挥工程效益是非常必要的。7.3.2和7.7.9对管槽开挖和回填的要求所做的规定是根据实践经验，并参照国外管灌技术，又经过全国各地管灌工程试点后确定的。7.4.4，7.4.5和7.5.1塑料管、水泥预制管的连接安装和现场浇筑混凝土管的连续出筑技术要求比较严格、复杂，因此，施工时应由经过培训的技术人员组织实施。7.7.1 管道系统水压试验，当每条独立管道系统完工并达到养护标准后，可随建、随试、随用、发挥效益，如管灌工程面积较小，也可完工后一并进行水压试验。7.7.2、7.7.5和7.7.6为了考核管道工程的施工安装质量和及时采取修补措施，在管道工程投入正常运行之前必须进行水压试验。本规范中水压试

30、验的具体规定，主要参考了美国农业部水土保持局编写的素混凝土灌溉输水管道和塑料地下灌溉输水管道设计标准与设计规范中有关章节条款，并结合我国管灌工程的实际制订的。48 8 工程验收8.1.18. 2. 3 工程验收是把好质量关的最后环节。因此，这几条分别提出了管灌工程验收应提交的技术文件、图表，以及施工与竣工阶段验收记录和报告，通过全面考核，可对该项工程给予客观评价，从而进一步确定能否投入正常运行，并办理规划设计单位、安装施工单位、管理和使用单位之阔的交接手续，使该项工程投入运行。49 9 运行与维护运行与维护是管理工作的部分内容，本章仅对运行与维护的组织、机构，以及一些最重要的技术性问题作出规定

31、，以保证系统运行的安全与高效;管理工作的其他内容，将在通用的农田水利工程管理规范中规定。9.0.4 井灌区低区管道输水灌概工程为有压管道系统，开泵时，若不先开出水口，则管内压力将超出设计压力，有可能导至爆管事故;为此操作人员必须遵守本条规定，以防止上述事故发生。9.0.5 地面可拆卸的设备如分离式给水栓(或出水口)的活动上体，活动的限压通气管等，在停灌期收回保管，妥善维护，有利于延长设备寿命，降低运行费用。9.0.6 在冻害地区，管道系统的出地竖管、给水栓(或出水口)、安全装置、量水设备等均可能因冰冻而损坏;因此，不论管道埋于冻层内或冻层下，在冬季停灌期间均应及时放空;在冬灌间歇期间，应视气温情况和间歇时间长短，以不造成冻害为前提考虑放空与否。50 matt附mFJm1580124.1 6.00元书号.定价，