苏巴什河灌区自压输水管网布置方案分析比较.pdf

苏巴什河灌区自压输水管布置方案分析比较
刘鑫1李红星2
(1.新疆兵团勘测设计院(集团)有限责任公司新疆乌鲁木齐830002;
2.中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司映西西安710065)
田水利
摘要管网系统布置是自压输水管网设计的关键内容之一,结合苏巴什河灌区工程实际,以沉沙调节
池位置、管网是否减压及输水线路选择等为影响因素,进行了方案组合。从工程投资、管道耐压
等级、管理难度、安全性等方面进行综合比较,从而确定最优布置方案,为类似工程输水管网优
化布置提供参考。
关键词灌区;自压输水;管网;减压池
中图分类号:S275.2
文献标识码:B
陕西水利≌>>2C三
1工程概况
项目区北高南低,最北端的土地较南项目区不可避免要穿越洪沟,但要减少穿
端的土地高程高52m,最北端的土地要进越洪沟的次数。项目区内的条田为现有农
苏巴什河灌区位于新疆阿克苏地区柯行自压滴灌,沉沙调节池高程至少还要高业耕作区,渠、林、路配套,管线在农作区布
坪县,该灌区包括玉尔其乡、盖孜力克乡和出该土地30m(暂按过滤器损失+各级管置时一方面要尽可能顺直,另一方面要避
柯坪镇3个行政单位,灌区灌溉面积网沿程损失+滴灌带工作水头=30m计开地物,同时少占耕地。
2868m,均为地面灌。工程灌概水源来自算)以上,则相对于最南端的土地,与沉沙22主要因素的选择
苏巴什河,在已建的苏巴什干渠上新建
调节池的高差将达到82m以上,如采用
各主要因素所对应的工程特性如下
座节制进水闻引水,经拟建的235万m沉“高池”,则高差更大。因此,无论“高池”还(1)“高池”和“低池”
沙调节池、输水管网等输往下游灌区。沉沙是“低池”,都存在是否减压的问题。
由灌区典型设计的系统进口压力反推
调节池的位置根据下游灌区自压滴灌对水
同理,不减压则管网水头寓余多,可沉沙调节池的高程为1220m,经实地勘察,
头的要求,并考就近引水、交通及用电方允许更多的水头用于管网的水力损失,管选择了“高池”和"低池"两个方案。“低池”
便等,选定在县城西北地势较高的冲洪积网的管径可以较小,但管网时压等级需相方案最低运行水位为1223m,项目区可利
戈壁滩上,其高程可保证灌区内2868hm2
应提高。若在管某处进行减压,则减压用落差33m~-85m,可供给田间足够的水头
的枣树实现自压滴灌。
后管网的耐压等级可以相应降低,但减少“高池”方案最低运行水位位于高程1240m
了富余水头,管网的管径相対较大。该因处,项目区可利用落差50m~-102m,与“低
输水管网布置
素对投资和运行管理都有一定影响,其变池”相比,增加了17m水头,即管道的一个
量可简称“减压”和“不减压”两种
压力等级区间,与“高池”的特征吻合。
(3)输水线路
(2)“减压”和“不减压
2.1影响布置的主要因素
管线的平面布置也是影响工程投资和
“不减压”则整个项目区全部承接自沉
项目区由节制进水闸引水、沉沙调节
管理的因素之…,要结合现状因地制宜的沙调节池开始累积的水头。
池调蓄沉沙、自压管道输水,对田间的作
布设。项目区现状地形地质条件较复杂,输
减压”因素确定过程如下
物进行自压滴灌,结合项目区现状,本项
水线路上有宽度上百米的冲洪沟作为分
①减压区间的划分
目输水管网布置方式主要由以下几个因
隔,周边也被类似冲洪沟包围,管线要进入
由于在1.OMPa的压力等级范围内,管
索确定
(1)合适的沉沙调节池位置
表1
输水管网布置因素代码表
沉沙调节池位置高(高程高)则可利用
名称高池方案低池方案「减压方案不减压方案』分散供水集中供水
水头高,允许管网有较多的水头损失,因此
代码
A
B
C
D
E
用于积累落差的输水管道管径可较小,但
位置高则距离项目区远,输水管道长度较
高
低池B
长,同时高程高则水头高,管网必须承受高
水头所带来的压力,耐压等级需相应提高;
减压C
不减压
反之,沉沙调节池位置低,管道耐压等级
O
低、长度短,但为保证末端获取足够的水
分散「集中门「分散『集中シ「分散
头,需要增大管径以减小水头损失。该因素
供水E」供水F」供水配?供水Fi供水E
n
对投资有一定影响,其变量可简称“髙池”
和“低池”两种。
(2)管网是否减压
图1方案组合框图
表2
组合方案特性表
各自特点,线路一、二可分别简称为“分散供
水”和“集中供水
项目方案代码
ADE
ADF
BCE
BCE
BDE
BDE
2.3各因素的可能组和
F管投资15918
1445
1843.41819.11920.91597.0
上述各因素互相影响,需进行组合,形成
分干管投资437.6
518.9
346.7
664.1
422.5
623.3
布置方案。为简化各因素名称,编制各因素代
投资田问投资
3174.6
3174.62715.22715.2
50.42950.4
码如表1所示。
各因素之间穷尽组合,可形成8个方案,
(万元){连接管投资
147.7
147.7
但有些方案可直接排除,不做比较,如高池A
减压池投资
19.0
19.0
的优势在于有较高的累积水头,若中部某处
合计投资
5204.0
51386s071953649s29395170.7「进行减压,减压后的水头将与低池B相同,
亩投资(元/亩)
1012.5
999.7
986.81043.81029.91000
则其优势将不复存在。因此,方案A与方案C
不组合。
管道耐压等级MPa)10.6、0.8、1,00.08、10104.0604、0.6106、0810.6、0.8
调整组合后的布置方案如图1所示
管理难度
高
高
低
较高较高
安全性
较差
差
低好
较差较好「较差3方案分析比较
道的耐压等级以0.2MPa为一个分级区间,因
有压输水:沉沙调节池放水建筑物为放水
六种组合方案工程特性比较详见表2。
此,可以0.2MPa作为一级减压的压差,減压后涵洞,出口接玻璃钢管输水,总投资272.74万
由表2可见,从投资角度,BCE方案投资
的管道能够降低一个压力等级。本项目区范元,玻璃钢管末端设遥控浮球阀对减压池水位最省;从管道耐压等级角度,采用BCE和
围内盖孜力克乡西側和柯坪镇内连片耕地的进行控制。
BCF方案耐压等级最低,均在
程较高,介于190m-16m之间,画积占整无压输水:沉沙调节池放水建筑物为放水0.4MPaO6MPa之间,相应安全性较好,但
个项目区的25.6%,其余项目区高程在涵洞+坝下涵管(为盖孜力克乡西侧的土地BCF方案因穿越冲洪沟的次数较多,需增加
18m-13