引黄灌区管灌工程技术规范编制说明.pdf

山 西 省 地 方 标 引黄灌区管道灌溉工程技术规范 编制说明 （征求意见稿） 运城市尊村引黄灌溉服务中心 中国水利水电科学研究院 2022 年 8 月 I 准 目 录 1 工作简况 .................................................. 1 2 制定标准的必要性和意义 .................................... 2 3 主要起草过程 .............................................. 3 4 制定标准的原则和依据，与现行法律、法规、标准的关系 ........ 5 5 主要条款的说明，主要技术指标、参数、试验验证的论述 ........ 5 6 重大意见分歧的处理依据和结果 ............................. 10 7 采标情况 ................................................. 10 8 作为推荐性标准的建议及其理由 ............................. 10 9 强制性标准实施的风险点、风险程度、风险防控措施和预案 ..... 10 10 实施性标准的措施 ........................................ 10 11 其他说明事项 ............................................ 11 II 1 工作简况 1.1 任务来源 本标准属山西省 2021 年第二批省级地方标准制修订项目，由运城市 尊村引黄灌溉服务中心、中国水利水电科学研究院合作编制，山西省水 利厅提出，山西省水利标准化技术委员会归口。本标准主要在总结分析 和借鉴“十一五”国家科技支撑项目——大型农业灌区节水改造工程关键 支撑技术研究（2006BAD11B） 、“十二五”国家科技支撑项目——大型灌 区节水技术及设备研究与示范、“十三五”国家科技支撑项目——大型灌 排机械设备研制与开发（2015BAD20B00）等多年研究成果和 2012 年以 来实施的引黄灌区管道灌溉工程建设项目经验的基础上，借鉴国内外相 关领域的研究和技术成果进行编制。 1.2 起草单位与协作单位 起草单位：运城市尊村引黄灌溉服务中心 协作单位：中国水利水电科学研究院 1.3 起草人员及所做的主要工作 本标准的主要起草人：吴文勇 李益农 孙耀民 赵永安 范 敏 张 超 许盼盼 王 珍 胡雅琪 刘群昌 肖 娟 马 蒙 任慧媛 主要起草人：标准组成人员有参加相关标准编制的经历和工作经验， 组成人员基本情况如下表 1。 1 表1 标准主要参加单位及人员 序号 姓名 工作单位 专业 职称/职务 1 吴文勇 中国水利水电科学研究院 水利工程 教 高 主编人 负责人 2 李益农 中国水利水电科学研究院 水利工程 教 高 编写人 3 孙耀民 运城市尊村引黄灌溉服务中心 水利工程 高级工程师 编写人 4 赵永安 运城市尊村引黄灌溉服务中心 水利工程 高级工程师 编写人 5 范 敏 山西省水利发展中心 工程会计 高级会计师 参与部分工作 6 张 超 运城市尊村引黄灌溉服务中心 水利工程 工程师 参与部分工作 7 许盼盼 运城市尊村引黄灌溉服务中心 水利工程 工程师 修改人 8 王 珍 中国水利水电科学研究院 水利工程 工程师 编写人 9 胡雅琪 中国水利水电科学研究院 节水灌溉 工程师 编写人 10 刘群昌 中国水利水电科学研究院 水利工程 教 高 审稿人 11 肖 娟 太原理工大学 农水工程 教 高 审稿人 12 马 蒙 中国水利水电科学研究院 节水灌溉 工程师 参与部分工作 13 任慧媛 运城市尊村引黄灌溉服务中心 水利工程 助 参与部分工作 工 分工 2 制定标准的必要性和意义 管道输水技术的推广应用是农田灌溉现代化的重要标志之一，是农 田灌溉输水方式的重大进步。我国利用管道输水输水灌溉的工程面积已 超过 8000 万亩。在管道输水技术迅速发展的形势下，为统一对工程的技 术要求，水利部在 1995 年发布了《低压管道输水灌溉工程技术规范（井 灌区部分）》 （SL/T 153-95）基础上在 2017 年颁布了《管道输水灌溉工程 技术规范》（GB/T 20203），在管道输水技术的推广应用过程中起到了积 极的作用。近几年来低压管道输水灌溉技术已从井灌区向黄河流域扬水 灌区发展，工程系统面积加大，而含沙水源容易造成管道淤积堵塞，影 响管网系统的正常运行，严重时会导致管网系统瘫痪，致使管道灌溉工 2 程不能发挥应有的效益，故围绕引黄灌区管道灌溉工程，编制适应范围 广、内容充实的新标准，必将更好的引导和促进管道灌溉技术的发展。 自 20 世纪 70 年代以来，我国管道输水灌溉技术有了很大发展，特 别是“七五”、“八五”期间，中央和地方都安排了一批管道输水方面的科 研项目，取得了一大批科研成果。各地又先后建成了不同类型的试验示 范区，进行了大量观测试验，取得了一大批有价值的观测试验资料。随 着水资源紧缺，近年来在黄河流域发展引黄管道输水灌溉工程势在必行， 但相关工作还尚处于起步阶段，解决引黄管灌标准制定中的关键技术问 题成为研究的重点。 随着山西省经济社会发展，特别是农业及农村经济作物的发展，灌 溉用水量逐年增加。黄河是世界上含沙量最大的河流，根据 2010 年实测 资料显示，黄河水文代表站潼关站多年平均输沙量为 105000 万吨，多年 平均含沙量 8.65 kg/m3。自黄河干、支流引水的引黄灌区管网系统容易存 在泥沙淤积，主要是由管径设计不合理、管道质量差、无防淤工程或设 计不合理、工程管理不科学等问题导致的。因此，编制山西省地方标准 —引黄灌区管道灌溉工程技术规范，将规范引黄管道灌溉工程建设工作， 统一建设技术要求，确保建设后的管网系统安全、高效、经济运行，充 分发挥效益。 3 主要起草过程 牵头单位从 2020 年开始组织国内和山西省相关领域的专家学者参 与本标准的编制。工作组成员查阅了大量的农田管道输水灌溉和引黄灌 溉领域国内外研究进展，多次以讨论会、电话和函询等方式，对本标准 3 的编制大纲和内容进行了研讨，对国内相关领域的知名专家进行了咨询， 最终明确了从工程规划、工程设计、工程设施配套与设备选择、工程管 理等方面作为主要章节编写内容。 工程规划对引黄管道输水灌溉工程主要技术参数、水土供需平衡、 管道系统布置与畦沟灌水要素等进行了规定；工程设计规定了设计流量 和设计水头；工程设施配套与设备选择规定了水源工程和首部枢纽、管 道和田间设施的建设要求；工程管理规定了运行管理和系统维护等内容。 2021 年 3-5 月，正式成立了编写组，完成了本标准编写大纲，编写 人员按照分工收集相关资料，完成本标准申报草案初稿并上报； 2021 年 5-6 月，编写组根据申报草案初稿立项审查要求，讨论修改 完善形成本标准草案，完成申报立项； 2021 年 7-12 月，编写组按照标准草案立项审查要求，讨论研究本标 准草案需要修改完善成征求意见稿的内容，并通过微信、邮件及电话咨 询等方式，多次征求相关单位专家意见； 2022 年 1-5 月，编写组征求到修改意见和建议进行了整理讨论，并 根据意见和建议进一步收集资料，编写标准征求意见稿（第一次）并上 报； 2022 年 7 月 26 日-28 日，山西省水利标准化技术委员会在太原组织 开展关于《引黄灌区管道灌溉工程技术规范》专家初审会议，会议就规 范编制必要性、参考价值、适用性以及结构内容进行了初审，并有针对 性的提出了修改意见。 2022 年 8 月，编写组根据本标准征求意见稿专家审查意见，对标准 结构进行了调整，完善了管理设施改造、工程施工及验收等章节内容， 4 将有关技术参数及指标与国家现行有关标准进行统一，对本标准进行了 修改完善，形成《引黄灌区管道灌溉工程技术规范》征求意见稿并上报。 2022 年 月，山西省水利标准化委员会对本标准征求意见稿在全省 范围内征求意见，并分类总结形成本标准征求意见稿修改说明。 2022 年 月，根据山西省水利标准化委员会对本标准征求意见稿在 全省范围内征求意见稿修改说明，进行修改完善，形成《引黄灌溉泵站 改造技术规范》送审稿（第一稿）并上报。 2022 年 月 日- 日，山西省水利标准化委员会组织对本标准送审 稿（第一稿）进行技术审查，提出专家审查意见。 2022 年 月，编写组根据本标准送审稿审查专家意见，进行修改完 善，形成本标准报批稿并上报，并按照要求组织进行发布。 4 制定标准的原则和依据，与现行法律、法规、标准的关系 本标准的制定遵循“安全、高效、经济”的基本原则。引黄管道输水 灌溉工程技术规范主要依据国家现行的节水灌溉工程建设、低压管道输 水灌溉工程的施工、安装、验收、运行管理等方面的标准和国外相关标 准，本标准在制定过程中，充分参考、借鉴了《管道输水灌溉工程技术 规范》（GB/T 20203）和《节水灌溉工程技术规范》（GB/T 50363）中提 出的技术参数和性能指标，因此保证了本标准的编制质量。 5 主要条款的说明，主要技术指标、参数、试验验证的论述 5.1 第4章：工程规划 （1）4.1 一般规定 ——4.1.1 本条规定工程规划应符合流域和当地水资源开发利用、农 5 田水利、农业发展等规划要求，并与现状灌排设施、种植结构等基础条 件以及道路、林网、供电等规划相协调。 ——4.1.2 为保障灌溉水质要求，本条规定灌溉水质应符合国家农田 灌溉水质标准。 针对引黄灌区灌溉水泥沙含量高的典型特征，一般含沙 量大于 5kg/m3，本条规定工程规划应增设沉沙、冲沙设施，防止管道系 统堵塞，保障系统高效运行。 ——4.1.4 应收集水量、含沙量及粒径组成、气象、土壤、植物、地 下水、灌溉试验、能源及设备、社会经济等方面的基础资料。 ——4.1.5 应包括水源工程、首部枢纽、灌溉管网和防淤工程等内容， 规划成果应绘制在不小于 1:10000 的地形图上，并应提出规划报告。 ——4.1.6 应当进行技术方案比选，选择投资省、效益高、节水节能 及便于管理的方案。 （2）4.2 主要技术参数 ——4.2.1 灌溉保障率与区域降雨量由较大关系。考虑到引黄管道 输水灌溉工程主要在我国缺水地区实施，且为了不束缚特别缺水地区降 低灌溉保证率，采用非充分灌溉，参照GB/T 20203-2017，设定灌溉设计 保证率不应低于50%。。 ——4.2.2 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。本条采用 GB50288《灌溉与排水工程设计规范》中的数值，对实施田间节水地面 灌溉技术提出了很高的要求，也是要求努力达到的目标。引黄灌区管道 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 止水性能还不能令人满意，大面积推广应用实践表明：塑料管材的管系 6 水利用系数可达0.95~0.98；混凝土预制管接头多、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 该能达到0.95。此数值略低于GB50288《灌溉与排水工程设计规范》中的 数值0.97，是考虑到本规范主要适用于灌区面积较小而多由地方实施的 工程，各地的施工安装水平和采用的管材种类不同，而不宜定的过高。 ——4.2.3 山西省主要粮经作物的耗水强度由尊村灌区引黄试验站 总结获得。 （3）4.3 水土供需平衡分析 ——4.3.1 管道输水灌溉工程需水流量计算对于工程设计非常重要， 本条所列公式（2）主要参照GB/T 20203 5.1.2.1条创建。考虑引黄灌区高 含沙水质特征，本条中公式（2）中加入了冲沙系数，进而使得灌溉需水 流量较GB/T 20203计算值有所提高。所取系数设定为0.02，由尊村灌区 引黄试验站通过试验获得。 （4）4.4 管道系统布置与畦沟灌水要素 ——4.4.1、4.4.2 畦、沟灌水要素对工程布置和节水效果极为重要， 本条所列表 3 和表 4 引自《水工设计手册》与 GB50288《灌溉与排水工 程设计规范》，表中数据根据山西省的试验和尊村引黄灌区试验资料， 结合农户土地现状确定。引黄管道灌溉优势是单个给水栓出水量为 100-200m3/h，也就是通过畦沟灌的加大单宽流量，减少灌水时间，省时 省力，数据与已建成管道灌溉工程使用情况相符。 ——4.4.6 根据对山西省的调查统计资料表明：灌区内固定管道长 度平均为 47 m/hm2。最高不超过 110 m/hm2。如果单位面积上的田间固 定管道长度指标太低，会导致田间毛渠长度或灌水田块过长，直接影响 7 到田间水利用系数和节水灌溉效果。因此本条规定“宜为 40 m/hm2~110 m/hm2”。SL207《节水灌溉技术规范》与本条相符合。 ——4.4.7 给水栓间距按 l~2 倍畦长(或毛渠长度)计算。大面积实践 表明：单口灌溉面积多在 0.5 hm2~1.5 hm2 之间，这对于大田旱作物区是 适用的；经济作物区或水田宜适当加密，若田间建有防渗农渠或配备移 动管道时，单口控制面积可扩大。 5.2 第5章：工程设计 （1）5.3 设计流量 ——5.3.1 灌溉系统设计流量是选配水泵和初选最大管径的依据， 其值为灌水高峰期所需流量；但是，水源流量应为系统设计流量的上限。 当水源或水泵流量小于灌溉所需流量时，必须减少灌溉面积或（和）调 整种植比例，使设计流量与灌溉面积相匹配。 ——5.3.2 各级管道的设计流量，是初选该级管道管径的依据。在 计算其管道设计流量时，可按各给水栓平均出流考虑，并分为畦灌和沟 灌两种情况。 压力管流条件下，不同轮灌组工作时，系统及各级管道 的流量是不同的；同一轮灌组中，各给水栓的流量也不相同；这是压力 流与明流的重要区别。因此，需要在布置与管径已定的条件下，经水力 计算确定，以指导运行。 （2）5.4 设计水头 ——5.4.1 因轮灌组不同，管道系统的工作水头在一定范围内变动， 对于地势平缓的平原区，最不利点（最小工作水头）一般为距离水源最 远的给水栓；对于地势起伏不平或地势较陡等复杂地形的灌区，应计算 绘制各级管道工作压力沿程变化曲线，通过多点计算比较确定管道系统 8 设计工作水头，是管道设计、管材选择及计算设计工作水头和水泵扬程 的依据。 ——5.4.3 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；若按最大工作水头作为水泵额定扬程来选泵，将使水泵工作 点偏在小于额定扬程的一边，最小扬程时的工作点可能位于高效区之外。 以平均工况选泵，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工作点（即工作点范围的上下界），将通过工作点核 算，使其位于高效区内。 （3）5.5 管材与管压选择 ——5.5.2 基于在尊村灌区的试验数据建立的临界不淤流速经验公 式，规定引黄输水灌溉的管道设计流速宜为 1.2~1.8 m/s，系统运行流速 应不低于 0.8 m/s。 5.3 第7章：工程施工及验收 本条规定引黄灌区管道灌溉工程施工及验收应依据 GB/T 20203。 5.4 第8章：工程管理 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做出规定，以保证系统运行的安 全与高效；管理工作的其他内容，应参照通用的农田水利工程管理规 范。 8.2 运行管理 ——8.2.1 为保证水源工程、机泵、输水管道及建筑物完好、正 9 常运行，延长工程的使用寿命，发挥最大的经济效益，必须建立健全 专管机构，配备专业管理人员。 ——8.2.2 专管机构应根据灌区所在地区的试验资料或当地丰产 的灌水经验，制定和完善各种作物的灌溉制度。根据灌溉系统运行情 况，不断完善灌护制度。 6 重大意见分歧的处理依据和结果 本标准编制人员与专家意见针对标准内容逐条进行了讨论和考量， 无重大分歧意见。 7 采标情况 本标准未采用国际国外先进标准。 8 作为推荐性标准的建议及其理由 本标准适用于以黄河水作为灌溉水源的管道灌溉工程，其他多泥沙 灌溉水源等，不具备强制性。本标准发布实施后，作为山西省地方推荐 性标准。 9 强制性标准实施的风险点、风险程度、风险防控措施和预案 本标准为推荐性标准。 10 实施性标准的措施 山西引黄灌区泥沙含量大，引黄泥沙对管道堵塞，是制约输水效率 的重要因素。本标准根据引黄灌区管道运行及建设中存在的主要问题， 提出了适合引黄管道灌溉工程规划、设计、设施配套、施工与验收、管 10 理，对于指导引黄灌区管道灌溉工程的建设与改造具有重要意义。 具体措施可从以下几方面实施: 1、扩大标准的宣传力度，相关从业人员普及标准知识。 2、加强地方水利、引黄灌区从业人员的标准培训，提高业务素质。 3、加强对标准执行情况的监测和反馈，以便及时修正。 11 其他说明事项 （一）本标准是山西省水利行业地方标准，自发布之日起实施。 （二）本标准未列出的标准，有国家标准的，按国家标准执行，没有国 家标准的，可参照水利行业主管部门或省、自治区、直辖市相关标准执 行。 11