首部枢纽的组成及布置

二、首部枢纽的组成及布置

首部枢纽除了要有引水建筑物之外,还要包括泵站(或水泵机组)、沉沙、过滤设备、肥料和化学药剂注入设备、控制器、压力或流量调节器、阀门和量测设备等。其作用是从水源取水并将其处理成符合灌溉要求的水流送到系统中去。不同的灌水方法与灌水器对水质的要求及水压和水量的控制是不同的,因此相应的首部枢纽组成也就各异。图5-3是一个典型的首部枢纽组成示意图。实际首部枢纽工程不一定要包括以上所有的设备,应根据需要选用。

图示

图5-3 一个典型的控制首部组成部分示意图

1—总阀门;2—带有计数器的体积阀;3—逆止阀;4—向肥料罐供水;5—真空阀;6—压差计;7—主压力控制阀;8—肥料输入系统;9—主过滤器;10、11—供水管;12—肥料罐出口;13—肥料罐;14—冲洗阀

泵站包括水泵、动力机(电动机、柴油机或汽油机等)以及必要的配套设备、围栏或机房等。其作用就是给灌溉水加压,使之具有必要的工作压力,在有足够的自然水头可以利用的地方或从有压供水系统(如城镇自来水系统)取水的情况下则可不设泵站。

过滤设备一般布置在进入输配水管道之前,其作用在于滤去水源来水中的固体颗粒。不同的灌水方法对水质的要求是不相同的。滴灌要求最高,因为滴头的出水孔口很小,而且流速也很小,所以很容易堵塞;微喷灌次之,两者都要配备相应的过滤设备。喷灌系统被泥沙堵塞的可能性不大,但是水中含的泥沙在高速通过喷嘴时,极易磨损喷嘴,改变其形状,使喷头的性能变坏,因此也有必要滤去较粗的泥沙。低压管道灌溉对水质的要求虽比灌溉渠道系统略高,但一般情况下可以不安装过滤器。(https://www.daowen.com)

常用的过滤设备有沉沙池、砂石过滤器、离心式过滤器、筛网过滤器、泡沫塑料过滤器、叠片式过滤器等。在含泥沙较多的水源取水时,可以考虑安装两级过滤器。一般用沉沙池和离心式过滤器作为第一级过滤,而第二级过滤则采用砂石过滤器和筛网过滤器等。有时在每根支管的进口都加一个滤网,这样可以防止由于主过滤器失效或在修理期间进入系统的杂质堵塞滴头或微喷头。

肥料和化学药剂注入设备用于向灌溉管道系统注入肥料或除草剂和杀虫剂等。常用的注入器有注射泵、有压化肥罐、“文托里”管等。虽然注入的肥料和化学药剂都是可溶性的,而且一般都先溶化于水中,但是仍然不可避免存在一些杂质或未溶解的固体颗粒,因此注入器一定要设在过滤设备之前,以防这些杂质或固体颗粒进入系统堵塞灌水器。

阀是直接用来控制和操纵灌溉管道系统的部件,布置在需要控制的部位上,起着不同的控制作用。一般灌溉管道系统是用手动阀,即由管理人员,直接操纵的,其形式有闸阀、截止阀、球阀等。也有一些阀门并不需要人工操纵而具有某些特殊的功能,如逆止阀、减压阀、空气阀等。对于自动控制的灌溉管道系统则常用电磁阀、电动阀和水动阀等。

压力调节器是用来调节进入管道系统的水流的压力,使得系统在外界压力发生突然变化以及水泵水头突变时仍能平稳地工作;也可用来减少由于干管输水水头损失和地形变化所造成的各支管之间的压力差异。

量测设备有压力表、水表、流量计等,为的是使管理人员能更清楚地定量地了解系统的工作状况。在一个控制首部并不要求安装所有的量测设备,应根据需要选用。

首部枢纽位置的确定,要考虑水源的位置和管网布局方便。如果以井作为水源,而且井位可以任意选择时,最好把井和首部枢纽一起布置在地块的中心,这样到灌区最远处的水头损失小,运行费用低,便于管理。当水源在灌区之外,一般是先把水用输水管(渠)送到最近的灌溉地块的边界,在边界设首部枢纽。一般不把首部枢纽放在远离灌溉地块的水源附近,因为这样管理不方便,而且经过处理的水,经远距离输送后有可能再被污染。