连续缠绕管：农业灌溉输水工程应用

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一、农业灌溉输水系统简述

农业灌溉输水系统主要由水源取水工程、输水配水管网和田间灌水设施组成。

水源取水工程：指从水源引水至灌溉配水管网。

输水配水管网：包括各级管道、分水设施、保护装置和其他附属设施。可分为干管、分干管、支管、分支管等多级管道组成。

田间灌水设施：指分水口以下的田间部分，包括田间农、毛渠、田间闸管系统等。

二、农业灌溉输水技术

1、管道输水

渠道输水：灌溉渠道可分为明渠和暗渠两类：明渠修建在地面上，具有自由水面；暗渠为四周封闭的地下水道，可以是有压水流或无压水流。

明渠缺点是占地多，渗漏和蒸发损失大，使用寿命短，维护频次高。优点是施工方便，造价较低。

暗渠优点是占地少，渗漏、蒸发损失较明渠小。缺点是修建暗渠需大量建筑材料，技术较复杂，造价也较高，适用于人多地少地区或水源不足的干旱地区。

3、管道输水

管道输水是以管道代替渠道的一种输水工程措施，分为水泵提水输水或自压输水系统。水源引水工程通常采用中大口径管材，输水配水管网常采用小口径管材。

管道输水具有节水、省时、省工、便于管理等优点。相比渠道输水，管道输水节水效益明显，经济效益高，更具有优势，对灌区节水改造有着重要的意义。

管道输水方式缺点是工程一次性投资较渠道方式多。但管道输水具水质不受影响、节水性能优异、减少冻胀变形、土地利用率高、维护管理方便、利于机械化作业等优点，综合经济效益显著。以管代渠，实施管道输水对灌区节水改造具有重大的意义。

三、常见输水管道综合比较

1、小口径管材

对比项目	连续缠绕管	PE管	PVC管	双壁波纹管
概要	以玻璃纤维及其制品为增强材料，以不饱和为基体材料，以石英砂等无机非金属颗粒材料为填料，采用连续缠绕工艺方法制成的管道。	PE管是以聚乙烯树脂为主要原料，经挤出成型的给水管道。	PVC管是以聚氯乙烯（PVC）树脂为主要原材料，加入适量的稳定剂、润滑剂、填充剂、增色剂等经塑料挤出机挤出成型和注塑机注塑成型，通过冷却、固化、定型、检验、包装等工序以完成管材、管件的生产。	管壁截面为双层结构，其内壁光滑平整，外壁等距排列的具有梯形中空结构的管材。
耐腐蚀性	天然耐腐蚀，无需防腐。	天然耐腐蚀，无需防腐。	天然耐腐蚀，无需防腐。	天然耐腐蚀，无需防腐。
抗外荷载能力	复合材料可设计，通过提高刚度提高抵抗外荷载能力。	柔性管材，抵抗外荷载能力差。	柔性管材，抵抗外荷载能力差。	柔性管材，波纹结构相对提高了抵抗外荷载能力。
适用范围经济性能	大中小型口径管道、高中低压管道。	小口径管道、中低压或无压管道。	小口径管道、中低压或无压管道。	中小口径管道、低压或无压管道。
冷热稳定性	充分发挥复合材料特点，力学性能好，经济性良好。	通过增加壁厚提高强度，经济性较差。	通过增加壁厚提高强度，经济性较差。	通过增加壁厚提高强度，经济性较差。
安装效率	复合材料可设计，通过基体材料选择有较好的冷热稳定性。	冷热稳定性较差。	冷热稳定性较差。	冷热稳定性较差。
综合评价	通过充分发挥复合材料的优势，连续缠绕管有良好的适应性和经济性。	PE管天然耐腐蚀，管材水力学性能优异，但其抗外压能力较差，在较大口径和较高压时管材经济性差。	PVC管天然耐腐蚀，管材水力学性能优异，但其抗冲击性较差，在较大口径和较高压力时经济性较差。	双壁波纹管天然耐腐蚀，管材水力学性能优异，但其承压能力差，在承受一定压力时经济性较差。

2、中大口径管材

对比项目	连续缠绕管	PCCP管	钢管	球墨铸铁管
概要	以玻璃纤维及其制品为增强材料，以不饱为基体材料，以石英砂等无机非金属颗粒材料为填料应，采用连续缠绕工艺方法制成的管道。	在带有钢筒的混凝土管芯上缠绕预力钢丝，最后在管外部喷上水泥砂浆保护层而制成的高强度混凝土复合管。	钢管是指两端开口并具有中空断面，其长度与周边之比较大的钢材，按生产方法可分为无缝钢管和焊接钢管。	使用18号以上的铸造铁水经添加球化剂后，经过离心球墨铸铁机高速离心铸造成的管材，称之为球墨铸铁管。
耐腐蚀性	天然耐腐蚀，无需防腐。	管身和接头需要防腐和阴极保护。	管身和接头需要内、外防腐处理和阴极保护。	管身和接头需要内、外防腐处理和阴极保护。
抗震性	抗震性及抵抗不均匀沉降性强，管身为柔性管，接头为承插式柔性接头。	抗震性及抵抗不均匀沉降性差，管身为刚性管，接头为承插式半刚性接头。	抗震性及抵抗不均匀沉降性较好。	抗震性及抵抗不均匀沉降性差，管身为刚性管，接头为承插式半刚性接头。
水力学特性	内壁光滑磨损小，不结垢，流量稳定，节能性好，糙率系数n=0.0084（长期不变），输送相同流量，管径比PCCP管、钢管、球墨铸铁管小1-2个等级。	内壁粗糙，磨损大，易结垢，流量渐变，节能性差，糙率系数n=0.013（因结垢而增大），输送相同流量，管径比连续缠绕管大1-2个等级。	内壁较粗糙，易腐蚀，流量渐变，节能性差，糙率系数n=0.012（因腐蚀而增大），输送相同流量，管径比连续缠绕管大1-2个等级。	内壁粗糙，易结垢，流量渐变，节能性差，糙率系数n=0.013（因结垢而增大），输送相同流量，管径比连续缠绕管大1-2个等级。
土方开挖和回填量	输送相同流量，管径比PCCP管、钢管及球墨铸铁管小1-2个等级，管沟土方开挖和回填量小。	输送相同流量，管径比连续缠绕管大1-2个等级，管沟土方开挖和回填量大。	输送相同流量，管径比连续缠绕管大1-2个等级，管沟士方开挖和回填量大。	输送相同流量，管径比连续缠绕管大1-2个等级，管沟土方开挖和回填量大。
机械设备	连续缠绕管是PCCP管重量的1/10，钢管的1/4，球墨铸铁管的1/5，吊装和运输设备所需吨位小。	PCCP管是连续缠绕管重量的10倍，吊装和运输设备所需吨位大。	钢管是连续缠绕管重量的4倍，吊装和运输设备所需吨位大。	球墨铸铁管是连续缠绕管重量的5倍，吊装和运输设备所需吨位大。
安装效率	单根管道12米长，套筒式连接，管道自身重量较轻，安装效率高。	单根管道6米长，承插式连接，管道自身重量较重，安装效率低。	钢管焊接连接方式效率低。	单根管道6米长，承插式连接，管道自身重量较重，安装效率低。
综合评价	出类拔萃的耐腐蚀性和水利特性、强度高和重量轻等优点使连续缠绕管施工、安装及维护费用极低，最终实现了综合成本最低的目标，体现了技术和经济上的优势。	PCCP管具有强度高、刚度大的优点，但其耐腐蚀性差、水力性能差、重量大、抗震性能差等缺点，造成了其施工、安装及维护费用高，另外其管材较贵，导致综合成本高。	钢具有强度高、抗沉降较好的优点，但其耐腐蚀性差、水利性能较差、重量大、接头施工慢等缺点造成了其施工、安装及维护费用很高，另外其管材较贵，导致综合成本高。	球墨铸铁管在管材强度、抗弯抗剪、运行维护等方面具有优势，但由于其耐腐蚀性差、水利性能差、重量大、抗震性能差等缺点造成了其施工、安装及维护费用高，另外其管材较贵，导致综合成本高。

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