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摘 要： 随着工农业生产的发展、用水量的增加，黄河水资源供需矛盾日益突出，同时灌水技术落后，灌溉用水浪费十分严重，因此节约用水、提高水的利用率已成为当务之急。而管灌技术的推广在很大程度上提高了灌溉水的利用率，达到了节水的目的，管道输水与渠道输水相比，具有输水快、省地、省水、节能、增产等优点。输水损失可减少到5%左右，管灌主要应用于灌区输水系统层次少（一级或二级）的小型灌区，对输配水系统层次较多的大型灌区，管灌可用作田间配水系统。近年来，我们灌区的支、斗渠已开始采用管灌技术，现有管灌面积2.5万亩，管道长度16.94km，几年来不仅运行良好，而且节水效果十分明显，管系水利用系数达到规范规定的95%。下一步随着沉沙池工程的建设，我们将在末级渠道广泛使用管灌技术，进一步扩大高标准节水灌溉面积，不断提高节水水平。

 

关键词： 管灌 管网系统 合理布局 优化设计

 

管道输水灌溉系统，在满足田间灌水效益的前提下，以管网布置和各级管道的管径为决策变量，以管网年费用最低为优化目标函数。根据黄灌区低压管网系统的组成及运行特点，提出了管网优化设计数学模型。模型同时考虑管网布置及各级管道的管径选择。将目前习惯称谓的移动式、半固定式、固定式三种形式统一于一体。对比较规则的矩形田块，单井管道系统使用该模型，可一次完成管网布置及管径选择整体优化过程，对非规则地块很容易化处理后也可完成优化设计。

 

一、决策因素与优化目标

 

管网优化设计，主要是优化管网布置与各级管道管径的选择，为此将管网布置要素（包括各级管道的位置、走向、间距、条数、长度、分水口个数及位置、出水口个数及田间分布等）及各级管道的管径作为优化分析的决策因素。

 

影响管网系统费用的主要因素是系统的形式（固定式、半固定式、移动式），布置方式（管道走向、间距……）、管材及管径等。投资由基建投资和运行费用两部分组成，当管网系统布置形式和管材一定时，管径增大，一般情况下基建投资增大，由于管径增大，水头损失减小能耗费用降低，从而减少了运行费用。反之，减小管径，基建投资减少，但水头损失增加。能耗费用增大，相应增加了运行管理费用。因此，在各级管道管径的多种组合中，必有一种最