盐碱地农田一体化灌溉排水管道系统及施工方法技术领域
本发明属于农业水土工程技术领域和土壤改良技术领域,尤其涉及一种盐碱地农田一体化灌溉排水管道系统及施工方法。
背景技术
在盐碱地改良和盐碱地农田水利工程建设中，为了作物灌溉、灌溉压盐、排水降渍，一般需要分别埋设灌溉压力管道、排水暗管（渗管）。灌溉管道用于灌溉和压盐，排水管道用来除地下水，降低过高的地下水位。灌溉管道和排水管道所用管材不同、埋深不同、管径不同（排水管道管径大）、埋深不同等，灌溉管道属于有压管，排水管道属于无压管，导致灌溉管道系统和排水管道系统均分开布置，运行相互独立。田间管道密度较大，既影响了耕作，又增加了管沟开挖量和占地，施工时挖掘排水管道沟渠较深，也容易将已有灌溉管道破坏。
发明内容
本发明根据盐碱地农田灌排实际存在的问题，提出了一种全新的灌溉排水一体化管道系统的设计和建设施工方法。实现本发明所采取的技术方案是：一种盐碱地农田一体化灌溉排水管道系统，包括有灌溉水源、排水管道、灌溉管道、泄水阀及排水沟，其特征在于：灌溉管道穿装在排水管道内，灌溉管道与排水管道之间设有透水支撑环，透水支撑环上设有支撑环透水孔，所述的排水管道带有渗水孔，集成为农田一体化的排水集水管和输水管的主管道；主管道上分段设置预制混凝土四通镇墩，预制混凝土四通镇墩，内设有四通内孔和四通外孔，主管道上的排水管道及灌溉管道对接在预制混凝土四通镇墩上相对两端的四通外孔和四通内孔上，预制混凝土四通镇墩上另外相对的两端分别对接支管道排水管道及灌溉管道，集成为农田一体化的排水集水管和输水管的支管道；所述各支管道上间隔设置预制混凝土三通镇墩，预制混凝土三通镇墩内设有三通内孔和三通外孔，排水管道及灌溉管道对接在预制混凝土三通镇墩上相对两端的三通外孔和三通内孔上，预制混凝土三通镇墩的另一支路设有给水立管通过孔，给水立管通过孔上设置给水立管，给水立管上安装给水栓。所述的透水支撑环为滚轮状，滚轮的两轮沿上相对开有支撑环透水孔。所述的预制混凝土四通镇墩由四通构件上体和预制混凝土四通镇墩下体构成。所述的预制混凝土三通镇墩由预制混凝土三通镇墩上体和预制混凝土三通镇墩下体构成；便于安装施工。所述的灌溉管道利用PVC或PE管材制成；所述的排水管道利用有渗孔的波纹管或透水混凝土管制成。灌溉管道和排水管道套在一起，只占用排水管道中的空间。通过配套的透水支撑环、预制混凝土给水三通构件、分水三通、四通构件、给水栓等附件，实现一套管道系统实现盐碱地农作物灌溉、大水压盐、排水降渍的综合要求。
本发明灌溉管道安置于具有渗水孔的排水管道中，通过透水支撑环、预制混凝土四通镇墩、预制混凝土三通镇墩、给水栓、泄水阀等实现灌溉排水一体化设计。具有渗水输水功能的排水管道中，将安装了透水支撑环的灌溉管道置入，透水支撑环可将灌溉管道固定于排水管道中间，灌溉管道外壁与排水管道内壁之间的空隙用于容纳土壤渗水，通过透水支撑环过水向下游流动。灌溉主干道需要向支干道分水时，为了便于连接，专门设置了预制混凝土四通镇墩和预制混凝土三通镇墩，既可以起到镇墩的作用固定排水管道和灌溉管道，又可以通过内部的排水孔向下游排水，从而实现了一条管道沟铺设两用管道的方法。
本发明将灌溉低压管道系统和排水管道系统集成布置，实现两套管网套装在一起，埋设在同一条管道沟中，能有效减少盐碱地管道密度，减少工程土方工程量，节约土地；有利于减少投资，提高灌溉和排水效果；（3）管道沟渠路线更容易跟踪，一旦损坏更容易发现问题；灌溉水利用系数提高，排水降渍效果更好，对盐渍化农田改良具有更好的生态、经济效益。
附图说明
图1为盐碱地灌排一体管网体系示意图；
图2为灌排一体管道输水排水工作示意图；
图3为排水管内透水支撑环示意图；
图4为预制混凝土三通镇墩结构示意图；
图5为预制混凝土三通镇墩的剖视结构示意图；
图6为预制混凝土四通镇墩结构示意图；
图7为灌排管道埋设示意图。
图中：1、灌溉水源，2、排水管道，3、灌溉管道，4、预制混凝土四通镇墩，5、给水栓，6、预制混凝土三通镇墩，7、透水支撑环，8、支撑环透水孔，9、四通内孔，10.四通外孔，11、给水立管通过孔，12、预制混凝土四通镇墩上体，13、预制混凝土四通镇墩下体，14、土工布，15、中砂透水层，16、原状土，17、泄水阀，18、排水沟，19、三通内孔，20、三通外孔，21、给水立管，22、预制混凝土三通镇墩上体，23、预制混凝土四通镇墩下体。
具体实施方式
参照附图，一种盐碱地农田一体化灌溉排水管道系统，包括有灌溉水源1、排水管道2、灌溉管道3、泄水阀17及排水沟18，其特征在于：灌溉管道3穿装在排水管道2内，灌溉管道3与排水管道2之间设有透水支撑环7，透水支撑环7上设有支撑环透水孔8，所述的排水管道2带有渗水孔，集成为农田一体化的排水集水管和输水管的主管道；主管道上分段设置预制混凝土四通镇墩4，预制混凝土四通镇墩4内设有四通内孔9和四通外孔10，主管道上的排水管道2及灌溉管道3对接在预制混凝土四通镇墩4上相对两端的四通外孔10和四通内孔9上，预制混凝土四通镇墩4上另外相对的两端分别对接支管道排水管道2及灌溉管道3，集成为农田一体化的排水集水管和输水管的支管道；所述各支管道上间隔设置预制混凝土三通镇墩6，预制混凝土三通镇墩6内设有三通内孔19和三通外孔20，排水管道2及灌溉管道3对接在预制混凝土三通镇墩6上相对两端的三通外孔20和三通内孔19上，预制混凝土三通镇墩6的另一支路设有给水立管通过孔11，给水立管通过孔11上设置给水立管21，给水立管21上安装给水栓5。所述的透水支撑环7为滚轮状，滚轮的两轮沿上相对开有支撑环透水孔8。所述的预制混凝土四通镇墩由预制混凝土四通镇墩上体12和预制混凝土四通镇墩下体13构成。所述的预制混凝土三通镇墩6由预制混凝土三通镇墩上体22和预制混凝土三通镇墩下体23构成；便于安装施工。所述的灌溉管道3利用PVC或PE管材制成；所述的排水管道2利用有渗孔的波纹管或透水混凝土管制成。灌溉管道3和排水管道2套在一起，只占用排水管道中的空间。通过配套的透水支撑环、预制混凝土给水三通构件、分水三通、四通构件、给水栓等附件，实现一套管道系统实现盐碱地农作物灌溉、大水压盐、排水降渍的综合要求。
本发明灌溉管道3安置于具有渗水孔的排水管道2中，通过透水支撑环7、预制混凝土四通镇墩4、预制混凝土三通镇墩6、给水栓5、泄水阀17等实现灌溉排水一体化设计。具有渗水输水功能的排水管道2中，将安装了透水支撑环7的灌溉管道置入，透水支撑环7可将灌溉管道3固定于排水管道2中间，灌溉管道3外壁与排水管道2内壁之间的空隙用于容纳土壤渗水，通过透水支撑环7过水向下游流动。灌溉主管道需要向支管道分水时，为了便于连接，专门设置了预制混凝土四通镇墩4和预制混凝土三通镇墩6，既可以起到镇墩的作用固定排水管道2和灌溉管道3，又可以通过内部的排水孔向下游排水，从而实现了一条管道沟铺设两用管道的方法。所述的排水管道2的透水率按照一般暗管排水要求加工排水孔，一般达到表面积的20%以上，一般采用波纹管，管道直径宜采用160mm以上。灌溉管道3一般采用标准PVC管道，支管直径一般比排水暗管小1-2个公分。为使灌溉管道能方便安装在排水管道内，排水管道2一般较灌溉管道3直径大两个标准直径（一般标准灌溉管道管径为φ110、φ125、φ160及以上管径，则相应的排水管径为φ160、φ180、φ200等，依次向上递增）。预制混凝土四通镇墩4和预制混凝土三通镇墩6，与一般管道镇墩不同的是，镇墩既起到固定管道、防止管道移动的作用，其内设置有灌溉管道用的四通构件和三通构件，起到了放置灌溉三通、四通管件、连接管道、通过排水的作用。镇墩分为上下体，方便将四通和三通放置其中，内孔径可与灌溉三通紧密接触。有两个直径不同的通过孔，内孔穿过灌溉管道，外孔比上下体外表面凹进3cm-5cm，直径与排水暗管外径相同，使排水管道正好卡于镇墩外径处，并通过预先设置的排水孔将排水排于下游。
一种盐碱地农田一体化灌溉排水管道系统及施工方法，其特征在于：施工方法如下：
一、按照盐碱地地下水埋深和排水要求计算排水管道布置间距和埋深，排水管道2埋深在1.8m以内，排水管道2为打孔波纹管或透水混凝土管，排水管道2外敷土工布14和20cm厚度的中砂透水层15，作为反滤层，中砂透水层15上为原状土16回填，管道铺设的坡度按照排水水流方向下降，支管坡降稍大，主管坡降稍小，坡降在1/2000-1/500范围内，埋设深度按照地下水位和排渍要求；灌溉管道3不受埋设深度的影响；从灌溉水源1处提水后，经灌溉管道3进行输水灌溉，管道不因为埋深而增加水头损失；
二、灌溉管道3套装在排水管道2中时，将透水支撑环7套在灌溉管道3外部，穿进排水管道2中，当排水管道2中排水时，通过透水支撑环透水孔8向下游管道流动；
三、按照灌溉要求，在主管道上间隔50-100m设置一个预制混凝土四通镇墩4，在预制混凝土四通镇墩4上构建支管道，支管道上每隔50-100m设置一个预制混凝土三通镇墩6，预制混凝土三通镇墩6的给水通过孔11上设置给水立管21，给水立管21上安装给水栓5，给水栓5的样式可以自由选择各种商品型号，灌溉管道输水同时满足大水压盐的要求；灌溉管道的给水立管21提前安装，并高出地面，沟渠填埋完毕后，安装给水栓5；
四、遇到灌溉主管向支管分水或排水支管向主管汇水的情况时，或者需要固定管道时，利用预制混凝土三通构件6或预制混凝土四通构件4进行连接，排水管道2承插在四通外孔10或三通外孔20处，灌溉管道3承插在四通内孔9或三通内孔19处；
五、排水管道2最终通向排水竖井或排水沟18，同时利用灌溉管道3末端的泄水阀17在冬季排水；灌溉管道3的泄水阀17可和排水管道2结合，通过排水阀井汇水后利用排水管道2将水排至排水竖井或排水沟18；
六、预制混凝土四通镇墩4、预制混凝土三通镇墩6都分为上体部分和下体部分，利用混凝土浇筑模具制作，埋设时，按照施工要求，先挖出镇墩坑，现浇C20混凝土10cm，并将预制混凝土四通镇墩下体13和预制混凝土三通镇墩下体23分别固定在现浇混凝土基础上，将灌溉管道3分别对接在四通内孔9和三通内孔19上，排水管道2分别对接在四通外孔10和三通外孔20上，将预制混凝土四通镇墩上体12和预制混凝土三通镇墩上体22分别对接于预制混凝土四通镇墩下体13和预制混凝土三通镇墩下体23之上，使其上下体卡槽卡紧，不能移动，外孔与排水管道连接紧密；
七、按照管道埋设施工要求，满足管道冬季防冻要求，安装土工布、铺设透水沙，填埋原状土。