型式與特點
前言
近年來，國家對小型農田水利工程的重視程度和投資力度不斷增大，尤其是近幾年實施的小型農田高效節水重點縣建設項目，在全國掀起了一股以節水灌溉為重點的農田水利高效節水灌溉工程建設高潮。在這些實施的工程項目中，以管灌為代表的節水技術的實施面積幾乎占到了整個實施面積的一半左右，甚至更高。由於其具有投資省、便管理、易實施等諸多優勢，尤其適於現行的農村生產責任體制，是一項深受民眾歡迎的節水灌溉技術。管灌技術中的配水建築物稱之為給水栓（或出水口），其消力池主要承擔防沖消能作用，雖然其很小，但卻是管灌工程中的一個重要組成部分。近年來，在農田水利高效節水灌溉工程的
建設過程中，廣大基層水利技術工作者充分發揮他們勤于思考、善於鑽研和勇於創新的精神，設計出了形式多樣的給水栓消力池型式，本文在此將之一併列出，並通過對其不同型式特點的分析研究，從中優選出一些結構合理、消能效果好、結實耐用及造價低廉的消力池型式，希望以此能夠對運城市乃至全省的節水事業發展起到一些積極地促進和借鑑作用。
消力池型式
目前已在運城市小型農田水利管灌節水工程中推廣套用的給水栓消力池就其型式主要有八種，分別為：單口矩形，雙口矩形，單口八字形，單口六邊形，雙口六邊形，雙口Τ 字形，單口圓形，雙口圓形等。就其結構主要有兩種，分別為：砼現澆、砼預製型。其結構
結構特點
1）單口矩形。池形為矩形，立管位於後池壁之內，池壁亦兼栓體保護層之用，栓口外露，且面向出水口，池底低於地面，出口處設有消能坎。可分為預製式和現澆式兩種。（1）預製式。優點：結構簡單，消能效果好，便於連線輸水軟管。缺點：池壁較薄，質量難以保證，雖便於裝運安，但整體強度低，易損壞。（2）現澆式。優點：與預製式同。缺點：結實耐用，但造價較高，相比預製式占地面積較大。
2）雙口矩形。池形為矩形，立管位於後池壁之內，
池壁亦兼栓體保護層之用，栓口外露，兩齣水口各位於栓口的一側，池底低於地面，出口處設有消能坎。優點：結構簡單，配水靈活，可根據不同方向的配水要求為毛渠配水，消能效果好。缺點：一般為現澆砼結構，造價較高，占地面積較大。由於兩齣口位於給水栓側邊，不易連線輸水軟管。
3）單口八字形。池形為八字形，立管位於八字頂端的後池壁之內，池壁兼栓體保護層之用，栓口外露，且面向出水口，無消能坎，水流出池後直接與灌溉渠道相連。優點：結構簡單，造價較低，便於連線輸水軟管，占地面積小。缺點：無消能坎，消能效果較差。
4）單口六邊形。池形為規整六邊形結構，立管位於一邊的池壁之內，池壁兼栓體保護層之用，栓口外露，且面向出水口，無消能坎，口外設有導流槽與灌溉渠道相接。優點：占地面積小，造價低，便於連線輸水軟管，消能效果較好。缺點：結構較複雜。
5）雙口六邊形。池形為規整六邊形結構，立管位於其中兩邊的交角外側，栓口被完全澆築於池壁之內。兩齣口分別位於與其軸線相平行的左右兩邊中部，出口形狀為圓形，口外設有導流槽與灌溉渠道相接。優點：占地面積較小，造價較低，配水靈活，消能果較好。缺點：結構較複雜，池壁較薄，整體強度低。不能連線輸水軟管。
6）雙口Τ字形。池形為T 字形，給水栓位於T 字形下端的後槽壁之內，槽壁兼栓體保護層之用，栓口外露。栓口正面通過一段導流槽將水分向前方與其垂直的分流槽左右兩個出水口。優點：結構簡單，配水靈活。缺點：占地面積較大，消能效果差，造價較高。由於給水栓出口方向與水流出口向相垂直，加之導流槽較窄，不便於連線輸水軟管。
7）單口圓形。池形為圓形，給水栓栓體位於池壁之外，栓口被完全澆築於池壁之內，出水口為圓形，位於栓口的正前方，口外設有導流槽與灌溉渠道相連。優點：結構簡單，占地面積小，造價低，消能效果較好。缺點：池壁較薄，整體強度低，不能連線輸水軟管。
8）雙口圓形。池形為圓形，給水栓位於池壁之外，栓口被完全澆築於池壁之內，出水口為圓形，兩齣水口軸線均與栓口中心線相垂直，口外設有導流槽與灌溉渠道相連。優點：配水靈活，占地面積較小，造價低，消能效果較好。缺點：結構較複雜，池壁較薄，整體強度低，不能連線輸水軟管。
特點分析選擇
從以上羅列出的八種消力池型式來看，各有其特點。上表就其消能效果、造價、整體強度及施工難易程度等方面予以綜合對比分析。以便從中選擇出綜合性能較強的消力池型式。
給水栓消力池作為管灌工程中的一種管道附屬建築物，雖然其結構尺寸不大，但對於保護給水栓的安全、消除水流動能、防止局部沖刷、保證水流平順銜接卻發揮著不可或缺的重要作用。根據其所承擔的作用，選擇時應注重的主要性能為：消能效果好、結實耐用、造價低廉等。其次應考慮其施工的難易程度、給水栓與軟帶的連線情況等。但在一種型式的消力池上不可能完全具備其所有的優點，因此需作全面分析，綜合擇優選擇。從表1 各種型式消力池的綜合性能對比中可以看出，如擬採用單口式結構的消力池，則以單口矩形現澆式為佳，該形消力池具有消能效果好、整體強度高、便於與軟帶連線，且栓體為內藏式結構亦便於保護立管和給水栓的安全，雖造價較高，但其整體強度高，使用壽命長，綜合分析其綜合性能占優。如擬採用雙口式結構的消力池，則以選擇雙口矩形現澆式為佳，其綜合性能除不便於與軟帶連線外，其餘均與單口矩形現澆式相同，不再贅述。其他型式的消力池，雖然有些造價低廉，消能效果較好，但池壁較薄，整體性較差，不耐用，壽命短。有些型式的消力池雖然具有結構簡單、整體強度高等優點，但卻存在消能效果較差等致命弱點，故經過綜合分析與比較，單口和雙口砼現澆式消力池相對綜合性能比較占優，應優先選擇。
結語
目前在管灌工程建設中還有很多不同型式的給水栓消力池，其均具有不同的特點和特色，本文僅就運城地區套用到的各種型式進行了分析，並從中優選了兩種較佳的型式，以供參考或選用。需要說明的是，規範上（稱防沖池）對消力池的結構設計亦有明確的規定：“防沖池池底，應至少低於地面15 cm；防沖池占地宜為0.1～0.25 m”，上述選擇的單、雙口砼現澆式消力池正是體現了這一基本要求。而單口預製砼消力池雖與之結構相同，但由於其池壁較薄，預製砼的質量難以保證，往往在運輸安裝過程中即出現破損現象，故未列入本次優選範圍。如其質量能得以保證，或採用新的高強度建築材料，則單口預製砼消力池仍不失為一種不錯的選擇。
農田灌溉套用
1給水栓特點
給水栓系採用不飽和聚酯樹脂為集體材料，玻璃纖維為增強材料，在特定的模具中一次性固化成型的高分子複合材料產品。
1.1 品形式
農田灌溉管道給水栓形式一般分為單向和雙向玻璃鋼給水栓。 上下栓體由法蘭連線，故又稱為法蘭式玻璃鋼給水栓。 上栓體採用玻璃鋼材料生產，下栓體及進水立管採用 PVC 材料製作。 上法蘭和下法蘭通過緊固螺釘和密封圈連線於一體， 止水壓盤設於上栓體內，止水壓盤上設有連線件，螺桿與上栓體螺接，其內端活動地與連線件相連，其外端與手柄連線，需供水時，只需將上栓體上的螺桿往上擰即可出水， 供水結束後只需將螺桿往下擰，即可停水。玻璃 鋼 給 水 栓 主 要 口 徑 規 格 有準90mm，準110mm，準125mm 和準160mm 等型號。
1.2 主要性能指
玻璃鋼給水栓具有強度高、耐腐蝕、抗老化、表面光潔美觀等特點。在-40 ～70 環境中使用壽命可達30 年以上。其最大特點是因玻璃鋼材料無任何回收價值，故安裝後不易被盜，可解決傳統的鐵制給水栓易被盜的問題，也彌補了塑膠給水栓易老化的缺陷，是目前農田低壓管道輸水灌溉項目中最理想的替代產品。
玻璃鋼給水栓適用環境溫度：-40 ～70 ；
工作壓力：>5.0MPa；
使用壽命：>30 年。
玻璃鋼給水栓力學性能測試結果（如表1）表明，產品密度、公稱壓力、巴克爾硬度、彎曲強度和衝擊韌性等指標完全能夠滿足使用要求。
1.3 主要 點
玻璃鋼給水栓採用優質專用模壓樹脂、 專用無鹼優質紗、低收縮添加劑及助劑製造，與現有傳統管道給水栓性能比較，具有強度高、重量輕、防盜、防滲漏、輸水性能好、環保性能好、耐老化使用壽命長、安裝方便等優點。
（1）強度高。玻璃鋼給水栓系經過機械模具高溫模壓而成，密度大，強度高，無砂眼氣孔，外觀規整、美觀大方。
（2）重量輕。一般只有同口徑鐵制管的1/4~1/6，混凝土出水口的1/10。
（3）防盜。玻璃鋼沒有回收再利用價值，可防止給水栓破壞性盜賣。
（4）防滲漏。富樹脂內襯層和襖緻密度結構層，里外防滲漏；上下法蘭連線採用O 型膠圈密封，不漏水。
（5）防損壞。玻璃鋼出水口表面光亮，色彩艷麗，特別是晚上在農田作業燈光的照射下，異常顯眼，從而有效防止了機耕作業時的無意損壞。
（6）輸水性能好。給水栓內外壁光滑，通水順暢，水力摩擦係數小且長期穩定。
（7）環保性能好。給水栓生產材料無毒、無味、無污染。（8）使用壽命長。在-40 ～70 環境中反覆試驗，物理性能毫無改變，抗老化程度高，適用於各種氣候農灌區。
安裝事項
玻璃鋼給水栓具有安裝便捷、使用方便的特點，並具有省工、省時、省錢等優點。由於上下栓體採用法蘭連線，無需施工安裝時再另組裝。
（1）安裝時只需將工程所用規格的PVC 管套進下栓體用膠粘上即可。當PVC 管套進下栓體時，須在下栓體內和PVC 管外部塗上PVC 專用膠。
（2）用戶使用時比傳統的出水口操作方便，其只需用T 型19mm 的套筒扳手或用手將上栓體頂部的螺絲往上擰即可打開。
（3）為防止出水口安裝後在田地里被機器碰壞，安裝時須在出水口外面套上一個準50cm×80cm 或100cm 的水泥管，水泥管頂部留一個準10 的圓孔為套筒扳手擰螺桿之用。
（4）套在出水口外面的準50cm 水泥管中間須留（單向或雙向）準25cm 的圓孔為出水口出水之用和澆地時農戶套塑膠輸水管之用（這個孔必須留大一點，因套塑膠輸水管時還需用鐵絲將輸水管固定住）。
套用示範
玻璃鋼給水栓作為目前農田低壓管道輸水灌溉項目理想的替代產品，適用於各種規模的農田低壓管道輸水灌溉系統，在節水灌溉項目、土地開發整理項目、農業綜合開發項目、高標準農田建設項目和高效農業生態園區建設等項目中具有廣泛的套用價值。
因其具有防盜、防滲漏、重量輕、強度高、抗老化、輸水性能好、方便安裝等優點，一經上市就受到廣大農民用戶的青睞。近年來，玻璃鋼給水栓已在河南、山東的高標準水利項目、千億斤糧食項目、農業綜合開發項目、國土資源高標準農田建設項目中大量使用，並在河北、甘肅等地進行了廣泛推廣。目前河北省趙縣、永年縣、雞澤縣、肥鄉縣、館陶縣、邱縣等市縣的水利、土地整理和農業綜合開發項目已大量使用，已取得明顯的示範推廣效益。
結語
2012 年全國水利工作會議後，農田節水灌溉項目建設發展迅猛，以農田低壓管道輸水為主要建設內容的節水灌溉技術被各地廣泛套用。可以預見，井灌區農田低壓管道輸水玻璃鋼給水栓將有廣闊的套用前景。
