管道輸水和渠道輸水是灌溉輸水工程中最為重要的形式，與渠道輸水的方式相比，管道輸水的水利用系數(shù)更高，一般比土渠輸水節(jié)水約30%，比砌石防滲渠道節(jié)水約15%左右，管道輸水灌溉以其成本低、節(jié)水明顯、技術(shù)簡便易行等特點，已成為世界許多發(fā)達國家發(fā)展灌溉優(yōu)先選用的技術(shù)措施之一。美國加州圣華金河谷灌區(qū)支渠以下的輸水系統(tǒng)在1996年就全部實現(xiàn)管道化，控制面積為24.67萬hm2，灌溉水利用系數(shù)為0.97。前蘇聯(lián)、日本、澳大利亞、以色列等國家也大面積發(fā)展管道輸水灌溉，并有采用管道逐步代替明渠的發(fā)展趨勢。目前在我國管道是井灌區(qū)首選的輸水方式，國內(nèi)很多學(xué)者已經(jīng)研究了在渠灌區(qū)推廣管道輸水的可能性，并在陜西、河北、河南、新疆等地開始試點應(yīng)用。
關(guān)于管道分類方法，我國灌溉領(lǐng)域也進行了一些有益的探索。劉群昌介紹了低壓管道輸水工程中塑料管道、現(xiàn)澆管道和預(yù)制管道三種管材的基本參數(shù)。張華等人從塑料管材和金屬管材兩個方面著手，對應(yīng)用于節(jié)水灌溉中的管材進行了詳細的介紹和總結(jié)。針對低壓管道的輸水形式，劉群昌系統(tǒng)介紹了薄壁PVC管以及可用于替換渠道的大口徑雙壁螺旋塑料管。
目前，管道的分類主要有兩種方法：按照材質(zhì)和壓力分類，其中按照材質(zhì)分類是管道主要的分類方法。管道按照是否加壓分為無壓管道和壓力管道。壓力管道是輸送的液體氣體等介質(zhì)在加壓的狀態(tài)下運行的管道的統(tǒng)稱，一般以大氣壓力表示，根據(jù)工作壓力不同，可分為低壓、中壓和高壓等不同壓力等級的管道。分類標(biāo)準(zhǔn)與相應(yīng)行業(yè)的管道設(shè)計壓力范圍有關(guān)。在灌溉中涉及壓力管道的灌溉形式主要有低壓管道輸水灌溉、噴灌、微灌等?？紤]到管道的設(shè)計壓力范圍，參照現(xiàn)有的塑料管道按照壓力分類的方法，按照管道公稱壓力可以分為：低壓管道（p≤0.4MPa）、中壓管道（0.4MPa﹤p≤1.0MPa）和高壓管道（p﹥1.0MPa），具體見下表：
根據(jù)灌溉用管道材質(zhì)的不同，可以分為塑料管道、金屬管道、水泥類管道和復(fù)合管道?？紤]管道基質(zhì)材料的重大不同，將復(fù)合管道分為非生物基質(zhì)復(fù)合管道和生物基質(zhì)復(fù)合管道。具體分類見下圖
塑料管道是采用熱塑性或者熱固性樹脂制作的管道的統(tǒng)稱。塑料管道具有輕質(zhì)高強、耐腐蝕、內(nèi)壁光滑不結(jié)垢、施工和維修簡便、使用壽命長等優(yōu)點，塑料管道在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。根據(jù)《中國塑料管道行業(yè)“十三五”期間（2016-2020）發(fā)展建議》中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，塑料管道在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用量最大，2015年應(yīng)用比例占塑料總產(chǎn)量的29.0%。
按照塑料管道材質(zhì)分類。塑料管道中三大主流管道為：聚氯乙烯（PVC）管、聚乙烯（PE）管和聚丙烯（PP）管等，分別占塑料管道總量的55%，30%和10%。灌溉用塑料罐通常為PVC管道和PE管道。
PVC管道以氯乙烯樹脂單位為主，加入必要的添加劑，用擠出成型法制成的熱塑性塑料圓管，具有一定的耐腐蝕性能，一般用于常溫介質(zhì)的管道。1936年德國開始開發(fā)使用PVC管材，我國從20世紀(jì)60年代引入PVC管道，最初主要用于化工領(lǐng)域，輸送帶腐蝕性的流體。根據(jù)其性能改進情況，PVC管道分為PVC-U管道、PVC-M、管道PVC-O管道，其各自特點見下表。
在灌溉中一般選用PVC-U管道。在低壓管道輸水灌溉中也可選用薄壁PVC管。薄壁PVC管的工作壓力為0.2MPa，單位長度原料比普通PVC-U管降低約40%，單位價降低約30%，依靠管材–土壤系統(tǒng)的組合強度，薄壁管材有足夠的承壓能力，在一般埋設(shè)條件下，其長期變形率可維持在5%以內(nèi)。
聚乙烯塑料（PE）管是指以聚乙烯樹脂單體為主，加入必要的添加劑，用擠出成型法制成的熱塑性塑料圓管。PE管具有良好的低溫性能和韌性，可以在凍土層中使用。根據(jù)加工時壓力和密度的不同，可以分為低密度PE（LDPE）管、中密度PE（MDPE）管和高密度PE（HDPE）管。高密度PE（HDPE）管耐高溫性能和機械性能好，低密度PE（LDPE）管的柔性更優(yōu)。
按照斷面形式分類。塑料管道按照斷面形式分為實壁管和結(jié)構(gòu)壁管。實壁管指任意橫截面為實心圓環(huán)的管道，而結(jié)構(gòu)壁管指對管道的斷面結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，達到節(jié)省材料、滿足使用要求的管道，例如芯層發(fā)泡管、波紋管、纏繞管和加筋管等。在灌溉中常用的塑料結(jié)構(gòu)壁管包括PVC-U波紋管、PVC-U加筋管和PE波紋管，見下圖，
其中PVC-U結(jié)構(gòu)壁管一般用于工作壓力不大于0.2MPa的低壓輸水灌溉工程，而大口徑雙壁波紋PE管則可用于渠灌區(qū)管道輸水工程。
金屬管道是用金屬材料制成的管道的統(tǒng)稱，包括：鋼管和鑄鐵管等。鋼管按制作工藝分為
焊接鋼管和無縫鋼管兩類。焊接鋼管是指由鋼板卷焊制作的鋼管，按焊縫形式分為螺旋焊接鋼管和直縫焊接鋼管兩種，見下圖
螺旋焊接鋼管一般采用埋弧焊接工藝，直縫焊接鋼管工藝不同分為直縫埋弧焊管和直縫高頻焊管。
鑄鐵管道是用鐵水燒鑄的圓管的統(tǒng)稱。按管道成型工藝可分為連續(xù)鑄鐵管和離心鑄鐵管，按照鐵水的質(zhì)量可以分為連續(xù)鑄造灰鐵管、連續(xù)鑄造球墨鑄鐵管、離心鑄造灰鐵管和和離心鑄造球墨鑄鐵管，見下圖
其中以離心鑄造球墨鑄鐵管性能最優(yōu)，簡稱球墨鑄鐵管，指由經(jīng)過球化和孕有處理的優(yōu)質(zhì)鐵水采用離心澆鑄制作的圓管。西方發(fā)達國家從20世紀(jì)60年代開始逐漸淘汰了普通灰口鑄鐵管并開始采用了球墨鑄鐵管，我國1985年開始從德國、美國等引進了水冷金屬型離心鑄管技術(shù)及設(shè)備，開始生產(chǎn)球墨鑄鐵管。球墨鑄鐵管具有較高的強度、較好的韌性和防腐性能。
由于受到成本的限制，在節(jié)水灌溉工程中鑄鐵管和鋼管般用于不具備埋地條件下的山丘區(qū)、灌溉系統(tǒng)的首部、閘閥連接處和骨干引水管，不適用田間輸配水系統(tǒng)。鋼管也用來制造大型噴灌機組。
水泥類管道分為混凝土管、鋼筋混凝土管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管和石棉水泥管等。其共同的優(yōu)點為耐腐蝕，壽命長，但這類管材脆性大，管壁厚，重量大，運輸安裝不便，一般用于流量較大的輸水管道。在壓力較小時選用混凝土管，壓力較大時采用鋼筋混凝土管和鋼筋筒混凝土管。石棉水泥管是用石棉纖維和水泥抄取成型的圓管，由于其抗沖擊能力差、管徑較小，灌溉中已很少使用。
預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）廣泛應(yīng)用于市政，電力，水力等工程項目中，預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管是由帶鋼桶的高強混凝土管芯在纏繞預(yù)應(yīng)力鋼絲后，再噴涂以水泥砂漿保護層制作成的新型管材。按照工藝可以認(rèn)為兩類：內(nèi)襯式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCPL）和埋置式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCPE）。預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管在國外已有近80年的歷史，1939年PCCP管最早由法國邦納公司研制，并敷設(shè)于巴黎郊區(qū)。1942年美國開始研究生產(chǎn)內(nèi)襯式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管。1952年開始生產(chǎn)埋置式管。我國PCCP管的研制，生產(chǎn)起步較晚，1984年研制了直徑600mm的PCCP管并在工程中成功試用。21世紀(jì)開始引進，生產(chǎn)和應(yīng)用大口徑的PCCP管，如南水北調(diào)工程北京段使用了直徑4m的PCCP管，表明其可以用于需長距離輸水的灌溉工程。美國土木工程學(xué)會和材料學(xué)會認(rèn)定PCCP管使用壽命為100年，其缺點為自重大，內(nèi)徑為4m的管道每米重9噸以上。
非生物基質(zhì)復(fù)合管道指傳統(tǒng)意義上的復(fù)合管，使用兩種或兩種以上材料生產(chǎn)成的管壁結(jié)構(gòu)管道的統(tǒng)稱。如玻璃鋼管，玻璃夾砂管，鋼塑管，塑玻管等屬于非生物基質(zhì)復(fù)合管。灌溉工程中常用的非生物基質(zhì)復(fù)合管有玻璃鋼管和玻璃鋼夾砂管等。
玻璃鋼管是由玻璃纖維和不飽和聚酯樹脂等組成的復(fù)合管道，也稱之為玻璃纖增強維塑料管。由于玻璃鋼中的連續(xù)纖維拉伸強度和彈性模量較高，其機械強度可以達到或者超過普通碳鋼的水平，但密度遠小于普通碳鋼。按照制造工藝可以分為：纖維纏繞玻璃鋼管和離心澆筑玻璃鋼管，其中纖維纏繞法比較常見。玻璃鋼復(fù)合管產(chǎn)生于20世紀(jì)40年代中期，70年代進入工業(yè)化生產(chǎn)階段，80年代我國引入了纏繞玻璃鋼管生產(chǎn)線。
在玻璃鋼離心澆筑成型的過程中，對于高剛度要求的管材通過加砂提高剛度，而對于承受內(nèi)壓較高的管材不加砂。以玻璃纖維及其制品為增強材料，以不飽和和聚酯樹脂等為基體材料，以石英砂及碳酸鈣等無機非金屬顆粒材料為填料，采用纏繞、離心澆筑工藝方法制作成的管道，稱為玻璃夾砂管或玻璃纖維增強塑料加砂管。與玻璃鋼管相比，玻璃鋼夾砂管的成本低，其特點為：重量輕，內(nèi)壁光滑，耐腐蝕。玻璃鋼夾砂管主要運用于給排水工程、農(nóng)田灌溉等水利工程領(lǐng)域。
竹纏繞復(fù)合管道是一種以竹材作為增強材料、合成樹脂作為黏合劑，采用往復(fù)式機械纏繞工藝復(fù)合而成的具有較強抗壓能力的新型生物質(zhì)管道，具有節(jié)能環(huán)保、資源可再生等優(yōu)勢。竹纏繞復(fù)合管沿管徑方向，由內(nèi)到外依次為內(nèi)襯層、增強層和外防護層。內(nèi)襯層防止內(nèi)部基體開裂、介質(zhì)外滲等現(xiàn)象發(fā)生，增強層是主要的承重承壓部分，外防護層保護管材使其具有良好的長期耐久及耐候特性。在中試過程中，測試了竹纏繞復(fù)合管管道在不利條件下的應(yīng)用效果，如非正常安裝施工、鹽堿度高、融雪不規(guī)則沉降情況、高氯喊環(huán)境，公路載荷和凍土層。實踐表明，竹纏繞復(fù)合管道應(yīng)用效果良好。
