高效節水灌溉技術與灌溉排水工程

設計規范與典型案例分析2023/6/261目錄第一部分、高效節水灌溉技術第二部分、節水灌溉技術設計示例分析第三部分、灌溉排水工程2023/6/262第一部分、高效節水灌溉技術1.低壓管道技術2.噴灌技術3.微噴灌技術2023/6/26341.低壓管道技術管道系統的優點：由于輸配水部分(管網)大部分或全部埋在地下，一般可以少占7％～13％耕地，提高了土地利用率，并減少了對交通和耕作的影響。2)在工程完好的情況下，可以基本沒有輸水損失(滲漏損失和蒸發損失)，節約了用水，提高了灌溉水利用系數，同時也可以避免因渠道浸水滲水而引起的鹽漬化和冷浸田等問題。3）由于管道不但可以輸送無壓水，還可以輸送有壓水，這樣不僅可以適應地面灌水方法的需要，還能符合噴灌、滴灌、微噴灌等有壓灌水方法的要求。4)使用方便，便于控制，便于與施肥和施農藥等相結合，便于實現自動化。5)管道不一定要布置在最高處，不僅可以下坡也可以上坡布置。在地形復雜的情況下工程量少。6)雜物不易進入管道，減少了清淤的工作量；也不存在雜草的問題，所以管理勞動量少。2023/6/2651.1灌溉管道系統的組成

灌溉管道系統是從水源取水經處理后，用有壓或無壓管道網輸送到田間進行灌溉的全套工程，一般由首部樞紐、輸配水管網、灌水器等部分組成。1、首部樞紐2、輸配水管網3、灌水器2023/6/2661.2管道及其管件

按照管道的使用條件，可以將灌溉管道分成固定式和移動式兩大類：固定管道，即在灌溉季節中始終不移動的管道，多數是埋在地下，也有的在灌溉季節鋪設在地面上，灌溉季節后立即拆除。移動管道是在灌溉季節中經常移動的管道，如移動式管道系統中的管道和半固定式管道系統中的末級管道。1.2.1對管道的技術要求1)能承受設計要求的工作壓力，一般說來要求管道的管壁有一定的厚

度，特別注意管壁厚要均勻。2)能通過設計要求的流量，而不至于造成過大的水頭損失，以節約能量。3)價格低廉，使用壽命長。4)便于運輸、易于安裝與施工，主要是接頭的聯接要方便而且不漏水。5)對于移動管道還要求輕便，耐撞擊，耐磨和能經受風吹日曬。2023/6/2671.2.2硬塑料管

國內用于灌溉固定管的硬塑料管主要有硬聚氯乙烯（UPVC）管、聚乙烯（PE）管和改性聚丙烯（PP）管。優點缺點2023/6/268（1）硬聚氯乙烯管2023/6/269（2）聚乙烯管PE排水管—纏繞結構A型排水管2023/6/2610內絲變通內絲直通熱熔彎頭注塑同徑三通異徑四通異徑三通異徑插頭2023/6/2611（3）改性聚丙烯管2023/6/26122023/6/26131.2.3灌溉專用閥門2023/6/26141.3管道系統的工作制度管道系統的工作制度有續灌方式、輪灌方式和隨機取水方式三種。1、續灌方式

就是上一級管道同時向所有下一級管道配水，如果在干管這一級進行續灌，那么干管和所有支管都同時過水，連續工作。續灌的特點是下一級管道的設計流量小、工作時間長。2、輪灌方式

上一級管道按預先劃分好的輪灌組分組向下一級管道配水，而輪灌管道在灌水時期是輪流工作的。輪灌一般有集中輪灌和分組輪灌兩種，各級流量的推算方法，由下至上逐級推算。（常用方式）3、隨機取水方式

當灌溉系統面積較大，區內用水單位多，而且各種作物種植面積比較分散，各個用水單位在各個時期用水要求各不相同，帶有較大的任意性，采用隨機取水方式。2023/6/26151.4管道系統的水力計算

管道水力計算是在管道布置和各級管道流量已經確定的前提和滿足約束條件下，計算各級管道的經濟管徑。由于管道首位水壓未知，管道水力計算的目的就在于根據擬訂的管徑、流量、管道長度和管件等計算水頭損失，確定首端工作壓力。再根據機井動水位埋深、進出水泵管道水頭損失等，計算水泵設計揚程，從而選擇適宜機泵。具體的水力計算過程在設計示例中有詳述2023/6/262.噴灌技術噴灌是一項先進的灌溉技術，具有省水、省工、省地、增產和適應性強等優點。在我國水資源緊缺的形勢下，推廣噴灌是實現水利化，促進農業生產的重要措施之一，具有廣闊的發展前景。噴灌幾乎適用于除水稻外的所有大田作物，以及蔬菜、果樹等。它對地形、土壤等條件適應性強。與地面灌溉相比，大田作物噴灌一般可省水30%～50%，增產10%－30%。最大優點是使農田灌溉從傳統的人工作業變成半機械化、機械化，甚至自動化作業，加快了農業現代化的進程。2023/6/2616微噴是近些年在滴灌和噴灌的基礎上發展起來的一種新型灌水技術，用微小噴頭代替滴灌的滴頭，把水或含有可溶性化肥或化學殺蟲劑的水緩慢而均勻地噴灑在每棵作物根系周圍的土壤上。特點是工作壓力低、流量小、供水頻繁、濕潤局部土壤的灌水方法。優點：較滴灌不易堵塞，濕潤范圍較大有利于根系發育，減少干濕交接處土壤鹽分積聚對根系的影響，調節部分田間小氣候；較普通噴灌節省能量，提高水的利用系數。3.微噴灌技術2023/6/2617第二部分節水灌溉技術設計示例分析

2023/6/2618低壓管道灌溉工程設計示例2023/6/261920低壓管道灌溉工程設計示例一、基本資料二、工程設計水源工程輸配水工程管道設計流量管道水力計算排水系統設計建筑物工程2023/6/2621一、基本資料1.自然條件

地形、地貌項目區位于太行山山前平原和冀南沖積平原交接地帶，屬滏陽河水系沖積平原，地勢平坦開闊，地勢由西南向東北微有傾斜，地面自然坡降為1：3000，地貌類型為平原。

水文地質含水組埋深在100－150米左右，富水性好，單井出水量一般為60－80m3/h，含水層厚度在30－35米之間，水質良好，水量豐富，屬一級水，適宜農作物長期灌溉。2023/6/2622氣候項目區屬暖溫帶半濕潤區，大陸性季風氣候特征明顯，四季分明。春季少雨多風，氣候干燥，天氣多變；夏季高溫高濕，雨量集中，多災害性天氣；秋季天高氣爽，冷暖適中，日照充足；冬季寒冷干燥。年平均氣溫13℃,土壤凍結深度達40厘米左右。多年平均降水量475.1mm，十年一遇一日暴雨量為141.1mm。全年南風較多，全年平均風速為2.5米/秒。土壤

項目區土壤屬沙壤質潮土，耕作層厚度一般在30cm左右。

植被主要栽培作物種類很多，主要為小麥和玉米。2023/6/26232.生產條件3.社會經濟條件（二）生產現狀（一）水利工程現狀（三）灌區生產發展規劃和水利利用（四）動力和機械設備（五）當地材料和設備生產供應情況（一）灌區的行政區劃（二）經濟條件（三）交通情況（四）市、鎮、村發展規劃2023/6/2624二、工程設計水源工程輸配水工程管道設計流量管道水力計算排水系統設計建筑物工程2023/6/26252.1水源工程灌溉水源選擇經過水資源平衡分析，結合項目區的實際情況，項目區內灌溉水源選擇地下水作為灌溉水源。水源工程設計單井控制面積計算井距計算井深與井徑設計2023/6/26262.1.1、單井控制面積的計算根據《機井技術規范》（SL256-2000）中2.4.5單井控制面積公式計算：

Q—單井出水量，m3/h，根據當地提供資料為60m3/h；

—輪灌一次所需要的時間，13d；t—灌溉期每天開機時間，20h；

—灌溉水利用系數，取0.9；

—干擾抽水的水量消減系數，0.10；m—綜合凈灌水定額，m3/畝，根據當地提供資料為40m3/畝。2023/6/2627考慮到項目區地下水資源的可持續利用，經計算確定每眼機井的控制面積為300畝左右。2023/6/26282.1.2、井距計算方形排列布井時的井距根據《機井技術規范》（SL256-2000）中公式2.4.6－1進行計算：一般而言，為了便于管理，機井應布置在道路旁邊；為了減少輸水管道內的水壓，機井應布置在地勢較高處。根據上述計算結果，同時考慮到這兩項布井原則，結合機井實際灌溉情況，確定最小井距為450m。2023/6/26292.1.3、井深與井徑設計根據《供水管井技術規范》（GB50296-99）規定，機井深度設計應根據擬開采含水層（組、段）的埋深、厚度、水質、富水性及其出水能力等因素綜合確定。根據項目區含水組資料，并參考實驗井資料，確定成井深度為120m。根據《機井技術規范》（SL256-2000）規定，安裝泵段井管內徑，應根據設計出水量及測量動水位儀器的需要確定，并且比選用的抽水設備標定的最小大50mm。根據設計單井出水量、允許井壁進水流速、含水層埋深、開采段長度、過濾器類型及鉆孔工藝等因素，參考實驗井資料，確定開采段井管內徑為250mm。2023/6/26302.2輸配水工程2.2.1管道設計流量計算灌溉規模確定之后，根據水源條件、灌水定額、作物灌溉制度和灌水周期計算灌溉設計流量。管道水力計算確定管道水力計算的控制點確定管道水力計算的線路確定管段流量各管段管徑及水頭損失計算水泵揚程計算與水泵選擇2023/6/2631（1）設計灌水定額根據《低壓管道輸水灌溉工程技術規范》（SL/T153-95）公式計算—設計灌水定額，mm；—計劃濕潤層深度，m，一般大田作物取0.4－0.6m；—土壤適宜含水量（重量百分比）上限，取田間持水量的60%－75%；—土壤適宜含水量（重量百分比）下限，取田間持水量的45%－60%；—計劃濕潤層土壤干容重，t/m3；2023/6/2632這里僅以需水量較大的大田作物小麥為對象進行計算。項目區為沙壤質潮土，計劃濕潤層深度取0.6m；已知田間持水量為28%；取75%，取50%；為1.4t/m3。計算得：2023/6/2633（2）設計灌水周期

Ed—作物最大日平均耗水量，mm/d；—理論灌水周期，d；

—設計灌水定額，mm；其中，已知設計典型年冬小麥等作物日最大平均耗水量為4.5mm2023/6/2634考慮到項目區面積較大，同時考慮作物生長期項目區的降水情況，將設計灌水周期定為13d，即T理＝13d。2023/6/2635（3）灌溉設計流量根據《低壓管道輸水灌溉工程技術規范》（SL/T153-95）公式計算Q設－灌溉設計流量，m3/h；－作物種植比例，取1；m－

設計灌水定額，mm；F0－單井控制灌溉面積，m2；—輪灌一次所需要的時間，取13d；t—灌溉期每天開機時間，取20h；—灌溉水利用系數，取0.9；2023/6/2636經計算：驗算：小于單井出水量60m3/h通過計算確定設計流量＝50m3/h。2023/6/2637（4）灌溉工作制度井灌區管道系統通常采用分組輪灌，即在灌水期間，灌溉系統不是所有管道同時出水，而是將輸配水管分組，以輪灌組為單元輪流灌溉。輪灌工作制度的內容主要包括輪灌組數、出水口實際出水流量、同時工作出水口個數以及每個輪灌組工作時間。

此次設計中同時工作出水口個數為2個，灌溉設計流量Q設為50m3/h，出水口實際流量為25m3/h。

2023/6/26382.2.2、管道水力計算管道水力計算是在管道布置和各級管道流量已經確定的前提和滿足約束條件下，計算各級管道的經濟管徑。由于管道首位水壓未知，管道水力計算的目的就在于根據擬訂的管徑、流量、管道長度和管件等計算水頭損失，確定首端工作壓力。再根據機井動水位埋深、進出水泵管道水頭損失等，計算水泵設計揚程，從而選擇適宜機泵。以典型田塊13為例說明2023/6/2639典型田塊13圖2023/6/2640一般按如下步驟管道水力計算確定管道水力計算的控制點確定管道水力計算的線路確定管段流量各管段管徑及水頭損失計算水泵揚程計算與水泵選擇2023/6/2641（1）確定管道水力計算的控制點管道水力計算的控制點是指管道運行時所需最大揚程的出流點，即最不利灌水點，一般應選取離管道首端較遠且地面高程較高的地點。（2）確定管道水力計算的線路對于不同的輪灌組，水力計算的線路長度和走向不同，應確定各輪灌組的水力計算線路。在此典型田塊中以新井5為例計算。新井5控制8根支管，其中，X5－1支管為輸水距離最長的管路，X5－7支管輸水距離最短。（3）確定管段流量

在此典型田塊中，干管流量為50m3/h，各支管入口管段流量為25m3/h。（4）各管段管徑及水頭損失計算各管段管徑的確定管道水頭損失計算沿程水頭損失局部水頭損失2.2.2、管道水力計算2023/6/26421）各管段管徑的確定

管徑確定的方法用簡便的經濟流速法v為管道內水的經濟流速，已知干管支管管材為PVC管，其經濟流速在1.0－1.5m/s之間。設計干管內經濟流速v

=1.5m/s，支管內經濟流速v

=1.5m/s。2023/6/26432）管道水頭損失計算A管道沿程水頭損失計算管道沿程水頭損失根據《低壓管道輸水灌溉工程技術規范》（SL/T153-95）公式計算：，，

查表得PVC的參數為：2023/6/2644從最末級預留軟管算起，依次為支管、干管計算沿程水頭損失。已知預留軟管長度為50m，入口段流量為12.5m3/h，管徑為50mm，其沿程水頭損失可用PVC管參數進行計算。計算結果為：2023/6/2645B管道局部水頭損失為簡化計算，可取局部水頭損失為沿程水頭損失的10%—15%，由于土地地面平整，灌溉時能做到管道布置順直，故本計算中取系數為10％，即：2023/6/2646管道系統沿程水頭損失、局部水頭損失和總水頭損失計算結果可列表。列表（部分）如下：控制線路管段長度（m）流量(m3/h）經濟流速(m/s)計算管徑（mm）沿程損失hf（m）局部損失hj（m）總損失hw（m）X5-1X5干－1160.17501.5108.542.0880.2092.2971-125251.576.752.0880.2092.2971-275251.576.751.3730.1371.511-3125251.576.752.2880.2292.5171-4175251.576.753.2030.323.523X5-1

9.4660.94710.413田塊13水頭損失計算表(部分)2023/6/2647（5）水泵揚程計算與水泵選擇已知井深為120米，采用潛水泵。可按下式計算式中：—水泵揚程，m；—管道入口設計壓力，m；—機井動水位，m；—水泵進出水管總水頭損失，m。2023/6/2648其中管道入口設計壓力按下式進行計算：式中：—計算管線沿程水頭損失，m；—計算管線局部水頭損失，m；—設計控制點與管道入口地面高程差，m；—設計控制點給水栓工作水頭，一般取0.2－0.3。2023/6/2649已知此次設計中機井動水位為40米，水泵進出水管總水頭損失為1.2米。則水泵揚程的計算過程可用下表表示。沿程損失合計局部損失合計設計控制點與管道入口地面高程差設計控制點給水栓工作水頭管道入口設計壓力機井動水位水泵進出管總水頭損失水泵設計揚程9.4660.9470.20.310.913401.252.1水泵設計揚程計算過程一覽表單位：米2023/6/2650根據以上水力計算，水泵的動力揚程為52.1m，綜合考慮生產實際情況，選擇型號為200QJ50-65/5的潛水泵.

200QJ50-65/5潛水泵規格性能表型號流量揚程轉速配套電機機組最大外徑單位/類型(m3/h)(m)(r/min)型號功率（kw）(mm)200QJ50-65/550652850YQS2006/26512.2.3排水系統設計（1）排水溝設計流量計算項目區規劃采用明溝排水方式。根據灌溉排水的相關設計規范，項目區的排澇設計標準為十年一遇暴雨，一日暴雨2天排完。已知項目區氣象資料，十年一遇一日暴雨量為141.1mm。設計流量根據下式進行計算:式中：Q—設計排水流量（m3/s）；

—徑流系數，根據項目區水文資料，該值為0.2；F—某一級排水溝的控制排水面積（hm2）；R—某一設計頻率下項目區一日最大暴雨量，R=141.1mm；T—設計排澇歷時(天)，根據小麥耐淹水深及土壤特點，規劃設計標準為一日暴雨兩天排出，故此處T值取2天。2023/6/2652計算可得出斗、農溝設計流量。計算結果可列表為表-排水溝設計流量表。列表(部分)如下：排水溝編號長度（m）控制面積（hm2）設計流量（m3/s）排水溝編號長度（m）控制面積（hm2）設計流量（m3/s）支溝11625.54792.831.298農溝3－4396.824.250.04斗溝23010.17138.90.227農溝3－6617.9629.30.048田塊13水頭損失計算表(部分)2023/6/2653（2）排水溝斷面尺寸計算

排水溝的過流斷面根據均勻流公式進行計算：式中：Q—設計排水流量，m3/s；A—過水斷面面積，m2；C—謝才系數，m0.5/s；R—水力半徑，m；i—溝道比降；2023/6/2654梯形溝道水力最優斷面水力要素計算,根據《灌溉與排水工程設計規范》（GB50288-99）公式H.0.1進行計算：h0—水力最優斷面水深(m);n—溝道糙率；Q—設計流量（m3/s）；m—邊坡系數；i—溝底比降;b0—水力最優斷面底寬(m)；A0—水力最優斷面的過水斷面面積(m2)；x0—水力最優斷面濕周(m)；R0—水力最優斷面的水力半徑(m)；V0—水力最優斷面流速(m/s)；2023/6/2655各級排水溝斷面設計成果和設計參數表（部分）排水溝類型排水溝編號設計流量（m3/）糙率坡降邊坡系數水深(m)底寬(m)超高(m)上口寬(m)長度（m）支溝支溝11.2980.0270.000221.190.560.26.121625.54農溝斗溝10.6810.030.000320.90.430.24.833791.2斗溝20.2270.030.000320.60.280.23.473010.17斗溝30.2960.030.000320.660.310.23.752117.95斗溝40.2520.030.000320.620.290.23.571550.61斗溝50.1730.030.000320.540.250.23.211883.65斗溝60.3670.030.000320.710.340.245480.65斗溝70.430.030.000320.760.360.24.194000.1農溝1－10.0870.030.000520.380.180.22.491447.19經計算，項目區各級排水溝斷面設計成果和設計參數如表-各級排水溝斷面設計成果和設計參數表所示。2023/6/2656從項目整體規劃角度考慮，同時為方便工程施工，對排水溝尺寸進行了適當調整，使其規格較為統一，同時對調整后的設計流速進行校核。校核結果可見表-排水溝設計斷面及流速校核表。排水溝設計斷面及流速校核表（部分）排水溝類型排水溝編號設計流量（m3/s）糙率坡降邊坡系數水深(m)底寬(m)超高(m)上口寬(m)設計流速(m/s)不沖流速(m/s)不淤流速(m/s)長度（m）截面積(m2）支溝支溝11.2980.0270.000221.050.60.25.60.4580.60.4561625.543.875斗溝Ⅰ型斗溝10.6810.030.000320.90.450.24.850.3360.60.333791.22.915斗溝Ⅱ型斗溝30.2960.030.000320.70.350.23.950.2420.60.2182117.951.935斗溝40.2520.030.000320.70.350.23.950.2050.60.2011550.611.935斗溝60.3670.030.000320.70.350.23.950.30.60.2425480.651.935斗溝80.3280.030.000320.70.350.23.950.2670.60.2293680.161.9352023/6/26572.3建筑物工程本項目所涉及到的建筑物和構筑物包括機井房、涵洞和農用橋。機井房的建設主要是為保證機井設備安全和方便管理，其規格設計為3m×3m×3m。涵洞是田間道路與排水溝之間的交叉建筑物，此次規劃采用涵管，根據田間道路的斷面尺寸不同，設計兩種類型。涵洞長度分別為5.2m和2.8m。2023/6/26噴灌設計示例2023/6/2658目錄1.基本資料2.設計內容3.灌水定額和灌水周期的擬定4.確定管系總體布置5.選擇噴頭，確定組合間距6.擬定噴灌工作制度7.編制輪灌順序、確定各級管道的設計流量8.管道設計及水力計算9.水泵與動力機選配10.繪制設計圖樣11.主要設備與投資預算12.技術經濟計算592023/6/262023/6/261.基本資料某水庫下游沿河土地約500畝，原為料場，水庫建成后，管理部門開展多種經營，種植經濟作物，由于土壤透水性較強，降雨分配不均，產量低而不穩，因此計劃采用噴灌方法進行灌溉，經勘測、規劃后，確定興建半固定管道式噴灌工程，投資按低利率3%計息。1.1地形實測1：2000地形圖1.2土壤含礫的砂壤土，土層厚度不小于1m，土壤容重為1.45g/cm3。2023/6/26601.3作物

種植作物花生，相鄰縣試驗站有8年花生大田噴灌試驗資料，因自然條件基本相同，有較高參考價值，所以摘錄如下：1.3.1水文年根據試驗資料統計，濕潤年2年，占試驗期25%；平水年2年，占試驗期25%；干旱年4年，占試驗期50%。1.3.2與灌溉制度有關的參數花生在各生育期的日需水量、適宜計劃濕潤層深度和適宜土壤含水量列于下表。2023/6/26611.3.3灌溉定額與增產效益根據統計資料分析，灌溉與不灌溉的單產，灌溉定額和灌水次數，按干旱年、平水年、濕潤年的順序排列，數據如下表。2023/6/2662水文年干旱年平水年濕潤年排列序號12345678不灌溉單產（kg/hm2）192.3222.3258.9262.5320.4327.5264.4343.0灌溉單產（kg/hm2）389.5388.2380.1350.8348.8368.8298.5364.6灌水次數66564331灌溉定額（m3/hm2）135135115135907065201.4水源

灌區南部為水庫下游河道，灌溉季節，水庫可按1m3s-1/萬畝的流量給灌區供水，供水時在水庫管理處南的河水位為79.0m，汛期洪水位為81.5m。1.5氣象據當地氣象站36年統計資料，多年平均降水量為652mm，降水主要集中在6、7、8三個月，年際變化甚大，年內分配亦不均勻；多年平均水面蒸發量為1513mm；最大凍土層深度為0.5m；灌溉季節日間風速在1.5~3.2m/s間，多年平均值為2.7m/s，風向基本上是西南和南東南兩種情況，噴灌在整個白天進行，夜間不作業。2023/6/26631.6動力

供電有保證。水庫施工時有一臺變壓器供料場和工程指揮部辦公及生活用電，水庫建成后，這臺變壓器僅供管理處辦公及照明用電，容量頗有余裕，可以承擔灌溉負荷，但如噴灌系統配套動力功率超過50kw，則需考慮增容及另備專用變壓器。電費統一由管理處支出，為0.15元／KW·h。1.7交通灌區附近有公路干線，公路支線則貫穿灌區南北，灌區到附近火車站約20km，外地設備由鐵路轉運也較方便。1.8其它水庫有土建工程施工及輸配電工程安裝的技術隊伍。噴灌系統的設計、設備購置和安裝均委托噴灌工程公司進行。2023/6/26642.設計內容根據基本資料及水庫管理部門的條件，確定設計內容范圍如下：

2.1管道系統各級管道布置，管材選擇，管徑、管長及連接方式的設計，控制設備的選擇，噴灑器的選型及工作參數的確定等。2.2加壓泵站水泵選型，水泵工作范圍的確定，水泵安裝高程的計算，配套動力的選擇等。2.3水源工程水量平衡計算，確定是否需要建設蓄水工程等，如需修建工程，應進行規劃和結構設計

2.4運行方案輪灌編組、工作制度的確定，不同灌水定額情況下的運行參數等。2.5設備投資預算及經濟分析包括噴灌系統設備明細和投資預算，土建工程投資估算，運行費用計算等。經濟分析要求用動態法，計算效益費用比和還本年限。2023/6/26653.灌水定額和灌水周期的擬定

2023/6/2666

2023/6/26674.管道系統總體布置

灌區地勢南低北高，公路貫穿南北將其分為東西兩塊，因此宜分兩區布置，盡量減少管線穿越公路。按東西兩塊面積之比約為2：3。可大致將西塊分為3個小區，東塊分為2個小區，每個小區面積約為100畝，在灌水周期的5天內，各小區內部可進行單支管輪灌。現考慮兩種布置方案，如下圖。圖中實線表示第一方案，虛線表示第二方案，點劃線為地塊邊界。2023/6/26682023/6/2669

第一方案的優點是配水分干管東西向布置，不受地形坡度影響，各支管入口壓力比較均衡，干管和輸水主干管串聯，因此實際上只有三級管道，千管的長度也比較短。第二方案的優點是支管沿等高線布置，無逆坡支管，輸水管雖有兩級，但干管已分流，管徑可減小，輸水配水管道的總長度也較短。對兩個方案的輸配水管道進行經濟比較如表（管材為PVC管，流量和管徑按控制面積估算)。從表可看出，第二方案輸配水管道畝投資較低，而支管又無逆坡情況，投資小，因此確定采用第二方案。2023/6/2670流量（m3/h）管徑(mm)第一方案第二方案管長（m）單價（元）復價（元）管長（m）單價（元）復價（元）3010084027.92343636027.9100446015038045.2217183.672045.2232558.4902002069.971399.422569.9715743.25150250230110.92550740110.94436合計（元）6752662781.65畝投資（元/畝）135.05125.565.選擇噴頭，確定組合間距

因系小區的輪灌，采用單支管的運行方式，如有特殊情況，則另行處理。5.1確定控制噴灌質量的參數由土壤允許噴灌強度值數據可知砂壤土的允許噴灌強度為ρ=15mm/h,

因平均坡度小于5%不用折減。風向多為西南、南東南，相當于與支管成45°和67.5°。由下表可知當風速為2.7m/s時選Ka=0.9、Kb=1.2,因風向夾角為45°~67.5°，調整為：Ka=1.0Kb=1.1

PY1型噴頭不等間距布置時的最大間距射程比2023/6/2671設計風速(m/s)最大間距射程比垂直風向平行風向0.3~1.611.31.6~3.41~0.81.3~1.13.4~5.40.8~0.61.1~1考慮到本例中最不利情況為風向夾角為45°的情況。由下表查得公式計算風系數Kw(0°)=1.12×2.70.302=1.51Kw(90°)=1.08×2.70.194=1.31則Kw(45°)=（1.51+1.31）/2=1.41不同運行情況下的風系數Kw值2023/6/2672運行情況Kw單噴頭全圓噴灑1.15v0.314單支管多噴頭同時全圓噴灑支管垂直風向1.08v0.194支管平行風向1.12v0.302多支管多噴頭同時噴灑12023/6/2673

5.2選擇噴頭及其參數蔬菜及花卉的適宜霧化指標為4000~5000，糧食作物、經濟作物及果樹為3000~4000，牧草、飼料作物、草坪及綠化樹木為2000~3000。花生屬經濟作物，霧化指標不應低于3000~4000，考慮到在花針期需要噴灌，以取其上限較妥。根據噴頭性能，選PY120噴頭，工作壓力p=300kPa,嘴徑d=7mm，此時流量q=2.96m3/h，射程R=19m，ρs=2.63mm/h。選擇本組參數主要考慮兩個因素，一是ρs較小，為了應付可能出現的相鄰兩支管同時噴灑的情況，另一是按布置方案，支管流量約在30m3/h左右，按噴頭流量q=2.96m3/h，正好是10個噴頭，管長也大致適宜。選擇這一組參數時故霧化程度和設計噴灌強度均滿足要求。2023/6/2674

2023/6/26756.擬定噴灌工作制度

6.1確定噴頭工作點及支管位置先繪出草圖，如下圖，在西、東兩區中間標出一、二干管位置，再由北邊界開始，間隔9m布置第一條支管，以后每隔18.3m布置一條，一、二干兩側均如此處理。再由每條支管入口后9m處布置噴頭工作點，再沿支管每隔18m布置一個工作點，最后將支管編號，整個灌區有102個支管工作的位置，有999個噴頭工作點。2023/6/26766.2計算噴頭在工作點上噴灑的時間

噴頭在一個工作點上噴灑的時間計算公式為式中：t—噴頭在工作點上噴灑的時間（h）；m—設計灌水定額（mm）；a—噴灌沿支管的布置間距（m）；b—支管的布置間距（m）；q－噴頭流量（m3/h）；η—噴灑水利用系數。2023/6/2677即噴頭在工作點上噴灑時間為3.34h，相當于3小時20分。6.3計算支管每天可噴灑的工作位置數為充分利用每天可能的噴灌時間，也避免在剛噴灌過的濕地上拆裝支管，確定配置兩套備用移動支管，因此支管的拆裝不占用噴灑作業時間。根據基本資料提供的情況，噴灌不在夜間作業，白天則有14h可以工作，根據公式每日可噴灑的工作點數式中：nd—一天噴灑的工作點數（次）；td—設計日灌水時間（h）；t—一個位置工作時間（h）。代入公式，即取n=4，即支管每天可噴灑4個位置，由布置示意圖知，相應地噴頭每天可噴40個工作點。2023/6/26786.4計算每次同時噴灑的支管數

同時工作支管數計算公式：式中：np—同時工作支管數（個）；Np—灌區支管總數（個）；nd—每日噴灑的工作點數（h）；T—設計灌水周期（d）。由于灌區布置的支管位置數總共有102條，東區南部四條支管最短，可合并為兩次噴灑，因其噴頭數為11個，接近10個，所以影響整個系統流量的幅度甚小，這樣即可用100個支管位置進行計算，此時即每次輪灌同時需用5條支管。2023/6/26797.編制輪灌順序、確定各級管道的設計流量

7.1編制輪灌順序因每次需工作5條支管，為分散流量、避免增大管徑，將整個灌區按一干、二干的配水部分劃為5小區，對應于BC、CD、DE和FG、GI管段，每個管段控制的支管工作位置見下表2023/6/2680由于各小區絕大多數情況下只有一條支管工作，可互不干擾，但每一小區的支管工作順序組合起來之后對B,F兩點的壓力影響并不小，現將比較后的較好的輪灌順序列入下表中2023/6/26817.2確定各管段的設計流量在BC,CD,DE和GI四個區內，管道入口流量不隨輪灌順序改變。在FG區，輪灌序號為6~8時，入口流量為19q;序號為9、10時，入日流量為21q;其余為20q。由于FG區大部分時間均為20q及其以下，所以取設計流量20q，其余四區設計流量分別為10q、20q、30q。現將其連同管段長和首末端地面高差列入下表。2023/6/2682管道名稱管長（m）設計流量（m3/h）首末端高差Z末-Z首（m）一干DE段18329.6+1.77一干CD段18359.2+1.13一干BC段16588.8+0.7一干AB段4588.8+0.1二干GI段18329.6+1.23二干FG段18359.2+1.14二干AF段33959.2+0.1主干OA段39.5148+1.1支管17129.6-0.19~+0.222023/6/2683由上表看出，系統流量Q=148m3/h小于來水流量Q0=1/1000×493×3600=177.48

m3/h,因此不必設計蓄水調節工程。8.管道設計及水力計算

2023/6/2684沿程水頭損失計算式2023/6/2685式中：d—支管管徑（mm）；b—管徑指數；f—摩阻系數；m—流量指數；Q—支管流量（m3/h）；F—多口系數；L—支管長度（m）。

2023/6/26868.2干管設計

干管選擇浙江產鋼絲網水泥壓力管，節長3m，先用經濟管徑法初選，待進行水力計算后調整管徑。參考鄰縣試驗成果，在干旱年平均灌溉定額為13m3/畝，折合為130X1.5=195mm，干管每年工作小時數為按動態法求經濟管徑，按下式D=K(tnXd)αQβ式中：D——干管的經濟管徑（m）tn

——干管每年工作小時數Xd——電價(元/千瓦時)Q——干管設計流量（m3/h）K，α，β為系數即：2023/6/2687管段ABAFBCCDDEFGGI設計流量(m3/h)88.859.288.859.229.659.229.6經濟管徑(m)186.2153.3186.2153.3109.9153.3109.9實選管徑(mm)2001502001501501501502023/6/2688各管段的經濟管徑及實選管徑列入下表中

干管配水段三通、漸縮管等均用鑄鐵管件;干管輸水段與配水段連接處設鎮墩，干管與支管連接處用專用給水栓，給水栓底座通過漸縮管與干管上三通用法蘭連接。連接處設閥門井;干管與主干管連接處分別設置干管閘閥，并設閥門井。

8.3主干管設計

主干管分兩段，一段為泵的出水管，長2m左右，另一段OA與兩干管連接，長為39.5m，需過公路。前者裸露于外，選用鋼管；后者仍采用鋼絲網水泥壓力管。主干管管徑仍用經濟管徑法計算。水泵出水口段：Q=148m3/h，tn=455h，D=205.8mm，實選內徑待選泵后確定。OA段：

Q=148m3/h，

D=238.8mm因管短，實選內徑為200mm的鋼絲網水泥壓力管。2023/6/2689

2023/6/2690設計水頭按下式計算：H=Zd-Zs+hs+hp+∑hf+∑hj式中：H—噴灌系統設計水頭（m）;Zd—典型噴點的地面高程（m）；Zs—水源水面高程（m），(動水位××m);Hs—典型噴點的豎管高度（m）；Hp—典型噴點的工作壓力水頭（m）;∑hf—由水泵進水管至典型噴點噴頭進口處之間管道的沿程水頭損失（m）；∑hj—由水泵進水管到典型噴點噴頭進口處之間管道的局部水頭損失（m）。2023/6/2691

2023/6/2692

2023/6/2693

8.4.2.2局部水頭損失局部水頭損失均用下式計算：式中：

——局部水頭損失(m)；

——局部水頭損失系數；

——管中流速(m3/s)；

——重力加速度，為9.8m/s2。2023/6/2694

2023/6/2695局部損失系數表

8.4.3干管配水段入口壓力水頭8.4.3.1一干配水段入口壓力水頭HB一干管配水段入口在B點，其壓力水頭HB是DE段支管石的入口壓力水頭Hl加上此入口到B點的水頭損失hw。如果DE段支管入口高于B點，則再加上兩者的高程差，反之減去高程差。由于在各輪灌序號DE段支管的位置不一樣，CD、BC段的支管位置也不同，因此高程差和水頭損失均不相同，需要逐一計算，計算結果列入下表。在計算中，DE段支管入口水頭Hl=34.43，是最大值，由于最小值為34.02，相差極微，為安全計，一律使用最大值計算，由此引起的噴頭流量誤差不足0.1%。2023/6/2696

2023/6/2697一干、二干配水段表

8.4.3.2二干配水段入口壓力水頭HF二干管配水入口在F點，其壓力水頭HF的計算方法與一干管配水段相同。為便于比較，計算結果也列入下表中。2023/6/2698

8.4.4干管入口壓力水頭

系統的一、二干管入口均在A點，兩干管在A后分別設有控制閘閥，因此A處所需的壓力水頭，可由一干和二干分別算出，即HA1、HA2，按下表初選的管徑、不同輪灌順序時的流量和管長，分別計算輸水段中的水頭損失，加上HB或HF，得HA1=40.12~41.34m，HA2=42.17~43.3m。2023/6/2699管段ABAFBCCDDEFGGI設計流量(m3/h)88.859.288.859.229.659.229.6經濟管徑(m)186.2153.3186.2153.3109.9153.3109.9實選管徑(mm)200150200150150150150

此時HA應該采用大值HA2計算，而在一干則需要閥門削減這部分多余水頭，這不夠合理。改善的方法可以采用減小AB段管徑，使投資降低，也減小了一干的多余水頭，使HA1接近HA2；也可以采用增大AF段管徑，減小AF段的水頭損失，使HA2接近HA1，此時運行費用降低，但投資增加。兩方案比較的結果列入下表。方案比較表2023/6/26100

2023/6/26101

2023/6/261029.1設計揚程和設計流量

9水泵與動力機選配2023/6/26103

2023/6/261049.2設計揚程和設計流量

2023/6/26105根據設計流量和設計揚程選擇兩臺4BP50型噴灌用離心泵，其性能下表所示。型號流量Q（m3/h）揚程H（m）轉速n（r/min）功率（KW）允許吸上真空高度〔Hs〕（m）輔功率p配套功率4BP50608010012055.252.748.844.0290012.014.51774.579.079.677.07.87.017.318.722

選擇兩臺Y160L-2型電動機與之配套，其功率為18.5KW，轉速為2930r/min。9.3水泵參數校核

2023/6/261069.3.2水泵效率范圍

噴灌系統的流量范圍為145.04~150.96，在兩臺4BP50水泵并聯后，其工作范圍對應的效率范圍為，是在高效區內。9.3.3水泵安裝高程校核

水泵安裝高程之最大值按下式計算

今將水泵安裝于Zp=82.5m高程，安全可行。2023/6/26107

10.1噴灌系統平面布置圖10繪制設計圖樣2023/6/26108噴灌系統平面布置圖10.2主干、一干與二干縱剖面圖管道縱剖面圖2023/6/261092023/6/26110管道縱剖面圖10.3管系結構示意圖管系結構示意圖2023/6/2611110.4閥門井示意圖閥門井示意圖2023/6/26112

噴灌系統的主要設備及投資列入下表中，計392207.60

元；土建工程部分經與水庫管理處一同估算為58196元，施工安裝和設計費以及運輸等費用共70078元，利潤15614.4元、稅金17262.29元、管理費52048.16元，總計為605406.45元，考慮10%不可預見費60540.65元，總投資為665947.10元，系統控制面積為494畝，畝投資為1348.10元/畝。11主要設備與投資預算2023/6/2611323600.007200.0023400.006800.0011500.001500.001444.00616.00868.00544.00290271.3278682.80150417.0062550.00290446.40129456.00140446.4062496.002030.24604.802085.001700.002096.001920.0015512.962008.8015564.8010044.005158.202968.202023/6/26114噴灌系統的主要設備及投資2315.00630.003180.00540.001220.00220.0045190.008550.0011240.002640.001300.00300.001120.00120.005565.003575.002160.00320.00295.00190.002125.00250.00190.0090.00384.00252.002204.00408.00296.00192.002220.00440.002046.00920.002240.00480.002023/6/26115噴灌系統各類設備折舊費1

100m

3000.00￥392,207.6012.1.1折舊費12技術經濟計算2023/6/2611612.1年費用計算項目投資（元）折舊年限（年）折舊系數折舊費（元）年平均大修費率（%）年平均大修費（元）水泵機組及電氣設備15500200.067211041

PVC管141232400.0432661091.01412.3鋁管191952150.08377160792.03839.1噴頭1004450.21842193

鐵管件等17547300.051018951.0175.5閥門及沖水設備3500200.067212351.552.5儀表類設備1400100.1172164

低壓輸電線路3000100.043261291.030土建工程設施58196300.0510129681.0103.2噴灌系統各類設備折舊費

2023/6/26117由基本資料由下表知，不灌平均單產為273.9kg/畝，噴灌平均單產為361.2kg/畝，增產為87.3kg/畝，按每千克1元計，灌區494畝總增產為B=43126.2元，因試驗對比其它投入和措施均相同，所以不再乘分攤系數。12.2效益計算2023/6/2611812.3.1效益費用比12.3效益計算12.3.2還本年限

由于效益費用比R=6.37，遠大于1.2，而還本年限也只有3年，所以本項工程的興建將會有較好的經濟效益。2023/6/26119微噴灌設計示例

1202023/6/262023/6/26目錄1.灌區基本情況2.灌溉方法的選擇3.系統規劃4.灌溉用水量計算5.輸配水管網設計1212023/6/262023/6/261.灌區基本情況

我國北方某林場位于一水庫南岸的一個半島上，包括3個山頭，總占地面積約1300畝。東、北、西三面環水，水源條件很好。現除已種植大盆松、柏、刺槐和楓樹外，還種有160畝蘋果、挑、李等果樹。林場計劃在此基礎上，兩年內擴大蘋果的種植面積至300畝，并改建與新建灌溉系統，解決這300畝果園的灌溉問題。1222023/6/26

1.1地形本灌區屬山地果園，灌溉地塊分別分布在放射狀的3個山頭上，沿山梁走向的地面坡度不大。果園中山坡的坡度約為10~20%，沿果樹種植走向的坡度約為1~6%。測有1：2000的地形圖。1.2氣象

年平均氣溫11.5℃，最高溫度40℃，最低溫度一19.5℃。無箱期205天左右。多年平均降雨量600mm，集中在六、七、八、九4個月內，其降雨童占全年的80%左右，冬、春少雨、雪，易形成春旱。年平均蒸發量1900mm左右，其中五、六、七3個月的蒸發量約占全年的45%。春、夏多南風，風速平均為26m/s。最大凍土層深80cm。1232023/6/26

1.3土壤

本區土層較薄，表層20~30cm屬風化土，以下為風化巖，透水性很強，保水性差，質地為砂土。土壤容重為14.3g/m3，最大田間持水量為35%(體積比)，允許噴灌強度為14mm/h。土壤呈中性，PH值為6.8。1.4水文水源為某大水庫，水量充足，但水位變化較大，汛期內水中含有泥沙與雜草等。1242023/6/26

1.5作物

需灌作物以蘋果為主，間有少量的桃、核桃和紅果等。種植間距一般為6x6m，但老果園規格不一。果樹主要沿等高線種植，梯田的種植坡度多在1~6%之間。中山為老果園，果樹分布零散；北山與南山為新建果園區，種植相對集中。1.6原有水利設施林場原有抽水站及供地面灌溉用的管道和小型蓄水水池，抽水站電源的容量不夠大、擴建時要重新架線。1252023/6/262.灌溉方法的選擇

該林場原有的灌溉系統與生活用水系統結合，通過二級泵站將水庫的水抽送到蓄水池，再經過管道自流送往生活區與各片果林，在灌溉季節用橡皮管引水灌溉。這樣不單勞動強度大，而且由于地形陡，常常發生順坡連續串灌，引起土壤沖蝕;又由一于土層薄、保水力差，風化石層滲漏嚴重，所以水的利用系數和勞動生產率郝很低。為了改變這種狀況，曾對滴灌、噴灌和微噴作了比較，考慮到滴灌的堵塞問題嚴重，噴灌的耗能大且與掛果期間頻繁的殺蟲相干擾，因此決定采用樹下微噴灌的方法。1262023/6/263.系統規劃該系統準備一次規劃分期實施。第一期工程包括可供300畝用水的抽水設備和輸水干管、120畝的田間工程以及將灌溉系統與生活用水分開；具余工程均安排在第二期。1272023/6/26

3.1取水方式的確定與首部規劃

果園三面環水，可以分散就近取水，也可以集中取水分散使用。考慮到水庫水位漲落較大，水邊線的進退幅度變化較大，需采用滑道式或浮動式泵站取水，如果采用分散取水方案，不但工程造價高而且管理也不便，因此決定采用在西北原有泵站處集中取水，兩級提水，充水利用原有泵房與滑道設施的方案。在第二級抽水站出口處設篩網式過濾器與差壓式隔膜施肥罐，進行水質處理與施肥灌溉。具體系統平面布置圖見圖1：1282023/6/26129圖1系統平面布置圖2023/6/26

3.2輪灌區的劃分

將300畝果園按地形條件與分布情況劃分為面積大致相等的6個續灌區，每區約50畝。第一期工程僅一、二區受益。每個續灌區內再分為3個輪灌區。實行區間續灌，區內輪灌的方式進行灌概，這樣既能減小干管或分千管的斷面又便于均衡各作業組的用水需求。具體分區如下：

I.區中山干管東部II.區中山干管西部III.區中山干管陰坡IV.區北山干管V.區南山干管東部VI.區南山干管西部1302023/6/26

3.3管道系統的布置

管道系統基本上按干、分干、支、毛四級布置，個別地方因地形或原有種植的要求還分支管，共五級。干、分干管沿灌區最高處(山脊)布置，以便于控制各灌水單元。北山與中山灌區多成帶狀分布，干管與分干管、分干管與支管按傳統方式相互垂直布置。南山灌區各灌水單元較為分散，分干管的布置按最小樹生成法原理布置，以縮減輸水距離和降低工程造價。支(分支)管、毛管組成灌水單元，各灌水單元間進行輪灌。一般支管(分支管)垂直等高線布置，所以毛管沿果樹行即沿等高線布置。在管道最高處設排氣閥；在最低處設泄水閥，在支、毛管的末端設排水沖洗閥，以作冬季排水與必要的沖淤用。在每灌水單元的首部設次級過濾器及調壓閥，啟閉閥各一個。1312023/6/26

4.灌溉用水量計算4.1作物需水量EP

因缺乏當地微噴試驗資料，參考鄰近地區蘋果的滴灌試驗資料，取參考作物騰發量Eo=6mm/d，蘋果的作物系數Kc=1.15,覆蓋率對騰發量的影響系數Cy=0.83，則設計需水量為：Ep=CyKcEo=0.83×1.15×0.83=5.272(mm/d)1322023/6/26

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由于這種噴頭射程較近，可按圖2固定式微噴頭布置形式示意圖中的（b）的形式布置。因噴頭的設計噴水量采用44L/h，故每天的灌水時間為15.64h。圖2

固定式微噴頭布置形式示意圖1352023/6/26

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5輸配水管網設計輸水管的水力設計是在各灌水單元的配水網設計基礎上進行的。輸水管的具體設計與一般灌水系統的完全一樣，在此不再累述。關于灌水單元的配水管網設計以中山干東端的一支為例，詳見下圖：1372023/6/26

138圖3中山干管一支管灌水單元平面圖2023/6/26

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141圖4多元圖解設計曲線圖2023/6/26

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5.3毛管水力設計由于本灌水單元內地形變化不規則，可取單元內的首、末與中間三條毛管(即毛12、毛1與毛6)，作典型進行圖解。圖解時，分別繪出各毛管相應的地形變化與規定的壓力允差值（1.6），用毛管可能應用的水頭損失工作曲線(即13、14、17號)進行圖解，求得各管段的管徑與長度（圖5-a~c），并把結果標注在單元圖（圖3）上。將這三條毛管上的相應尺寸的變徑接頭用虛線連接，則虛線與其它毛管的交點即為該毛管相應變徑接頭的位置；兩相鄰虛線截取的毛管長度為該管徑的推算長度。在圖解毛6，選擇管徑為10mm與13mm管段長度時，應照顧到毛1與毛12相應變徑接頭連接的位置，使毛1、毛6與毛12各變徑接頭的連線盡可能成一直線。1432023/6/26

144圖5-a毛管1圖解設計圖5-b毛管6圖解設計圖5-c毛管12圖解設計2023/6/26

5.4支管水力設計5.4.1支管上各段管徑與其長度的確定本支管的前端有4.8m為單純輸水長度，為簡化水力計算，仍設全支管為均布的多口出流，故全長都可使用多元圖解法設計。首先根據支管經過的相對地形變化與規定分配的壓力允差0.4m，繪出壓力允差區，再應用可能使用的水頭損失曲線(號碼為7、11、14和17）進行圖解(圖6)。然后將求得的各段管徑與長度繪在灌水單元平面圖(圖3)上。1452023/6/26

146圖6支管圖解設計2023/6/26

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現A1比A低0.25m，故A1點的壓力應為：HA1=171.2-0.25=170.95（m）

壓力調節閥與啟閉閥的水頭損失各為0.1m，次級過濾器的水頭損失為0.3m(按產品性能確定)，所以灌水單元進口處要求的壓力為：H1=170.95+0.1+0.1+0.3=171.45(m）1482023/6/26第三部分、灌溉排水工程

2023/6/26149150一、農田水分狀況和土壤水分運動

農田水分狀況系指農田地面水、土壤水和地下水的多少及其在時間上的變化。（一）農田水分狀況1、農田水分存在的形式

農田水分存在三種基本形式，即地面水、土壤水和地下水，而土壤水是與作物生長關系最密切的水分存在形式。2023/6/26151

2、旱作地區農田水分狀況

旱作地區的各種形式的水分，并非全部能被作物所直接利用。

旱作物田間(根系吸水層)允許平均最大含水率不應超過田間持水率，最小含水率不應小于凋萎系數。3、水稻地區的農田水分狀況

水稻是喜水喜濕性作物，保持適宜的淹灌水層，能對稻作水分及養分的供應提供良好的條件；同時，還能調節和改善其它如濕、熱及氣候等狀況。但過深的水層(不合理的灌溉或降雨過多造成的)對水稻生長也是不利的，特別是長期的深水淹灌，更會引起水稻減產，甚至死亡。2023/6/261524、農田水分狀況的調節措施農田水分過多的原因，有以下幾方面：降雨量過大；河流洪水泛濫，湖泊漫溢，海潮侵襲和坡地水進入農田；地形低洼，地表水匯流和地下水位上升；出流不暢等；

當農田水分過多時，應針對其不同的原因，采取相應的調節措施。排水(排除多余的地面水和地下水)是解決農田水分過多的主要措施之一。2023/6/26153降雨量不足；降雨形成的地表徑流大量流失；土壤保水能力差，水分大量滲漏；蒸發量過大等。

當農田水分不足時一般應采取增加來水或減少用水的措施，增加農田水分的最主要措施就是灌溉。無論水田或旱地，都應注意改進灌水技術和方法，以減少農田水分蒸發和滲漏損失。農田水分不足的原因，有以下幾方面：2023/6/26154（二）土壤水分運動1、入滲條件下土壤水分運動

降雨和灌水入滲是補給農田水分的主要來源。入滲速度、總量和入滲后剖面上土壤含水率的分布，對擬定農田水分狀況的調節措施有重要意義。2023/6/26155

在形成水層以前，土壤入滲速度的大小決定于降雨或灌溉強度。隨著入滲時間的延長，入滲能力逐漸減弱，當降雨或灌水強度超過入滲能力時，田面將形成水層。在這種情況下土壤的入滲速度將決定于土壤的入滲能力。在一定的土壤質地和初始含水率條件下，降雨或灌水強度不同，入滲過程有一定差異。2023/6/261562、蒸發條件下土壤水運動

土壤水的蒸發，發生在土壤的表層，其強度一般取決于兩個因素，一為外界蒸發能力。即氣象條件所限定的最大可能蒸發強度；二是土壤自下部土層向上的輸水能力，其數值隨含水率的降低而減小。表土蒸發強度決定于二者的較小值。在土壤的輸水能力大于外界蒸發能力時，表土蒸發強度等于外界蒸發能力(常以水面蒸發來表征)，在外界蒸發能力大于土壤的輸水能力時，表土蒸發強度以上壤的輸水能力為限。2023/6/26157二作物需水量和灌溉用水量（一）作物需水量

作物需水量的大小與氣象條件(溫度、日照、濕度、風速)、土壤含水狀況、作物種類及其生長發育階段、農業技術措施、灌溉排水措施等有關。這些因素對需水量的影響是互相聯系的，也是錯綜復雜的。2023/6/26158（二）作物灌溉制度

農作物的灌溉制度是指作物播種前(或水稻栽秧前)及全生育期內的灌水次數、灌水周期和灌水定額以及灌溉定額。三個重要概念：

灌水定額是指一次灌水單位灌溉面積上的灌水量。

灌溉定額是指作物全生育期的各次灌水定額之和。灌水定額和灌溉定額常以m3／畝或mm表示。2023/6/26159（三）灌溉用水量

灌溉用水量是指灌溉時需從水源取用的水量而言，它是根據灌溉面積、作物種植情況、土壤、水文地質和氣象條件等因素而定。灌溉用水量的大小直接影響著灌溉工程的規模。2023/6/26160三灌溉水源和取水方式（一）灌溉水源

灌溉水源是指天然資源中用于灌溉的水體，有地面水和地下水兩種形式，其中地面水是主要形式。（二）灌溉取水方式

灌溉取水方式，隨水源類型、水位和水量的狀況而定。利用地面徑流灌溉，可以有各種不同的取水方式，如無壩引水、有壩引水、抽水取水、水庫取水等；利用地下水灌溉，則需打井或修建其它集水工程。現分述如下：2023/6/26161地表水取水方式（1）無壩引水2023/6/26162(2)有壩(低壩)引水2023/6/261631）攔河壩2）進水閘A側面引水B正面引水3）沖沙閘4）防洪堤2023/6/26164(3)抽水取水(4)水庫取水2023/6/26165四灌溉渠道系統

灌溉渠道系統是指從水源取水、通過渠道及其附屬建筑物向農田供水、經由田間工程進行農田灌水的工程系統，包括渠首工程、輸配水工程和田間工程三大部分。2023/6/26166（一）灌溉渠系規劃1灌溉渠系的組成

灌溉渠系由各級灌溉渠道和退（泄）水渠道組成。灌溉渠道按其使用壽命分為固定渠道和臨時渠道兩種：多年使用的永久性渠道稱為固定渠道；使用壽命小于一年的季節性渠道稱為臨時渠道。按控制面積大小和水量分配層次又可把灌溉渠道分為若干等級：大、中型灌區的固定渠道一般分為干渠、支渠、斗渠、農渠四級；在地形復雜的大型灌區，固定渠道的級數往往多于四級，干渠可分為總干渠和分干渠，支渠可下設分支渠，甚至斗渠也可下設分斗渠；在灌溉面積較小的灌區，固定渠道的級數較少。農渠以下的小渠道一般為季節性的臨時渠道。2023/6/261672.灌溉渠道和排水溝道的配合A灌排相間布置B灌排相鄰布置水源水源干渠干渠2023/6/261683.渠系建筑物的規劃布置1）引水建筑物2）配水建筑物主要包括分水閘和節制閘。從河流無壩引水灌溉時的引水建筑物是渠首進水閘，有壩引水時是由攔河壩、沖沙閘、進水閘等組成的灌溉引水樞紐。需要提水時在渠首修筑水泵站。2023/6/26