經典word整理文檔，僅參考，轉Word此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網絡整理，如有侵權，請聯系刪除，謝謝！1第一章§1農田水分狀況農田水分：指農田中的地表水、土壤水和地下水。地表水：地表積水。土壤水：包氣帶中的水分。地下水：飽水帶中的水分（可自由流動的水體）。與作物生長最密切的是土壤水。一、土壤水（一）土壤水分形態土壤水又可分為吸著水、毛管水和重力水等幾種水分形態。1．吸著水（1）吸濕水分子力、緊緊束縛在土粒表面、不能移動、分子狀態水吸濕水達到最大時的土壤含水率稱為吸濕系數。（2）膜狀水分子力、束縛在土粒表面、可沿表面移動但不能脫離土粒表面、液態水膜膜狀水達到最大時的土壤含水率稱為最大分子持水率。2．毛管水對于單個土粒,只能依靠分子力吸附水分,但對于由許多土粒集合而成的土壤,其連續不斷的孔隙相當于毛細管,因此還存在一種毛管力,依靠毛管力保持在土壤中的水分稱為毛管水。按水份供給情況不同，分懸著毛管水和上升毛管水。（1）懸著毛管水灌溉或降雨后，在毛管力作用下保持在上部土層中的水分。土壤儲存水的主要形式。懸著毛管水達到最大時的土壤含水率稱為田間持水率。（2）上升毛管水在地下水位以上附近土層中，由于毛細管作用所保持的水分。上升毛管水達到根系，則可被作物吸收利用，但地下水位不允許上升到根系，以防漬害。鹽堿地區應嚴格控制地下水位，發防發生次生鹽堿化。3．重力水土壤中超過田間持水率的那部分水為重力水。重力水以深層滲漏的形式進入更下的土層，或地下水。旱地應避免深層滲漏，以防止水的浪費和肥料的流失。水田保持適宜的深層滲漏是有益的，會增加根部氧分，有利于根系發育。（二）土壤水分的有效性土壤對水分的吸力：1000MPa—0.0001MPa作物根系對水分的吸力：1.5MPa左右(1MPa=9.87大氣壓=100m水柱)如果水分受土壤的吸力小于1.5MPa,作物可吸收利用;如水分受土壤的吸力大于1.5MPa,則作物不能吸收利用。1.5MPa是有效水和無效水的分界點。土壤水分的有效性可以用下圖來說明：（圖：土壤水分有效性圖）二、農田水分狀況(一)旱田適宜的農田水分狀況不允許地表積水土壤適宜含水率:凋萎系數~田間持水率凋萎系數=0.6β田地下水水質較好,則地下水位可較高,但一下水位不能達到根系層。有鹽堿威脅地區,應嚴格控制地下水位,以免發生鹽堿化。(二)水田適宜的農田水分狀況水稻是喜水作物,除適時曬田處,,否則會使根系缺氧,使根部發生無氧呼吸,有毒物質增加,影響根系生長發育,甚至爛根。目前多用淺水勤灌,適時曬田。缺水地區應推廣控制灌溉技術。地下水位不宜過高,,也不宜過大,會浪費水,流失肥料。(三)農田水分狀況的調節農田水分狀況并不是總處于適宜的水分狀況,農田水分可能過多,也可能過少,水分過多和過少都對作物生長不利。下面分析農田水分過多的原因及調節措施。21．農田水分過多的原因及措施原因:降水量大;洪水泛濫;地下水位過高等。形成的災害洪災——河湖泛濫而形成的災害。澇災——降水過多，積水難排，造成災害。漬害——土壤長期過濕，危害作物生長，造成災害。措施：防洪——整治排洪河道，興算修水庫，加固堤防等。防澇——開挖排水河道，修建排澇閘、站等。防漬——開挖田間排水溝，防止過量灌溉等。2．農田水分過少的原因及調節措施原因：降雨少，土壤滯水能力差（山丘區）等。措施：灌溉——主要措施；疏松土層——切斷毛細管，減少土壤蒸發；地表覆蓋——用麥桔、地膜覆蓋，阻止土壤蒸發；化學抗旱——減少葉面蒸騰。§2土壤水分運動土壤水分運動的兩種途徑：毛管理論、水勢理論。毛管理論僅適用于對一些簡單的問題分析。水勢理論則是根據在土壤水勢基礎上推導出的擴散方程，研究土壤的水分運動。這種方法理論嚴謹，適用于各種邊界條件，因而具有廣闊的應有前景。一、土壤水運動基本方程在一般情況下，達西定律同樣適用于非飽和土壤水分運動。根據達西定律和質量守恒原則，可推導出水壤水運動基本方程。土壤水運動基本方程的兩種形式：式（1-111-14。在初始條件和邊界條件已知的情況下，可求解式（1-111-14），得各點土壤含水率（或負壓）和土壤水流量的計算公式，或用數值計算法，直接計算各點土壤含水率（或負壓）和土壤水流量。二、入滲條件下土壤水分運動（1）剖面含水率分布，式（1-19'）（2）入滲速度公式，式（1-20）（3）入滲速度挖計算公式，式（1-21）（3）在單間t內入滲入總量計算公式，式（1-21'）菲利普根據嚴格的數學推導，由一維土壤水運動方程，推導出了入滲速度的近似計算式，式（1-22），以及t時間內總入滲量計算公式，式（1-23）。我國習慣采用考斯加可夫經營公式計算入滲速度和入滲水量。即式（1-25）和式(1-26）。本課程專門安排了一個實驗來驗證考斯大林加可夫公式。第二章§1作物需水量一、作物田間水分的消耗(三種途徑：葉面蒸騰、棵間蒸發和深層滲漏)葉面蒸騰：作物植株內水分通過葉面氣孔散發到大氣中的現象；棵間蒸發：植株間土壤或水面（水稻田）的水分蒸發；深層滲漏：土壤水分超過了田間持水率而向根系以下土層產生滲漏的現象。3解釋：棵間蒸發能增加地面附近空氣的濕度，對作物生長環境有利，但大部分是無益的消耗，因此在缺水地區或干旱季節應盡量采取措施，減少棵間蒸發（如滴灌局部灌溉、水田不建立水層）和地面覆蓋等措施。深層滲漏對旱田是無益的，會浪費水源，流失養分，地下水含鹽較多的地區，易形成次生鹽堿化。但對水稻來說，適當的深層滲漏是有益的，可增加根部氧分，消除有毒物質，促進根系生長，常熟、沙河、漣水等灌溉試驗站結果都表明：有滲漏的水稻產量比無滲漏的水稻產量高3.9%~26.5%。葉面蒸滕量＋棵間蒸發量＝騰發量＝作物田間需水量水田：田間需水量＋滲漏量＝田間耗水量由于水田不同土壤滲漏量大小差別很大，為了使不同土質田塊水稻需水具有可比性，因此水稻的田間需水量不包括滲漏量，如計入滲漏量，則稱為田間耗水量。二、作物需水規律（一）影響作物需水量的因素１、氣象條件主要因素，氣溫高、日照時間長、空氣濕度低、風速大、氣壓低等使需水量增加；２、土壤條件含水量大，砂性大，則需水量大（棵間蒸發大）３、作物條件水稻需水量較大，麥類、棉花需水量中等，高粱、薯類需水量較少；４、農業技術措施地面覆蓋、采用滴灌、水稻控灌等能減少作物需水量。（二）作物需水特性１、中間多，兩頭少；開花結實期需水量最大２、存在需水臨界期需水臨界期：在作物全生育期中，對缺水最敏感，影響產量最大的時期。幾種作物的需水臨界期：水稻孕穗至開花期棉花開花至幼鈴形成期小麥撥節至灌漿期了解作物需水臨界期的意義：１、合理安排作物布局，使用水不至過分集中；２、在干旱情況下，優先灌溉正處需水臨界期的作物。三、經驗公式法確定作物田間需水量（一）全生育期作物田間需水量的確定１、α值法（蒸發皿法）前面已講過，氣溫、日照、濕度、風速、氣壓等氣象因素是影響作物需水量的最重要的因素，而水面蒸發因此我們可以用水面蒸發量作為參數來估計作物田間需水量。Ｅ＝Ｅ0式中：Ｅ--全生育期作物田間需水量（）--需水系數，江蘇中稻＝１．１５Ｅ0--與Ｅ同時段的水面蒸發量（）。α值法適用于水稻。(旱作物的E與E0相關不顯著)4２、Ｋ值法（產量法）由于Ｅ與Ｙ實際上并不是成線性關系，因此有人對上式作了修正。E0為保證作物存活下來，但產量為零（棵粒無收）。E=KYn+CK值法適用于旱作。（二）各生育階段田間需水量的確定（1）利用需水模系數式中Ei--第i階段作物田間需水量；Ki--第i階段作物需水模系數。需水模系數通過試驗取得，表2-7列出了幾種主要作物的需水模系數。（2）利用階段需水系數（水稻）式中-第i階段需水系數；Ｅ0i--第i階段的水面蒸發量（）。（三）需水強度的確定需水強度即為某一天的需水量。單位：mm/d或畝d)5式中P0--標準大氣壓；P--計算地點平均大氣壓；§2作物灌溉制度換算：1mm=0.667m3/畝灌溉定額：生育期各次灌水的灌水定額之和。總灌溉定額：播前灌水定額（或泡田定額）+灌溉定額2．為什么要制定灌溉制度（2）為灌區用水管理提供依據。3．制定灌溉制度的方法（3）按水量平衡原理進行計算。泡田額一般為80~110m3/畝。（二）生育期灌溉制度水量補給：降雨P、灌溉M設時段初水層深為h1，時段末水層深h2，則計算原理見下圖：孔隙率；（二）生育期內灌溉制度71．水量平衡方程研究對象：計劃濕潤層土壤含水量W1+P+WT+K+M-E-S-C=W2圖中各變量單位均為畝。、W2--分別為時段初、末計劃濕潤層內含水量，H1--時段初計劃濕潤層深；H2--時段末計劃濕潤層深；E--騰發量，即作物田間需水量；M--灌水量；C--排水量（地表徑流量）；K--地下水補給量；一般地下水埋深大于3米時，取K=0，地下水埋深小于3米時，K按試驗資料取值。S--深層滲漏；計劃濕潤層水量平衡方程變為：W1+P0+WT+K+M－E－S=W2各變量單位均為畝。2．計算灌溉制度的原理列表或圖解計算時采用旬為時段,電算時可以日為計算時段。8先設無、無，計算該時段末含水量W2=W1+WT+P0+K－E如果，則不需灌溉,也無深層滲漏。如果，則－W2(實際計算時宜對m取整)灌水后W2'=W2+m如果，則－W田持排水后W2'=W田持（6）計算各時段田間需水量；（8）校核各生育階段及全生育期的計算結果。§3灌溉用水量和灌溉用水流量式中第i時段灌區用水量；Mij--第i時段第j種作物的灌水定額；第j種作物的種植面積；水--灌溉水利用系數；9直接法適用于小型灌區。為0.75，試計算該次灌水的凈灌溉用水量和毛灌溉用水量。:是某一時段內各種作物灌水定額的面積加權平均值,稱為該時段的綜合灌水定額.式中α1、α2、α3、αn--各種作物的種植比(之和為1)，mi,1、mi,2、mi,3、mi,n--第i時段各種作物的灌水定額。某時段的灌溉用水量：灌水模數（灌水率）：灌區單位面積上所需的灌溉凈流量，用q表示，單位為（）/萬畝。第i次灌水，第j種作物的灌模數為：式中-第j種作物的種植比例。由上式可見，T短，對作物有利（灌水及時），但流量大，工程大；T長，對作物不利，但流量小，工程小。因此應慎重選定。教材中給出了我國萬畝以上灌區的灌水延續時間，可供參考。為直觀起見及修正灌水模數的方便,需繪出灌水模數圖.初步灌水模數圖存在以下問題:(1)大小懸殊,對工程設計不利;(2)灌水時間斷斷續續,對管理理不利.2．計算灌溉用水流量第i時段的灌溉用水流量為：（二）灌溉對水質的要求首先要明確什么叫灌溉水質。灌溉水質主要指灌溉水中所含泥沙的粒徑和數量、可溶鹽的種類和數量、灌溉水溫以及其它有毒有害物質的含量等。1含沙量從多沙河流引水的灌溉工程，必須分析灌溉水中泥沙的含量和組成，以便在灌溉工程設計和管理時，采取適當的措施，防止有害泥沙入渠入田，防止渠道淤積。（不同粒徑泥沙危害程度不同：（1）粒徑<0.005mm的泥沙，具有一定的肥力，可適量輸入田間，但也不能引入過多，引入過多，則會降低土壤的透水性和通氣性。（2）粒徑為0.005~0.1mm的泥沙，在土壤質地粘重的地區，可少量引入田間，以改善土壤結構，增加透水性和通氣性。（3）粒徑大于0.1~0.15mm的泥沙，容易在渠中淤積，對于農田土壤也不利，因此應禁止入渠。渠中水的泥沙含沙量也不應超出渠道的輸沙能力，否則會產生淤積。2含鹽量灌溉水中允許含有一定的鹽分，但如果含鹽過多，就會增加土壤溶液的濃度，使作物根系吸水困難，影響作物正常生長，嚴重的甚至會造成作物死亡。甚至還會引起土壤次生鹽堿化。由于各種鹽類對作物的危害程度不同，不同作物的耐鹽能力也不同，因此灌溉水質的標準也隨著含鹽種類和作物種類的不同而不同，對大多數作物來說，通常要求灌溉水的含鹽量不超過15%(1.5g/l)0.1%0.2%0.3%，鈣鹽危害不大，其允許含鹽量可更高。不同礦化度對作物生長的影響:１1-25水稻棉花正常生長，小麥受抑制水稻可生長，棉花受抑制，小麥不生長作物不能生長，只能生長少量耐鹽植物20但是，實踐證明，在水源短缺的地區，只要土壤透水性較好，排水條件較好，灌溉水的含鹽量也可以大一些，有些地區甚至用含鹽量為0.3~0.6%的咸水進行抗旱灌溉，在夏季雨大而集中，土壤中暫時積累的鹽分很快又沖洗掉，使耕作層仍能保持鹽量的平衡。3水溫灌溉水的溫度，對農作物的生長影響也是很大的。水溫過低會抑制作物的生長，水溫過高，會降低水中溶解氧的含量，并提高水中有毒物質的毒性。作物對水溫的要求：旱作T=15~20度，最低允許溫度為2度。水稻T不小于20度。均不能大于35度。井灌或引水庫灌溉時，水溫往往偏低，措施是：（1）井灌時延長輸水路線或設曬水池曝曬。（2）從水庫引水灌溉應從溫度較高的表層取水。4其它有毒有害物質的含量12城市污水中含有較多種類的有毒有害物質，灌溉前應作水質分析，作適當的水質處理，使之滿足灌溉水水質要求。§2取水樞紐取水樞紐又稱為渠首。它的任務是從水源及時取得滿足作物灌溉用水需要的水量。但是作為灌溉水源的河流、湖泊等其水位和流量有其自己特定的變化規律，往往不能滿足渠首引水要求，這就需要采取工程措施調節水源的水位、流量和水量，使之適應灌溉用水要求，這些工程措施就是我們下面要講的取水樞紐，按工程措施的不同，取水樞紐可分為無壩取水、有壩取水、抽水取水和水庫取水四種形式。（一）無壩取水1適用條件：水源(河道)的水位和流量均能滿足灌溉用水的要求。2樞紐組成：進水閘：控制引水流量（一般不大于枯水流量的30%）沖沙閘：沖走進水閘前泥沙（少沙河流上可不需沖沙閘）導流堤：導流及保證引水，平時導流，枯水時截斷河流，保證引水（有些河道要求引水流量不大于河道流量的30%，以保證通航和河道的穩定），從大江大河引水時，不需導流堤。3引水口位置的選定：一般選在凹岸中部偏下游處（對順直河流不在存在這一問題）。這是因為河槽的主流總是靠近凹岸一側，引水可靠，更重要的是在凹岸引水可以利用環流作用以防止泥沙淤塞進水口和進入渠道。因為在河流拐彎的地方，水流受離心力的作用，表層水流流向凹岸，使凹岸一側水面壅高，凸岸一側水面下降，在河道橫斷面上形成一個水位差，由于重力作用使底層水流由凹岸流向凸岸，并把低層泥沙帶到凸岸，在凸岸一側淤積下來。由于彎道處水流呈螺旋形前進，故稱為彎道環流。如下圖所示，由于環流作用，主流靠近凹岸一邊，凹岸一側泥沙淤積較少，河道較深。所以把取水口選在凹岸，不僅引水可靠（靠近主流、水位較高），而且可以防止泥沙入渠。通常把引水口放在彎道中部偏下游的地方，因為在這時環流作用發揮得最充分，又避開了凹岸水流頂沖的部位。由于凹岸易受沖刷，因此渠首附近河岸要加以保存護。如果由于客觀條件限制，取水口必須選在凸岸，則應選在凸岸中部偏上游處。該處因環流作用而造成的不利影響較小。（二）有壩取水1適用條件：河道的流量能滿足灌溉要求，但水位略低于渠首的引水要求。2樞紐組成：壅水壩：抬高水位，滿足灌溉引水要求；進水閘，沖沙閘：作用同上；防洪堤：減免或避免上游淹沒損失。關于沖沙閘：它是多沙河流低壩引水樞紐中不可缺少的組成部分。沖沙閘的底板高程應低于進水閘底板高程，以保證沖沙效果。（三）揚水取水1適用條件：河道水量豐富，但灌區位置較高，并且修建其它取水工程困難或不經濟時。2樞紐組成：抽水設備（水泵、動力機、管道、閘閥等）水工建筑物（引水渠、進水池、泵房、出水池等）輔助設施（供電設施、泵房內供排水設施、安裝檢修設施）（四）水庫取水131適用條件：（1）年或多年總來水量較豐富，但有時水量水位都不能滿足灌溉要求；（2）有適當的地形（山谷）。2組成：大壩（重力壩、拱壩、土石壩等）溢洪道（正槽、側槽；無閘控制、有閘控制等分類）輸水涵洞（涵管式、臥管式）3優缺點：優點：（1）能調節徑流，（）進入灌區的泥沙很少；缺點：樞紐復雜，投資大；（2）淹沒損失大。蓄引提結合灌溉系統：常見的有引提結合（如沿運灌區）蓄提結合（如儀征山丘區）§3引水灌溉工程水利計算在山丘區，灌溉工程系統要比平原地區的灌溉工程系統復雜得多，圖中有一骨干水庫，及南干渠和北干渠兩條干渠，這些都屬骨干工程；除骨干工程外，還有兩座小型水庫、三個高塘、兩個低塘、一個河壩，還有三處坡面截流工程。象這樣的灌溉工程系統比單一的灌溉工程水利計算要復雜得多。下面我們介紹這種灌溉系統的水利計算方法。水利計算時首先要灌溉工程的可供水量。一、小型水利工程供水量計算（一）塘堰供水量估算指塘堰全年能供作物灌溉的總水量。1、復蓄次數法年內堰塘能重復蓄滿的次數（即年供水量/塘堰有效容積），用N表示。一般P=50%）N=2.0中等干旱年（P=75%）N=1.5大旱年（P=90%）N=1.0塘堰供水量W=NV（萬）式中V——塘堰有效容積（萬）。2抗旱天數法塘堰實際能達到的抗旱天數也能反映塘堰的供水能力大小。因此W=etA（萬）式中——作物耗水強度（m3/d/畝）；t——抗旱天數；——灌溉面積（萬畝）。3、徑流系數法利用徑流系數和降水資料估算塘堰供水量。W=0.1αPFη式中α——年徑流系數，可查水文手冊，一般為0.2-0.6；P——年降水量（）；F——集水面積（）；η——塘堰蓄水系數，考慮蒸發、滲漏、棄水等，取值0.5~0.7。（二）小型河壩供水量估算14山丘區小型河道上的有壩取水稱為小型河壩。利用徑流系數和降水資料估算塘堰供水量。W=0.1αPFη式中α——徑流系數；P——降水量（）；F——集水面積（）；η——徑流利用率。（三）小型水庫可供水量的估算１、來水量估算（1）有降水資料和徑流系數地區先選設計代表年，查取設計代表年各月降水量。W=0.1αP月F式中、Ｐ月、Ｆ含義同上。徑流系數的取值可參考下表：南方地區月徑流系數α表月份7~3月4~6月50以下降雨量(mm)30以下30以上50~100100~200200~500山區0.65~0.85深丘0.150.20~0.300.100.15~0.250.050.10~0.200.300.30~0.450.45~0.650.250.25~0.400.40~0.630.63~0.82淺丘0.200.20~0.350.35~0.600.60~0.78（2）無資料地區查水文手冊或水文圖集，得多年平均的徑深。例:某小(一)型水庫,集水面積F=2.93Km2,查水文手冊得該地區多年平均徑流深為570mm,年徑流變差系數CV為0.4,偏態系數CS=2CV,求該水庫在保證率為75%.解:由CV、CS和灌溉設計保證率查《皮Ⅲ型頻率曲線KP值表》得KP為0.71。設計徑流深R=0.71*570=404.7設計來水量W=0.1*404.7*2.93=118.6如果已知各月來水分配比例,則可計算出各月來水量.2、可供水量估算來水損失:棄水、蒸發、滲漏。（1）棄水．對已建小型水庫，如有實測資料，則對實測資料進行分析，可得各種年份的棄水量。B.在缺乏實測資料時，可將汛期來水量乘以某一百分數來估算棄水量（只有汛期存在棄水）。（2）蒸發根據水面蒸發資料進行估算。（3）滲漏15可按各月蓄水量乘以某一損失系數來估算。庫盆地質條件良好：取0.1%~1.0%(或取滲漏深0.3~0.5m/年)庫盆地質條件中等：取1.0%~2.0%(或取滲漏深0.5~1.0m/年)庫盆地質條件較差：取2.0%~3.0%(或取滲漏深1.0~2.0m/年)月可供水量月來水量-月棄水-月蒸發-月滲漏二、山丘區蓄水、引水灌溉工程水利計算（一）分片包干系統各小型灌溉工程單獨分區進行供水，用水時，先用小型灌溉工程的供水量，不足部分由骨干工程供水。（二）長藤結瓜系統長藤結瓜系統：用渠道把灌區內分散的塘堰、小水庫等與骨干工程連接起來，形成渠道是藤，塘堰是瓜的灌溉系統。優點：可統一調度、聯合運用、充分利用各種水源。長藤結瓜系統計算比較復雜，下面作一簡單分析。1．劃分平衡區一般可分：塘堰區——只有塘堰；低庫區——除有塘堰，還有位置低于渠道的小水庫；高庫區——除有塘堰，還有位置高于渠道的小水庫。2．水量調配計算（1）塘堰區調節計算供水次序：①河壩、坡面徑流，②低塘，③高塘，④骨干水庫河壩、坡面徑流余水補充低塘。（2）低庫區調節計算供水次序：①河壩和坡面徑流；②低塘、③高塘；④低庫；⑤骨干水庫補低庫；⑦骨干水庫直接補渠入田河壩、坡面徑流有余水時補充低塘或低庫。（3）高庫區調節計算供水次序：①河壩和坡面徑流；②低塘；③高塘；④高庫；⑤骨干水庫補渠入田。河壩、坡面徑流有余水補充塘堰或高庫。（4）全灌區平衡計算統計骨干水庫用水量（各區要求骨干水庫的供水量之和）；計算骨干水庫的2來水量及可供水量；水量平衡計算。若骨干水庫不能滿足各區的補水要求，應對各區用水作必要調整（如適當調整灌水定額，灌水時間等。思考：蓄、提灌溉工程的水利計算？某蓄、提結合灌溉系統如下圖所示，考慮如何進行水利計算。第四章§1灌排渠系規劃布置灌溉系統是指從水源取水并輸送分配到田間的灌溉工程。按輸水方式的不同可分渠道灌溉系統和管道灌溉系統兩大類。本章介紹渠道灌溉系統。管道灌溉系統將在第五章中介紹。一、灌排渠系的組成及布置原則（一）灌排渠系的組成1、灌溉系統:（1）渠首工程（2）灌溉渠道：干、支、斗、農渠等固定渠道（3）渠系建筑物16（4）田間渠系工程：毛渠(臨時渠道)、灌水溝哇等2、排水系統（1）田間排水工程：毛溝、腰溝、墑溝等（2）排水溝：干、支、斗、農溝（3）排水建筑物：排水閘、涵、站等（4）排水容泄區：大江、大湖、大海等（二）灌排渠系的布置的原則（1）滿足作物灌排要求。１）渠道應布置有高處，排水溝應布置在低處。２）渠道和排水溝的長度和間距應當適宜，保證灌得上排得出。（2）灌溉渠道必須與排水溝統一規劃布置在規劃布置渠道時，必須同時考慮到排水溝的位置，在平原地區、圩區，渠道一般要服從排水溝布置（因為在平原地區，排水問題更為突出）。（3）安全可靠如渠道要避免深挖高填，山丘區渠系上方必須修撇洪溝（截洪溝）。（4）經濟合理渠道要盡量短直，以減少土方量；要盡量減少壓占耕地；排水溝要盡量利用天然河道。（5）便于管理便于用水管理和工程管理，布置時要考慮行政區劃；也要考慮機耕方便；建筑物盡量聯合修建，形成樞紐，以便于管理。（6）綜合利用如渠道落差較大可布置水電站，較大的渠道或排水溝要考慮通航，水產養殖等。二、丘陵山區灌排渠系的規劃布置山丘區的水利特點是：排水比較通暢，但干旱問題比較突出。在山丘區雖然可以修建水庫塘壩蓄水灌溉，但是由于其蓄水能力有限，因此干旱問題是山丘區的主要水利問題。因此山丘區灌排渠系的布置，以灌渠道布置為重點。山丘灌溉渠道布置的關鍵是布置干渠。（一）干渠的兩種布置形式（1）干渠沿等高線布置（2）干渠垂直于等高線布置（二）支、斗、農渠布置支渠垂直于干渠，其間距由地形條件決定。斗渠間距一般為：400~800m農渠間距一般為：100~200m兩種布置形式：（1）灌排相鄰適用于單一坡向地形（2）灌排相間適用于平坦，或有微起伏2渠道建筑物規劃布置渠系建筑物指與渠道或排水溝配套的水閘、涵洞、橋梁、渡槽、倒虹吸、跌水、陡坡等建筑物。一、渠系建筑物選型與布置的原則１.滿足使用要求如渠道切斷了道路，那么該處需設涵洞或橋梁；渠道水位不夠則需建節制閘抬高水位。２.盡量采用聯合樞紐布置的形式目的是為節省投資和管理方便。如閘與橋常聯合修建，分水閘與節制閘常聯合修建。如總渠樞紐和江都水利樞紐。３.盡量采用定型設計和裝配式建筑物17４.盡量考慮采用當地材修建５.多作經濟比較，選擇最優方案較合理的施工方案。（一）控制建筑物控制流量和水位。１.進水閘：布置在干渠首端。２.分水閘：布置在各支渠、斗渠和農渠渠首。斗首、農首分水閘也叫斗門和農門。（二）交叉建筑物用于排除渠道中余水或入渠洪水。（１）退水閘布置在較大的干支渠末端，以排泄渠中余水（防止滋生雜草和蚊蟲）。（２）泄水閘與節制閘聯合修建，保護重要建筑物和險工渠段。（四）銜接建筑物渠道經過一陡坎或坡面，時需建跌水或陡坡。１.跌水水位落差小于３ｍ時，宜建跌水。２.陡坡水位落差大于３ｍ時，宜建陡坡。這時建跌水不安全。（五）量水建筑物１．利用閘、涵、渡槽等量水。在干支渠上量水一般利用這些渠系建筑物量水。如昭關灌區。２．利用特設計量水備量水。如三角堰、梯形堰、巴歇爾量水槽、噴嘴等。一般斗、農渠上可采用特設量水設備。§3田間工程與地面灌溉方法一、田間工程(農渠)和固定溝道(農溝)稻田的格田和田埂、旱地的灌水畦和灌水溝、小型建筑物以及土地平整等農田基本建設工程。（一）田間工程的規劃要求田間工程規劃應滿足以下基本要求：（1）有完善的田間灌排系統，做到灌排配套，消滅串灌串排，并能控制地下水位。（2）田面平整，灌水時土壤濕潤均勻，排水時田面不留積水。（3）田塊的形狀和大小能適機械化需要，有利開提高土地利用率。（4）田間工程規劃時必須因地制宜，講求實效，實行山、水、田、林、路綜合治理，創造良好的生態環境，促進農、林、牧、副、漁全面發展。（二）條田規劃條田：末級固定灌溉渠道(農渠)和末級固定溝道(農溝)之間的田塊。100~200m400~800m。（三）旱地田間渠布置田間渠系：指條田內部的灌溉網，包括毛渠、輸水壟溝和灌水溝、畦等。有縱向布置與橫向布置兩種布置形式。1、縱向布置（1）水流流向農渠→毛渠→輸水壟溝→灌水溝、畦（2）特點毛渠∥灌水溝、畦（即毛渠方向與灌水溝方向一致）192）輸水壟溝的長主等于毛渠的間距，一般為。農渠→毛渠→灌水溝、畦（2）特點1）灌水溝、畦長度一般為。3）毛渠長度與條田寬度相近。水田灌溉不需毛渠，灌溉不直接從農渠灌入水稻格田。格田規劃要點：（3）在平原地區，格田方向以南北向為好，利于作物通風采光；（4）消滅串灌串排；（5）田面平整，便于采用淺水勤灌或其它節水灌溉方法；（6）與早作田塊相鄰時，應開設隔水溝。§4渠道流量計算一、渠道設計流量概論（２）是確定建筑物規模尺寸的主要依據。３．計算：21令s為每公里滲水損失，則２．頂托滲流情況下的滲水損失地下水位到達渠底，影響滲流。三、水的利用系數１．渠道水利用系數３．田間水利用系數４．灌溉水利用系數四、渠道的工作制度輪灌：同級渠道分組依次輪流灌溉。缺點：輸水損失大一般干、支渠續灌，斗、農渠輪灌。五、推算各級渠道設計流量以如下渠系為例說明。h支水=Q支田凈Q支設。３．計算其它各條支渠設計流量４．推算干渠設計流量六、渠道的最小流量和加大流量１．最小流量校核在上下級渠水位銜接，確定是否需節制閘。確定渠道堤頂高程。27注意：正確確定支、斗、農渠的計算長度。§5渠道縱橫斷面設計橫斷面設計：確定渠道邊坡、底寬、水深等。縱斷面設計：確定推算水位、確定渠底線、堤頂高程線等。一、渠道橫斷面設計對于梯形斷面渠道:28（二）橫斷面計算方法優點：比試算法簡便，比圖解法精度更高。２．計算加大水深和最小水深一般需2~3次迭代即可得到滿意的結果。（三）設計參數的確定（１）接近地面比降（２）Ｑ大，則ｉ宜小（防沖劇）（３）平原地區ｉ小，山丘區ｉ大２．渠床糙率ｎ請同學思考：ｎ取值偏大會造成什么后果？ｎ取值偏小會造成什么后果？３．邊坡系數ｍm大,則工程占地多,輸水損失大m小,邊坡不穩定取值：（１）土質好（粘重），ｍ小（２）流量大，水深大，則ｍ大參考表4-94-10。渠底寬與設計水深之比有三種寬深比解：（１）最優水力斷面b=0.828*4.88=4.04(m)（２）實用經濟斷面31（３）相對穩定斷面最優水力斷面水深最大，實用經濟斷面次之。相對穩定斷面最小。（四）橫斷面設計步驟（１）擬定或估算各設計參數（ｉ、ｎ、ｍ、b等）。（２）計算設計水深和底寬（ｈ、ｂ），校核不沖不淤。思考：發生沖刷或淤積，怎么辦？調整寬深比或比降流量一定時，ｂ大，則ｖ小，ｉ大，則ｖ大。（３）計算最小水深和加大水深。（４）確定安全超高、堤頂寬。（５）繪制渠道橫斷面圖。第五章§1農田排水概述作物的長生離不開水，水是生命之源。但是也不是水越多越好，水太多也會影響作物的正常生長，甚至使作物死亡。因此缺水時需灌水，水多時則需排水。前面已學了灌溉理論，本章開始學習農田排水理論。農田水分太多可能造成的災害有洪、澇、漬和鹽堿等。下面分別說明什么是澇災、漬害和鹽害，并介紹農田的排水要求、排水標準和排水措施等。一、澇災、漬害和鹽害（一）澇災(waterlogging)1．定義降雨過多形成旱地積水或水田淹水過深而造成作物減產或失收的災害。2．澇災與洪災的區別澇災：當地降雨引起地面積水。洪災：客水入境引起地面積水。（二）漬害(subsurfacewaterlogging)1．定義：因地下水位過高或連續陰雨致使土壤過濕而危害作物正常生長的災害。2．成因：自然原因（1）降雨過多或陰雨連綿（2）地下水位過高，如濱湖地區（3）耕層滯水有粘土隔層、犁底層（4）地勢低洼如興化、建湖、泰縣溱潼鎮等地人為因素：（1）重灌輕排（2）工程不配套，大水漫灌、串灌串排3．漬與澇的區別漬：無地表積水澇：有地表積水漬可視為一種特殊的澇，漬也稱為暗澇、地下澇、地澇等。（三）鹽害1．定義：土壤中含可溶性鹽過多，使作物吸水困難，從而影響作物正常生長的災害。中性鹽：、Na2SO4等過多，稱鹽土堿性鹽：NaCO3、NaHCO3等過多稱堿土，或鹽堿土2．鹽堿地的形成形成的條件（1）地下水含鹽量大；（2）地下水位過高，上升毛管水能達到地面形成過程1）地面蒸發、毛管水上升至地面；2）水蒸發后，鹽分留在土壤表層；33（3）鹽分積累，形成鹽堿地。（繪示意圖說明形成過程）次生鹽堿地：由于灌溉不當（過量灌水，或只灌不排）引起地下水位上升，形成鹽堿地稱為次生鹽堿地。3．分布干旱、半干旱地區；濱海地區；二、農田排水要求和排水標準（一）農田排水要求1．除澇排水要求使作物淹水深度和淹水時間在不影響作物正常生長的允許范圍之內。（1）不同作物、同一種作物不同生育階段耐淹能力不同，由表7-1可知旱作物中棉花耐淹能力較差，玉米耐淹能力較高。水稻分孽期耐淹能力較差，其它各階段耐淹能力較高。水稻總體來總耐用淹能力較好，但是水田滯蓄水深和時間也應有所限制，見表7-2。2．降漬排水要求土壤含水量的大小與地下水位關系密切，地下水埋深越淺，土壤含水量越大，因此降漬要求可表示為對地下水埋深的要求。（1）土壤含水量與地下水埋深的關系（2）地下水埋深與產量的關系（37-30.5~1.2m。（43．治鹽要求在有鹽堿化威脅的地區，土壤會不會產生鹽堿化，與地下水位埋深有關，若地下水很深，則不可能產生鹽堿地。因此治鹽要求也可用地下水埋深要求來表示。地下水臨界進埋深：不致引起鹽堿化的地下水最小埋深稱。治鹽要求：地下水埋深地下水臨界埋深。對不同的地下水含鹽量、不同的土質，地下水臨界埋深不同，我國北方部分地區地下水臨界埋深見表7-4。（二）農田排水標準1．除澇標準通常以排除某一重現的暴雨所產生的徑流作為排澇標準。標準太高、排澇效益好，但排澇工程規模太大、投資太大；標準低、投資低，但不能解決排澇問題，因此需要定出一個高低適宜的排澇標準。有條件時可進行經濟分析論證確定。一般可按《規范》或本地區的有關規定確定。按新規范，排澇標準為5~10年一遇。江蘇省：日雨量150~200mm，不受澇（二日排出），相當于五年一遇。日本：10~15年一遇，澳大利亞：15~20年一遇2．降漬標準以設計排漬深度和耐漬深度作為排澇標準。設計排漬深度：日常情況下地下水位的埋深要求。設計耐漬深度：暴雨后規定時間內要求地下水位達到的埋深，比如3天內地下水位要求降到0.5米深。按規范，降漬要求為：343~4d內地下水位降至0.3~0.6m水稻0.4~0.6m另外水田應保持適宜滲漏量，2~8mm/d（粘性取小值，沙性土地取大值）。3．防鹽標準地下水位應控制在臨界深度以下。P190，表7-4。江蘇降漬防鹽標準：基本控制地下水位在1~1.2米，鹽堿地區還要適當加深。三、澇、漬、鹽治理（一）除澇1．水利措施：（1）修建排水工程、挖溝、疏河、建閘、站等。（2）排滯并舉。2．農業措施：（1）易澇地區種耐澇作物。（2）局部洼地可作蓄澇養殖區。（二）防漬1．水利措施：（1）修建排水工程，明溝、暗管（鼠道）、豎井排水。（2）控制河網水位，從而控地下水位。（3）節水灌溉。（4）灌排分開，水旱分開2．農業措施：（1）改良土壤，消除滯水層（深耕曬垡、增施有機肥）。（2）種植耐漬品種，（如圩區應種水稻、不種棉花）。（3）生物排水（沿溝、沿路種養、灌木、有利降地下水位）。（三）防鹽（降鹽、壓鹽）1．水利措施：（1）興建排水工程降低度地下水位，有良好排水設施的前提下，大定額灌溉（洗鹽）。（注：只灌不排則有可能產生次生鹽堿化）（2）地表水地下水聯合運用。2．農業措施：（1）種水稻，是改良鹽堿地的一個重要方法。（2）種植耐鹽作物。3．化學措施：施用石膏（CaSO4，呈酸性），使堿土變成硫酸鈉鹽土，從而減輕危害。第六章§1排水溝道系統規劃布置一、明溝排水系統的組成田間排水工程（毛、腰、墑溝）排水溝道系統（干、支、斗、農溝）排水閘、涵、站等建筑物排水承泄區（江、河、湖、海等）二、明溝排水系統的類型351．一般排水系統（1）排水溝道系統組成：干、支、斗、農溝。（2）作用：一般只起排水作用。（3）適用：有一定坡度的坡地平原地區；干旱、半干旱地區。2．綜合利用排水系統（也稱河網）（1）組成1）骨干河網干河（一級河）支河（二級河）2）基本河網大溝（三級河）中溝（四級河）相當于干溝相當于支溝相當于斗溝小溝（豐產溝，生產河）相當于農溝3）墑網毛溝腰溝墑溝（2）作用：除排水作用處、還有滯澇、引蓄水灌溉、養殖、航道等作用。（3）河網的主要特征（河網的特征是由其綜合利用功能所決定的）：深：溝河要深，能排地面水，也能降地下水，蓄水灌溉。網：水系成網，調度靈活。平：