农田水利(大学期末复习资料） 11页

我国水资源分布的特点：①总量大，人均少②时间分布不均衡③空间分布不均衡④水土资源不匹配农田水利：为防治干旱、渍、涝和盐碱灾害，对农田实施灌溉、排水等人工措施的总称。灌溉：按照作物生长的需要，利用水利工程设施将水送到田间，以补充农田水分的人工措施。农田排水：将农田中过多的地面水、土壤水和地下水排除，改善土壤的水、肥、气、热关系，以利于作物生长的人工措施。农田水利学：是一门研究利用灌溉排水工程措施来调节农田水分状况及改变和调节地区水情，以消除水旱灾害，合理而科学地利用水资源，为农业生产服务的科学。灌溉分区:①常年灌溉带②不稳定灌溉带③水稻灌溉带农田水分状况：指农m地面水、土壤水和地下水的多少及其在时间上的变化。土壤水：是地表水和地下水的过渡坏节；存储的水随大气降水或灌溉补给增加；通过蒸发蒸腾的消耗而减少；在土壤中存储z外的剩余水经向下渗漏或形成地表径流而排出。土壤水按其形态分：形式间并无严格的分界线，其所占的比例与土壤质地结构，有机质含量，温度有关1、汽态水：存在于土壤空隙中的水汽，利于微生物活动，数量少，忽略。2、吸着水：①吸湿水：分子力、紧紧束缚在土粒表面、不能在重力和毛管力作用下移动、分子状态水（吸湿系数：吸湿水达到最大时的土壤含水率）②薄膜水：分子力、束缚在土粒表面、可沿表面移动但不能脱离土粒表面、液态水膜（最大分子持水率：膜状水达到最大时的土壤含水率）3、毛管水：在毛管作用下土壤中所能保持的水分，或在重力作用下不易排除的水分中超出吸着水的部分①上升毛管水：地下水沿土壤毛细管上升的水分②悬着毛管水：不受地下水补给时，上层土壤由于毛细管作用所能保持的地面渗入的水（土壤储存水的主要形式）4、重力水：土壤屮超过田间持水率的那部分水；重力水以深层渗漏的形式进入更下的土层或地下水；旱地应避免深层渗漏，防止水的浪费和肥料的流失；水田保持适宜的深层渗漏是有益的，增加根部氧分，有利于根系发育田间持水率：悬着毛管水达到最大时的土壤含水率。在生产实践中常指灌水两天后土壤所能保持的含水率土壤水按其对作物的有效性分：无效水、有效水和过剩水（重力水）1）吸着水紧缚于土壤表面，低于吸着水的水分为无效水2）重力水在无地下水顶托的情况下，很快排出根系层；在地下水位高的地区，重力水停留在根系层内时，会影响土壤正常的通气状况，这部分水分有时称为过剩水3）在重力水和无效水之间的毛管水，容易为作物吸收利用，属于有效水4）一般常将田间持水率作为重力水和毛管水以及有效水分和过剩水分的分界线凋萎系数：当土壤含水率降低至吸湿系数的1.5-2.0倍时，就会使植物发生永久性凋萎现象，这时的含水率烘干测定法：1、仪器设备：土钻、铝盒（已知重量和编号）、烘箱、剖面刀和电子天平（或分析天平）2、操作步骤：仪器准备一一取土一一称重一一烘干一一称重一一计算三水转化过程：（地面水、土壤水、地下水）（1）地下水位埋深较大:降雨（灌水）一地面水入渗一表层逐渐饱和一下层土壤含水量相加降雨停止后一超出田持的水在重力的作用下，向下移动，土壤水分再面分布（2）地下水位埋深较小:当地面水补给土壤的数量超过原地下水位以上土层的田间持水能力，造成地下水位上升农田水分状况的调节措施：1、水分过多：降雨量过多;河流湖泊水浸入农出;地形低洼，地下水位上升;过流不畅（涝害、渍害、洪灾）2、水分不足：降雨量不足;降雨形成的地表径流大量流失;土壤保水能力差水分大量渗漏;蒸发量大（干旱）3、调节措施：1）干旱一一农田水分不足：①灌溉■■主要措施②疏松土层■■切断毛细管，减少土壤蒸发③地表覆盖-用麦桔、地膜覆盖阻止土壤蒸发④化学抗旱-减少叶面蒸腾2）涝害一一降水过多，积水难排，造成灾害：①开挖排水河道，修建排涝闸、站等3）渍害一一土壤长期过湿，危害作物生长：①开挖田间排水沟，防止过量灌溉等4）洪灾一一河湖泛滥而形成的灾害：①整治排洪河道，兴算修水库，加固堤防等n旱:农田水分不足，造成植物根系吸水不足以致破坏了植物体水分平衡和协调的现象涝:农田水分过多，如果是由于降雨过多，稻田淹水过深，造成农业欠收的现象渍:由于地下水位过高或土壤上层滞水，因而土壤过湿，影响作物生长发育，导致农作物减产或失收的现象洪:因河湖泛滥而形成的灾害农田水分消耗的主要途径：植株蒸腾、株间蒸发、深层渗漏植株蒸腾：指作物根系从土壤中吸入体内的水分，通过叶片的气孔扩散到大气中去的现象（土壤水分一根系一叶片一大气）株间蒸发：指植株间土壤或口面的水分蒸发。株间蒸发和植株蒸腾都受气象因素的影响，但蒸腾因植株的繁茂而加，株间蒸发因植株造成的地面覆盖率加大而减小。（植株小一蒸发大、蒸腾小；植株大一蒸发小、蒸腾大）深层渗漏：旱田中由于降雨量或灌溉水塑A多，使土壤水分超过了田间持水量，向根系活动层以下的土层产生渗漏的现彖，一般容易造成水分养分的流失。田间渗漏：水稻m的渗漏。水稻m经常保持一定的水层，经常产生渗漏，且数量较大。地下水位高且排水不畅，土壤中氧气不足，容易产生硫化氢、氧化亚铁等有毒物质，影响作物生长，造成作物减产。稻［□可以有适当的渗漏量，但不宜过大。作物需水量：又叫腾发量，是腾发消耗的水塑。腾发：植株蒸腾和株间蒸发合称作物需水量的意义：①农业用水重要组成②国民经济中耗水最主要部分③灌排工程规划设讣和管理的依据影响作物需水量的因素：①气象条件②土壤特性③作物特性④农业技术措施作物需水量的计算方法：1、直接法——田间试验直接测定，方法简易2、间接法——先计算参照作物需水量，再计算实际需水量，理论上较完备直接计算需水量的方法：（直接法）原理：选择几个影响作物需水量的主要因素，再根据试验观测资料分析这些主要因素与作物需水量之间存在的数量关系，最后归纳成某种形式的经验公式，得出经验公式：1、以水面蒸发为参数的需水系数法（a值法或蒸发皿法）2、以产量为参数的需水系数法（简称“k值法”）3、以多种因素为参数的经验公式：水面蒸发+产量水面蒸发+土壤含水率等通过潜在腾发量计算作物需水量的方法：（间接法）原理：先计算参照作物需水量，再计算实际需水量1、参照作物需水量ET（）:是指土壤水分充足、地面完全覆盖、生长正常、高矮整齐的开阔矮草地上的蒸发量，一般是指在这种条件下的苜蓿草的需水量而言。主要受气象因素有关。参照作物是全球统一的，因此ET（）的计算只与气象因素有关，它反映了不同地区、不同时期大气蒸发能力的影响。2、计算参照（潜在）腾发量的方法：（彭曼公式）3、实际需水量的计算灌溉系统：是指从水源取水、通过渠道（管道）及其附属建筑物（管件）向农［□供水、经由田间工程进行农皿灌水的工程系统（水源工程、输配水工程、田间工程）灌溉水源：是指天然资源中可用于灌溉的水体，有地面水和地下水两种形式，地面水是主要形式。①地面水：包括河川、湖泊径流、以及在汇流过程中拦蓄起来的地面径流。②地下水：一般是指潜水和层间水，潜水又称浅层地下水，补给來源为大气降雨，埋藏较浅，便于开采地下水资源类型与特点：①地下水：埋藏在地面以下的地层裂隙、孔洞等孔隙中的重力水②含水层：蓄积地下水的上述土层和岩层③不透水层：由粘性土质或整块岩石构成地下水不容易通过的岩层（不透水层和含水层都不是绝对的，而是相对的）地下水分为：①孔隙水（潜水、层间水）②裂隙水③溶洞水孔隙水：存在于松散岩层孔隙屮的地下水，分为潜水和层间水潜水：地表以下第一个稳定的隔水层以上含水层中的地下水。待点：①具有自由水面，主要补给來源大气降水②也可地表水补给，水位、水量取决气候条件和水文状况③雨季潜水位上升，旱季潜水位下降④潜水位的埋藏分布与补给区是基本一致的层间水：埋藏于两个隔水层之I'可的地下水，分无压层I'可水和有压层间水无压层间水：在两个隔水层之间的含水层内，如重力水未完全充满，地下水仍具有与潜水相通的自由水面，地下n水的运动性质与潜水完全相同有压层间水：在含水层完全充满水，并在压力水头作用下，使上下隔水层都承受压力的层间水压力水头取决于补给区的地而高程与排泄区的高程裂隙水：地壳上坚硬的岩层亦称基岩，基岩在其发育的过稈中由于风化作用、构造作用或成岩作用形成了纵横交错的裂隙，贮存和运动在基岩裂隙中的地下水称裂隙水。裂隙水可能是有压的承压水，也可能是无压的潜水，这主要视补给、排泄条件和岩层的构造而定溶洞水：由于水的作用，使石灰岩，白云岩等可溶性岩层受到侵蚀，并溶蚀成宽大的裂隙和体积不等的洞穴。埋藏在这些洞穴中的水，叫做溶洞水。溶洞水有承压的，也有无压的，它多数受大气降水补给，因而其水量大小随季节而变。（裂隙水和溶洞水是岩石地层地下水源的主要形式）地下水分布：①山前冲积洪积扇和平原地区一潜水和承压水②山区、基岩裸露一裂隙水和洞溶水①山区丘陵及黄土嫄边沟谷处一泉泉：分上升泉和下降泉；排泄承压水水流具有一定压力能自动喷出者称为上升泉；排泄潜水者称为下降泉地表取水工程：1、无坝取水方式：水位、流量满足灌溉要求特点：引水口一般距灌区较远，引水干渠常有可能遇到难工险段组成：进水闸、冲沙闸和导流堤2、有坝収水方式：河流水源虽较丰富，但水位较低特点：引水口距灌区较近，可缩短干渠线路长度，减少工程量，便于枯水期引水，增加了拦河坝工程组成：拦河坝（闸）、进水闸、冲沙闸及防洪堤3、抽水取水方式：河流水量比较丰富，但灌区位置较高，修建其他自流引水工程困难或不经济时特点：干渠工程量小，但增加了机电设备和年管理费4、水库収水方式：河流的流量、水位均不能满足灌溉要求时，必须在河流的适当地点修建水库进行径流调节特点：充分利用河流水资源，利用率高于其他取水方式；工程较大，且有相应的库区淹没损失地下取水工程：1、垂直取水工程（管井、筒井）2、水平取水工程（坎儿井、卧管井）3、双向取水工程（辐射井）灌溉设计保证率：指灌区用水量在多年期间能够得到充分满足的机率，一般以正常供水的年数或供水不破坏的年数占总年数的百分数表示抗旱天数：是指灌溉设施在无降雨情况下能满足作物需水要求的天数；它反映了灌溉设施的抗旱能力，是溉设计标准的一种表达方式；我国小型灌区和农田基本建设规划设计，多以抗旱天数作为设计标准.灌水方法的分类：1、全面灌溉:①地而灌溉（畦灌、沟灌、漫灌、淹灌）②喷灌2、局部灌溉:①滴管②微喷灌（是否湿润整个农田、水输送到田间的方式、湿润土壤的方式）地面灌溉：水从地表血进入出间并借重力和毛细管作用浸润土壤的灌水方法，或称为重力灌水法。畦灌：用FTH更将灌溉土地分成一系列小畦；将水引入畦FT1后，在畦R1上形成很薄的水层，沿畦长方向流动，借重力湿润土壤。畦田规格和畦单宽流量应根据地面坡度、土壤透水性能等确定。坡度大、透水弱一一畦田长、单宽可以小些；坡度小、透水强一一畦田短、单宽大畦灌的优点：技术简单，投资较少。畦灌的缺点：土壤易板结；容易引起冲刷；灌水不均匀；费水畦灌的适用条件：水量充足；密植作物（小麦、谷子）、牧草、某些蔬菜沟灌：在作物间开挖灌水沟，水从输水沟进入灌水沟后，主要靠毛细管作用湿润土壤。沟灌的优点：不破坏作物根系附近的土壤结构，不易板结；减少土壤蒸发损失。沟灌的缺点：费水沟灌的适用条件：宽行距的中耕作物漫灌：在田间不做任何沟境，灌水时任其在地而漫流，借重力渗入土壤，是一种比较粗放的灌水方法；灌水均匀性差，水量浪费大淹灌：用田硬将灌溉土划分成许多格田，灌水时使格田内保持一定深度的水层，借重力作用湿润土壤适用于水稻喷灌：喷灌是把由水泵加压或自然落差形成的有压水通过压力管道送到IB间，再经喷头喷射到空中，形成细小水滴，均匀地洒落在农田，达到灌溉的目的一种灌溉方式喷灌技术的优点：①省水、增产②省劳力③提高土地利用率④调节田间小气候⑤对地形的适应性强喷灌技术的缺点：①受风的影响大②在空气中的损失大③投资较高n喷灌的适用条件：①适用于各种透水性，尤其是透水性大的土壤②喷灌几乎适用于除水稻外的所有大田作物，以及蔬菜、果树等③各种坡度均可，尤其适用于复杂地形局部灌溉（微灌）：灌溉时只湿润作物周围的土壤，远离作物根部的行间或棵间的土壤保持干燥；通过一套塑料管道系统将水和作物需要的养分直接输送到作物根部附近；准确地按作物的需要，将水和养分缓慢地加到作物根区范围内的土壤中去。微灌的优点：①省水②省工省地③增产微灌的缺点：①需要用大量的塑料管及管件，投资较高②不具有防干热风，调节田间小气候的作用③对于粘质土壤，因灌水时间较长，根区土壤水分长期保持高含水量状态，作物根部易生病害④滴头堵塞滴灌：通过安装在毛管上的灌水器将水、均匀而又缓慢地滴入作物根区附近土壤中的灌水形式；除紧靠滴头下面的土壤水分处于饱和状态外，其它部位的土壤水分均处于非饱和状态，土壤水分主要借助毛管张力作用入渗和扩散；便于实施灌溉施肥，控制灌溉；滴灌适合于蔬菜、果树、花卉，适用各种土壤。微喷灌：是利用直接安装在毛管上，或与毛管连接的微喷头将压力水以喷洒状湿润土壤；微喷头孔径较滴灌灌水器大，比滴灌抗堵塞，供水快；微喷适合于果树、花卉、部分露地蔬菜，各种土壤条件下都适用。灌水方法的评价标准1灌水方法：灌溉水进入田间并湿润根区土壤的方式。①灌水均匀②灌溉水利用率高③土壤结构保持度高④便于和其它农业措施相结合灌水方法的评价标准2①劳动生产率较高②对地形的适应性强③建设投资少，管理费用低④田间占地少灌水方法的评价标准3良好的灌水方法：灌水均匀、省水、保持土壤结构低劣的灌水方法：深层渗漏、费水、灌水不足或不均匀灌水方法的选用①缺水地区一一滴管、微喷和喷灌②坡度较陡、地形复杂、土壤透水性较大一一喷灌③宽行作物一一沟灌①密植作物一一畦灌⑤果树和瓜果一一滴灌⑥水稻一一淹灌⑦地形平坦、透水性不大一一畦灌、沟灌和淹灌灌溉渠道系统：是指从水源取水、通过渠道及其附属建筑物向农田供水、经市田间工程进行农田灌水的工程系统;包括渠首工程、输配水工程和田间工程三大部分；灌溉渠道系统和排水沟道系统是并存的，两者互相配合，协调运行，共同构成灌区水利工程系统。灌溉渠系的分类：①根据使用寿命：固定渠道&临时渠道；②根据控制灌溉面积的大小和水量分配层次：干渠、支渠、斗渠、农渠四级。灌溉渠系的组成：灌溉渠系由各级灌溉渠道和退（泄）水渠道组成。退泄水渠道包括渠首排沙渠，中途泄水渠和渠尾退水渠，其重要作用是定期冲刷和排放渠首段的淤沙、排泄入渠洪水、退泄渠道剩余水量及下游出现工程事故时断流排水等；中途退水设施一般布置在重要建筑物和险工渠段的上游；干、支渠道的末端应设退水渠。灌溉渠系布置原则：①沿高地布置，力求控制最大灌溉血积②力求经济合理③灌排统一规划④参照行政区划，尽可能使各用水单位都有独立的用水渠道，以便管理⑤斗、农渠布置要满足机耕要求，渠道线路要直，上、下级渠道尽可能垂直⑥要考虑综合利用，在满足灌溉要求的前提下，尽量满足其他部门用水要求，做到一水多用⑦渠系布置应和土地利用规划相结合，以提高土地利用率，方便生产和生活。干支渠规划布置：（山丘区、平原区、土于垸区）山丘区：灌区特点：地形复杂，坡度较陡，河床切割较深，比降较大，耕地分散，位置较高。渠系特点：渠道弯曲，纵坡较陡、深挖高填渠段多，交叉建筑物多，地形条件是确定渠线布置的主要因素。渠道常和沿途的塘坝、水库相联，形成长藤结瓜式水利系统，以求增强水资源的调蓄利用能力和提高灌溉工程的利用率；山丘区依地形特征布置干支渠。在分水岭地段，干渠沿分水岭布置，支渠布置在干渠两侧；在倾斜坡地，干渠沿等高线布置在坡地较高位置，支渠在干渠一侧，垂直等高线布置。山前平原型灌区：灌区特点：靠近山麓，地势较高，等高线儿乎于河流正交，地面坡度较大，土质轻透水性强，排水条件好，渍涝威胁小，干旱问题突出。渠系特点：干渠一般沿等高线布置，利用天然河沟作排水。冲积平原型灌区：n灌区特点：位于河流屮、下游，远离山区，地型开阔、平坦，地下水位较高，涝碱威胁严重。渠系特点：灌排分开。平原型灌区：山前平原型灌区干渠沿等高线布置或垂直等高线布置；冲积平原型灌区一般位于河流中、下游，地面坡而较小，地下水位较高，涝碱威胁较大。南方好垸型灌区：沿江、滨湖的低洼地区，地势平坦，河湖港汉密布，洪水位高于地血，依靠筑堤圈号才能保证正常生产和生活；没有常年自流排灌条件，普遍釆用机电排灌站进行提排、提灌；面积较大的坏垸，往往一坏多站；好内地形一般是周围高、中间低；灌溉干渠多沿好堤布置，灌溉渠系通常只有干、支两级。斗、农渠规划布置：①在干支渠规划布置的基础上进行的，斗渠宜垂直支渠布置，平原地区斗、农区宜相互垂直;适应农业生产管理和机械耕作要求②土地平整工程量较少③有利于灌水和耕作的密切配合④便于配水和灌水，有利于提高灌水工作效率。斗渠的规划布置：①斗渠的长度和控制面积受地形影响较大②山丘区斗渠长度较短，控制面积较小③平原地区的斗渠较长，控制面积较大④我国北方平原地区一些大型自流灌区的斗渠长度一般为3-5km,控制面积为3000-5000亩⑤斗渠的间距主要根据机耕要求确定，和农渠的长度相适应。农渠的规划布置：①农渠是末级固定渠道，控制一个耕作单元②农渠长度根据机耕要求确定③在平原地区通常为500-l()()()m，间距为200-400m,控制而积为200-600亩④丘陵地区农渠的长度和控制面积较小⑤在有控制地下水位要求的地区，农渠间距根据农沟间距确定。灌溉渠道和排水沟的配合：在单向倾斜地形采用沟渠相邻布置；沟渠相间布置适于平坦地形，农渠两侧布置临时毛渠，农排两侧布置毛排。渠系建筑物：是指为安全、合理地输配水量，以满足各部门的需耍，在渠道系统上修建的建筑物；灌排系统必不可少的重要组成部分，没有或缺少渠系建筑物，灌排工程无法正常进行；渠系建筑物按其作用不同，一般分为引水建筑物、配水建筑物、交叉建筑物、衔接建筑物、泄水建筑物、量水建筑物等。引水建筑物：从河流无坝引水灌溉时的引水建筑物就是渠首进水闸，其作用是调节引入干渠的流量；有坝引水时的引水建筑物是由拦河坝、冲沙闸、进水闸等组成的灌溉引水枢纽。其作用是壅高水位、冲刷进水闸前的淤沙、调节干渠的进水流量、满足灌溉对水位、流量的要求；提水灌溉修筑在渠首的水泵站和调节河道流量满足灌溉要求时修建的水库，也均属于引水建筑物。配水建筑物：主要包括分水闸和节制闸；分水闸建住上级渠道向下级渠道分水的地方。上级渠道的分水闸就是下级渠道的进水闸。斗、农渠的进水闸惯称为斗门、农门。作用是控制和调节向下级渠道的配水流量。节制闸垂直渠道中心线布置，作用是根据需要抬高上游渠道水位或阻止渠水继续流向下游(雍高水位；轮灌；保护重要建筑)交叉建筑物：河流、山沟、道路同渠道交叉时，需要考虑跨越这些障碍顺利运行的渠道交叉建筑物；渡槽：当较高位置运行的渠道与较低位置的道路、河流、山谷交叉时采用；渡槽就是一个过水桥；涵洞：渠道运行位置较低与较高位置的道路、岗丘交叉时，采用涵洞使水流从道路、岗丘下穿过；倒虹吸：渠道与高程相近的河流或道路交叉时，常采用倒虹吸这种交叉建筑物使水流从河流或路的下面穿过。泄水建筑物：防止坡面径流汇入渠道或下级渠道事故停水而使渠道水位升高，在重要建筑物和大填方段的上游及山洪入渠处的下游建泄水建筑物，泄放水量；常见有泄水闸、溢流垠、退水闸等；能利用天然河沟、洼地作为泄水出路，减少开挖泄水沟道的工程量；多泥沙河流引水的干渠，在进水闸后设置泄水闸，开挖泄水渠；为了退泄灌溉余水，需要在干、支、斗渠的末端设置退水闸和退水渠。衔接建筑物：当渠道通过地势险峻或地而坡度较大的地段时，为了保持渠道的设计比降，防止渠道冲刷，可把渠道分成上、下两段，中间用衔接建筑物连接；常见的衔接建筑物主要有跌水和陡坡；跌差较大、地形变化均匀时,多采用陡坡；当渠道通过跌差较小的陡坎时，可采用跌水。田间工程规划：通常指最末一级固定渠道(农渠)和固定沟道(农沟)之间的条田范圉内的临时渠道、排水小沟、田间道路、稻田的格田和田埋、旱地的灌水畦和灌水沟、小型建筑物以及土地平整等农田建设工程；合理灌溉、提高灌水工作效率、及时排除地而径流和控制地下水位。田间工程规划要求：①有完善的田间灌排系统②田面平整③田块的形状和大小适应农业现代化需要，有利于农业机械作业和提高土地利用率。条田规划：末级固定灌溉渠道和末级固定沟道之间的［□块叫条田，有的地方称耕作区。条田是进行机械耕作、田间工程建设、田间灌水的基本单元。条田的基本尺寸要满足排水、机耕、田间用水管理等基本要求田间渠系布置：纵向布置：毛渠沿最大地面坡度方向布置，输水垄沟沿等高线布置，毛渠可双向布置，毛渠；可与等高线斜交、以减小毛渠和灌水沟、畦的长度，避免田面土壤冲刷。横向布置：毛渠沿等高线布置，灌水沟畦n直接从毛渠引水、无输水垄沟。稻田区格田规划：采用淹灌方法，田间保持一定深度的水层，修筑皿顷，用田顷把平原地区的条田或山丘地区的梯田分隔成许多矩形或方形田块，称为格田；格田是平整土地、田间耕作和用水管理的独立单元；田境的高度耍满足田间蓄水要求，一般为20〜30cm,境顶兼作田间管理道路，宽约30〜40cm；格田的长边通常沿等高线方向布置，其长度一般为农渠到农沟之间的距离。沟、渠相间布置吋，格出长度一般为100-150m；沟、渠相邻布置时，格田长度为200—300m。格田宽度视地形坡度而定，坡度大的地方应选较小的格田宽度，以减少修筑梯田和平整土地的工程量，一般为15〜20mo渠道防渗：采用不易透水的防护层进行防渗处理，减少水的渗漏损失，加快输水速度，是我国目前应用最广泛的节水技术之一；渠道防渗工程建设便于就地取材，防渗形式多样，适合用于多种作物灌溉喷灌：把由水泵加压或口然落差形成的有压水通过压力管道送到田间，再经喷头喷射到空中，形成细小水滴，均匀地洒落在农田，达到灌溉的目的一种灌溉方式；喷灌儿乎适用于除水稻外的所有大田作物，以及蔬菜、果树等。喷灌的主要技术参数：喷灌强度（点喷灌强度、平均喷灌强度）、喷灌均匀度、水滴打击强度1、喷灌强度：单位时间内喷洒在单位面积土地上的水量，mm/h。允许的喷灌强度应小于土壤的入渗速率技术耍求：与土壤的透水特性相适应，即喷灌强度不应超过土壤的渗吸速度，不致在地表形成积水和径流。2、喷灌均匀度：喷灌面积上水量分布的均匀程度，是衡量灌溉质量好坏的主要指标之一。3、水滴打击强度：就是单位喷洒而积的水滴对作物和土壤的打击动能。喷头性能：喷水量、工作压力、射程喷头：喷灌机与喷灌系统的重要组成部分。它的作用是把有压水流喷射到空中，散成细小的水滴，并均匀喷洒在灌溉土地上。因此喷头的性能、结构形式及制造质量的好坏将直接影响喷灌的质量。喷头的种类和工作原理：按其工作压力和射程的大小可以分为低压喷头（或称近射程喷头）、屮压喷（或称屮射程喷头）和高压喷头（或称高射程喷头）；目前用得最多的是中、近射程喷头，因为它消耗的能量较小，而且比较容易得到较好的喷灌质量；按照喷头的结构型式与水流性状可以分为旋转式、固定式和孔管式三种。喷头按其工作压力和射程的大小分类：低压喷头、中压喷头、高压喷头喷头按其结构分类：①旋转式喷头（反作用式、叶轮式、摇臂式）②固定式喷头（离心式、缝隙式、折射式）①管孔式喷头（多列孔管、单列孔管）管道：①固定式管道（钢管、塑料管、铸铁管）②移动式管道（薄壁铝合金管、镀锌薄壁管、塑料软管）塑料管：聚氯乙烯管（PVC管）、聚乙烯管（PE管）快速接头：便于管道快速移动，移动管道各段间采用快速接头连接，常用的快速接头的结构形式有：1、杠杆紧扣式（组成：接合碗、杠杆扣紧坏和带橡胶密封圈的承碗；特点：密封性好，最大偏角可达30度但不能自动琐紧和脱扣，在插入后要用手将搭钩琐紧）2、搭扣式（V形橡胶密封圈止水，插入时搭扣自动滑入挂钩槽内）管道附件：1.给水栓:管网系统的给水装置或出水口，用于半固定式系统或移动式系统中支管和主管的快速连接和拆卸2.自闭阀:用于支管与安有喷头的竖管的快速连接.只在竖管插进时水流才能通过，竖管一拆下阀门自动关闭其它附件和管件：阀门、过滤器；三通、弯头；堵头、流量调节器、压力调节器等。喷灌系统的组成：①水源（河流、渠道、井泉、湖泊）②水泵（离心泵、潜水泵、喷灌专用泵）③动力机（电动机、柴油机、汽油机、拖拉机）④施肥过滤系统⑤管道系统（主管、支管、竖管、管件、阀门）⑥喷头喷灌系统：①管道喷灌系统（固定式喷灌系统、半固定式喷灌系统、移动式喷灌系统）①机组喷灌系统（小型机组喷灌系统、平移式喷灌系统、中心支轴式喷灌系统）喷灌系统的规划设计：①收集规划所需资料②选择喷灌系统的形式③选择喷头及确泄喷头的组合形式④布置干、支管⑤拟定喷灌工作制度⑥管网水力学计算⑦图纸绘制⑧材料统计⑨工程预算⑩效益分析⑪施工基本资料的收集：（1）灌区地形资料⑵水源调查⑶种植制度及群众高产灌溉经验⑷农业气象（5）土壤⑹作物耗水量选择喷灌系统的形式：固定式喷灌系统——用于喷灌次数多，经济价值高的作物；半固定式喷灌系统——用于小麦等；小型机组式——山区或经济价值较低的作物；大型平移或时针式喷灌机——大型农场选择喷头及确定喷头的组合形式（1）喷头的选择考虑灌溉作物:1）蔬菜:水滴小和喷灌强度较小的中低压喷头2）玉米、高粱:水滴较大和喷灌强度较大的高压喷头考虑土壤：1）砂壤土：喷灌强度较大的喷头2）粘壤土：喷灌强度较小喷头考虑风速：风速大的地方宜选用喷灌强度较大、水滴直径较大的中高压喷头n（2）喷头的组合方式原则：在保证喷洒均匀、不留空白的情况下，使喷头和支管的距离应尽量大。组合方式：正方形、矩形、正三角形、三角形和扇形等。管网布置：原则：①管道总长短，造价低②平原区，支管与作物种植方向一致，在山区，支管沿等高线布置③支管上各喷头的工作压力力求一致，或在允许的范围内④陡坡上（下坡）一缩小管径；（上坡）一管道不宜太长。管道水力计算水头损失：水流经过管道过程中机械能的损失。分为局部水头损失和沿程水头损失。沿程水头损失：发生在管道均匀流的直线段，由于水流内部磨擦而消耗的机械能。局部水头损失：发生在水流边界突然发生变化的流段，由于水流运动状态紊乱从而引起水流内部磨擦而消耗的机械能。如在变径、管件等处。20%原则：支管设计主要的设计任务是限制喷头间的流量偏差，获得满意的均匀度和灌水效率；一般原则为：控制同一支管上任意两个喷头的喷水量之差在10%以内。此原则也等同于：控制支管上任意两个喷头的工作压力水头之差不超过喷头设计工作压力水头的20%低压管道输水灌溉：是指在井灌区，通过抽水设备给灌溉水体施加少量压力，并通过管道直接将水送到E间的一种灌溉技术；在田间灌水技术上仍屈于地面灌溉，使用较低压力把水输送到田间沟、畦，灌溉农田。工作压力相对于喷灌、微喷灌较低；压力一般不超过（）.2MPa,克服输水压力损失后管道最远处出口压力在0.002-0.003MPa；主要用于输配水系统层次少（一级或二级）的小型灌区（特别是井灌区）。优点：①节水②输水快和省时、省力③减少土渠占地④灌水及时促进增产增收⑤便于管理便于机耕管道系统的组成：水源、输水系统、给配水装置、保护设备、E间灌水设施管道系统分类：1）移动式：输水、配水管道均可移动；2）半固定式：输水管固定，配水管移动；3）固定式：输水、配水管道均固定；4）管渠结合式：输水管固定，田间毛渠配水。管道系统布置：1、单井控制面积2、井距计算：在井出水量一定的情况下，可根据单井控制面积和井位布置形式计算井距。在较大的规划区，通常采用方形和梅花形两种井位布置方式3、规划区内机井眼数固定管网布置：根据水源位置、控制范围、地面坡度、出块形状、作物种植方向等条件，管网布设成树枝状或环状两类1）机井位于田块一侧，地块呈条形，常采用“一”形、形、形。2）机井位于FR块一侧，地块近似方形，常釆用“圭”形、形。3）机井位于出块中心常采用形或环形。4）水源位于田块一侧，控制面积较大成近似方形地块，可布置成梳齿形（或环状网）、鱼骨形（或环状网）两种形式管道工程设计：灌溉制度（设计灌水定额、设计灌水周期）、灌溉设计流量、水头损失（沿程水头损失、局部水头损失）、管径确定、水泵扬程计算（管网入口设计压力计算、水泵扬程计算）田间排水的任务：除涝、防渍、防止土壤盐碱化、改良盐碱土、为适时耕作创造条件农田排水要求：除涝、防渍、防止土壤盐碱化、农业耕作（一）除涝要求：受淹吋间和淹水深度有一定限度；超出允许的淹水吋间和淹水深度：减产或死亡。（二）防渍要求：旱地中，如果地下水位过高，作物就会受到渍害而减产；田间排水工程须满足防渍要求，满足控制和降低地下水位；为了保证农作物的正常生长，必须使农田土壤具有适宜的含水率（三）防止土壤盐渍化要求：积盐或脱盐主要决定于蒸发和入渗条件；蒸发一方面决定于气象条件，另方面决定于地下水埋深。埋深小，表层积盐快，容易形成盐碱化；降雨或灌溉时，地下水位愈高入渗速度愈小，地下水位以上土壤空隙中所能蓄存的水量入渗期间自地表所能带人深层的盐分愈少，土壤愈不容易脱盐。（四）农业耕作田间要求：根系吸水层内含水率在田间持水率的60%-70%为宜。土壤盐化：土壤底层或地下水的盐分随毛管水上升到地表，水分蒸发后，使盐分积累在表层土壤中的过程。盐土：主要指含氯化物或硫酸盐较高的盐渍化土壤，土壤呈碱性，但pH值不一定很高。土壤碱化：土壤表层碱性盐逐渐积累、交换性钠离子饱和度逐渐增高的现彖。碱土：是含碳酸盐或重碳酸盐土壤，pH值较高，土壤呈碱性。地下水临界深度：是否产生盐碱化一一地下水临界深度;在一定的自然条件和农业技术措施条件下，为了保证土壤不产生盐碱化和作物不受盐害所要求保持的地下水最小埋藏深度；影响因素：土壤质地、矿化度、气象、灌n溉排水条件和农业技术措施；不是定值，随季节变化。农田排水的基本原理：地面水排水原理、地下水排水原理地面水排水原理：1、大田畜水能力：农出除了利用出间沟网排地面水外，还可利用出块本身以及出块上的沟、畦、格田等，拦蓄一部分雨水的能力。具体范畴：①储存在地下水面以上的土层中②补充了地下水，并使地下水位有所升高。2、田间降雨径流：降雨强度＞土壤入渗强度，田面积水；田而具有坡降，水层沿田面向下流动；距离田块首端愈远，水层厚度愈大；田块愈长下端水层愈厚，淹水深度愈大，排水时间愈久，淹水历时愈长。3、排水沟间距：间距与出血降雨径流形成过程、允许的淹水历吋和旱出蓄水能力等因素有密切关系。田间排水沟间距：布置过密，排水效果好，田块分割小，机耕不便，占地过多；间距过大，达不到排水要求，影响作物正常生长地下水排水原理：出间排水沟在降雨过程屮可以减少地下水位的上升，雨停后又可以加速地下水的排除和地下水位的冋落。同一深度下，间距愈小，地下水下降速度愈快；同一间距下，沟深愈大，地下水下降愈快。农田排水标准：除涝标准、防渍标准、防盐标准除涝标准：1、重现期的暴雨作物不受涝：以治理区发生一定重现期的暴雨，作物不受涝。内涵：实际发牛暴雨不超过设计暴雨时，农m的淹水深度、历时应不超过作物正常生长所允许的耐淹水深和历时。2、作物不受涝的保证率：治理工程实施后作物能正常生长的年数与全系列总年数之比。优点：综合反映雨量、水位及其它因素在时间、地点和数量上的组合情况，符合实际，适用大型重要治理区。缺点：需要相当长的降雨、水位等资料，计算比较复杂。3、一定洪灾的典型年：以一定量暴雨或涝灾严重的典型年作为排涝设计标准优点：能反映各因素之间有机联系，符合涝灾的实际情况，概念比较明确、具体，不因资料加长而改变结果。缺点：选择定量暴雨或典型年时仍需进行频率分析。除涝标准的意义：确定排涝流量及排水沟道、滞涝设施（湖、河）、排水闸站等除涝工程规模。1）标准过大：工程规模过大，耕地损失和投资费用大，而工程使用率不高，经济不合理。2）标准过低：工程规模过小，投资小，但除涝效益不大，达不到除滂要求；若降雨强度超过土壤入渗强度，FH面积水防渍标准：1）设计排渍深度：日常情况下地下水位的埋深要求2）设计耐渍深度：暴雨后规定时间内要求地下水位达到的埋深，如3天内地下水位要求降到0.5米深3）水田保持适宜渗漏量（粘性土取小值，沙性土取大值）防盐标准：地下水位应控制在临界深度以下。排水系统的布置：排水系统一般包括排水区内的排水沟系和蓄水设施（如湖泊、河沟、坑塘等）、排水区外的承泄区以及排水枢纽三大部分所组成。排水沟系一般可分为干、支、斗、农四级固定沟道。（一）排水分类1）汛期排水和日常排水（汛期徘水是为了防止耕地受涝水淹没以及江河泛滥；日常排水是为了控制地区的地下水位和农田水分。）2）白流排水和抽水排水（当承泄区水位低于排水干沟出水位时，一般进行自流排水，否则须要采取抽水排水或抽排与滞蓄相结合的除涝排水方式。）（二）排水布置：1）排水系统的布置包括承泄区和排水出口的选择以及各级排水沟道的布置两部分2）尽快使排水地区内多余的水量泄向排水口3）排水沟线路，要根据排水区内、外的地形，工程投资和维修费用等，编制若干方案，进行比较，选择最优方案4）各级排水沟要布置在各自控制范阖的最低处5）高水高排，低水低排，自排为主，抽排为辅6）干沟出口选在承泄区水位较低和河床比较稳定的地方7）下级沟道的布置应为上级沟道创造良好的排水条件，使之不发生壅水8）在有外水入侵的排水区或灌区，应布置截流沟。田间排水系统的结构与布置：排水方式有水平排水、垂直排水两种；水平排水主要指明沟排水和地下暗管排水（一）明沟排水系统：在易旱易涝易碱地区，防止土壤盐碱化的任务由斗、支沟负担，田间渠系仅负担灌溉和除涝的任务；地下水埋深较大，排水沟间距在200-300m以上时，排除地面水和控制地下水的排水农沟可以结合使用；在土质较粘重的易旱易涝地区，控制地下水位要求的排水沟间距较小，除排水农沟外，在农田内部尚须有1-2级田间排水沟。（二）地下暗管排水系统n优点：①减少占地，提高土地利用率，有利机械耕作②无塌坍和长草问题，易于管理，节省劳力①土方工程量少，便于机械化施工。缺点：①工程造价高，一次性投资大②检修困难。1、排水系统的组成：1）吸水管：埋设于出间，由进水孔或接缝吸收和接受土壤屮多余水分2）集水管：集水并输送至下一级排水沟，吸水管进入集水沟处设出口建筑物，防止冲刷集水沟，在集水沟高水位时防止杂物或泥土进入暗管造成出口堵塞3）检查井：设在吸水管与集水管相交处，用于冲沙、清淤、控制水流和管道检修的竖井4）集水井：集水管出口处外水位较高，集水不能自流排出，设集水井汇集水管来水，由水泵排至下一级排水沟2、暗管排水系统形式正交连接：若排水地段土质均匀，排水要求大体一致，则吸水管一般可等距布置适宜范围：地势平坦、出块规整的平原湖区和土地平整良好的山丘冲垄地区锐角连接：集水管沿洼地或山冲的轴线布置，吸水管与集水沟保持一定的交角，使吸水管获得适宜的纵坡适宜范圉：山势比佼开阔，冲谷两侧坡度比佼一致的山丘地区不规则连接：需要根据地形、水文地质和土壤条件布置暗管不要求形成等距和规则的排水系统适宜范围：地形复杂，渍害出面积较小且孤立分布，或有分散的泉水溢出点，需局部排水的地区。暗管的分类：1）单级暗管排水：田间采用一级吸水暗管，集水则采用明沟；优点：布置简单，施工容易，投资少，便于检查清理；缺点：出口众多，易于损坏。2）多级暗管排水：除吸水管外，还有1-2级集水暗管；优点：明沟短，节地，利于机耕，节省维修费；缺点：易堵塞，不便检修，投资高，要求较大的坡降，出口需较大埋深或泵站抽排。暗管的分类：①单向布置：集水管只接纳一侧吸水管来水；在地面坡度较大或受田块及其他条件限制时采用②双向布置：集水沟汇集两侧吸水管来水；可扩大集水管控制面积，减少集水管的条数，在地势平坦的平原地区采用设计排水流量：是确定各级排水沟道断面、沟道上建筑物规模以及分析现有排水设施排水能力的主要依据。设计排涝流量：指排水沟最大容纳排水流量，确定排水沟道的断面尺寸。排涝模数：单位面枳上的排涝流量。设计排渍流量：又称日常排水流量，指作为满足控制地下水位要求的地下水排水流量，确定排水沟的沟底高程和排渍水地位。排溃流量：地下水位达到一定控制要求吋的地下水排水流量称为日常流量，不是流量高峰，是个比较稳定的较小数值；单位面积上的排渍流量称为设计地下水排渍模数，决定于地区气象特点（降雨、蒸发）、土质条件、水文地质条件和排水系统的密度；对于排渍模数，一般难于进行理论分析，而是根据实测资料分析确定。排水沟的设计水位：使沟道通过排涝设计流量，使水顺利排入外河；满足控制地下水位要求。排渍水位「又称H常水位，排水沟经常需要维持的水位；平原地区主要rti控制地下水位、防渍或防止土壤盐碱化的要求所决定；排水农沟的排渍水位应低于农田要求的地下水埋深；斗、支、干沟的排渍水位，要求比农沟排渍水位更低，要考虑各级沟道的水面比降和局部水头损失。排涝水位：又称最高水位，是排水沟宣泄排涝设计流量时的水位；当承泄区水位较低，农沟排涝水位可按排涝设计流量确定，支、斗沟的排涝水位可由农沟逐级推得；干沟出口排涝水位比承泄区水位稍低，产生壅水，需筑堤束水；在承泄区水位很高、长期顶托无法口流外排时，根据有无内排站沟道最高水位可与地而齐平或稍稍超出。农作物的灌溉制度：指作物播种前及其生育期内的灌水次数、灌水日期、灌水定额、灌溉定额灌水定额：一次灌水单位灌溉面积上的灌水量。灌溉定额：各次灌水定额之和。n?/宙或mm单位间关系：1mm=0.667n?/亩lrn'/亩=1.5mm充分灌溉条件下确定灌溉制度的方法：1.总结群众丰产灌水经验2.根据灌溉试验资料制定灌溉制度3.按照水暈平衡原理分析制定作物灌溉制度灌水率：指灌区单位面积上所需灌溉的净流量q净，乂称为灌水模数，它是根据灌溉制度确定的。n灌水率图：具体的为了确定设讣灌水率、推算渠首引水流量或灌溉渠道设计•流量，通常可先对某一设计•代表年讣算出灌区各种作物每次灌水的灌水率如表，并将所得灌水率绘在方格纸，称为灌水率图。初步灌水模数图存在以下问题：①各时期的灌水率大小相差悬殊。②渠道输水断断续续。③如以其中最大的q设计渠道，不经济。因此，需要对上灌水率图进行修正，尽可能消除灌水率高峰和短期停水现象。修正原则：①改变中间日，尽量不改变主要作物关键用水期的各次灌水时间②调整时，以往前移动为主，前后移动不超过三天③将灌水率图修正的比较均匀，不出现短暂峰值④灌水连续，最小灌水率不应小于最大灌水40%选取标准：选収延续时间较长而不是短暂的高峰值，作为设计渠道用的设计灌水率。渠道流量：渠道的流量是在一定范围内变化的；设计渠道的断面时，通常用渠道设计流量、最小流量、加大流量三种特征流量代表在不同运行条件下的工作流量；正确地推求渠道流量，关系到工程造价、灌溉效益和农业生产。渠道设计流量：在灌溉设计标准条件下，为满足灌溉用水要求，需要渠道输送的最大流量；在渠道输水过程中，有水面蒸发、渠床渗漏、闸门漏水、渠尾退水等水量损失；需要渠道提供的灌溉流量称为渠道的净流量，计-入水量损失后的流量称为渠道的毛流量，它是设计渠道断面和渠系建筑物尺寸的主要依据。渠道最小流量：在灌溉设计标准条件下，渠道在工作过程中输送的最小流量。用修正灌水模数图上的最小灌水数值和灌溉面积进行计算；校核对下一级渠道的水位控制条件和确定修建节制闸的位置等。渠道加大流量：加大流量是渠道运行过程中可能出现的最大流量，它是设计渠堤堤顶高程的依据；渠道输水损失及其计算：包扌舌水面蒸发损失、渠床滲漏损失、闸门漏水和渠道退水等。渠道的工作制度续灌：在一次灌水延续时间内，上级渠道同时向下级渠道自始至终连续输水的工作方式称为续灌。一般灌溉面积较大的灌区，干、支渠多采用续灌。轮灌：同一级渠道在一次灌水延续时间内轮流输水的工作方式。轮灌渠道：具有渠道流量集中、同时工作的渠道长度短、输水时间短、输水损失小、工程量较大等特点。集屮编组：上级渠道的工作长度较短，输水损失水量较小；相邻儿条渠道可能同属一个生产单位，会引起灌水工作紧张。插花编组：优缺点和集屮编组相反。渠道纵横断面设计原理：1）设计流量一一水力计算、确定过水断面尺寸；2）最小流量一一校核下级渠道的进水要求；3）加大流量一一确定渠深和堤顶高度；4）要求一一渠床稳定条件，纵向稳定和平面稳定；5）纵向稳定一一不发生冲刷和淤积；6）平面稳定一一渠道水流不发生左右摇摆。按渠道断面形状划分：矩形断面、梯形断面、U形断面按施工挖填方状况划分：①挖方断面：当渠道穿过局部高地时，可修建挖方渠道②挖方渠道断面：为了防止坡面径流的侵蚀、坍塌以及便于施工和管理，采用复式挖方断面③填方断面：填方渠道渠道断面完全置于原地面线以上，当渠道通过低洼地带，为保证水位控制时采用。填方渠道易溃决和滑坡，要认真选择内、外边坡系数④半挖半填方断面：挖、填方渠道渠道断面一部分在地面以下由挖方完成，一部分在地面以上由填方筑成。当挖方量与填方量恰为相等时称半挖半填渠道断而，半挖半填断面工程量小，便于施工，应用最为广泛⑤盘山挖填方渠道：山区盘山渠多为挖方或挖填方断而，渠道为输水安全，正常水位应处于挖方断面以内渠道比降（i）：渠段首末渠底高程的差值和渠段长度的比值；比降选择关系到工程造价和控制面积渠床糙率系数（n）：h值大，断面偏大，不仅增加工程量，而且会因实际水位低于设计水位而影响下级渠道的进水；斤值小，断面偏小，输水能力不足，影响灌溉用水。边坡系数：关系渠床稳定，根据渠床的土壤性质和渠道深度选择。渠道断面的宽深比：渠道断而的宽深比a是渠道底宽b和水深h的比值，对渠道工程量和渠床稳定有较人影响。渠道允许流速：在稳定渠道中，允许的最大平均流速称为临界不冲流速，简称不冲流速；允许的最小平均流速称为临界不淤流速，简称不淤流速。渠床土粒将要移动而尚未移动时的水流速度就是临界不冲流速；渠道水流的挟沙能力随流速的减小而减小，当流速小到一定程度时，部分泥沙就开始在渠道内淤积。泥沙将要淤积而尚未沉积时的流速就是临界不淤流速。安全超高：为了防止风浪引起渠水漫溢，保证渠道安全运行，挖方渠道的渠岸和填方渠道的堤顶应高于渠道的加大水位，要求高出的数值渠道纵断面图绘制：渠道纵断面图集中反映“六线一位”的位置（水平距离与高程）六线：地面高程线、渠道设计水位线、渠底高程线、渠道加大水位线、渠道最低水位线和堤顶高程线。一位：渠系建筑物的准确位置。如渡槽、跌水、节制闸、桥涵等。纵断面图绘制的方法与步骤:①以高程为纵坐标、长度为横坐标建立坐标系。在图内标出栏目：桩号、地而高程、设计水位、最低水位、堤定高程、渠底高程和渠道比降②根据桩号和测量成果，绘出地面高程线和建筑物位置③n参照水源或上一级渠道设汁水位沿渠地面坡度、各分水点的水位要求和渠道建筑物的水头损失，确定渠道的设讣比降，绘出渠道的设计水位线④绘渠底高程线⑤绘渠道最低水位线⑥绘堤顶高程线⑦标注桩号、高程和渠道比降道路：除了起到分割条田的作用外，还把村庄和皿块联系了起来，便于运进农业生产资料、运出农产品以及农业机械下田。