灌溉排水工程總結(jié)

1、我國(guó)水資源概況：缺水、時(shí)間分布不均勻、空間分布不均勻。灌溉排水的發(fā)展方向：我國(guó)灌溉排水事業(yè)發(fā)展應(yīng)以提高經(jīng)濟(jì)效益為中心，重點(diǎn)放在對(duì)灌 區(qū)專管機(jī)構(gòu)和末級(jí)渠系的管理體制改革、 現(xiàn)有灌排工程的更新改造和積極貫徹落實(shí)終端 水價(jià)改革上。灌溉排水工程學(xué)的研究對(duì)象及基本內(nèi)容： 1.調(diào)節(jié)農(nóng)田水分狀況 2.改變和調(diào)節(jié)地區(qū)水情。調(diào)節(jié)農(nóng)田水分狀況的措施： 1.灌溉措施（補(bǔ)充農(nóng)田水分的不足） 2.排水措施（排出農(nóng)田 多余水分）改變和調(diào)節(jié)地區(qū)水情的措施： 1.蓄水保水措施。 2.調(diào)水、排水措施。灌溉排水工程學(xué)的根本任務(wù)：通過(guò)興建和運(yùn)用各種水利工程措施，調(diào)節(jié)和改善農(nóng)田水分 狀況和地區(qū)水利條件，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)，使之有

2、利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)。農(nóng)田土壤水分存在的基本形式： 固態(tài)、液態(tài)、 氣態(tài)。 固態(tài)水只有在土壤凍結(jié)時(shí)才存在。 氣態(tài)水存在于未被水分占據(jù)的土壤孔隙中。液態(tài)水是土壤水分存在的主要形態(tài)，分為吸 著水、毛管水、重力水。農(nóng)田水分消耗的五個(gè)方面：植株蒸騰、棵間蒸發(fā)、滲漏、地表徑流、組成植株體的一部 分。作物需水量 =植株蒸發(fā)量 +棵間蒸發(fā)量作物需水量影響因素：作物因素、氣象因素、土壤因素、農(nóng)業(yè)技術(shù)。作物需水量計(jì)算方法：直接計(jì)算法：經(jīng)驗(yàn)公式、蒸發(fā)皿法、產(chǎn)量法、多因素法。:ET同時(shí)段的水面蒸發(fā)量a需水系數(shù)b經(jīng)驗(yàn)常數(shù)基于參照物蒸發(fā)蒸騰量的半經(jīng)驗(yàn)公式。水分虧缺對(duì)作物生長(zhǎng)的影響:1.對(duì)作物生理過(guò)程 2.對(duì)作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量 3

3、. 正面效應(yīng)。土壤水分虧缺的評(píng)價(jià)指標(biāo):土壤水分指標(biāo)、作物水分指標(biāo)、氣象指標(biāo)。灌水方法分為全面灌溉和局部灌溉。 全面灌溉分為地面灌溉、噴灌。 （地面灌溉分為:畦灌、溝灌、淹灌、膜上灌） 局部灌溉分為微灌和滲灌。畦灌適用于窄行距離的作物；溝灌適用于灌溉寬行距的中耕作物；淹灌適用于水田。鹽 堿地改良；噴灌使用于蔬菜、果園、苗圃。小畦灌“三改”灌水技術(shù):長(zhǎng)畦改短畦、寬畦改窄畦、大畦改小畦涌流灌溉法灌水方式: 1定時(shí)段變流程法 2 定流程變時(shí)段法 3 增量法地膜覆蓋栽培技術(shù)灌水方法:膜畦法、膜溝法噴灌系統(tǒng)按設(shè)備分為機(jī)組式和管道式；按壓力方式分為機(jī)壓、自壓噴灌系統(tǒng)；按管道可 移動(dòng)長(zhǎng)度分為固定式、半固定式、

4、移動(dòng)式；按機(jī)組碰灑特征分為定噴機(jī)組式噴灌系統(tǒng)、 行噴機(jī)組式噴灌系統(tǒng)。噴灌強(qiáng)度:單位時(shí)間內(nèi)噴灑在灌溉土地上的水深。微灌的類型:滴灌、微噴灌、地表滴灌、涌泉灌。微灌系統(tǒng)組成:水源、首部樞紐、輸配水管網(wǎng)、灌水器。微灌設(shè)備:灌水器、管道管件、過(guò)濾器、施肥裝置。灌溉取水方式:無(wú)壩取水、有壩取水、抽水取水、水庫(kù)取水。灌溉渠道系統(tǒng):從水源取水，通過(guò)渠道及其附屬建筑物輸、配水，經(jīng)由田間進(jìn)行農(nóng)田灌 水的工程系統(tǒng)。由輸配水渠道系統(tǒng)、田間工程、渠系建筑物（干、支、斗、農(nóng)四渠） 退泄水建筑物組成。溝、路、渠布置形式:溝渠路，溝路渠，路溝渠灌溉對(duì)水源的要求:水質(zhì)、水位、水量。山區(qū)、丘陵區(qū)灌區(qū)的干、支渠布置原則：高水高用

5、，低水低用，采用長(zhǎng)藤結(jié)瓜式灌水系 統(tǒng)，排水系統(tǒng)盡可能利用天然河道。圩垸區(qū)灌區(qū)的干、支渠布置原則：內(nèi)外水分開(kāi)，高低水分排，以排為主，排蓄結(jié)合，灌 排分開(kāi)，各成系統(tǒng)分區(qū)灌溉或排澇。管道系統(tǒng)工作制度有續(xù)灌、輪灌、隨機(jī)灌水三種。排澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)方法：暴雨重現(xiàn)期、排澇保證率、典型年。農(nóng)田排水方式：水平排水（明溝、暗管） 、垂直排水（豎井排水） 明溝排水分為：除澇、防漬；防止土壤鹽堿化。布置排水系統(tǒng)的原則：高水高排、低水低排、自排為主、抽排為輔。灌排系統(tǒng)管理內(nèi)容包括：組織管理、工程管理、用水管理、經(jīng)營(yíng)管理、環(huán)境管理。土壤水勢(shì)由重力勢(shì)、基質(zhì)勢(shì)、壓力勢(shì)、溶質(zhì)勢(shì)、溫度勢(shì)等構(gòu)成。 由于非飽和土壤中，壓力勢(shì)為零，而和對(duì)

6、土壤水分運(yùn)動(dòng)的影響可忽略， 故土壤水勢(shì)等于基質(zhì)勢(shì)加重力勢(shì)；而對(duì)于飽和土壤，必須考慮壓力勢(shì)；鹽堿地必須考慮 溶質(zhì)勢(shì)。灌溉排水：利用人工干預(yù)，采用灌溉或降水補(bǔ)充田間土壤水分和排除農(nóng)田多余水分。灌溉排水工程學(xué)： 研究利用灌溉排水工程措施來(lái)調(diào)節(jié)農(nóng)田水分狀況及改變和調(diào)節(jié)地區(qū)水 情，以消除旱澇災(zāi)害，合理而科學(xué)的利用水資源，為發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的科學(xué)。農(nóng)田水分狀況指農(nóng)田土壤水、地面水和地下水的狀況及其相應(yīng)的養(yǎng)分、通氣、熱狀況。土壤水分測(cè)定：土壤含水量可用質(zhì)量含水率、體積含水率、飽和度表示，用直接法、間 接法測(cè)定。質(zhì)量含水率：土壤中實(shí)際所含的水重占干土重的百分?jǐn)?shù)。 體積含水率：土壤中水分容積占單位土壤容積的百分

7、數(shù)。體積含水率=質(zhì)量含水率X土壤干容重 飽和度：土壤水的體積占土壤孔隙體積的百分?jǐn)?shù)。水層厚度（mm ） =土層厚度X 土壤含水量（體積比）=土層厚度X土壤含水量（質(zhì)量比）X土壤干容重土壤水分常數(shù)：吸濕系數(shù)：土壤的吸濕水達(dá)到最大時(shí)的土壤含水量。 凋萎系數(shù)：作物產(chǎn)生永久凋萎時(shí)的土壤含水量。 最大分子持水量：薄膜水的水膜達(dá)到最大時(shí)的土壤持水量。 田間持水量（率） ：土壤中懸著毛管水達(dá)到最大的土壤含水量。 毛管斷裂含水量：當(dāng)土壤中的毛管懸著水因作物吸收和地表蒸發(fā)而發(fā)生斷裂時(shí)的土壤 含水量。飽和含水量（全持水量） ：土壤所以孔隙全部充滿水分時(shí)的含水量。作物需水量：生長(zhǎng)在大面積上的無(wú)病蟲(chóng)害作物，土壤水分和

8、肥力適宜時(shí)，在給定的生長(zhǎng) 環(huán)境中能取得高產(chǎn)潛力的條件下為滿足植株蒸騰和棵間蒸發(fā)，組成植株體所需的水量。參考作物需水量 ETo：高度一致，生長(zhǎng)旺盛，長(zhǎng)寬均為200m以上地面完全覆蓋而不缺水 的綠色草地的蒸發(fā)蒸騰量。灌溉制度：特定作物在一定的氣候、土壤、供水等自然條件和一定的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施下， 為了獲得高產(chǎn)或高效，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水，所制定的適時(shí)適量的農(nóng)田灌水方案。虧缺狀態(tài)：作物生長(zhǎng)與土壤、大氣環(huán)境中的諸多因素有關(guān)，當(dāng)這些因素的量值小于作物 生長(zhǎng)允許下限值時(shí)，稱該因素處于虧缺狀態(tài)。水分虧缺分為土壤水分虧缺、作物水分虧 缺。作物水分生產(chǎn)函數(shù)：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平基本一致的條件下。作物所消耗的水資源量與作物產(chǎn) 量之間

9、的關(guān)系。灌溉用水量：某一灌溉面積上需要從水源提供的水量，其大小及在多年和年內(nèi)的變化情 況，與各種作物的灌溉制度、灌溉面積、作物種植結(jié)構(gòu)、土壤、水文地質(zhì)、氣象條件、 渠系輸水和田間輸水的水量損失等因素有關(guān)。灌水率：灌區(qū)單位面積上所需要的灌溉凈流量。灌水方法：灌溉水進(jìn)入田間或作物根區(qū)土壤內(nèi)轉(zhuǎn)化為土壤肥力水分要素的方法。田間灌溉水有效利用率 Ea：應(yīng)用某種灌水方法或某項(xiàng)灌水技術(shù)灌溉后，儲(chǔ)存于計(jì)劃濕潤(rùn)作物根系土壤區(qū)內(nèi)的水量與實(shí)際灌入田間的總水量的比值。微灌設(shè)計(jì)土壤濕潤(rùn)化： 微灌計(jì)劃濕潤(rùn)的土壤體積占灌溉設(shè)計(jì)濕潤(rùn)層總土壤體積的百分比。灌溉設(shè)計(jì)保證率：灌區(qū)灌溉用水量在多年期間能夠得到充分滿足的概率?？购堤鞌?shù)

10、：農(nóng)作物生長(zhǎng)期間遇到連續(xù)干旱時(shí)，灌溉設(shè)施能確保用水要求的天數(shù)。灌溉渠道的設(shè)計(jì)流量：灌水時(shí)期渠道需要通過(guò)的最大流量。灌溉排水事業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)： 1.由豐水灌溉轉(zhuǎn)為節(jié)水灌溉，進(jìn)一步研究生物節(jié)水理論。2.灌水方法仍將以地面灌溉為主，噴灌、微灌及膜下滴灌會(huì)有較大發(fā)展。 3.為提高灌溉水 利用系數(shù)，渠道襯砌、管道輸水、覆膜等節(jié)水技術(shù)將日益得到發(fā)展。4.灌溉管理，提高自動(dòng)化程度。 5.灌排工程對(duì)環(huán)境影響將作為重要研究?jī)?nèi)容。我國(guó)灌溉事業(yè)發(fā)展與存在的問(wèn)題：發(fā)展： 1.工程技術(shù)上取得了豐富經(jīng)驗(yàn)；2.北方地區(qū)發(fā)展機(jī)井， 緩解水資源不足； 3.研究應(yīng)用節(jié)水灌溉新技術(shù)； 4.加強(qiáng)用水管理，注重對(duì)環(huán)境的影響。存在問(wèn)題：

11、1.大江大河防洪能力低； 2.農(nóng)田水利工程配套不全，管理不善；3.灌區(qū)工程老化問(wèn)題嚴(yán)重； 4.水資源不足，用水緊張； 5. 農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)嚴(yán)重； 6.水污染； 7.山區(qū)牧區(qū)條 件差。蒸發(fā)過(guò)程分為三個(gè)階段： 1. 穩(wěn)定蒸發(fā)階段，主要取決于大氣的蒸發(fā)力； 2. 蒸發(fā)強(qiáng)度遞減 階段，主要取決于大氣蒸發(fā)與土壤向上輸水能力； 3. 擴(kuò)散階段，取決于土層厚度和土層 內(nèi)水汽擴(kuò)散的能力。農(nóng)田水分不足的原因： 1.降雨量不足； 2.降雨滲入量少，徑流損失多； 3. 土壤保水能力 差，滲漏及蒸發(fā)損失水量過(guò)大。調(diào)節(jié)措施： 1.灌溉； 2.改善土壤結(jié)構(gòu)， 農(nóng)田水分過(guò)多的原因： 1. 大氣降水補(bǔ)給農(nóng)田水分過(guò)多； 2. 低

12、洼區(qū)積水； 3. 地下水位過(guò)高； 4. 排水不暢。調(diào)節(jié)措施： 1.截流； 2.排出地表水； 3. 降低地下水位； 4.排除根系層過(guò)多水分； 5.改善 結(jié)構(gòu)，提高土壤通氣、透水性能。灌溉制度的制定方法： 1. 根據(jù)群眾豐產(chǎn)灌水經(jīng)驗(yàn)確定作物灌溉制度。 2. 根據(jù)灌溉試驗(yàn)資 料制度。 3. 根據(jù)作物的生物、生態(tài)指標(biāo)制定。 4. 按水量平衡原理分析制定。水量平衡法確定旱作物的灌溉制度： 1. 農(nóng)田水量平衡方程。 2. 水量平衡法資料的確定。3旱作物播前的灌水定額M的確定。4.根據(jù)水量平衡圖解法擬定旱作物的灌溉制度。選擇小典型年的方法： 1. 按年降水的頻率選擇典型年。 2. 按作物生長(zhǎng)時(shí)期降水量的頻率

13、 選擇。 3. 按年降水的變化特征分階段選擇。灌水率圖修正遵循的原則： 1 修正后灌水率圖應(yīng)與水源供水條件相適應(yīng)。 2 盡量保證作 物需水臨界期的灌水不變。 3 修正后的灌水率應(yīng)當(dāng)比較均勻，使得渠道水位和流量不發(fā) 生劇烈變化。 4 宜避免經(jīng)常停水特別應(yīng)避免小于 5d 的短期停水，保證渠道安全運(yùn)行。灌水方法基本要求： 1.保證實(shí)現(xiàn)定額灌水； 2.田間水的有效利用率高； 3.田間灌水質(zhì)量 高；4. 高效低耗， 灌水成本低； 5. 方便與農(nóng)業(yè)技術(shù)措施配合； 6. 簡(jiǎn)單、 經(jīng)濟(jì)、便于推廣； 7. 有效促進(jìn)田間農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境改善和土地可持續(xù)利用。長(zhǎng)畦分段短灌法技術(shù)要求： 1正確確定入畦灌水流量 2側(cè)向分段

14、開(kāi)口的間距 3分段改水 時(shí)間或改水成數(shù)噴灌優(yōu)點(diǎn)： 1. 省水 2. 增產(chǎn) 3. 適應(yīng)性強(qiáng) 4. 省工省地 5. 調(diào)節(jié)田間小氣候 6. 有利于實(shí)現(xiàn)灌水 機(jī)械自動(dòng)化微灌的特點(diǎn)：1. 省水 2. 節(jié)能 3. 對(duì)地形、土壤適應(yīng)力強(qiáng) 4. 增廣幅度大 5. 可利用咸水灌溉。6. 投資較高 7. 對(duì)調(diào)節(jié)田間小氣候作用不大。灌溉對(duì)水質(zhì)的要求： 1灌溉水的泥沙 2灌溉水的鹽類 3灌溉水中有害物質(zhì)含量 4灌溉水 的溫度渠系建筑物適用條件： 1. 分水閘：建在渠道向下級(jí)渠道分水的地方，作用是控制和調(diào)節(jié) 向下級(jí)渠道的配水流量。 2.節(jié)制閘：垂直渠道中心線布置，作用是抬高上游渠道水位， 滿足下級(jí)渠道的引水要求；下級(jí)渠

15、道實(shí)行輪灌時(shí)，需在輪灌組的分界處設(shè)置節(jié)制閘以攔截水流；保護(hù)渠道的主要建筑物。渠道防滲襯砌措施：1 土料防滲：土料夯實(shí)、灰土護(hù)面2砌石防滲：塊石、卵石 3磚砌防滲：黏土磚、陶磚 4混凝土襯砌防滲：等厚板防滲層5塑料薄膜防滲：6瀝青材料防滲渠道防滲的作用：1減少渠道滲漏損失，提高灌溉水利用率2減小渠床糙率，加大流速， 縮短灌水時(shí)間3減少渠道占地4提高渠道的抗沖能力，防止渠坡坍塌，增加渠床穩(wěn)定性69.容泄區(qū)的整治內(nèi)容：1.疏浚排洪通道，清除障礙，以提高蓄洪能力；2.加固容泄區(qū)排洪道兩岸堤防；3.整治容泄區(qū)的天然水系，打通出留通道。70.作物需水量影響因素：1作物因素：作物種類、種植密度、生育階段2氣

16、象因素：日照、 降水、輻射、氣溫、風(fēng)速 3土壤因素：質(zhì)地、顏色、含水量、養(yǎng)分狀況4農(nóng)業(yè)技術(shù)：農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)水平計(jì)算作物需水量的方法：1經(jīng)驗(yàn)公式法：水面蒸發(fā)、產(chǎn)量、氣溫為參數(shù)2彭曼綜合法公式71地表水取水方式和適用條件：1無(wú)壩取水：河流水位、流量均能滿足灌區(qū)用水要求2有壩取水：河流水量雖然豐富，但水位較低，適當(dāng)抬高水位即可自流灌溉 3抽水取水：河流水量豐富，但灌區(qū)位置較高，修建自流引水工程困難或不經(jīng)濟(jì)4水庫(kù)取水：河流的流量、水位均不滿足灌溉要求72簡(jiǎn)述土壤積鹽過(guò)程及其主要影響因素：1水鹽運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，各種鹽類依其溶解度的不同，在土體中的淀積具有一定時(shí)間順序，使鹽分在剖面中具有垂直分異。在地下水借毛管

17、作用向地表運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，隨著水分的蒸發(fā)，土壤溶液的鹽分總濃度增加，溶解度最小的硅酸化合物首先達(dá)到飽和，而沉淀在緊接地下水的底土中；隨后，溶液為中碳酸鹽飽和，開(kāi)始形成碳酸鈣沉淀，再后是石膏發(fā)生沉淀。易溶性鹽類由于溶解度高，較難達(dá)到飽和，一直移動(dòng)到表土；在水分大量蒸發(fā)后才沉淀下來(lái)，形成第三個(gè)鹽分聚集層。2土壤積鹽過(guò)程的主要影響因素有：氣候、地形、水文地質(zhì)、母質(zhì)和植被等。簡(jiǎn)述灌溉排水工程學(xué)課程研究的主要內(nèi)容及其發(fā)展趨勢(shì)：1灌溉排水工程學(xué)研究的主要對(duì)象及內(nèi)容包括：調(diào)節(jié)農(nóng)田水分狀況以及改變和調(diào)節(jié)地區(qū)旱情；調(diào)節(jié)農(nóng)田水利措施一般有：灌溉措施和排水措施。2灌溉排水工程學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)為：（1）由豐水灌溉轉(zhuǎn)向節(jié)水灌

18、溉， 進(jìn)一步研究生物節(jié)水理論；（2 ）灌水方法仍將以地面灌溉為主，噴灌、微灌及膜下滴灌會(huì) 有較大發(fā)展；（3 ）為提高灌溉水利用系數(shù)，渠道襯砌、管道輸水、覆膜等節(jié)水技術(shù)將日益 得到發(fā)展；（4）加強(qiáng)灌溉管理，提高自動(dòng)化程度；（5）灌排工程對(duì)環(huán)境影響將作為重要研究?jī)?nèi)容。確定灌溉制度有哪幾種方法？如何根據(jù)農(nóng)田水量平衡方程式確定旱作物的灌溉定額、灌水定額及灌水時(shí)間： 1灌溉制度的確定方法主要有：（1）根據(jù)群眾豐產(chǎn)灌水經(jīng)驗(yàn)確 定作物灌溉制度；（2）根據(jù)灌溉試驗(yàn)資料制定灌溉制度；（3）根據(jù)作物的生理、生態(tài)指標(biāo)制定灌溉制度；（4）按水量平衡原理分析制定灌溉制度。農(nóng)田水量平衡方程式為：Wt-WO=WT+PO+K+M-ET若某時(shí)段內(nèi)沒(méi)有灌溉也沒(méi)有降雨，土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層也無(wú)變化；隨著時(shí)間推移，土壤儲(chǔ)水 量將降至下限，其水量平衡方程可寫(xiě)為：Wmin=Wo+K-ET若時(shí)段初土壤儲(chǔ)水量為 W0則由 Wmin=WO+K-E可以推算下次灌水的時(shí)間間隔：t= （WO-Wm