(完整版)農(nóng)田水利學(xué)

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列表或圖解計(jì)算時(shí)采用旬為時(shí)段,電算時(shí)可以日為計(jì)算時(shí)段。8先設(shè)無、無，計(jì)算該時(shí)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(shí)際計(jì)算時(shí)宜對(duì)m取整)灌水后W2'=W2+m如果，則－W田持排水后W2'=W田持（6）計(jì)算各時(shí)段田間需水量；（8）校核各生育階段及全生育期的計(jì)算結(jié)果。§3灌溉用水量和灌溉用水流量式中第i時(shí)段灌區(qū)用水量；Mij--第i時(shí)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(shù)；9直接法適用于小型灌區(qū)。為0.75，試計(jì)算該次灌水的凈灌溉用水量和毛灌溉用水量。:是某一時(shí)段內(nèi)各種作物灌水定額的面積加權(quán)平均值,稱為該時(shí)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(shí)段各種作物的灌水定額。某時(shí)段的灌溉用水量：灌水模數(shù)（灌水率）：灌區(qū)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(shù)為：式中-第j種作物的種植比例。由上式可見，T短，對(duì)作物有利（灌水及時(shí)），但流量大，工程大；T長，對(duì)作物不利，但流量小，工程小。因此應(yīng)慎重選定。教材中給出了我國萬畝以上灌區(qū)的灌水延續(xù)時(shí)間，可供參考。為直觀起見及修正灌水模數(shù)的方便,需繪出灌水模數(shù)圖.初步灌水模數(shù)圖存在以下問題:(1)大小懸殊,對(duì)工程設(shè)計(jì)不利;(2)灌水時(shí)間斷斷續(xù)續(xù),對(duì)管理理不利.2．計(jì)算灌溉用水流量第i時(shí)段的灌溉用水流量為：（二）灌溉對(duì)水質(zhì)的要求首先要明確什么叫灌溉水質(zhì)。灌溉水質(zhì)主要指灌溉水中所含泥沙的粒徑和數(shù)量、可溶鹽的種類和數(shù)量、灌溉水溫以及其它有毒有害物質(zhì)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(shè)計(jì)和管理時(shí)，采取適當(dāng)?shù)拇胧?，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(huì)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(zhì)地粘重的地區(qū)，可少量引入田間，以改善土壤結(jié)構(gòu)，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(duì)于農(nóng)田土壤也不利，因此應(yīng)禁止入渠。渠中水的泥沙含沙量也不應(yīng)超出渠道的輸沙能力，否則會(huì)產(chǎn)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(huì)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(yán)重的甚至?xí)斐勺魑锼劳?。甚至還會(huì)引起土壤次生鹽堿化。由于各種鹽類對(duì)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(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)也隨著含鹽種類和作物種類的不同而不同，對(duì)大多數(shù)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(duì)作物生長的影響:１1-25水稻棉花正常生長，小麥?zhǔn)芤种扑究缮L，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(shí)踐證明，在水源短缺的地區(qū)，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(qū)甚至用含鹽量為0.3~0.6%的咸水進(jìn)行抗旱灌溉，在夏季雨大而集中，土壤中暫時(shí)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(duì)農(nóng)作物的生長影響也是很大的。水溫過低會(huì)抑制作物的生長，水溫過高，會(huì)降低水中溶解氧的含量，并提高水中有毒物質(zhì)的毒性。作物對(duì)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(shí)，水溫往往偏低，措施是：（1）井灌時(shí)延長輸水路線或設(shè)曬水池曝曬。（2）從水庫引水灌溉應(yīng)從溫度較高的表層取水。4其它有毒有害物質(zhì)的含量12城市污水中含有較多種類的有毒有害物質(zhì)，灌溉前應(yīng)作水質(zhì)分析，作適當(dāng)?shù)乃|(zhì)處理，使之滿足灌溉水水質(zhì)要求?！?取水樞紐取水樞紐又稱為渠首。它的任務(wù)是從水源及時(shí)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(guī)律，往往不能滿足渠首引水要求，這就需要采取工程措施調(diào)節(jié)水源的水位、流量和水量，使之適應(yīng)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(jìn)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(jìn)水閘前泥沙（少沙河流上可不需沖沙閘）導(dǎo)流堤：導(dǎo)流及保證引水，平時(shí)導(dǎo)流，枯水時(shí)截?cái)嗪恿?，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(wěn)定），從大江大河引水時(shí)，不需導(dǎo)流堤。3引水口位置的選定：一般選在凹岸中部偏下游處（對(duì)順直河流不在存在這一問題）。這是因?yàn)楹硬鄣闹髁骺偸强拷及兑粋?cè)，引水可靠，更重要的是在凹岸引水可以利用環(huán)流作用以防止泥沙淤塞進(jìn)水口和進(jìn)入渠道。因?yàn)樵诤恿鞴諒澋牡胤?，水流受離心力的作用，表層水流流向凹岸，使凹岸一側(cè)水面壅高，凸岸一側(cè)水面下降，在河道橫斷面上形成一個(gè)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(cè)淤積下來。由于彎道處水流呈螺旋形前進(jìn)，故稱為彎道環(huán)流。如下圖所示，由于環(huán)流作用，主流靠近凹岸一邊，凹岸一側(cè)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?yàn)樵谶@時(shí)環(huán)流作用發(fā)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(hù)。如果由于客觀條件限制，取水口必須選在凸岸，則應(yīng)選在凸岸中部偏上游處。該處因環(huán)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(jìn)水閘，沖沙閘：作用同上；防洪堤：減免或避免上游淹沒損失。關(guān)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(yīng)低于進(jìn)水閘底板高程，以保證沖沙效果。（三）揚(yáng)水取水1適用條件：河道水量豐富，但灌區(qū)位置較高，并且修建其它取水工程困難或不經(jīng)濟(jì)時(shí)。2樞紐組成：抽水設(shè)備（水泵、動(dòng)力機(jī)、管道、閘閥等）水工建筑物（引水渠、進(jìn)水池、泵房、出水池等）輔助設(shè)施（供電設(shè)施、泵房內(nèi)供排水設(shè)施、安裝檢修設(shè)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(shí)水量水位都不能滿足灌溉要求；（2）有適當(dāng)?shù)牡匦危ㄉ焦龋?組成：大壩（重力壩、拱壩、土石壩等）溢洪道（正槽、側(cè)槽；無閘控制、有閘控制等分類）輸水涵洞（涵管式、臥管式）3優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）能調(diào)節(jié)徑流，（）進(jìn)入灌區(qū)的泥沙很少；缺點(diǎn)：樞紐復(fù)雜，投資大；（2）淹沒損失大。蓄引提結(jié)合灌溉系統(tǒng)：常見的有引提結(jié)合（如沿運(yùn)灌區(qū)）蓄提結(jié)合（如儀征山丘區(qū)）§3引水灌溉工程水利計(jì)算在山丘區(qū)，灌溉工程系統(tǒng)要比平原地區(qū)的灌溉工程系統(tǒng)復(fù)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(gè)高塘、兩個(gè)低塘、一個(gè)河壩，還有三處坡面截流工程。象這樣的灌溉工程系統(tǒng)比單一的灌溉工程水利計(jì)算要復(fù)雜得多。下面我們介紹這種灌溉系統(tǒng)的水利計(jì)算方法。水利計(jì)算時(shí)首先要灌溉工程的可供水量。一、小型水利工程供水量計(jì)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(fù)蓄次數(shù)法年內(nèi)堰塘能重復(fù)蓄滿的次數(shù)（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(shù)法塘堰實(shí)際能達(dá)到的抗旱天數(shù)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(qiáng)度（m3/d/畝）；t——抗旱天數(shù)；——灌溉面積（萬畝）。3、徑流系數(shù)法利用徑流系數(shù)和降水資料估算塘堰供水量。W=0.1αPFη式中α——年徑流系數(shù)，可查水文手冊(cè)，一般為0.2-0.6；P——年降水量（）；F——集水面積（）；η——塘堰蓄水系數(shù)，考慮蒸發(fā)、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(qū)小型河道上的有壩取水稱為小型河壩。利用徑流系數(shù)和降水資料估算塘堰供水量。W=0.1αPFη式中α——徑流系數(shù)；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(shù)地區(qū)先選設(shè)計(jì)代表年，查取設(shè)計(jì)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(shù)的取值可參考下表：南方地區(qū)月徑流系數(shù)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(qū)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(qū)查水文手冊(cè)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(cè)得該地區(qū)多年平均徑流深為570mm,年徑流變差系數(shù)CV為0.4,偏態(tài)系數(shù)CS=2CV,求該水庫在保證率為75%.解:由CV、CS和灌溉設(shè)計(jì)保證率查《皮Ⅲ型頻率曲線KP值表》得KP為0.71。設(shè)計(jì)徑流深R=0.71*570=404.7設(shè)計(jì)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(jì)算出各月來水量.2、可供水量估算來水損失:棄水、蒸發(fā)、滲漏。（1）棄水．對(duì)已建小型水庫，如有實(shí)測(cè)資料，則對(duì)實(shí)測(cè)資料進(jìn)行分析，可得各種年份的棄水量。B.在缺乏實(shí)測(cè)資料時(shí)，可將汛期來水量乘以某一百分?jǐn)?shù)來估算棄水量（只有汛期存在棄水）。（2）蒸發(fā)根據(jù)水面蒸發(fā)資料進(jìn)行估算。（3）滲漏15可按各月蓄水量乘以某一損失系數(shù)來估算。庫盆地質(zhì)條件良好：取0.1%~1.0%(或取滲漏深0.3~0.5m/年)庫盆地質(zhì)條件中等：取1.0%~2.0%(或取滲漏深0.5~1.0m/年)庫盆地質(zhì)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(fā)-月滲漏二、山丘區(qū)蓄水、引水灌溉工程水利計(jì)算（一）分片包干系統(tǒng)各小型灌溉工程單獨(dú)分區(qū)進(jìn)行供水，用水時(shí)，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(jié)瓜系統(tǒng)長藤結(jié)瓜系統(tǒng)：用渠道把灌區(qū)內(nèi)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(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：可統(tǒng)一調(diào)度、聯(lián)合運(yùn)用、充分利用各種水源。長藤結(jié)瓜系統(tǒng)計(jì)算比較復(fù)雜，下面作一簡單分析。1．劃分平衡區(qū)一般可分：塘堰區(qū)——只有塘堰；低庫區(qū)——除有塘堰，還有位置低于渠道的小水庫；高庫區(qū)——除有塘堰，還有位置高于渠道的小水庫。2．水量調(diào)配計(jì)算（1）塘堰區(qū)調(diào)節(jié)計(jì)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(bǔ)充低塘。（2）低庫區(qū)調(diào)節(jié)計(jì)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(bǔ)低庫；⑦骨干水庫直接補(bǔ)渠入田河壩、坡面徑流有余水時(shí)補(bǔ)充低塘或低庫。（3）高庫區(qū)調(diào)節(jié)計(jì)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(bǔ)渠入田。河壩、坡面徑流有余水補(bǔ)充塘堰或高庫。（4）全灌區(qū)平衡計(jì)算統(tǒng)計(jì)骨干水庫用水量（各區(qū)要求骨干水庫的供水量之和）；計(jì)算骨干水庫的2來水量及可供水量；水量平衡計(jì)算。若骨干水庫不能滿足各區(qū)的補(bǔ)水要求，應(yīng)對(duì)各區(qū)用水作必要調(diào)整（如適當(dāng)調(diào)整灌水定額，灌水時(shí)間等。思考：蓄、提灌溉工程的水利計(jì)算？某蓄、提結(jié)合灌溉系統(tǒng)如下圖所示，考慮如何進(jìn)行水利計(jì)算。第四章§1灌排渠系規(guī)劃布置灌溉系統(tǒng)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(tǒng)和管道灌溉系統(tǒng)兩大類。本章介紹渠道灌溉系統(tǒng)。管道灌溉系統(tǒng)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(tǒng):（1）渠首工程（2）灌溉渠道：干、支、斗、農(nóng)渠等固定渠道（3）渠系建筑物16（4）田間渠系工程：毛渠(臨時(shí)渠道)、灌水溝哇等2、排水系統(tǒng)（1）田間排水工程：毛溝、腰溝、墑溝等（2）排水溝：干、支、斗、農(nóng)溝（3）排水建筑物：排水閘、涵、站等（4）排水容泄區(qū)：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(yīng)布置有高處，排水溝應(yīng)布置在低處。２）渠道和排水溝的長度和間距應(yīng)當(dāng)適宜，保證灌得上排得出。（2）灌溉渠道必須與排水溝統(tǒng)一規(guī)劃布置在規(guī)劃布置渠道時(shí)，必須同時(shí)考慮到排水溝的位置，在平原地區(qū)、圩區(qū)，渠道一般要服從排水溝布置（因?yàn)樵谄皆貐^(qū)，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(qū)渠系上方必須修撇洪溝（截洪溝）。（4）經(jīng)濟(jì)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(shí)要考慮行政區(qū)劃；也要考慮機(jī)耕方便；建筑物盡量聯(lián)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(chǎn)養(yǎng)殖等。二、丘陵山區(qū)灌排渠系的規(guī)劃布置山丘區(qū)的水利特點(diǎn)是：排水比較通暢，但干旱問題比較突出。在山丘區(qū)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(qū)的主要水利問題。因此山丘區(qū)灌排渠系的布置，以灌渠道布置為重點(diǎn)。山丘灌溉渠道布置的關(guān)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(nóng)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(nóng)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(guī)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(shè)涵洞或橋梁；渠道水位不夠則需建節(jié)制閘抬高水位。２.盡量采用聯(lián)合樞紐布置的形式目的是為節(jié)省投資和管理方便。如閘與橋常聯(lián)合修建，分水閘與節(jié)制閘常聯(lián)合修建。如總渠樞紐和江都水利樞紐。３.盡量采用定型設(shè)計(jì)和裝配式建筑物17４.盡量考慮采用當(dāng)?shù)夭男藿ǎ?多作經(jīng)濟(jì)比較，選擇最優(yōu)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(jìn)水閘：布置在干渠首端。２.分水閘：布置在各支渠、斗渠和農(nóng)渠渠首。斗首、農(nóng)首分水閘也叫斗門和農(nóng)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(jié)制閘聯(lián)合修建，保護(hù)重要建筑物和險(xiǎn)工渠段。（四）銜接建筑物渠道經(jīng)過一陡坎或坡面，時(shí)需建跌水或陡坡。１.跌水水位落差小于３ｍ時(shí)，宜建跌水。２.陡坡水位落差大于３ｍ時(shí)，宜建陡坡。這時(shí)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(guān)灌區(qū)。２．利用特設(shè)計(jì)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(nóng)渠上可采用特設(shè)量水設(shè)備?！?田間工程與地面灌溉方法一、田間工程(農(nóng)渠)和固定溝道(農(nóng)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(nóng)田基本建設(shè)工程。（一）田間工程的規(guī)劃要求田間工程規(guī)劃應(yīng)滿足以下基本要求：（1）有完善的田間灌排系統(tǒng)，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(shí)土壤濕潤均勻，排水時(shí)田面不留積水。（3）田塊的形狀和大小能適機(jī)械化需要，有利開提高土地利用率。（4）田間工程規(guī)劃時(shí)必須因地制宜，講求實(shí)效，實(shí)行山、水、田、林、路綜合治理，創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)、林、牧、副、漁全面發(fā)展。（二）條田規(guī)劃條田：末級(jí)固定灌溉渠道(農(nóng)渠)和末級(jí)固定溝道(農(nóng)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(nèi)部的灌溉網(wǎng)，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(nóng)渠→毛渠→輸水壟溝→灌水溝、畦（2）特點(diǎn)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(nóng)渠→毛渠→灌水溝、畦（2）特點(diǎn)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(nóng)渠灌入水稻格田。格田規(guī)劃要點(diǎn)：（3）在平原地區(qū)，格田方向以南北向?yàn)楹茫谧魑锿L(fēng)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(jié)水灌溉方法；（6）與早作田塊相鄰時(shí)，應(yīng)開設(shè)隔水溝?！?渠道流量計(jì)算一、渠道設(shè)計(jì)流量概論（２）是確定建筑物規(guī)模尺寸的主要依據(jù)。３．計(jì)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(dá)渠底，影響滲流。三、水的利用系數(shù)１．渠道水利用系數(shù)３．田間水利用系數(shù)４．灌溉水利用系數(shù)四、渠道的工作制度輪灌：同級(jí)渠道分組依次輪流灌溉。缺點(diǎn)：輸水損失大一般干、支渠續(xù)灌，斗、農(nóng)渠輪灌。五、推算各級(jí)渠道設(shè)計(jì)流量以如下渠系為例說明。h支水=Q支田凈Q支設(shè)。３．計(jì)算其它各條支渠設(shè)計(jì)流量４．推算干渠設(shè)計(jì)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(jí)渠水位銜接，確定是否需節(jié)制閘。確定渠道堤頂高程。27注意：正確確定支、斗、農(nóng)渠的計(jì)算長度?！?渠道縱橫斷面設(shè)計(jì)橫斷面設(shè)計(jì)：確定渠道邊坡、底寬、水深等。縱斷面設(shè)計(jì)：確定推算水位、確定渠底線、堤頂高程線等。一、渠道橫斷面設(shè)計(jì)對(duì)于梯形斷面渠道:28（二）橫斷面計(jì)算方法優(yōu)點(diǎn)：比試算法簡便，比圖解法精度更高。２．計(jì)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(jié)果。（三）設(shè)計(jì)參數(shù)的確定（１）接近地面比降（２）Ｑ大，則ｉ宜?。ǚ罌_?。ǎ常┢皆貐^(qū)ｉ小，山丘區(qū)ｉ大２．渠床糙率ｎ請(qǐng)同學(xué)思考：ｎ取值偏大會(huì)造成什么后果？ｎ取值偏小會(huì)造成什么后果？３．邊坡系數(shù)ｍm大,則工程占地多,輸水損失大m小,邊坡不穩(wěn)定取值：（１）土質(zhì)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(shè)計(jì)水深之比有三種寬深比解：（１）最優(yōu)水力斷面b=0.828*4.88=4.04(m)（２）實(shí)用經(jīng)濟(jì)斷面31（３）相對(duì)穩(wěn)定斷面最優(yōu)水力斷面水深最大，實(shí)用經(jīng)濟(jì)斷面次之。相對(duì)穩(wěn)定斷面最小。（四）橫斷面設(shè)計(jì)步驟（１）擬定或估算各設(shè)計(jì)參數(shù)（ｉ、ｎ、ｍ、b等）。（２）計(jì)算設(shè)計(jì)水深和底寬（ｈ、ｂ），校核不沖不淤。思考：發(fā)生沖刷或淤積，怎么辦？調(diào)整寬深比或比降流量一定時(shí)，ｂ大，則ｖ小，ｉ大，則ｖ大。（３）計(jì)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(nóng)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(huì)影響作物的正常生長，甚至使作物死亡。因此缺水時(shí)需灌水，水多時(shí)則需排水。前面已學(xué)了灌溉理論，本章開始學(xué)習(xí)農(nóng)田排水理論。農(nóng)田水分太多可能造成的災(zāi)害有洪、澇、漬和鹽堿等。下面分別說明什么是澇災(zāi)、漬害和鹽害，并介紹農(nóng)田的排水要求、排水標(biāo)準(zhǔn)和排水措施等。一、澇災(zāi)、漬害和鹽害（一）澇災(zāi)(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(chǎn)或失收的災(zāi)害。2．澇災(zāi)與洪災(zāi)的區(qū)別澇災(zāi)：當(dāng)?shù)亟涤暌鸬孛娣e水。洪災(zāi)：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(xù)陰雨致使土壤過濕而危害作物正常生長的災(zāi)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(qū)（3）耕層滯水有粘土隔層、犁底層（4）地勢(shì)低洼如興化、建湖、泰縣溱潼鎮(zhèn)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(qū)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(zāi)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(dá)到地面形成過程1）地面蒸發(fā)、毛管水上升至地面；2）水蒸發(fā)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(dāng)（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(qū)；濱海地區(qū)；二、農(nóng)田排水要求和排水標(biāo)準(zhǔn)（一）農(nóng)田排水要求1．除澇排水要求使作物淹水深度和淹水時(shí)間在不影響作物正常生長的允許范圍之內(nèi)。（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(shí)間也應(yīng)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(guān)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(duì)地下水埋深的要求。（1）土壤含水量與地下水埋深的關(guān)系（2）地下水埋深與產(chǎn)量的關(guān)系（37-30.5~1.2m。（43．治鹽要求在有鹽堿化威脅的地區(qū)，土壤會(huì)不會(huì)產(chǎn)生鹽堿化，與地下水位埋深有關(guān)，若地下水很深，則不可能產(chǎn)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(jìn)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(duì)不同的地下水含鹽量、不同的土質(zhì)，地下水臨界埋深不同，我國北方部分地區(qū)地下水臨界埋深見表7-4。（二）農(nóng)田排水標(biāo)準(zhǔn)1．除澇標(biāo)準(zhǔn)通常以排除某一重現(xiàn)的暴雨所產(chǎn)生的徑流作為排澇標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)太高、排澇效益好，但排澇工程規(guī)模太大、投資太大；標(biāo)準(zhǔn)低、投資低，但不能解決排澇問題，因此需要定出一個(gè)高低適宜的排澇標(biāo)準(zhǔn)。有條件時(shí)可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析論證確定。一般可按《規(guī)范》或本地區(qū)的有關(guān)規(guī)定確定。按新規(guī)范，排澇標(biāo)準(zhǔn)為5~10年一遇。江蘇?。喝沼炅?50~200mm，不受澇（二日排出），相當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)以設(shè)計(jì)排漬深度和耐漬深度作為排澇標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)排漬深度：日常情況下地下水位的埋深要求。設(shè)計(jì)耐漬深度：暴雨后規(guī)定時(shí)間內(nèi)要求地下水位達(dá)到的埋深，比如3天內(nèi)地下水位要求降到0.5米深。按規(guī)范，降漬要求為：343~4d內(nèi)地下水位降至0.3~0.6m水稻0.4~0.6m另外水田應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)地下水位應(yīng)控制在臨界深度以下。P190，表7-4。江蘇降漬防鹽標(biāo)準(zhǔn)：基本控制地下水位在1~1.2米，鹽堿地區(qū)還要適當(dāng)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(nóng)業(yè)措施：（1）易澇地區(qū)種耐澇作物。（2）局部洼地可作蓄澇養(yǎng)殖區(qū)。（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(wǎng)水位，從而控地下水位。（3）節(jié)水灌溉。（4）灌排分開，水旱分開2．農(nóng)業(yè)措施：（1）改良土壤，消除滯水層（深耕曬垡、增施有機(jī)肥）。（2）種植耐漬品種，（如圩區(qū)應(yīng)種水稻、不種棉花）。（3）生物排水（沿溝、沿路種養(yǎng)、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(shè)施的前提下，大定額灌溉（洗鹽）。（注：只灌不排則有可能產(chǎn)生次生鹽堿化）（2）地表水地下水聯(lián)合運(yùn)用。2．農(nóng)業(yè)措施：（1）種水稻，是改良鹽堿地的一個(gè)重要方法。（2）種植耐鹽作物。3．化學(xué)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(tǒng)規(guī)劃布置一、明溝排水系統(tǒng)的組成田間排水工程（毛、腰、墑溝）排水溝道系統(tǒng)（干、支、斗、農(nóng)溝）排水閘、涵、站等建筑物排水承泄區(qū)（江、河、湖、海等）二、明溝排水系統(tǒng)的類型351．一般排水系統(tǒng)（1）排水溝道系統(tǒng)組成：干、支、斗、農(nóng)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(qū)；干旱、半干旱地區(qū)。2．綜合利用排水系統(tǒng)（也稱河網(wǎng)）（1）組成1）骨干河網(wǎng)干河（一級(jí)河）支河（二級(jí)河）2）基本河網(wǎng)大溝（三級(jí)河）中溝（四級(jí)河）相當(dāng)于干溝相當(dāng)于支溝相當(dāng)于斗溝小溝（豐產(chǎn)溝，生產(chǎn)河）相當(dāng)于農(nóng)溝3）墑網(wǎng)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(yǎng)殖、航道等作用。（3）河網(wǎng)的主要特征（河網(wǎng)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(wǎng)：水系成網(wǎng)，調(diào)度靈活。平：