灌溉排水工程学灌溉管道系统
灌溉排水工程学期末复习(1～5章)
灌溉排水工程学期末复习（1～5章）第一章 农村灌溉原理凋萎系数：作物产生永久凋萎时的土壤含水量，其数量包括全部的吸湿水和部分薄膜水。
它是作物可利用水量的下限。
田间持水量（率）：土壤中悬着毛管水达到最大时的土壤含水量，包括全部吸湿水、膜状水和毛管悬着水。
蒸发过程的三个阶段？答：①稳定蒸发阶段，系指灌水、降雨入渗刚结束，土壤含水量高，向上输送水分的能力强，这时土壤水分的蒸发强度ε（单位时间单位地面蒸发的水量）主要取决于大气的蒸发力。
②开始于土壤含水率逐渐减少到k θθ≤（某一临界含水率值）时，由于土壤含水率降低，土壤向上输送水分的能力减弱，土壤水分的蒸发强度取决于大气蒸发力与土壤向上输送水分能力二者的制约关系。
③水汽扩散阶段，当地表土壤含水率很低时，地表形成一层干土，干土层下的水分向上运动移至干土层底部时，以水汽扩散的形式穿过干土层进入大气。
农田水分不足的原因及调节措施？答：原因：①降雨量不足；②降雨入渗量少，径流损失较多；③土壤保水能力差，渗漏及蒸发损失水量过大。
措施：①灌溉；②采用适当的农业技术措施，改善土壤结构。
农田水分过多的原因及调节措施？答：原因：①大气降水补给农田水分过多；②洪水泛滥、湖泊漫溢、海潮侵袭或地面径流汇集等使低洼地积水成灾；③地下水位过高，上升毛管水不断向上补给；或因地下水从坡地溢出，大量补给农田水分；④地势低洼，出流条件不好。
措施：①防止高地地面径流和地下径流向低地汇集；②加速地面径流的排出；③加速地下径流的排出，把地下水位控制在允许的深度；④排出滞留在作物根系吸水层土壤中的过多水分；⑤改善土壤结构，提高土壤的通气、透水性能，加速土壤水分的下渗和排出，防止土壤积水。
作物需水量：指生长在大面积上的无病虫害作物，土壤水分和肥力适宜时，在给定的生长环境中能取得高产潜力的条件下为满足植株蒸腾和棵间蒸发，组成植物株体所需的水量。
作物需水量的影响因素？答：①作物因素：不同种类的作物需水量有很大的差异；②气象因素：降水、辐射、气温、空气湿度、风速等；③土壤因素：质地、颜色、含水量、有机质含量、养分状况等；④农业技术：农业栽培技术水平的高低直接影响水量消耗的速度。
农田水利渠道灌溉与排水
按控制面积大小和水量分配
支渠
层次又可把灌溉渠道分为若
干等级：
➢大、中型灌区的固定渠道一 般分为干渠、支渠、斗渠、 农渠四级；
➢农渠以下的小渠道一般为季 节性的临时渠道。
灌溉与排水工程
一、灌溉渠系概述
1.灌溉渠系的组成
退、泄水渠道包括渠首排沙渠、中途泄水渠和渠尾退水渠。 ➢主要作用：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，达到 调节渠道流量、保证渠道及建筑物安全运行的目的。 ➢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、支渠的末端应设退水渠道。
渠道防渗主要技术类别
• 土料压实防渗 • 水泥土护面防渗 • 石料衬砌防渗 • 混凝土衬砌防渗 • 加筋混凝土防渗（钢筋、高分子纤维等） • 膜料(塑料薄膜等)防渗 • 沥青护面防渗
渠道的等级划分
土料压实防渗
水泥土护面防渗
石料衬 砌防渗
石料衬砌防渗
浆砌块石衬砌防渗
碎石垫层
浆砌块石
灌溉与排水工程 二、干、支渠的规划布置形式
２）平原区灌区的干、支渠布置
灌溉与排水工程
二、干、支渠的规划布置形式
3）圩垸区灌区的干、支渠布置
➢分布在沿江、滨湖低洼地区的圩垸区，地势平坦低洼，河 湖港汊密布、洪水位高于地面，必须依靠筑堤圈圩才能保证 正常的生产和生活，一般没有常年自流排灌的条件，普遍采 用机电排灌站进行提排、提灌。面积较大的圩垸，往往一圩 多站，分区灌溉或排涝。 ➢圩内地形一般是周围高、中间低。 ➢灌溉干渠多沿圩堤布置，灌溉渠系通常只有干、支两极。
灌溉与排水工程
四、渠系建筑物的规划布置
渠系建筑物：各级渠道上的建筑物 1．引水建筑物 2．配水建筑物 1）分水闸 ➢建在上级渠道向下级渠道分水的地 方。 ➢斗、农渠的进水闸惯称为斗门、农 门。 ➢结构形式有开敞式和涵洞式两种。
灌溉排水工程学课程教学大纲
灌溉排水工程学课程教学大纲课程名称：灌溉排水工程学（Irrigation and Drainage Engineering）课程编码：Z106004 总学时/总学分：48/3理论学时/理论学分：40/2.5 实验学时/实验学分：8/0.5 适用专业：农业水利工程开课单位：水利建筑工程学院一、课程性质及目的1、课程性质灌溉排水工程学是农业水利工程专业的专业必修课。
2、课程目的课程教学所需达到的目的主要是使学生掌握农田灌溉排水工程的规划设计理论及方法，其中要求学生了解农田土壤水分的基本知识，非充分灌溉原理与作物水分生产函数，灌排系统管理的基本知识，灌溉排水对环境的影响与评价，灌排工程效益与经济评价，掌握农田土壤水分的基本理论，作物需水量与灌溉制度的确定，灌溉用水量与灌水率的制定，灌水方法与灌水技术；重点掌握灌溉渠道系统流量推算的基本理论，灌溉排水渠道的横纵断面设计的计算方法。
二、课程内容及要求绪论1学时教学要求：要求了解灌溉排水工程学的研究对象和基本内容，我国灌溉排水事业现状及发展趋势，学习本课程的方法。
查阅我国和世界古代灌溉排水工程发展历程相关资料。
采用课堂讲授为主，多媒体课件为辅的教学方法和教学形式。
第一章农田灌溉原理10学时实验6学时教学要求：要求了解农作物对农田水分状况的要求和土壤水分运动的基本原理。
理解土壤—作物—大气连续体水分运动原理，掌握作物需水量、灌溉制度，作物水分生产函数、灌溉用水量与灌水率概念。
掌握农田水分和土壤含水量的表示和测定方法，作物需水量确定，充分灌溉条件下农作物灌溉制度制定、设计灌水率和灌溉用水过程线的方法。
采用课堂讲授为主，多媒体课件为辅的教学方法和教学形式。
实验内容：土壤水势、水分特征曲线测定，测定土壤的饱和含水率、田间持水率、凋萎系数，4学时植物需水量测定，植物的耗水量，2学时第二章灌水方法与灌水技术4学时实验2学时教学要求：了解地面灌水方法，提高地面灌水技术对于节省灌溉水量和增加作物产量的重要性。
一体化灌溉排水管道系统及施工方法
一体化灌溉排水管道系统及施工方法一、背景技术在农田水利工程建设中，为了作物灌溉、排水降渍，一般需要分别埋设灌溉压力管道、排水暗管(渗管)，令两者结合形成灌溉排水系统进行使用。
其中，灌溉管道用于灌溉，排水管道用来除地下水，降低过高的地下水位。
但是在使用过程中发现，虽然在预埋排水暗管时做了一定的防护措施，但是仍然会因为长久时间积累或防护措施损坏导致排水暗管内出现泥土淤积，在泥土淤积过多时则严重影响了其排水效果，而对其进行清理需要重新将排水暗管挖出，其操作步骤繁琐、费时费力，严重影响了灌溉排水系统的使用效果。
二、技术方案针对上述问题，提供一种结构简单、使用便利的一种一体化灌溉排水管道系统及施工方法。
（一）为了实现上述目的，技术方案是：一种一体化灌溉排水管道系统，包括灌溉管、排水管，灌溉管与排水管相连接，所述灌溉管有若干个且若干个灌溉管均呈左低右高的倾斜状设置在土地上方，若干个灌溉管的右端均与第一分流管相连通，第一分流管顶端与第一进水箱体相连通；所述排水管有若干个且排水管与灌溉管相对应设置，排水管与灌溉管之间通过连接架固定连接；若干个排水管均呈左高右低的倾斜状设置在土地内，若干个排水管左端均与第二分流管相连通，第二分流管与设置在土地上方的第二进水箱体相连通，若干个排水管右端均与汇流管相连通，汇流管与设置在土地内的汇流箱体相连通，汇流箱体与第一进水箱体通过返流管道相连通，返流管道上设置有抽水水泵。
1、灌溉管前后两侧等间距设置有灌溉通孔并通过灌溉通孔进行土地灌溉操作。
2、灌溉管底端设置有支撑组件并通过支撑组件与土地表面相连接；所述支撑组件包括弹性环、安装柱、套筒，安装柱底端套接在套筒顶端内侧且安装柱与套筒螺纹连接；套筒底端呈圆锥状插入土地内，安装柱顶端与弹性环底端固定连接，弹性环呈开口圆环状且开口朝上设置。
3、排水管包括导流件、顶环、无纺布，导流件呈半截圆管状，导流件上沿导流件的长度方向等间距设置有若干个顶环，顶环呈圆弧状设置在导流件上方，顶环的两端与导流件前后侧面固定连接，顶环外侧粘附有无纺布。
农田水利学—管道灌溉系统
第五章管道灌溉系统地面灌溉的缺点：（1）水的利用率低；（2）灌水质量差；（3）劳动强度大。
优点是投资费用低。
经济条件较好或水资源短缺的地区应尽量采用更高效、节水的灌水方法。
比地面灌溉更高效、更节水的灌水方法就是管道灌溉。
管道灌溉分喷灌、微灌、低压管灌等类型。
首先学习如何进行喷灌系统规划设计。
第一节喷灌一、概述（一）什么是喷灌利用机械加压或利用高处自然水头，使水通管道经过喷头射到空中，并分散成水滴洒落到田面上，如同降雨一样湿润土壤的灌水方法。
曾叫人工降雨，后来为了与高空撒干冰和碘化银等人工降雨相区别，改称为喷灌。
（二）优缺点1.优点：（1）增产灌水均匀度好；能调节田间空气的温度和湿度。
（2）节水避免了渠灌的输水损失；可避免田间深层渗漏（旱作）。
（3）节地减少了渠道占地。
（4）省工节省田间灌水管理劳力；减少土地平整费用；利用喷灌可以施化肥、喷农药。
（5）保持水土可避免地表径流，防止水土流失要求喷灌强度≤土壤渗吸速度，即不允许产生地表径流。
（6）适应性强可适用于不平整的土地，坡地。
2.缺点: （1）投资和运行费用高（2）受风影响大一般风力大于３级就不宜喷灌。
二、喷灌系统的组成与分类（一）组成（1）水源工程河流、水库、塘坝、水井、渠道等。
（2）水泵和动力机离心泵、长轴井泵等；电动机、柴油机（3）管道系统干管、支管、竖管（立管）（4）喷头（5）附属工程或设备如管道上的镇墩、阀门井；控制阀、安全阀、压力表、水表等。
（二）喷灌系统的分类根据组成特点的不同，分管道式喷灌系统和机组式喷灌系统，前者以管道为主，后者以机组为主体。
1、管道式喷灌系统管道为系统的主体部分（1）固定式机泵、干支管均固定。
（2）移动式机泵和干、支管均可移动。
（3）半固定式机泵和干管固定，支管可移动。
优点缺点适用作物固定式管理方便投资高灌水频繁、经济价值较高的作物，如蔬菜、经济苗木等移动式投资低管理不便一般的经济作物或大田作物半固定式介于前者之间一般的经济作物2、机组式喷系统（1）行喷式绞盘式、中心支轴式、平移式、滚移式（2）定喷式单喷头机组、多喷头机组；手抬式、手推车式、拖拉机悬挂。
第四章灌溉管道系统介绍
意的几个方面： 5）支管应尽量与作物种植和耕作方向一致。
6）尽量减少输水的水头损失。
7）应根据轮灌的要求设有适当的控制设备。 8）在管道起伏的高处应设排气装置，低处应设泄水装置。
§4.2 灌溉管道系统的规划布置
管网布置应注意的几个方面： 9）穿路（河）管线，尽可能与路（河）垂直。
（1）水泥土管：适于缺少砂石的平原地区
（2）素混凝土管：尽量在现场附近浇制
（3）圬工涵管：一般承受50kPa以下内压 （4）石棉水泥管：承压600kPa以下
§4.3 管道的种类及其规格
2 固定管道的种类及其适用范围
（5）塑料管：承压400~1000kPa （6）钢筋混凝土管：承压400~500kPa （7）铸铁管：一般可承压1MPa
1 管道系统的组成与分类 2 管道系统的规划布置 3 管道的种类及其规格 4 管道附件 5 管道系统的工作制度 6 管道系统的流量与压力推算 7 灌溉管道系统的结构设计
§4.6 流量与压力推算
1 树枝状管网的水力计算
(1)沿程水头损失
Qm h f fL b d
hf：沿程水头损失，m; f：摩擦系数； L：管道长度，m； Q：流量，m3/h;
（8）钢管：可承压1.5~6.0MPa
§4.3 管道的种类及其规格
3 移动管道的种类及其适用范围
按其软硬程度分： （1）软管：用完可卷起来移动或收藏 （2）半软管：水放空后横断面还基本能保持圆形，也可卷 成盘状，但盘的直径较大 （3）硬管：一般每节6~9m长
§4.3 管道的种类及其规格
3 移动管道的种类及其适用范围
（2）灌区的面积大小、形状和地形
（3）作物的分布 （4）耕作方向
（5）灌溉季节的风速风向
《灌溉排水工程学》第五章：灌溉工程(渠首、输配水工程、田间工程)及排水沟道系统
3、灌溉方式 灌溉方式的确定：根据作物组成、地形、土壤、水源等条 件，结合灌区分区和土壤改良区划，经分析论证后确定。 4、灌区道路、林带与居民点的规划布置 道路：应尽量与灌排系统的布置相协调。 林带：应充分利用渠、沟外坡、塘边、路旁的空地结合防 风、防沙种植树木。 居民点：应尽量少占耕地，以原有的自然村进行改建。 输电线路和通信线路应进行专项设计。
井水利用
1）管井：井径小、深度大，一般采用机
械提水，又称机井。
结构：把井壁管和滤水管连接起来，垂
直安装在已打成的井孔中，井壁管安装 粘 在隔水层部位和不拟开采的含水层高度 土 范围，滤水管安装在开采的含水层高度 球
范围，管井最下部为沉淀管（沉淀流入
井中的泥沙）。在取水的含水层段，井
滤 料
管与井孔的环状间隙中，填入经过筛选
无坝取水口 布置平面图
①河槽主流在凹岸； ②弯道处横向环流使其表层为清流； ③避开凹岸水流顶冲取水口。
横向环流：
引水角，即引水渠轴线与河道水流所形成的夹角，应为锐 角，通常采用30~45 °。 若灌区位置及地形条件限制，无法把渠首布置在凹岸而必 须放在凸岸时，可把渠首放在凸岸中点的偏上游处。
无 进水闸：控制入渠流量 坝 渠 首 冲沙闸：冲走淤积在进水闸前的泥沙 的 组 成 导流堤：平时导流引水、防沙，枯水期截断水流
百丈堤
鱼嘴 金钢堤 内 外江 江
飞沙堰 宝瓶口
都
宝 瓶
江
口
堰
全
景
图
飞沙 堰
鱼嘴
都江堰全景图
（2）有坝取水：当河流水源较丰富，而水位较低，不能 满足引水灌溉要求时，在河床上修拦河坝(又称壅水坝、 溢流坝或滚水坝)，抬高水位，以便自流引水灌溉。这种 引水方式叫有坝(或低坝)取水，所建工程称有坝渠首。
灌溉管道系统
灌溉管道系统的分类与组成
分类
根据不同的分类标准，灌溉管道系统可以分为多种类型，如按水流方式可分为压 力灌溉和自流灌溉；按管道材质可分为塑料管、金属管和混凝土管等。
组成
灌溉管道系统主要由输水管、配水管、灌水器等组成。输水管负责将水从水源输 送到农田，配水管则将水分配到各个灌水器，灌水器直接对农作物进行灌溉。
设备安装
按照设备使用说明书，正 确安装灌溉设备，确保设 备运行稳定、安全。
系统调试
对整个灌溉管道系统进行 调试，检查各部分是否正 常运行，调整设备参数以 满足灌溉需求。
系统的运行与维护
定期巡检
系统维护
定期对灌溉管道系统进行检查，发现 异常及时处理，确保系统正常运行。
定期对灌溉管道系统进行维护，清理 管道内的沉积物、检查管道是否有破 损等，确保系统供水质量。
通过灌溉管道系统，能够实现 精准灌溉，减少水资源的浪费 ，保护生态环境。
促进农业现代化
灌溉管道系统的推广和应用， 有助于推动农业现代化进程，
提高农业生产效率。
未来发展趋势与挑战
技术创新
环保要求
随着科技的不断进步，未来灌溉管道系统 将更加智能化、自动化，提高灌溉效率和 节水效果。
随着环保意识的提高，未来对灌溉管道系 统的环保要求将更加严格，需要采取更加 环保的材质和工艺。
管道的铺设与固定
管道基础处理
平整管道铺设区域，确保管道基 础坚实、稳定，防止沉降和位移。
管道铺设
按照设计方案，将管道放置在基础 之上，确保管道连接正确、顺畅。
管道固定
采用适当的支撑和固定措施，防止 管道受到外力作用产生位移或变形。
灌溉设备的安装与调试
设备选型
根据灌溉需求和设计方案， 选择合适的灌溉设备，如 喷头、滴头、水泵等。