灌溉水源和取水方式
农业灌溉技术实施方案
农业灌溉技术实施方案第1章引言 (3)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的和意义 (3)1.3 研究内容与方法 (4)第2章农业灌溉概况 (4)2.1 农业灌溉现状 (4)2.2 农业灌溉存在的问题 (4)2.3 农业灌溉发展趋势 (5)第3章灌溉水源与取水工程 (5)3.1 灌溉水源分析 (5)3.1.1 水源类型 (5)3.1.2 水源质量 (6)3.1.3 水源供需分析 (6)3.2 取水工程规划与设计 (6)3.2.1 取水方式 (6)3.2.2 取水工程布局 (6)3.2.3 取水工程设计 (6)3.3 水源调配与优化 (6)3.3.1 水源调配策略 (6)3.3.2 水源调度管理 (6)3.3.3 水源优化措施 (7)第4章灌溉制度与灌溉技术 (7)4.1 灌溉制度的确定 (7)4.1.1 灌溉制度概述 (7)4.1.2 灌溉制度的制定原则 (7)4.1.3 灌溉制度的制定方法 (7)4.2 灌溉技术选择 (7)4.2.1 灌溉技术概述 (7)4.2.2 灌溉技术选择原则 (7)4.2.3 常用灌溉技术介绍 (8)4.3 灌溉制度的实施与调整 (8)4.3.1 灌溉制度的实施 (8)4.3.2 灌溉制度的调整 (8)第五章灌溉设施与设备 (8)5.1 灌溉设施选型与配置 (8)5.1.1 灌溉设施选型原则 (8)5.1.2 灌溉设施类型 (8)5.1.3 灌溉设施配置 (9)5.2 灌溉设备安装与调试 (9)5.2.1 设备安装 (9)5.2.2 设备调试 (9)5.3.1 设施维护 (9)5.3.2 设施管理 (9)第6章节水灌溉技术 (10)6.1 节水灌溉原理与方法 (10)6.1.1 节水灌溉原理 (10)6.1.2 节水灌溉方法 (10)6.2 节水灌溉技术应用 (10)6.2.1 喷灌技术 (10)6.2.2 滴灌技术 (10)6.2.3 节水灌溉设备研发与应用 (11)6.3 节水灌溉效益分析 (11)6.3.1 水资源利用效率提高 (11)6.3.2 农业产量和品质提升 (11)6.3.3 节能减排 (11)6.3.4 农民增收 (11)第7章自动化灌溉系统 (11)7.1 自动化灌溉系统概述 (11)7.2 自动化灌溉系统设计 (12)7.2.1 系统组成 (12)7.2.2 设计原则 (12)7.3 自动化灌溉系统运行与维护 (12)7.3.1 运行管理 (12)7.3.2 维护保养 (12)第8章灌溉管理与优化 (13)8.1 灌溉管理组织与制度 (13)8.1.1 灌溉管理机构设置 (13)8.1.2 灌溉管理制度 (13)8.1.3 人员培训与考核 (13)8.2 灌溉优化方法与应用 (13)8.2.1 灌溉制度优化 (13)8.2.2 灌溉技术优化 (13)8.2.3 灌溉设备优化 (13)8.3 灌溉调度与决策支持 (13)8.3.1 灌溉调度策略 (14)8.3.2 决策支持系统 (14)8.3.3 水资源监测与评估 (14)8.3.4 灌溉信息化建设 (14)第9章灌溉对农业生态环境的影响 (14)9.1 灌溉对土壤环境的影响 (14)9.1.1 土壤结构变化 (14)9.1.2 土壤盐渍化 (14)9.1.3 土壤养分变化 (14)9.2 灌溉对水环境的影响 (14)9.2.2 水资源利用效率 (15)9.2.3 河流、湖泊生态环境影响 (15)9.3 灌溉对生态环境的保护与修复 (15)9.3.1 优化灌溉制度 (15)9.3.2 发展节水灌溉技术 (15)9.3.3 恢复与保护灌溉区域生态环境 (15)9.3.4 生态灌溉模式摸索 (15)第10章实施效果评价与展望 (15)10.1 实施效果评价方法 (15)10.1.1 评价指标体系构建 (15)10.1.2 评价方法选择 (15)10.2 实施效果评价与分析 (15)10.2.1 实施效果评价过程 (16)10.2.2 评价结果分析 (16)10.2.3 实施效果对比 (16)10.3 农业灌溉技术发展展望 (16)10.3.1 技术发展趋势 (16)10.3.2 政策与产业支持 (16)10.3.3 创新与挑战 (16)10.3.4 发展建议 (16)第1章引言1.1 研究背景全球气候变化和人口增长的挑战，农业灌溉面临着提高水资源利用效率和保障粮食安全的双重压力。
农田水利学复习
灌溉用水量一、名词解释1.吸湿系数吸湿水达到最大时的土壤含水率称为吸湿系数。
2.凋萎系数植物开始发生永久凋萎时的土壤含水率，也称凋萎含水率或萎蔫点。
3.田间持水率农田土壤某一深度内保持吸湿水、膜状水和毛管悬着水的最大含水量。
4.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、土壤蒸发及组成植株体所需的水量。
5.灌溉制度按作物需水要求和不同灌水方法制定的灌水次数、每次灌水的灌水时间和灌水定额以及灌溉定额的总称。
6.灌水定额一次灌水在单位灌溉面积上的灌水量。
7.灌溉定额各次灌水定额之和。
8.灌水率(灌水模数)单位灌溉面积上的灌溉净流量q净。
9.灌溉设计保证率是指灌区灌溉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比表示。
二、简答1.简述农田土壤水分的存在形式。
按农田土壤水分存在的三种基本形式为地面水、土壤水和地下水。
其中土壤水是与作物生长关系最密切的水分存在形式，按形态可分为气态水、吸着水、毛管水和重力水。
2.土壤含水量的表示方法有哪几种？它们之间的换算关系怎样？主要有四种：质量百分数，以水分质量占干土质量的百分数表示；体积百分数，以土壤水分体积占土壤体积的百分数表示，或以土壤水分体积占土壤孔隙体积的百分数表示；相对含水率，以土壤实际含水率占田间持水率的百分数表示；水层厚度，将某一土层所含的水量折算成水层厚度，以mm计。
3.简述土壤水的有效性。
土壤水按是否能被作物利用而划分为无效水、过剩水和有效水。
其中无效水是指低于土壤吸着水（最大分子持水率）的水分，过剩水是指重力水，有效水是指重力水和无效水之间的毛管水。
4.何谓旱灾、洪灾、涝灾和渍害？农田水分不足引起作物产量减少或绝收的灾害称为旱灾。
洪灾主要是指河、湖泛滥开形成的灾害。
涝灾是指旱田积水或水田淹水过深，导致农业减产的现象。
渍害是指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，导致农作物头疼或失收的现象。
农田水利学重点归纳
The Importance(Aki ver.)【绪论】(一)调节农田水分状况农田水分状况一般是指农田土壤水、地面水和地下水的状况及其相关的养分、同期、热状况。
农田水分的不足或过多，都会影响作物的正常生长和作物的产量。
调节农田水分状况的水泥措施一般有：1、灌溉措施即按照作物的需要，通过灌溉系统有计划的降水量输送和分配到田间，以补充农田水分的不足2、排水措施即通过修建排水系统将农田内多余的水分（包括地面水和地下水）排入容泄区（河流或湖泊等），使农田处于适宜的水分状况。
在易涝易碱地区，排水系统还有控制地下水位和排盐作用。
控制地下水位对增产的重要性,近年来已越来越被人们所认识和重视.(二)改变和调节地区水情地区水情主要指地区水资源的数量、分布情况及其动态。
改变和调节地区水情的措施，一般可分为以下两种：1、蓄水保水措施通过修建水库、河网和控制利用湖泊、地下水库以及大面积的水土保持和田间蓄水措施，拦蓄当地径流和河流来水，改变水量在时间上（季节或多年范围内）和地区上（河流上下游之间、高低地之间）的分布状况，通过蓄水措施可以减少汛期洪水流量，避免暴雨径流向低地汇集，可以增加枯水时期河水流量以及干旱年份地区水量储备2、调水、排水措施主要是通过引水渠道，使地区之间或流域之间的水量互相调剂，从而改变水量在地区上的分布状况。
用水时期借引水渠道及取水设备，自水源（河流、水库、河网、地下含水层等）引水，以供地区用水。
某一地区水源缺乏时，可借人工河道自水源充足地区调配水量.研究最有效的利用水资源的科学理论，合理调配水资源，最大限度的保证各部门用水要求，同时解决好洪涝灾害，便成为我国水资源工程现代化的一个重要内容，需要研究以下问题：1、在深入调查水量供需情况的基础上，研究制定地区长远的水资源规划及水土资源平衡措施2、研究当地地面水、地下水和外来水的统一开发机联合运用，应用系统工程的理论与方法，寻求水资源系统的最优规划、扩建和运行方案3、研究洪涝规律，采取有效措施，接触洪涝威胁，并同水资源开发利用结合起来统一规划，做到洪涝旱碱综合治理4、研究水资源开发、利用和保护等方面的经济效益、生态环境和社会福利问题，探求符合社会主义经济市场原则的水资源系统规划、华丽的经济论证方法、总之，无论是调节农田水分状况或是地区水情，都要认识自然规律，总结水利建设的经验，坚持科学态度，讲究经济效益并从理论和技术上解决农田水利现代化中出现的性问题,把农田水利科学技术不断推向前进【第一章农田水分状况和土壤水分运动】(一)农田水分状况凋萎系数——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田间持水率——灌水两天后土壤所能保持的含水率农田水分过多的原因1、降水量过大2、河流洪水泛滥、湖泊满溢，海潮侵袭和坡地水进入农田3、地形低洼，地下水汇流和地下水位上升4、出流不畅农田水分不足的原因1、降雨量不足2、降雨形成的地表径流大量流失3、土壤保水能力差，水分大量渗漏4、蒸发量过大(二)土壤-作物-大气连续体水分运动的概念SPAC(soil-plant-atmosphere continum)——在研究有作物生长条件下农田水分运动时，大部分需要分析农田水分状况和水分在土壤中的运动，还需要考虑土壤水分向根系的运动和植物体中液态水分的运动以及自植物叶面和土层向大气的水汽扩散运动等。
第六章灌溉水源与取水方式
河岸式取水
直接在河岸边建设取水设 施，通过水泵将水抽入灌 溉系统。适用于河岸较稳 定、水位较高的地区。
浮船式取水
在河流中设置浮船，通过 水泵将水从浮船抽入灌溉 系统。适用于水位变化大 、河岸不稳定的地区。
湖泊取水
岸边式取水
在湖泊岸边建设取水设施，通过水泵 将水抽入灌溉系统。适用于湖泊水位 较稳定、岸边地形较平坦的地区。
根据地形、地质、水文等条件，选择合适的管径、管材和埋设深 度，确保输水安全和经济性。
管网优化方法
通过水力计算和经济分析，确定合理的管网布局和管径组合，降低 输水能耗和成本。
管网维护管理
定期检查管道状况，及时维修和更换损坏部分，确保输水管网正常 运行。
06
取水方式对灌溉系统影响分析
不同取水方式对灌溉水质影响
井的维护
定期对井进行清洗、消毒和维护 ，确保井水的清洁和安全。
泉灌取水
泉的类型
根据泉水出露的形式和特征，选择合适的泉型， 如上升泉、下降泉、间歇泉等。
泉的开发利用
根据泉水的流量和水质，制定合理的开发利用方 案，如修建引水渠、蓄水池等。
泉的保护
加强对泉源地的保护，防止污染和破坏，确保泉 水的可持续利用。
在水库坝后建设取水设施，通过水泵 将水抽入灌溉系统。适用于水库水位 较低、坝后地形较复杂的地区。
03
地下水取水方式
井灌取水
井的类型
根据地质条件和水文条件，选择 合适的井型，如管井、大口井、
辐射井等。
井的布局
根据地形、地貌、水文地质条件 和作物种植结构等因素，合理布 置井位，以达到最优的灌溉效果
。
不同取水方式对灌溉水量影响
河流取水
河流取水量受到河流径流量和季 节性变化的影响。在枯水期，河 流取水量可能会减少，需要采取 相应的调度措施。
《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。
农田水利学5-(1)灌溉渠道规划
二、地下水取水建筑物
由于不同地区地质、地貌和水文地质条件不同，地下水开采 利用的方式和取水建筑物的形式也不相同。根据不同的开 采条件，大致可分为垂直取水建筑物、水平取水建筑物和 双向取水建筑物三大类。
(一) 垂直取水建筑物
1.管井
管井既可以开采 承压水，也可以 开采浅层水。 井径多取200300mm，也有 300-500mm 的 管井。 井深为50-200m。
2.环境影响评价(environmental evaluation) 从环境角度论证灌排工程建设的可行性，并对可能产生的不利 影响提出相应的对策及环境保护措施。
3.经济评价(economic evaluation)
灌排工程的经济评价应包括国民经济评价和财务评价。 国民经济评价应在估算灌区工程投资费用和效益的基础 上，提出经济评价指标计算成果，评价工程的合理性。 财务评价应在估算财务投资、年运行费用和财务效益的 基础上，提出财务评价指标计算成果，测算财务盈利 能力和还贷能力，评价工程项目财务可行性；并根据 国家的农业水费政策，进行水费核算，提出水费计收 的管理办法。
干渠沿灌区内的主要 地面岗脊线布置，走 向大致与等高线垂直， 干渠比降视地面坡度 而定。 支渠从干渠两侧分出， 为双向控制。
沿分水岭布置
2、平原型灌区 特点：多位于河流的中、游，地形平坦开 阔，有大片的耕地，但因地理条件和洪、 涝、旱、渍、碱等不同而有不同的灌排布 置形式。
平行等高线布置
模式： 井渠结合 自流灌排
湿润地区 或水资源丰富地区
喷灌、微灌 各类地区
以旱作为主
以水稻为主 各类作物
75-80
80-95 85-95
2.抗旱天数(days of drought resistance)
论农田灌溉方式的划分及特点
论农田灌溉方式的划分及特点灌溉方法是以人为措施从水源取水补给到农田的方法。
灌溉不仅可以满足作物对水分的需要，而且能调节土壤空气、热量和养分状况。
随着现代灌水技术的进步，作物灌溉方法已不再单一，当然，无论是何种灌溉方法都有利弊，那么如何根据自身条件及作物的需水要求选择正确的灌溉方法是关键。
下面就灌溉方法的种类、特点及实用条件作简单介绍。
一、灌溉方法灌溉方法一般分为：①地面灌溉。
通过各级灌水渠道将水引入田间。
又分畦灌、沟灌、淹灌和漫灌等几种。
②地下灌溉。
通过平行埋设地下的暗管，灌溉水由下而上浸润根系土壤的一种灌溉方法。
此法不破坏土壤结构，减少表土蒸发，不占地。
③喷灌。
借助动力、机械和管路、喷头等设备，将水喷射至空中，以雨滴状态散落田间的一种灌溉方法。
此法省水、省工，不受地形限制，便于实现水利化、机械化、自动化等优点，还可防霜冻、调节田间小气候，结合进行施肥、施农药。
④滴灌。
利用低压管道系统和滴头等专用设备，使灌溉水(或溶有化肥)缓缓滴出，浸润根系土壤的一种灌溉方法。
具有省水、省肥、保持土壤结构、适应复杂地形等优点。
二、不同灌溉方法特点（一）地面灌溉是指利用地面灌水沟、畦或格田进行灌溉的方法。
地面灌溉是古老的和最常见的灌溉方法，灌溉水引入农田后，在重力和毛细管作用下渗入土壤,田间工程设施简单,不需能源,易于实施,仍为世界各国广泛采用。
缺点是容易造成表层土壤板结，水的利用率较低，灌水均匀度较差，用工较多。
为了提高灌水质量，除了要求有完整的田间输水渠道网外，还需确定合理的畦、沟和格田规格，改进灌水工具和精细平整土地。
灌水时还要确定适宜的入畦流量、入沟流量和封口成数（封口时水流达到整个畦沟长度的成数）（二）管道灌溉管道式灌溉系统一般由输水系统和配水系统组成，其输水系统一般采用塑料管、铸铁管、钢筋混凝土管或其他硬管；配水系统一般采用PVC硬管，此外还可辅助送水螺栓和移动锦塑软管等田件配套设施。
通常按其可动程度，将管道灌溉系统分为固定式、半固定式和移动式三种类型；根据不同的管道压力和灌溉方式，管道灌溉系统可分为喷灌系统、滴灌系统和低压管道输水灌溉系统等。
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(二)灌溉系统的组成一般灌溉系统应包括水源取水工程,各级输配水渠道,渠系配套建筑物和田间工程等.实际上很多灌区都有灌溉与排水两个方面的要求,旱时灌溉,涝时排水.所以还要安排与灌溉渠系相对应的排水沟系,组成灌溉排水系统.1,水源取水工程自水源取水并引入农田灌溉所需修筑的进水闸,拦河坝,水库,泵站等,均属于取水工程.2,各级输配水渠道按照灌区的地形条件和所控制灌溉面积的大小,灌溉渠系一般分为干,支, 斗,农四级固定渠道.对于小型灌区,地形平坦,面积较小,只设干,支两级渠道即可.干渠主要起输水作用,它把从渠首引入的水量输送到各灌溉地段.支渠主要起配水作用,把从干渠分来的水量,按用水计划分配给各用水户.3,渠系配套建筑物灌溉渠系配套建筑物,一般包括分水闸,节制闸,泄水闸,渡槽,倒虹吸,跌水,陡坡,涵洞,桥梁和量水建筑物等,其作用主要是输送,控制,分配和量测水量等.4,田间工程32田间工程是指农渠以下的毛渠,输水沟,畦和灌水沟以及护田林网,道路等,水田还包括格田田埂.其主要作用是调节农田水分状况,满足作物对灌溉,排水的要求,促进农业增产.(三)灌溉水源和取水方式1,灌溉水源选择灌溉水源,除考虑水源的位置要靠近灌区便于引水外,还应根据灌溉方式考虑水源的水质,水位和水量是否符合要求.1)灌溉对水质的要求灌溉对水质的要求,包括水的物理性质,化学性质及生物性质等方面.灌溉对水质的基本要求是保证作物正常生长发育.并保证作物产品符合卫生标准.具体要求见国家制定的《农田灌溉水质标准》(GB5084-92).2)灌溉对水源水位与水量的要求灌溉对水源水位的要求,是要保证自流灌溉控制面积最大所需要的水位高程;在水量方面是要满足灌区不同时期的用水需要.实际上,水源来水过程与灌溉用水过程之间经常不相适应,不能满足水位上和水量上的要求.因此,要考虑修建壅水坝,节制闸,水库等水利工程建筑物,以抬高水源的水位,并调节水源的流量,或者兴建泵站,将所需的灌溉水提到灌区所要求的高程.2,取水方式不同的灌溉水源,其取水方式也不同.但大致上可分为自流取水灌溉和提水取水灌溉两种方式,上海市主要是提水取水灌溉方式.提水取水是在水源水量丰富,但水位较低,自流引水灌溉困难或不经济,应考虑采用提水取水,就近建泵站提水灌溉,这种方式可使干渠长度大为缩短, 输水建筑物工程量相应减少,但增加了机电动力设备以及年运行费用.(四)渠系建筑物的规划布置骨干与田间工程配套合理与完善,才能充分发挥工程效益.因此搞好渠系建筑物的配套工作至关重要.1,渠系建筑物的规划要求农田水利配套建筑物面广量大.为加快建设进程,应注意革新改造原有设备, 挖掘当地资源潜力,作出经济论证方案比较,择优选用,降低工程造价.在规划布置上应满足下列要求.331)满足渠系输水,分水,量水,泄水,排水和防洪等要求,保证渠系正常运行.2)建筑物的数量,类型,应在符合安全运行便于管理的条件下,方便实用,费省效宏.3)应使流态稳定,水头损失小,能控制较大的自流灌溉面积.4)保证灌区交通顺畅,满足群众生产,生活需要.5)应成片建设,配套一片成一片,发挥一片效益.2,渠系建筑物的选型与布置渠系建筑物按其构造,作用与位置的不同,可分为下列几种:1)交叉建筑物当渠道遇到特殊地形,河流或排水沟时,为使渠水通过这些障碍而修建的建筑物,如渡槽,倒虹吸,渠道涵洞等.(1)渡槽渡槽,又名过水桥,在上海地区主要是在渠与河流相交,渠底高于河流最高水位,河道没有通航要求时采用.(2)倒虹吸倒虹吸适合于渠与道路或河流相交,渠底高于路面或河流,为不影响通车或行船,要求渠道从路下或河底穿过时采用..(3)涵洞涵洞适用于渠与道路相交,渠水位低于路面,且流量较小时采用.2)分水建筑物上级渠道向下级渠道分配水量,需建分水建筑物,如分水闸,斗门,农门等, 位于各级渠道的首端.(五)灌溉渠道流量计算1,渠道设计流量设计流量表示渠道在正常工作条件下通过的最大流量,用符号Q设表示.它是渠道和渠系建筑物设计的主要依据,与渠道控制灌溉面积大小,作物组成,作物需水量,渠道配水方式,以及渠道的输水损失有关.1)渠道田间净流量渠道田间净流量系指渠道应该输送主田间的实际净流量,用Q田净表示.34Q田净=Aq净 (1-32)式中:A――渠道控制的灌溉面积(万亩)q净――设计灌水率,m3/s/万亩.2)渠道净流量渠道净流量系指某渠道(或渠段)未计入输水损失的流量,用Q净表示.如农渠净流量Q农净考虑到田间水量损失,用下式计算Q农净=Q农田净/η田 (1-33)式中:Q农田净――农渠控制面积上的田间净流量(m3/s)η田――田间水利用系数3)渠道损失流量渠道损失流量系指渠道在输水过程中损失掉的流量,用Q损表示.4)渠道毛流量在确定渠道设计流量时.必须计入损失流量,即将净流量与损失流量相加.便得毛流量,用Q毛表示,也可用下式表示Q设=Q毛=Q净 + Q损 (1-34)例如农渠毛流量Q农设=Q农毛=Q农净 + Q损,依此类推,设计渠核对道断面尺寸就是采用毛流量作设计流量.2,渠道输水损失和水的利用系数1)渠道输水损失渠道的输水损失,包括渗水损失,漏水损失和水面蒸发三部分.其中渠道渗水损失约占渠道输水总损失量的 80%,水面蒸发损失只占百分之几,常忽略不计.因此,把渗水损失近似地作为渠道在输水过程中的总损失水量.其数值对己建渠道最好通过实测确定,在规划设计阶段,常采用经验公式或经验系数来估算渠道损失水量.2)水的利用系数水的利用系数是衡量灌区在输水,配水,灌水过程中灌溉水的有效利用程度, 也是表示灌区工程质量,管理水平和灌水技术水平的指标.通常用下述四个利用系数来表示:35(1)渠道水利用系数η渠渠道水利用系数是指某一条渠道在沿途无分水的情况下,渠道末端放出的净流量Q净与进入渠道首端的毛流量Q毛的比值,即η渠 = Q净/Q毛.它是衡量该渠道的输水损失,工程质量和管理水平的指标.根据上海渠道基本为砼衬砌或暗渠, η渠的一般范围是:η干渠 = 0.92～0.97η支渠 = 0.90～0.96η斗渠 = 0.85～O.95(2)渠系水利用系数η系渠系水利用系数表示灌区整个渠道系统对水的利用程度,为各条末级固定渠道(农渠)放出的净流量与从渠首引入的毛流量的比值.其数值等于各级渠道水利用系数的乘积:斗渠系水利用系数η斗系 =η斗η农支渠系水利用系数η支系 =η支η斗η农干渠系水利用系数η干系 =η干η支η斗η农(3)田间水利用系数η田田间水利用系数指灌到田间的有效水量(旱田包括叶面蒸腾和棵间蒸发,水稻田还包括渗漏量,但不包括田间流失)与农渠放入田间的水量的比值.它是反映田间工程质量和灌水技术优劣的指标,上海地区水稻灌区为 0.90-0.95,旱地为0.85-0.95.(4)灌溉水利用系数η水灌溉水利用系数指灌区实际灌溉面积上田间有效利用水量与渠首引入水量之比.其数值等于渠系水利用系数与田间水利用系数的乘积,即:η水 =η系η田它是评价全灌区灌溉水利用程度,渠道工作状况,灌溉管理和灌水技术水平的综合指标.3,渠道设计流量的简化计算方法渠道设计流量包括净流量和损失流量两部分.一般应自田间由下而上逐级计入输水损失,来推算各级渠道的设计流量.在缺乏资料情况下,可用利用系数法进行简化计算.36设计流量计算公式如下:Q设 = Q净/η渠 (1-35)式中:Q净――渠道净流量(m3/s)η渠――渠道水利用系数,参考数值见上述本节内容.(六)灌溉渠道纵横断面设计灌溉渠道断面设计的任务,一是使渠道具有足够的输水能力,并具有稳定的渠床;二是具有足够的水位,以自流控制全部灌溉面积内的农田.渠道断面结构设计,包括纵断面和横断面两部分.1,渠道的横断面设计1)渠道设计应满足的要求(1)渠道断面应有足够的过水能力,满足作物的需水要求.(2)渠中流速要适当.渠道设计流速必须小于渠床土壤的允许不冲流速,大于允许不淤流速.(3)渠道应有稳定的渠床,渠中水流不发生左右摇摆,不致于冲刷渠床和边坡,冲淤要平衡.(4)适当考虑综合利用,如结合通航和居民供水点的建设等.(5)渗漏损失小,水的利用系数高.2)渠道横断面结构(1)横断面形状渠道横断面形状,常见的有矩形,梯形,"U"形等三种.矩形和"U"形,多在衬砌渠道或岩石地段上采用.土质渠道明渠断面以梯形为主.(2)横断面组成渠道横断面的组成,见图1-4.渠道底宽以b表示,边坡系数以m表示,渠道边坡则以1:m表示,设计水深以h表示,Δh表示超高,是超出加大水深h 加大以上的高度.渠堤顶宽以d表示.37图1-4渠道横断面组成示意图3)渠道的水力计算横断面设计主要是按照设计流量通过水力计算,确定渠道横断面的底宽(b) 和水深(h)等尺寸.通常采用下述明渠均匀流公式:Q = ωV = ωC Ri (1-36)式中:Q――渠道设计流量(m3/s)ω――渠道过水断面面积(m2)ω=(b +mh)h (1-37)式中:V――渠道平均流速(m/s)R――水力半径(m)R =ω/Χ (1-38)式中:Χ――湿周(m)Χ= b + 2h/21m+ (1-39)式中:i――水力比降,在均匀流中与渠底比降一致C――谢才系数,一般采用公式C = 1/nR 1/6进行计算38n――渠床糙率在进行渠道水力计算时,必须首先确定公式中的各项参数.表1-14 不同性质渠床糙率表渠床渠道特征渠床糙率士渠床1,输水流量大于25m3/s的渠道(1)平整顺直,养护良好(2)平整顺直,养护一般(3)渠床多石,杂草滋生,养护较差2,输水流量为25～lm3/s的渠道(1)平整顺直,养护良好(2)平整顺直,养护一般(3)渠床多石,杂草滋生,养护较差3,输水流量小于 lm3/s的渠道4,毛渠0.0200.02250.0250.O2250.0250.02750.0250.030石渠床5,经过良好修整的表面6,经过中等修整无凸出部分的表面7,经过中等修整有凸出部分的表面8,未经修整的有凸出部分的表面0.02250.0250.0300.035～0.045有护面的渠床9,抹光的水泥抹面10,不抹光的水泥抹面11,光滑的混凝土护面12,粗糙的混凝土护面13,干砌块石护面14,浆砌块石护面15,料石砌护16,卵石铺砌17,砌砖护面0.0120.0140.0150.0170.0275～0.030.0250.010.02250.013(1)渠底比降i渠底比降关系到渠道输水能力的大小及其冲淤问题,也关系到灌溉面积的大小及工程造价.规划设计时应根据渠道沿线实际地面坡度,下级渠道分水点的水位要求,渠床土质,设计流量大小等因素,综合分析比较后,确定适宜的渠底比降.(2)渠床糙率n渠床糙率是用以表示渠床粗糙程度,其数值是否符合实际,直接关系到水力计算的精度.所以,糙率n的选用必须力求符合实际,表1-14可供参考.一般支,斗,农渠道选用对n = 0.0225～0.0275,田间临时渠道n = 0.030～0.0325.(3)边坡系数m边坡系数m值的大小关系到渠道的稳定.按照《灌溉排水渠系设计规范》,一般梯形渠道断面的m值,依土质情况选定.见表1-15,表1-16.(建议根据39下面是余秋雨经典励志语录，欢迎阅读。
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满足 破坏
不同的灌溉引水流量 不同的保证率 设计保证率 设计引水流量
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§6.3 引水灌溉工程水利计算
2 无坝引水工程水利计算
（1）引水流量的确定
b)设计代表年法
灌溉定额 灌溉期降雨 P灌溉定额 PP 设 设计代表年（2～3个）
灌溉期降雨
设计代表年 设计引水流量
灌溉设计保证率表（资料来源：GB 50288-99） 灌水方法 地区 干旱地区或 水资源紧缺地区 半干旱、半湿润地区或 水资源不稳定地区 湿润地区或 水资源丰富地区 各类地区 作物种类 以旱作为主 以水稻为主 以旱作为主 以水稻为主 以旱作为主 以水稻为主 各类作物 灌溉设计保证率/％ 50～75 70～80 70～80 75～85 75～85 80～95 85～95
§6.3 引水灌溉工程水利计算
1 灌溉设计标准
（1）设计保证率
灌区用水量在多年期间能得到充分满足的几率，一般以正常供水 的年数占总年数的百分数表示。
设计保证率 抗旱天数（小型水稻灌区）
m P 100% n 1
(n 30a)
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§6.3 引水灌溉工程水利计算
地 面 灌 溉
喷灌、 微灌
备注：1）作物经济价值较高的地区，取大值；反之，取小值。 2）引洪淤灌的保证率可取 30％～50％。
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§6.3 引水灌溉工程水利计算
1 灌溉设计标准
（2）抗旱天数
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。
单季稻灌区，30～50d
§6.1 灌溉水源
1 地表水
我国地表水资源人均、地均较小，时间、 空间分布不均，因此引水、调节等措施具有 重要意义。
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§6.1 灌溉水源
2 地下水
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地下水
孔隙水
裂隙水、溶洞水
潜水
层间水（以承压水为主）
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§6.1 灌溉水源
§6.2 灌溉取水方式
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§6.2 灌溉取水方式
1 地表水的取水方式
（3）抽水取水
适于灌区位置较高的情况。
（2）水库取水
适于河水流量、水位均不能满足需要的情况。 Hohai University
§6.2 灌溉取水方式
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§6.2 灌溉取水方式
（3）双向取水建筑物
辐射井。
第6章 灌溉水源和取水方式
§1 灌溉水源 §2 灌溉取水方式 §3 引水灌溉工程的水利计算 §4 地下水资源评价与开发利用
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§6.3 引水灌溉工程水利计算
灌溉设计标准 无坝引水工程水利计算 有坝引水工程水利计算
Hohai University 揭示矛 盾，确 定措施 与规模
灌溉水源和取水方式
第6章 灌溉水源和取水方式
§1 灌溉水源 §2 灌溉取水方式 §3 引水灌溉工程的水利计算 §4 地下水资源评价与开发利用
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第6章 灌溉水源和取水方式
§1 灌溉水源 §2 灌溉取水方式 §3 引水灌溉工程的水利计算 §4 地下水资源评价与开发利用
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溢流段坝顶高程＝干渠渠首设计水位＋水头损失＋安全超高 非溢流段坝顶高程＝溢流段坝顶高程＋雍水高度＋安全超高
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2 地下水的取水方式
（1）垂直取水建筑物
管井、筒井。
（2）水平取水建筑物
坎井、卧管井截潜流工程 Hohai University
管井
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筒井
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坎井
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截 潜 流
截潜流
§6.2 灌溉取水方式
2 地下水的取水方式
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§6.3 引水灌溉工程水利计算
2 无坝引水工程水利计算
（2）闸前设计水位的确定
P 设 旬或月平均水位 P
或取 枯水期水位的平均值
HohaiLeabharlann University§6.3 引水灌溉工程水利计算
2 无坝引水工程水利计算
（3）闸后设计水位的确定
闸后水位＝闸前水位－过闸水头损失 灌区高程 干渠水位 引水闸的闸后水位
地下水资源量：
W潜 S1
W承 e S1
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§6.1 灌溉水源
3 灌溉水源的水质
包括：水温、含沙量、PH值、含盐量、 重金属含量、有机物含量，等。 参考《农田灌溉水质标准》。
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第6章 灌溉水源和取水方式
§1 灌溉水源 §2 灌溉取水方式 §3 引水灌溉工程的水利计算 §4 地下水资源评价与开发利用
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§6.3 引水灌溉工程水利计算
3 有坝引水工程水利计算
（1）拦河坝高度的确定
需要考虑： a) 灌区引水高程的要求；
b) 淹没损失尽量小；
c) 考虑综合利用要求。
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§6.3 引水灌溉工程水利计算
3 有坝引水工程水利计算
（1）拦河坝高度的确定
双季稻灌区，50～70d 经济发达地区可提高10～20d
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§6.3 引水灌溉工程水利计算
（1）引水流量的确定
a)长系列法
灌溉面积 灌水率图 灌溉水利用系数 灌溉用水流量过程线 （灌溉临界期 延续不小于20d）
＋ 对应阶段的可用来水流量－引水流量＝ －
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§6.2 灌溉取水方式
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§6.2 灌溉取水方式
1 地表水的取水方式
（1）无坝引水
引水渠一般较长。 由进水闸、冲沙闸、导流堤组成。
（2）有坝引水
水源丰富、单水位较低时，需要 引水渠较短 由进水闸、冲沙闸、拦河坝组成 Hohai University
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§6.3 引水灌溉工程水利计算
2 无坝引水工程水利计算
（4）工程布置注意
a) 引水比≤30％～50％； b) 引水角＝30°～60°。
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§6.3 引水灌溉工程水利计算
3 有坝引水工程水利计算
与无坝引水的差别： 增加了雍水 建筑物的影响， 可引流量不仅与 河流天然来水有 关，而且与雍水 高度有关。