第六章灌溉水源与取水方式
第六章水利工程概论
主要建筑物有：（1）用以截断水流挡水泄水的重力 坝；（2）用以保证工程安全，宣泄多余洪水的泄洪 坝段；（3）用于发电的水电站厂房；（4）用于保 证交通的船闸以及升船机。
6.1.3水工建筑物的特点
水工建筑物因受水的影响而有别于其他建筑 物或构筑物，其特点如下：
水利水电工作条件复杂，施工技术难度大（受 水文、气象、地址、地形等复杂条件的影响）
全部转换成电能，每年发电量大约为1.2万亿度。
浙 江 江 厦 潮 汐 电 站
法 国 朗 斯 潮 汐 电 站
6. 4防洪工程
防洪工程是预防、控制洪水成灾所修建的工程。 主要包括：挡水结构工程、河道整治工程、分
洪工程等 它的作用可分为：阻挡洪水侵袭、增加泄洪能
力。
6.4.1挡水结构工程
取水与排水的通道—— 输水建筑物
1、渠道
渠 道 段 面 示 意 图
取水与排水的通道—— 输水建筑物
2、渠系建筑物为渠道正常工作和发挥其各种功能 而在渠道上兴建的水工建筑物。
（1）水闸：利用闸门控制流量和调节水位。
（2）渡槽：渠道 跨越其他水道、洼 地、道路和铁路等 修建的桥式交叉建
筑物。
（3）隧道：渠 道跨越其他水道、 洼地、道路和铁 路等修建的地下 交叉建筑物。
城市给水工程
建筑小区（室外）给水排水工程
城市排水工程
6.5.1城市给水系统
组成：取水工程、输水工程、水处理工程和配 水管网工程。 设计准则： （1）保证供应城市的需要水量； （2）保证供水水质符合国家规定的卫生标准； （3）保证不间断地供水、提供规定的服务水压和满 足城市的消防要求。
分类：统一给水、分质给水、分压给水、分区 给水等。
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。
第六章农业灌溉工程与灌溉节水技术
河流来水满足灌溉用水的保证年数。
第一节 灌溉水源、取水方式
2）设计代表年法 方法：
首先，选择设计代表年； 其次，对设计代表年中的每一年，进
行水量平衡和分析。
第三，选择设计代表年中实际引水流量
最大的年份，作为设计代表年，并以该最 大引水量作为设计流量。
第一节 灌溉水源、取水方式
第六章 农业灌溉工程与节水技术
主要内容: 第一节 灌溉水源、取水方式 第二节 灌溉渠系系统布置规划 第三节 节水灌溉工程技术 第四节 节水灌溉综合模式
第一节 灌溉水源、取水方式
第一节 灌溉水源、取水方式
一、灌溉工程的水源 1、灌溉水源 （1）河川径流； （2）当地地面径流； （3）地下水； （4）城市污水； （5）海水。
特点：干渠与天然河谷交叉较少，工程量 较省，但因岗脊线比降较大，衔接建筑物 较多，天然沟溪或河流作为排水沟道。
第二节 灌溉渠系系统的规划布置
2、干渠沿分水岭布置：
第二节 灌溉渠系系统的规划布置
2、干渠沿分水岭布置：
第二节 灌溉渠系系统的规划布置
二、灌排系统的布置原则与选线步骤： 1、骨干渠系布置原则： 1）自流灌溉与自留排水； 2）干、支渠的规划必须与排水系统统一规划布 置； 3）工程量和工程费用最小——穿行或绕行。 4）行政区划与土地利用相结合； 5）输水工程与田间工程相结合、相配套使用； 6）综合利用水资源。
第二节 灌溉渠系系统的规划布置
2、渠线选线步骤： 1）初步勘察； “纸上谈兵”，选定渠线大体位置，定出 几条渠道比较线，做初步查勘。
工作：测出干渠上的主要控制点的相对位置和
高程，大致确定分水口的位置及支渠方向，选
1~2条线路作为复勘的依据。
第六章灌溉渠道系统ppt课件
3、渠道加大流量Ｑ加大（Ｑj） 定义：考虑到灌区可能扩大种植面积或改变种植计划， 要求通 过比设计流量更大的流量。 确定：Ｑj＝（1+k）Q设 式中： k为加大系数，取0.1~0.5。 作用：确定渠顶高程； 一般续灌渠道考虑加大流量，轮灌渠道不考虑。
二、输水损失的估算
输水损失：水面蒸发＜5％，可忽略； 漏水损失＜15％，加强管理可避 免； 渗水损失≥80％。
A、m—土壤透水系数、指数。 （2）计算Q损
Q损 ＝LQ净
式中 Q损——渠道输水损失流量，m3/s；L——渠道长度，km；
三、渠道水利用系数和渠系水利用系数
既然存在输水损失，则必然存在水的利用率问题。可从以下几个方面讨 论。
1、渠道水利用系数：指渠道的净流量与毛流量的比值称为该渠道的渠道水利
五、渠道各级流量的推算
因为轮灌渠道的输水时间小于灌水延续时间，所以，不能直接根据 设计灌水模数和灌溉面积自下而上的推算渠道设计流量。常用的方法是： 根据轮灌组划分情况自上而下逐级分配末级续灌渠道(一般为支渠)的田 间净流量，再自下而上逐级计入输水损失水量，推算各级渠道的设计流 量。 1、自上而下分配末级续灌渠道的田间净流量
2、轮灌组的划分 划分轮灌组的原则是： （1）应使各轮灌组的灌溉面积基本相等，以利于配水； （2）应使轮灌组内的渠道相对集中； （3）尽量使各用水单位受益均衡； （4）不致使渠道流量过大，以减少工程量和降低工程造价； （5）要照顾农业生产条件和群众用水习惯； （6）对已成灌区，还应与渠道的输水能力相适应。
5、推算干渠设计流量 续灌渠道一般为干支渠道，渠道流量较大，上下游流量相差悬殊，这 就要求分段推算设计流量，各渠段采用不同的断面。另外，各级续灌渠 道的输水时间都等于灌区灌水延续时间，可以直接由下级渠道的毛流量 推算上级渠道的毛流量。所以，续灌渠道设计流量的推算方法是自下而 上逐级，逐段进行推算。
《节水灌溉工程》课件——第六章 低压管道输水灌溉系统
半固定式
式
固定式
一、低压管道输水灌溉系统组成
4、管道系统分类
低压管道
水
系统
压
力
非低压管 道系统
一、低压管道输水灌溉系统组成
4、管道系统分类
其最大工作压力一般不超过0.4
低
压
MPa，最远出口的水头一般在
管
0.2～0.3 m，该形式对管材承
道
内压要求不高。我国大部分平
系
原井灌区管道输水灌溉系统采
一、低压管道输水灌溉系统组成
3、管道系统组成
水源与取水工程 系
统
输水配水管网
组
成 田间灌水设施
一、低压管道输水灌溉系统组成
3、管道系统组成
水源 与取 水工
程
管道输水灌溉系统的水源有井、 泉、沟、渠道、塘坝、河湖和水 库等。
一、低压管道输水灌溉系统组成
3、管道系统组成
输水 配水 管网
输配水管网包括各级管道、分水设施、 保护装置和其他附属设施。在面积较 大的灌区，管网可由干管、分干管、 支管、分支管等多级管道组成。
步骤：
1. 调查收集规划前所需要的资料，并应进行核实和分析。 2. 进行水量平衡分析，确定管道输水灌溉区规模。 3. 实地勘测并绘制规划区平面图，在图中标明沟、渠、
路、林及水源的位置和高程等。
4. 确定取水工程位置、范围和形式。 5. 进行田间工程布置，确定管网形式和畦田规格。 6. 根据管网类型，给水栓位置，选择适宜的管网线路，
统
用这种形式。
一、低压管道输水灌溉系统组成
4、管道系统分类
工作压力超过0.4 MPa时为非低压管道
非
输水灌溉系统，该形式对管材质量要
灌溉知识——精选推荐
(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。
《灌溉与排水工程学》教学大纲
《灌溉与排水工程学》教学大纲英文名称：Irrigation and Drainage课程编码：080820138学时：32 学分：2.0适用对象：水土保持与荒漠化防治专业本科生先修课程：土壤学、水力学、水利计算、工程水文学大纲主撰人：大纲审核人：一、课程性质、目的和任务《灌溉与排水》是水土保持与荒漠化防治专业的一门专业选修课，是研究农田水分状况和有关地区水情的变化规律及其调节措施，消除水、旱灾害，利用水资源为农业生产发展服务的学科。
其主要任务是：通过课程的学习，使学生掌握灌溉排水基本理论和灌排技术，初步具备灌溉排水系统规划设计及区域水利规划的能力，为从事农田水利工作奠定基础。
通过教学，学生应达到下列要求：熟悉农田水分运动规律的基本理论，掌握控制土壤水和地下水位以及进行合理灌排的技术，掌握节水灌溉新理论和技术，能根据水源及灌区自然地理条件，进行引水灌排（渠道或管网）系统的规划设计；明确农田水利管理工作的重要性，树立工程技术的经济观点，掌握管理工作的基本知识和经济论证的方法。
二、教学内容及要求第一章绪论授课学时：2基本要求：1-1 我国的农田水利事业1-2 世界灌溉与排水的发展概况1-3 农田水利学的研究对象和基本内容重点讲述我国的农田水利事业和本课程的研究对象及基本内容。
使学生对本课程有个全面的概念。
第二章农田水分状况和土壤水分运动授课学时：4基本要求：2-1 农田水分状况2-2 土壤水分运动2-3 土壤—作物—大气连续体水分运动的概念重点讲述农作物对农田水分状况的要求，明确各种灾害的形成机理，掌握含水率的各种表示方法和换算关系。
着重讲述土壤水运动的基本理论，使学生熟悉入渗和蒸发不同边界条件下土壤水的计算方法，理解SPAC系统水分运动的概念。
第三章作物需水量和灌溉用水量授课学时：4基本要求：3-1 作物需水量3-2 作物灌溉制度3-3 灌溉用水量3-4 灌水率本章以讲授作物需水量的估算、作物灌溉制度的拟定、灌区用水过程线的推算和灌水率为重点。
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第六章 灌溉水源和取水方式
（2）有坝取水 2）正面引水
进水闸过闸水流方向与河流方向 一致或斜交。
这种取水方式能在引水口前激起横 向环流，促使水流分层，表层清水 进入进水闸，底层含沙水流则涌向 冲沙闸被排掉。是一种较好的取水 方式。冲沙闸用以冲走淤积在进水 闸前的泥沙；防洪堤减少拦河坝上 游的淹没损失，在洪水期保护上游 城镇、交通的安全。
灌溉水源的污染，是指由于人类的生产或生活 活动向水体排入的污染物的数量，超过了水体的自净 能力，从而改变了水体的物理、化学或生物学的性质 和组成，使水质发生恶化，以致于不适用于灌溉农田。
第六章 灌溉水源和取水方式
1.灌溉水源的污染
工业废水是污染灌溉水体的最主要来 源。特别是冶金、机械、矿山、炼油、 化工、造纸、皮革、印染、食品等工业， 不仅排放的废水量大，而且所含的有毒 成分十分复杂，对农业危害最大。 城市生活污水也是重要污染源之一。 大量施用农药和化肥(主要是氮肥)， 通过下渗或 地表径流，也可以污染地下 或地表水源。
第六章 灌溉水源和取水方式
三、有坝引水工程水利计算 （1）拦河坝高度的确定
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
（1）无坝取水-----都江堰
渠首工程主要有: ❖ 鱼嘴分水堤 ❖ 飞沙堰溢洪道 ❖ 宝瓶口进水口 目前灌溉面积已达40余 县，1998年超过一千万 亩。
第六章 灌溉水源和取水方式
（1）无坝取水-----都江堰
“鱼嘴”是都江堰的分水工程，因其形如鱼嘴而得名，它昂头 于岷江江心，把岷江分成内外二江。西边叫外江，俗称“金马 河”，是岷江正流，主要用于排洪；东边沿山脚的叫内江，是 人工引水渠道，主要用于灌溉。 洪水期间，内外江水 量分配比例约为四比 六，大部分水由外江 流走，保证内江灌区 安全，枯水期水量分 配比例颠倒，大部分 水量进入内，保证灌 区用水。
第六章 灌溉水源和取水方式
二、 无坝引水工程水利计算 （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＝＋ －
满足 破坏
不同的灌溉引水流量 b)设计代表年法
第六章 灌溉水源和取水方式
二、 无坝引水工程水利计算
（2）闸前设计水位的确定
外河设计水位： ➢ 历年灌溉期的临界水位 ➢ 或 枯水期水位的平均值
外河设计水位
外河流量
x=x2-z
z——闸前水位降落
第六章 灌溉水源和取水方式
二、 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
第六章 灌溉水源和取水方式
第三节 引水灌溉工程的水利计算 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
第六章 灌溉水源和取水方式
一、灌溉设计标准
进行灌溉工程的水力计算以前，必须首先确定灌溉工程 的设计标准。
实际工作中，多采用灌溉设计保证率作为灌溉工程的设 计标准，有些地区亦采用抗旱天数。
地下水一般是指潜水和层间水，前者又称浅层 地下水，其补给来源主要是大气降雨，由于补给 容易、埋藏较浅，便于开采，是灌溉水源之一。
第六章 灌溉水源和取水方式
一、灌溉水源的水量及其特点
我国河川径流多年平均总量约为26590亿m3, 地下水总补给量约为7814亿m3。扣除重复部分，全 国水资源总量约为2.7万亿m3，占世界第六位。但 是每亩耕地平均占有水量仅为1760m3，相当于世界 平均值的一半左右，而人均占有水量仅为2600m3， 约为世界平均值的四分之一。因此，我国灌溉水源 并不丰沛，必须尽力节约使用。
适于灌区位置较高的情况。
（4）水库取水
适于河水流量、水位均不能满足需要的情况。
（1）无坝取水-----都江堰
位于四川成都平原西部的岷江上，建于公元三世纪，是中国 战国时期秦国蜀郡太守李冰及其子率众修建的一座大型水利 工程，是全世界至今为止，年代最久、以无坝引水为特征的 宏大水利工程。
都江堰渠首工程主要有鱼 嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、 宝瓶口进水口三大部分构 成，解决了江水自动分流、 自动排沙、控制进水流量 等问题，消除了水患，使 川西平原成为“水旱从人” 的“天府之国”。
第六章 灌溉水源和取水方式
（1）无坝取水-----都江堰
飞沙堰的作用主要是当内江的水 量超过宝瓶口流量上限时，多余 的水便从飞沙堰自行溢出；如遇 特大洪水的非常情况，它还会自 行溃堤，让大量江水回归岷江正 流。另一作用是“飞沙”，岷江 从万山丛中急驰而来，挟着大量 泥沙，石块，如果让它们顺内江 而下，就会淤塞宝瓶口和灌区。 飞沙堰将上游带来的泥沙和卵石 ，甚至重达千斤的巨石，从这里 抛入外江（主要是巧妙地利用离 心力作用），确保内江通畅，确 有鬼斧神功之妙。
此外，工业废渣中的有害物质，还会通过雨水冲刷、渗入 浅层地下水或流入河流。工业废气中的各种污染物质也会 随降雨(酸雨)进入地面水体。
第六章 灌溉水源和取水方式
2.灌溉水源污染的防治
为防治灌溉水污染及减轻因灌溉 水污染对农业造成的危害，可采 取下列措施： (1) 控制污染源，减少污水的排 放量 (2) 加强监测管理，执行灌溉水 质标准对重复灌溉水源要进行水 质监测，同时要加强灌溉管理 (3) 合理进行污水灌溉
灌区高程 干渠水位 引水闸的闸后水位
第六章 灌溉水源和取水方式
三、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。
第六章 灌溉水源和取水方式
三、有坝引水工程水利计算
（1）拦河坝高度的确定
需要考虑：
灌区引水高程的要求； 淹没损失尽量小； 考虑综合利用要求。
（1）无坝取水-----都江堰
宝瓶口，是前山(今名灌口山、玉垒山)伸向岷江的长脊上凿 开的一个口子，它是人工凿成控制内江进水的咽喉，因它形 似瓶口而功能奇持，故名宝瓶口。
第六章 灌溉水源和取水方式
第二节 灌溉取水方式
（2）有坝取水 1）侧面引水
进水闸过闸水流方向与河 流水流方向正交。 由于在进水闸前不能形成有 力的横向环流，因而防止泥 沙入渠的效果较差，一般只 用于含沙量较小的河道。
管 井
第六章 灌溉水源和取水方式
筒 井
第六章 灌溉水源和取水方式
水平采水工程 坎儿井
坎儿井主要由竖井和暗渠组成。 图中环状土堆即为竖井
第六章 灌溉水源和取水方式
截 潜 流
第六章 灌溉水源和取水方式
辐 射 井
第六章 灌溉水源和取水方式
第三节 引水灌溉工程的水利计算
灌溉工程的水利计算是灌区规划工作的主要组 成部分。通过水利计算可以揭示灌区天然来水情 况和灌区需水要求之间的矛盾，并确定协调这些 矛盾的工程措施及其规模，如:灌区面积、坝的高 度、进水闸尺寸、抽水站装机容量和水库库容等。
钓鱼台水库
石头河水库
第六章 灌溉水源和取水方式
第二节 灌溉取水方式
蓄、引、提相结合 的灌溉系统
二、地下水取水建筑物
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 坎儿井 截潜流工程 双向联合取水建筑物： 辐射井,井塘,水柜
第六章 灌溉水源和取水方式
第六章 灌溉水源和取水方式
以旱作为主
地
或水资源紧缺地区
以水稻为主
面
半干旱、半湿润地区 以旱作为主
5 0～7 5
70～80 7 0～8 0
灌 溉 喷灌 ，微灌
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
以水稻为主 以旱作为主
以水稻为主 各类作物
7 5～8 0 7 5～8 0
80～95 85～95
第六章 灌溉水源和取水方式
第六章 灌溉水源和取水方式
（3）抽水取水 当河流水量比较丰富，但灌区位置较高，修建其他自流引
水工程困难或不经济时，可就近采取抽水取水方式。 抽水取水干渠工程量小，但增加了机电设备及年管理费用。
第六章 灌溉水源和取水方式
（4）水库取水
河流的流量、水位均不能满足灌溉要求时，在河流的适当地点修建 水库进行径流调节，解决来水和用水之间的矛盾。采用水库取水， 必须修建大坝、溢洪道和进水闸等建筑物，工程较大，且有相应的 库区淹没损失，但其调节能力好，能充分利用河流水资源。
第六章 灌溉水源和取水方式
四、扩大灌溉水源的措施
兴建和用好蓄水设施，提高灌溉水源的利用程度。 实行区域之间水量调济，解决好水资源与土地 资源的分布不相协调的问题是很重要的。 实行地面水和地下水的联合运用。
第六章 灌溉水源和取水方式
第二节 灌溉取水方式
灌溉取水方式，随水源类型、水位和水量的状况而定。 利用地面径流灌溉，可以有各种不同的取水方式，如无坝 引水、有坝引水、抽水取水、水库取水等；利用地下水灌 溉，则需打井或修建其它集水工程。
2.抗旱天数
抗旱天数：农作物生长期间遇到连续干旱时，灌溉设施能 确保用水要求的天数。
这种灌溉工程设计标准适用于我国南方丘陵水稻区以当地 水源为主的小型灌区。 以抗旱天数为标准设计灌溉工程时，旱作物和单季稻灌区 抗旱天数可为30～50d，双季稻灌区抗旱天数可为50～70d。
抗旱天数有两种不同的统计方法：连续无雨日数，有些省规 定日雨量小于2mm或3mm为无雨日，有的省则以日降雨量小 于5mm为无雨日；连续无透雨日数，即两次透雨的间隔日数。
第六章 灌溉水源和取 水方式
第六章 灌溉水源和取水方式
本章主要内容简介
1 灌溉水源 2 灌溉取水方式 3 引水灌溉工程的水利计算
第六章 灌溉水源和取水方式
第一节 灌溉水源
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，其中地面水是主要形 式。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。