农田水利学3-(4)灌水量、灌水率与水质

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
在规划设计灌溉工程时,首先要确定一个特定的水 文年份,作为规划设计的依据。根据设计典型年 的气象资料计算出来的灌溉制度被称为“设计典 型年的灌溉制度”,简称为“设计灌溉制度”, 相应的灌溉用水量称为“设计灌溉用水量”。
河南农业大学
(2)计算方法: 根据历年降雨量资料,用频率方法进行统计分
析,确定几种不同干旱程度的典型年份:
灌水率q净应分别根据灌区各种作物的每次灌 水定额,逐一进行计算。
河南农业大学
作物种植 比例系数
作物灌水定额
(m3/667m2)
q净

1m1
86400T1
10000
1m1
8.64T1
凈灌水率
m3/s /104×667m2
作物灌水周期 (天以24h计)
河南农业大学
q净

1m1
86400T1
项目
色 浑浊度 臭和味 肉眼可见物
PH
总硬度(以碳酸钙计)
铁 锰 铜 锌
挥发酚类(以苯酚计)
阴离子合成洗涤剂 硫酸盐 氯化物
溶解性总固体 氟化物 氰化物 砷 硒 汞 镉 铬(六价) 铅 银
硝酸盐(以氮计) 氯仿*
四氯化碳* 苯并(a)芘
滴滴涕* 六六六* 细菌总数 总大肠菌群
游离余氯
总α 放射性 总β 放射性
河南农业大学
我国各地主要作物灌水延续时间大致如下:
水稻 小麦 棉花 玉米
泡田期灌水7—15昼夜,生育期灌水3—5昼夜。 播前酒10一20昼夜;拔节后灌水10—15昼夜。 苗期、花铃胡8—12昼夜,吐絮期8一15昼夜。 拔节抽德l0—15昼夜;开花期8一13昼夜。
对于灌溉面积较小的灌区,灌水延续时间要相应减小,例 如,一条农渠的灌水延续时间一般约12—24h。
乡镇用水应与灌溉用水一并考虑。
河南农业大学
乡镇供水的供水量指标: 1、人畜用水可按下述指标设计:
北方农村,每人每天20~25L; 南方农村,每人每天25~40L;在经济发达的郊区,每
人每天70~80L。 大牲畜,每头每天25~35L;中等牲畜,每头每天8~
25L。
2、乡镇企业的用水标:
制砖1000块,需0.8~1.0m3水;豆制品加工每吨需5 ~15m3水;酿酒每吨需20~50m3水;饴糖加工每 吨需20m3水等。
(3)、可利用地下水量
以水均衡为基础的分类:一个均衡单元在某均衡时段内,地 下水补给量(V补)、排泄量(V排)和储蓄量的改变量 (±ΔV)间的关系可表达为:
V补- V排= ±ΔV
补给量:是指某时段内进入某一单元含水层的重力水体积, 分为天然补给量、人工补给量和开采补给量。
地下水的可供给量首先取决于补给量,因此,补给量的计算 是水资源数量评价的核心.
水旱田均有的大中型灌区,其综合净灌水率可按水旱面 积比例加权平均求得。对于控制灌溉面积较小的斗、农 渠(灌溉面积为几十亩到上千亩),常要在短期内集中灌 水,故其设计净灌水率远较上述经验数字为大。
河南农业大学
第六节、农用水水质
作为人类一种不可或缺的资源,水除了有 量的问题外,还有质的问题。对量的要 求前面进行了一定的研究,对农用水的 水质的要求,在这里提出具体的标准, 不展开介绍。
修正灌水率图原则:
在修正灌水率图时,不影响作物需水要求; 尽量不要改变主要作物关键用水期的各次灌水时间,若必
须调整移动,以往前移动为主,前后移动不超过三天; 调整其它各次灌水时,要使修正后的灌水率图比较均匀、
连续。 为了减少输水损失,并使渠道工作制度比较平稳,在调整
时不应使灌水率数值相差悬殊。一般最小灌水率不应小于 最大灌水率的40%。修正后的灌水率图见下图。
河南农业大学
(2)、降水可利用量
大气降水是陆地上各种形态水资源总的补给来源,降 水多少基本上反映了当地水资源的丰枯情况。
降水量的计算主要根据实测资料进行统计分析计算降 水的特征值,计算不同频率年、月的降水量(具体 计算方法在农业水文部分已介绍,可参考学习)。
对灌溉而言主要计算有效降水量。
河南农业大学
②若一个较大灌区的局部范围(如一些支渠控制范 围)内,其各种作物种植面积比例与全灌区的情 况类似,则求得m综后,不仅便于推算全灌区灌 溉用水量,同时可利用它推算局部范围内的灌溉 用水量;
③有时,灌区的作物种植面积比例已根据当地的农 业发展计划决定好了,但灌区总的灌溉面积还须 根据水源等条件决定,此时,须利用综合毛灌溉 定额推求全灌区应发展的灌溉面积
1、农村居民生活用水水质标准 2、灌溉水质标准 3、灌溉水盐碱度的指标
河南农业大学
农用水资源的水质标准
(一)、农村居民生活用水水质标准
1.以水为媒介 传播的疾病 很多,如伤 寒、副霍乱、 痢疾、病毒 性肝炎、各 种肠道疾病 等
1.要求水中有毒 物质在长期饮 用中不会中毒
1.碘——与甲状 腺健康有关
河南农业大学
如:
A=W源/m综.毛
式中:
W源——水源每年能供给的灌溉水量,m3; m综.毛——综合毛灌溉定额,m3/亩。
对于小型灌区或没有以上这些要求的情况,一般可用 直接推算法计算。
河南农业大学
4、多年灌溉用水量的确定与灌溉用水量频率曲线
(1)、多年灌溉用水量的确定
与典型年用水量的计算相同,逐年计算灌溉用水量即可求得 多年的灌溉用水量。
中等年(降雨量频率为50%)、 中等干旱年(降雨量频率为75%) 干旱年(降雨量频率为85%~90%)。
以这些典型年的降雨量资料作为推算设计灌溉制度和灌 溉用水量的依据。
河南农业大学
3、典型年灌溉用水量及用水过程
(1)直接计算法
在某一典型年,对于任何一种作物 i 的某一
次灌水,须供水到田间的灌水量(称净灌溉
10000

1m1
8.64T1
上述灌水率计算公式中: T1-灌水延续时间,以天计。对于自流灌区,每天
灌水延续时间一般以24h计;对于抽水灌区, 则每天抽灌时间以20~22h计,式中系数 8.64应相应改为7.2~7.92。 a1为该作物的种植面积比例
河南农业大学
q净

1m1
86400T1
10000
3、考虑美化环境,游乐和消防用水等等。
河南农业大学
(三)、水量平衡分析
1、可供水量分析 可供水资源总量:由大气降水可利用量、地表水径流
量和可开采利用的地下水组成。
(1)、地表径流水量
地表水资源的定量特征为河川径流量,它包括当地 地表径流量和上游径流流入量。
计算方法有代表站法、等值线法、年降水径流关系法

1m1
8.64T1
由公式可见,灌水延续时间T直接影响着灌水率的大小, 从而在设计渠道时,也影响着渠道的设计流量以及渠 道和渠系建筑物的造价,因此必须慎重选定。
灌水延续时间与作物种类、灌区面积大小及农业生产劳 动计划等有关。
灌水延续时间愈短,作物对水分的要求愈容易得到及时 满足,但这将加大渠道的设计流量,并造成灌水时劳 动力的过分紧张。
2.水的硬度—— 与心血管系统 健康有关,长 期饮用低矿化 度水心血管发 病率较高
1.气味 2.味道 3.颜色 4.透明度
不传染疾病
水中有毒物质 及浓度
适于人体需要的 化学成分
感官性状良好
农村居民生活用水水质标准
河南农业大学
感官性 状和一 般化学 指标
毒理学指标
细菌学指标 放射性指标
生活饮用水水质标准
河南农业大学
可进行渠道维 护保养
修正后的q净比较均匀,使得渠道供水均匀,工程量适中, 并且每次灌水后可以进行维护,便于渠道管理。
河南农业大学
经验数据:
大面积水稻灌区(万亩以上)的设计净灌水率(q净)一般为 0.45~0. 6[m3/s·万亩];
大面积旱作灌区(万亩以上)的设计净灌水率(q净)一般为 0.2~0.35[m3/s·万亩];
m综,净=a1m1+a2m2+a3m3+…
式中:
m综,净——某时段内综合净灌水定额,m3/亩; m1、m2 、m3…——第1种、第2种、第3种…作物在该时段内 灌水定额,m3/亩; a1 、a2 、a3…——各种作物灌溉面积占全灌区的灌溉面积的比 值。
河南农业大学
全灌区某时段内的净灌溉用水量W净,可用 下式求得:
W净=m综.净A
(m3)
式中: A——全灌区的灌溉面积,亩。
河南农业大学
计入水量损失,则综合毛灌水定额 :
m综.毛= m综.净/η水
(m3/亩)
全灌区任何时段毛灌溉用水量:
W毛= m综.毛A
(m3)
河南农业大学
计算综合灌水定额的意义
①它是衡量全灌区灌溉用水是否合适的一项重要指 标,与自然条件及作物种植面积比例类似的灌区 进行对比,便于发现m综是否偏大或偏小,从而 进行调整、修改;
用水量)W净i可用下式求得:
W净i=miA i
(m3)
式中:
mi——该作物某次灌水的灌水定额,m3/亩; Ai——该作物的灌溉面积,亩。
全灌区的灌溉用水量W净 W净= ∑ W净i
河南农业大学
河南农业大学
(2)间接计算法
灌溉用水量过程线还可用综合灌水定额所综求得。任何时 段内全灌区的综合灌水定额,是该时段内各种作物灌水 定额的面积加权平均值,即
河南农业大学
2、灌水率图的绘制
对一灌区,多种作物灌水时间是重合的,q净累计 值很大,需要通过灌水率图进行才能够处理。
首先,对某一设计代表年根据灌溉制度由下式计 算出灌区各种作物每次灌水的灌水率:
其次,将所得灌水率绘在方格纸上,称为初步灌 水率图
河南农业大学
河南农业大学
第三,进行修正。从上图看,有时q净特别大,若按照 这一数值设计渠道,规模太大,供水时间短,使用率 不高,为此要对上图进行修正,使q净大致均匀。
第三章
农田灌溉原理
(四)灌溉用水量、灌水率及水质
第四节 灌溉用水量与灌水率
(一)、灌溉用水量
1、概念
农业用水是大户,占水资源的60%—70%, 因此水利工程规划设计、灌溉面积扩大、 工业引水等都涉及到灌溉用水量问题。
灌溉用水量:灌溉土地需从水源取用的水量。
影响因素:灌溉面积、作物种植情况、土壤、水 文地质、气象条件等;
河南农业大学
2、需水量分析 主要是农业灌溉需水、人畜饮水及生活用水、当地
工业生产用水等(前面以学习,不再展开讲)。
河南农业大学
3、水量平衡计算 分析水资源和用水的平衡状况:
水资源量(河川径流、有效降水、可利用地下水等) 计划用水量(农业用水、生活用水、工业用水等) 平衡情况(盈余或不足)
河南农业大学
河南农业大学
(二)、乡镇供水量
乡镇供水主要包括农村人畜用水、乡镇企业和工业 用水等。根据统计,农业灌溉用水是农村用水中 的大户,约占总用水量的90%,其余10%左右 为农村人畜用水、乡镇企业和工业用水等。
为了满足乡镇供水的要求,通常采用两种方式:一 是在工程许可条件下,扩大渠道的供水能力;二 是压缩农业用水的比例,增加乡镇供水量。如有 的灌区是开展农业节水灌溉,或是调整作物种植 结构,即减少需水量大的作物种植面积,改种需 水量少的作物等。
作 用:直接影响着灌溉工程的规模,影响该 地区总的水量平衡。
单 位:104×m3
河南农业大学
2、设计典型年的选择
特定的水文年份称为“设计典型年”。
(1)原因:对一个灌区来说,地下水补给量是比 较稳定的,而降雨量在年际之间变化很大。各年 的灌溉用水量就有很大的差异,因此,灌溉用水 量不能泛泛而言,一般用典型年来处理。
第五节 灌 水 率
原因:我们前面的计算都是按照水量来计算的,单 位是体积,但是在工程设计中要求用流量来确定工 程的规模,因此,要把灌溉水量转换为流量。
1、灌水率的计算
灌水率:灌区单位面积(例以万亩计)上所需 灌溉的净流量q净,又称灌水模数。
作用:计算灌区渠首的引水流量和灌溉渠道的 设计流量。单位:m3/s /104×667m2
标准 色度不超过15度,并不得呈现其他异色
不超过3度,特殊情况不超过5度 不得有异臭、异味 不得含有 6.5~8.5
450 mg/L
0.3 mg/L 0.1 mg/L 1.0 mg/L 1.0 mg/L
0.002 mg/L
0.3 mg/L 250 mg/L 250 mg/L 1000 mg/L 1.0 mg/L 0.05 mg/L 0.05 mg/L 0.01 mg/L 0.001 mg/L 0.01 mg/L 0.05 mg/L 0.05 mg/L 0.05 mg/L 20 mg/L 60 ug/L 3 ug/L 0.01 ug/L 1 ug/L 5 ug/L 100 个/mL 3 个/L 在与水接触30min后应不低于0.3mg/L。集中式给水除出厂水符合上述要求外,管网末梢水不应低于0.05mg/L 0.1 Bq/L 1 Bq/L
它需要有逐年的相关资料,推算过程很简单。
(2)、灌溉用水量频率曲线
将以上计算的多年灌溉用水量进行统计计算,即可制作灌溉 用水量频率曲线(方法参见水文知识部分)。
理论灌溉水量频率曲线可采用皮III形曲线,具有一定的统 计规律性,一般为Cv=0.15-0.45, Cs=(1.0-3.0)Cv
用灌溉用水量频率曲线即可推求代表年的灌溉用水量。
相关文档
最新文档