《灌溉排水工程学》教学用-第五章PPT课件
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给排水工程第5章PPT课件
➢ 塑料管内壁光滑，输送液体时摩阻明显小于混凝土管；
塑料管粗糙系数为0.01，混凝土管粗糙系数为0.013， 在相同条件下，塑料管的输水量比混凝土管提高近30%；
第20页/共30页
5.2 排水管渠的断面及材料
➢ 塑料管耐腐蚀性强，抗酸碱，密封性好，耐老化，使用寿命
长达50年；
➢ 塑料管适应温度范围广，在-80℃～60℃温度范围内不冻裂，
但实际养护经验证明，这种断面的 清通工作较困难，并且制作和施工 复杂，现很少采用这种断面形式。
第14页/共30页
5.2 排水管渠的断面及材料
（5）矩形
矩形断面可以就地浇制或砌筑，并 按需要将深度增加，以增大排水量。
在矩形断面的基础上，底部做成弧形 流槽，以改善水力条件。
或在矩形渠道内做成低流槽，可用于 合流制管道系统。晴天时，污水在小 矩形槽内流动，以保证一定的流速， 减轻淤积的程度。
倒虹管长度大于50 m时，采用5%；等于或小于50 m时，采用10%。
第5页/共30页
5.1 倒虹管
进水井和出水井的水面高差H：
H= H1 +（0.05～0.10）m
第6页/共30页
5.1 倒虹管
例：已知最大流量为340 L/s，最小流量为120 L/s，倒虹管长为 50 m，共4只15°弯头，倒虹管上游管流速为1.0 m/s，下游 管流速为1.24 m/s；确定进水井和出水井的水面高差H。
H= H1+ 0.10= 0.429 + 0.10= 0.529 （m）
第8页/共30页
5.2 排水管渠的断面形式及材料
5.2.1 排水管渠断面形式
5.2.1.1 排水管渠断面应满足的要求 （1）静力学
管道必须有较大的稳定性，在承受各种荷载时稳定而坚固。
塑料管粗糙系数为0.01，混凝土管粗糙系数为0.013， 在相同条件下，塑料管的输水量比混凝土管提高近30%；
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5.2 排水管渠的断面及材料
➢ 塑料管耐腐蚀性强，抗酸碱，密封性好，耐老化，使用寿命
长达50年；
➢ 塑料管适应温度范围广，在-80℃～60℃温度范围内不冻裂，
但实际养护经验证明，这种断面的 清通工作较困难，并且制作和施工 复杂，现很少采用这种断面形式。
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5.2 排水管渠的断面及材料
（5）矩形
矩形断面可以就地浇制或砌筑，并 按需要将深度增加，以增大排水量。
在矩形断面的基础上，底部做成弧形 流槽，以改善水力条件。
或在矩形渠道内做成低流槽，可用于 合流制管道系统。晴天时，污水在小 矩形槽内流动，以保证一定的流速， 减轻淤积的程度。
倒虹管长度大于50 m时，采用5%；等于或小于50 m时，采用10%。
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5.1 倒虹管
进水井和出水井的水面高差H：
H= H1 +（0.05～0.10）m
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5.1 倒虹管
例：已知最大流量为340 L/s，最小流量为120 L/s，倒虹管长为 50 m，共4只15°弯头，倒虹管上游管流速为1.0 m/s，下游 管流速为1.24 m/s；确定进水井和出水井的水面高差H。
H= H1+ 0.10= 0.429 + 0.10= 0.529 （m）
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5.2 排水管渠的断面形式及材料
5.2.1 排水管渠断面形式
5.2.1.1 排水管渠断面应满足的要求 （1）静力学
管道必须有较大的稳定性，在承受各种荷载时稳定而坚固。
灌溉排水工程学实验版定稿PPT课件
.
12
灌溉排水工程学实验
四、试验成果整理和分析
2）计算流量偏差系数
CV＝
s
_
×100％
q
式中 CV——流量偏差系数，％；
s——滴头出流量标准偏差；
_
q ——25个滴头的平均流量。
.
13
灌溉排水工程学实验
四、试验成果整理和分析
2、灌水均匀度Cu的计算
根据每次测试结果，计算毛管上滴头出水量均匀系数，
.
18
灌溉排水工程学实验 一、实验目的：
3 、学会测针使用方法及量水堰测流技术。 4、通过对输水渠道在不同流量（加大、设计及最小）情况 下不同水深（加大、设计及最小）的测试，加深对渠道横 断面设计原理的影响。 5、熟练运用明渠均匀流公式。利用测试数据和渠道的其他 已知设计参数（如流量Q，底宽b，边坡系数m，糙率n和 比降i等）对输引水渠道进行设计、校核。
灌溉排水工程学实验
水利与土木工程学院 Collage of Water Conservancy and
Civil Engineering
农业水利工程系 2020年4月
.
1
灌溉排水工程学实验
教学目标
通过实验，使学生初步具有灌溉排水工程学的 基本知识和实验技能，掌握灌溉排水工程中灌 溉渠道实验设计和排水沟道实验设计等。
明渠均匀流公式是个高阶隐函数方程，含有渠道底宽b和水深h 两个未知数，不能直接求解。在实际设计中，常采用试算或图解 法求解。该公式表述如下：
QAC Ri
②
式中 Q ----- 渠道设计流量（m3/s）；
A ----- 渠道过水断面面积（m2），梯形断面渠道，；
R ----- 水力半径（m），，式中x为湿周，；
《灌排工程》课件
特点
灌排工程具有系统性、综合性、地域 性和季节性等特点，需要综合考虑当 地气候、土壤、地形、水资源等因素 ，因地制宜地进行规划和设计。
灌排工程的重要性与应用领域
重要性
灌排工程是农业生产的重要基础设施，对于保障粮食安全、促进农业可持续发 展具有重要意义。通过灌排工程，可以有效地提高农作物的产量和质量，增加 农民收入，改善农村生态环境。
发展趋势
未来灌排工程将朝着高效节水、智能化、生态友好等方向发展。同时，随着全球 气候变化和环境问题的加剧，灌排工程也需要更加注重生态环境保护和可持续发 展。
02 灌排工程的设计与规划
灌排工程的设计原则与目标
总结词
设计原则与目标
详细描述
灌排工程的设计应遵循可持续性、经济性、安全性和环保性的原则，旨在提高农业产量、改善农田水利条件、降 低自然灾害风险，并确保工程的长期效益。
综合规划与设计
在灌排工程规划与设计中，综合考虑经济效 益、社会效益和环境效益。
法律法规保障
制定相关法律法规，创新，推动灌排工程的技术进步和 产业升级。
公众参与与教育
加强公众参与和教育，提高公众对灌排工程 可持续发展的认识和意识。
05 灌排工程的案例分析与实 践
04 灌排工程的环境保护与可 持续发展
灌排工程对环境的影响与评价
土壤盐碱化
灌排工程可能导致土壤盐碱化，影响土壤质 量和农作物生长。
生态破坏
灌排工程可能对湿地、水域生态系统造成破 坏，影响生物多样性。
水资源浪费
不合理的灌排工程可能导致水资源浪费，加 剧水资源短缺问题。
评价方法
采用环境影响评价方法，对灌排工程对环境 的影响进行科学评估。
01
02
03
灌排工程具有系统性、综合性、地域 性和季节性等特点，需要综合考虑当 地气候、土壤、地形、水资源等因素 ，因地制宜地进行规划和设计。
灌排工程的重要性与应用领域
重要性
灌排工程是农业生产的重要基础设施，对于保障粮食安全、促进农业可持续发 展具有重要意义。通过灌排工程，可以有效地提高农作物的产量和质量，增加 农民收入，改善农村生态环境。
发展趋势
未来灌排工程将朝着高效节水、智能化、生态友好等方向发展。同时，随着全球 气候变化和环境问题的加剧，灌排工程也需要更加注重生态环境保护和可持续发 展。
02 灌排工程的设计与规划
灌排工程的设计原则与目标
总结词
设计原则与目标
详细描述
灌排工程的设计应遵循可持续性、经济性、安全性和环保性的原则，旨在提高农业产量、改善农田水利条件、降 低自然灾害风险，并确保工程的长期效益。
综合规划与设计
在灌排工程规划与设计中，综合考虑经济效 益、社会效益和环境效益。
法律法规保障
制定相关法律法规，创新，推动灌排工程的技术进步和 产业升级。
公众参与与教育
加强公众参与和教育，提高公众对灌排工程 可持续发展的认识和意识。
05 灌排工程的案例分析与实 践
04 灌排工程的环境保护与可 持续发展
灌排工程对环境的影响与评价
土壤盐碱化
灌排工程可能导致土壤盐碱化，影响土壤质 量和农作物生长。
生态破坏
灌排工程可能对湿地、水域生态系统造成破 坏，影响生物多样性。
水资源浪费
不合理的灌排工程可能导致水资源浪费，加 剧水资源短缺问题。
评价方法
采用环境影响评价方法，对灌排工程对环境 的影响进行科学评估。
01
02
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开放教育试点水利水电工程专业灌溉与排水直播课堂
整理版ppt课件
3
灌溉排水工程是农业和国民经济的基础设 施，它的发展是农业紧密相关的，是科技 兴农的主要内涵。
整理版ppt课件
4
《灌溉与排水》是开放教育试点水利水电 工程专业的省管专业课，第五学期开设， 课程学习成绩合格记6学分，另有集中实践 教学《灌溉与排水》课程设计，计1学分。 为农田水利方向学员必须完成的实践性教 学环节。
熟练掌握管网在不同管道系统工作 制度下设计流量和管网水力计算方法；
掌握管道输水灌溉系统规划设计步 骤。
整理版ppt课件
18ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
教学重点：
管网在不同工作制度下的流量推算、 管网的水力计算。
管网规划布置的形式、适用条件和管 网布置形式的选择。
整理版ppt课件
19
第六章 井灌规划
教学要求：
比较全面地了解地下水的类型、特点、补 给、消耗、储量以及开采的可能性等方面的基 本知识，对常用井型的特点、构造和选用条件 应由一般的了解。
整理版ppt课件
16
教学重点：
1、引水灌溉工程水利计算的内容和计算的 方法；灌溉渠系和田间渠系规划原则及布 置形式。
2、渠道输水损失的估算；渠道流量的推算 方法；渠道纵横断面的设计方法。
整理版ppt课件
17
第五章 管道输水灌溉系统的规划设计
教学要求：
了解管道输水灌溉系统的组成与各 种类型的特点，深刻认识管道系统规划 的原则和内容、管网规划布置的原则与 形式及适用条件的田间灌水系统的布置；
教学要求：
了解不用灌水方法的特点及适用条件；
掌握畦灌、沟灌、喷灌、滴灌的规划内 容、设计理论与方法，独立完成本章练习 题；
全面了解我国节水灌溉工程技术现状和 发展方向。
《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。
第五章灌溉管道系统ppt课件
系统日运 行小时数
可能同时供水
n的1 支管QQ数支0r
首部设计工作压力
HH 0 hf hj
灌水器的 工作水头
典型点高程与 水源水面的高差
九、管道系统的结构设计
埋深：
防止农业机械损坏管道 应大于最大冰冻层深度
坡度：
一般大致与地面坡度相同 特别平坦地区，1/100-1/1000
管道系统的结构设计
一、概述
国内外现状
美国：1亿亩，地面灌溉的50% 前苏联：1.66亿亩, 63% 以色列：300万亩, 90%以上 中国：5000万亩, 主要在北方地区
二、管道系统的组成
首部枢纽 取水 加压 水质处理
引水建筑物 泵站 沉沙 过滤设备 肥料化学药剂注入设备 控制器 压力、流量调节器 量测设备
输配水管网 总干管、干管、分干管、支管、毛管 灌水器
第五章 灌溉管道系统
一、概述 二、灌溉管道系统的组成与分类 三、灌溉管道系统的规划布置 四、管道的种类及其规格 五、管道附件 六、管道系统的工作制度 七、管道系统的流量与压力推算 八、管道系统的结构设计
一、概述
管道系统的优缺点
减少占地7%-13%，提高土地利用率 减少输水损失，提高灌溉水利用系数 减少灌水劳动强度和时间，提高劳动生产率 适应各种地形和各种灌水方法 有压管道耗费能源 投资一般高于渠道系统
空气阀：管道开始工作时，隆起部分常积累空 气，影响过水面积，发生水力冲击。安装空气 阀在管道充水时排除空气，充满水后自动关闭 流量调节器：自动调节流量
七、管道系统的工作制度
续灌 轮灌 随机取水
八、管道系统的流量与压力推算
选管材
初定管径
水头损失校核
树枝状管网的水力计算 沿程水头损失计算 局部水头损失计算 设计流量计算
灌溉排水工程学课件
2、畦田规格 畦田规格主要指畦田的长度、畦田的宽度和畦埂断面。 （1）畦宽 主要取决于畦田的横向坡度、土壤性质和农业技术要求， 以及农业机具的宽度。通常，畦宽多为当地农业机具宽度 的整倍数确定，一般约2~4m。为灌水均匀，要求畦田无 横向坡度，以免水流集中，冲刷畦田表面土壤。 （2）畦长 根据畦田纵坡、土壤质地及土壤透水性能、土地平整情况 和农业技术条件等合理确定。 ①纵坡坡度大的畦长宜长，纵坡坡度小的畦长可稍短； ②砂质土壤，土壤透水性强，畦长宜短；
3、畦灌法灌水技术 其要素主要指畦田长度l、畦宽b、单宽流量q和放水入畦时 间t。影响这些要素的因素主要有土壤渗透系数、田面纵向 坡度、畦田粗糙率与平整程度，以及作物的种植倩况等。
为使田间灌水均匀度高，湿润土层基本均匀，畦灌灌水技
术要素之间应满足如下关系：
(1)渗入到畦田内土壤中的水量达到计划灌水定额时，畦田 内各处所需要的入渗时间tn满足下式：
t :放水历时(s)；
y: 停水时刻田面水流推进长度内任一点的地面水深(m);
x: 任意时间的水流推进长度(m);
z: t时段内任意一点x处的入渗水层深度(m)；
l: 关闭首端进水口后停止供水时的水流推进长度( m)。
地面水流推进函数和土壤入渗函数的确定：
水流推进函数 L： aTb
土壤入渗函数 Z ： ktna
式中：
T ：水流推进时间；
a、b：水流推进函数的系数和指数； t n：向土壤中入渗的时间； k和α：为土壤入渗函数的系数和指数。 上述两个函数中的系数均通过田间试验实测确定。
二、畦灌法：用临时修筑的土埂将灌溉田块分隔成一系 列的长方形田块，灌水时，水从输水垄沟或田间毛渠引 入畦田后，在畦田田面上形成很薄的水层，沿畦长坡度 方向均匀流动，在流动的过程中主要借重力和毛细管作 用，以垂直下渗的方式逐渐湿润土壤的地面灌水方法。
农田水利学51灌溉渠道规划ppt课件
2、田间工程
农渠以下的毛渠、灌水 沟、畦，分水口及量 水设施等均属田间工 程，主要发挥调节农 田水分状况的作用。
排水系统、田间道路、 土地平整等也是田间 工程。
3、灌溉渠系建筑物
分水闸：在上下级渠道之 间，控制和调节向下 级渠道配水。
节制闸：建在渠道上，用 于抬高上游水位作用。
泄水闸：在重要渠段上游 设置泄水闸,与节制闸 配合使用,排出多余水 量。
一、地表水取水方式
(一) 无坝引水
应用条件： 河流流量、水位均满足灌区取
水要求；即：
Q1≤30%Q0； H1＜H0
Q1、H1分别为渠首取水流量和设计水位； Q0、H0分别为河流流量和水位。
组成：进水闸、冲沙闸、导流堤
导流堤
进水闸
冲沙闸
(二) 有坝(低坝)引水
有坝引水枢纽主要由拦河坝(闸)、进水闸、冲沙闸 及防洪堤等建筑物组成。
桥梁：渠道与道路交叉，水 面低于道路，流量较大时 采用桥梁交叉。
有压力管道
无压力管道
量水建筑物 巴谢尔槽：
量水堰：
二、灌溉渠道规划布置原则
根据地形、地质、水源及原有设施，遵循以下原则： （1）充分利用水土资源：扩大灌溉面积、自流灌溉 （2）由土地利用规划和农业区划紧密结合，适当照顾行
政区划：可将灌区划分若干分区，并分区规划；与公路、 机耕道、林带等统一规划，全面安排。 （3）与灌区排水沟布置结合，统一布局：灌排分开，各 成系统，互不干扰；渠系布置不切断排水出路，尽量不 打乱原有天然排水系统，平原区渠道布置往往要服从排 水沟的布置。 （4）尽量使总的工程量和工程费用最小：为此，要对骨 干渠道和规模较大的渠系建筑物进行必要的方案比较， 从中选优。
率确定。
农田水利学一灌溉工程PPT课件
农田灌溉原理
水量平衡制定旱作物灌溉制度
• 考虑计划湿润层增加时的灌溉制度确定。 – 腾发量减去计划湿润层增加的水量、地下水 补给量，是实际消耗的土壤水的数量。 – 当土壤中储水量小于适宜含水量时，需要灌 溉。
农田灌溉原理
4、水田灌溉制度的制定—列表法
• 基本原理，当田面水层低于适宜灌水深度时，灌水至适宜上 限；
• 灌水定额；作物的种植比例；灌水延续时间。 – 当灌水定额；作物的种植比例确定后，主要取决于 灌水延续时间。 • 灌水延续时间与作物种植面积、作物所处的生育 阶段、灌水条件等有关。 • 面积越大，延续时间越长。
农田灌溉原理
2.灌水率图及其修正
• 灌水率随时间变化的直方图。 • 修正的原因：
– （1）不同时间灌水率差异较大，造成渠道水位差异大； – （2）供水连续性差，管理部方便。 – 应该修正，使灌区渠道供水连续，水位差小。
• （1）净灌溉用水量：某作物一次灌水灌到田间的水量： – W＝m×A • A－某作物面积；m-该作物的灌水定额 –各类灌溉作物累加，可达到灌区某个时段的净灌溉 用水量。
n
M净 （Ai mi） i1
农田灌溉原理
（2）综合净灌溉定额
• 相对于整个灌区而言，单位面积上某个时段内的平 均灌溉定额
– 包括不灌溉的耕地。
– 可以通过灌区面积和综合净灌溉定额计算净灌溉 用水量
n
(Ai mi) n
m净 i1 At
(t mi) i1
农田灌溉原理
综合净灌溉定额
–若灌区中面积20000公顷（其中12800公顷不灌溉） ，则5.1-5.15之间，综合净灌溉定额为 978/20000*10000=489方/公顷
农田灌溉原理
– 某些阶段的水分胁迫，具有改善品质的效果。
水量平衡制定旱作物灌溉制度
• 考虑计划湿润层增加时的灌溉制度确定。 – 腾发量减去计划湿润层增加的水量、地下水 补给量，是实际消耗的土壤水的数量。 – 当土壤中储水量小于适宜含水量时，需要灌 溉。
农田灌溉原理
4、水田灌溉制度的制定—列表法
• 基本原理，当田面水层低于适宜灌水深度时，灌水至适宜上 限；
• 灌水定额；作物的种植比例；灌水延续时间。 – 当灌水定额；作物的种植比例确定后，主要取决于 灌水延续时间。 • 灌水延续时间与作物种植面积、作物所处的生育 阶段、灌水条件等有关。 • 面积越大，延续时间越长。
农田灌溉原理
2.灌水率图及其修正
• 灌水率随时间变化的直方图。 • 修正的原因：
– （1）不同时间灌水率差异较大，造成渠道水位差异大； – （2）供水连续性差，管理部方便。 – 应该修正，使灌区渠道供水连续，水位差小。
• （1）净灌溉用水量：某作物一次灌水灌到田间的水量： – W＝m×A • A－某作物面积；m-该作物的灌水定额 –各类灌溉作物累加，可达到灌区某个时段的净灌溉 用水量。
n
M净 （Ai mi） i1
农田灌溉原理
（2）综合净灌溉定额
• 相对于整个灌区而言，单位面积上某个时段内的平 均灌溉定额
– 包括不灌溉的耕地。
– 可以通过灌区面积和综合净灌溉定额计算净灌溉 用水量
n
(Ai mi) n
m净 i1 At
(t mi) i1
农田灌溉原理
综合净灌溉定额
–若灌区中面积20000公顷（其中12800公顷不灌溉） ，则5.1-5.15之间，综合净灌溉定额为 978/20000*10000=489方/公顷
农田灌溉原理
– 某些阶段的水分胁迫，具有改善品质的效果。
灌溉排水工程学教学用课件
重力水：如地下水位高，停留在根系层 的重力水影响土壤的通气，这部分水称 为过剩水。
田间持水率：灌水两天后土壤所能保持的含水率，它是重力 水和毛管水、有效水分和过剩水分的分界线。
•灌溉排水工程学教学用
•2
二、作物生长对农田水分状况的要求
水对作物的生长的影响： （1）水是作为进行光合作用、制造有机物的原料； （2）水使作物保持正常、稳定状态； （3）水是作物营养元素、矿物质的载体； （4）水分是作物细胞原生质的重要成分； （5）水分可以调节作物体温。
（2）地下水补给条件下的蒸发 若地下水埋藏较浅，表土蒸发消耗的水分在毛管力的作
用下有地下水补给。如果外界蒸发力不随时间而变，土
壤水分蒸发强度与地下水向上补给的通量处于相对平衡
状态，就形成稳定蒸发。
•灌溉排水工程学教学用
•15
•灌溉排水工程学教学用
•16
四、土壤—植物—大气连续体水分运移 （SPAC）
参照作物需水量ET0：指的是土壤水分充足，地面完全
覆盖、生长正常、高矮整齐的开阔(长、宽均在200m以 上)绿草地(高3~15cm)的蒸发蒸腾量。 参照作物需水量只受气象条件的影响。 目前采用的计算作物需水量方法，大致分为以下两步： 第一步：考虑气象因素对作物需水量的影响，计算参照
作物蒸发蒸腾量ET0 ；
（5）改善土壤性能
可将农田水分过多部分积蓄以用于灌溉。
•灌溉排水工程学教学用
•19
第二节 作物需水量与灌溉制度
一、作物需水量及影响因素
作物根系吸水，也称植株蒸腾①
农田水分消耗
植株间水分蒸发，也称棵间蒸发② 深层渗漏：旱作物
渗漏③ 田间渗漏：水稻
作物需水量：是指生长在大面积上的无病虫害作物，在最
田间持水率：灌水两天后土壤所能保持的含水率，它是重力 水和毛管水、有效水分和过剩水分的分界线。
•灌溉排水工程学教学用
•2
二、作物生长对农田水分状况的要求
水对作物的生长的影响： （1）水是作为进行光合作用、制造有机物的原料； （2）水使作物保持正常、稳定状态； （3）水是作物营养元素、矿物质的载体； （4）水分是作物细胞原生质的重要成分； （5）水分可以调节作物体温。
（2）地下水补给条件下的蒸发 若地下水埋藏较浅，表土蒸发消耗的水分在毛管力的作
用下有地下水补给。如果外界蒸发力不随时间而变，土
壤水分蒸发强度与地下水向上补给的通量处于相对平衡
状态，就形成稳定蒸发。
•灌溉排水工程学教学用
•15
•灌溉排水工程学教学用
•16
四、土壤—植物—大气连续体水分运移 （SPAC）
参照作物需水量ET0：指的是土壤水分充足，地面完全
覆盖、生长正常、高矮整齐的开阔(长、宽均在200m以 上)绿草地(高3~15cm)的蒸发蒸腾量。 参照作物需水量只受气象条件的影响。 目前采用的计算作物需水量方法，大致分为以下两步： 第一步：考虑气象因素对作物需水量的影响，计算参照
作物蒸发蒸腾量ET0 ；
（5）改善土壤性能
可将农田水分过多部分积蓄以用于灌溉。
•灌溉排水工程学教学用
•19
第二节 作物需水量与灌溉制度
一、作物需水量及影响因素
作物根系吸水，也称植株蒸腾①
农田水分消耗
植株间水分蒸发，也称棵间蒸发② 深层渗漏：旱作物
渗漏③ 田间渗漏：水稻
作物需水量：是指生长在大面积上的无病虫害作物，在最
《灌溉排水工程学》教学用课件-第五章
第五章 旱区雨水径流集蓄灌溉工程
旱区通常是指广大的干旱地区、半干旱地区、半干旱半湿 润地区及半湿润偏旱地区。 雨水径流集蓄灌溉工程是导引、收集雨水径流，并把它蓄 存起来，作为一种有效水资源而予以灌溉利用的工程技术 措施。
第一节 雨水径流集蓄灌溉工程的组成与类型
一、雨水径流集蓄灌溉工程的组成 雨水径流集蓄灌溉工程基本上是由三部分组成：即集水工 程、蓄水工程和灌溉工程。集水工程是雨水集蓄灌溉工程 的基础；蓄水工程是雨水集蓄灌溉工程的“心脏”(起调节 的 作用，类似于调节水库)；灌溉工程则是其目的。
第二节 雨水聚集技术 雨水聚集技术包括集雨面的处理、集水效率的确定和聚集 水量的分析计算。
一、集水面的处理 干旱地区的自然地面降水入渗大、快，其集水效率低。 常用的集水面材料及其处理措施有： (1)混凝土集水面； (2)水泥土夯实处理； (3)塑料薄膜； (4)三七灰土夯实处理； (5)原土夯实处理； (6)水泥瓦、青瓦屋面； (7)钠盐处理； (8)粗石蜡处理； (9)硅有机树脂处理； (10)喷洒沥青处理。
2、蓄水设施的容积与个数 优化计算确定出系统蓄水设施的总有效容积，相应的蓄水 设施的个数从以下方面分析考虑： (1)经济性。蓄水设施容积越大，单位容积的蓄水设施费用 越小。 (2)合理性。蓄水设施的设置结合具体的地形、地质等条件 决定。 (3)方便性。指蓄水设施便于养护、管理，集水、取水比较 方便。
干旱 引水渠道
天然集雨场
蓄水池
加盖覆 土水池
饮用水蓄水池 沉砂池
引水渠道
眉山盘熬 山地饮用工程
眉山盘熬高山人畜饮水工程
加盖覆 土水池 取水井
过滤池
沉砂池
3、灌溉工程 由于利用集蓄雨水径流灌溉作物，而雨水少，因此客观上 就要求采用最为节水的灌溉方式，目前主要选用滴灌、微 喷灌和渗灌。 一般蓄水设施的灌溉取水放水方式有： (1)自压放水方式。直接在蓄水设施底部安装输水管道和 闸阀，由输水管连接管道向田间供水。 (2)人力提水取水方式。对地下式蓄水，由人力提水使用。 (3)机械提水取水方式。包括手动和电动水泵提水两种。
旱区通常是指广大的干旱地区、半干旱地区、半干旱半湿 润地区及半湿润偏旱地区。 雨水径流集蓄灌溉工程是导引、收集雨水径流，并把它蓄 存起来，作为一种有效水资源而予以灌溉利用的工程技术 措施。
第一节 雨水径流集蓄灌溉工程的组成与类型
一、雨水径流集蓄灌溉工程的组成 雨水径流集蓄灌溉工程基本上是由三部分组成：即集水工 程、蓄水工程和灌溉工程。集水工程是雨水集蓄灌溉工程 的基础；蓄水工程是雨水集蓄灌溉工程的“心脏”(起调节 的 作用，类似于调节水库)；灌溉工程则是其目的。
第二节 雨水聚集技术 雨水聚集技术包括集雨面的处理、集水效率的确定和聚集 水量的分析计算。
一、集水面的处理 干旱地区的自然地面降水入渗大、快，其集水效率低。 常用的集水面材料及其处理措施有： (1)混凝土集水面； (2)水泥土夯实处理； (3)塑料薄膜； (4)三七灰土夯实处理； (5)原土夯实处理； (6)水泥瓦、青瓦屋面； (7)钠盐处理； (8)粗石蜡处理； (9)硅有机树脂处理； (10)喷洒沥青处理。
2、蓄水设施的容积与个数 优化计算确定出系统蓄水设施的总有效容积，相应的蓄水 设施的个数从以下方面分析考虑： (1)经济性。蓄水设施容积越大，单位容积的蓄水设施费用 越小。 (2)合理性。蓄水设施的设置结合具体的地形、地质等条件 决定。 (3)方便性。指蓄水设施便于养护、管理，集水、取水比较 方便。
干旱 引水渠道
天然集雨场
蓄水池
加盖覆 土水池
饮用水蓄水池 沉砂池
引水渠道
眉山盘熬 山地饮用工程
眉山盘熬高山人畜饮水工程
加盖覆 土水池 取水井
过滤池
沉砂池
3、灌溉工程 由于利用集蓄雨水径流灌溉作物，而雨水少，因此客观上 就要求采用最为节水的灌溉方式，目前主要选用滴灌、微 喷灌和渗灌。 一般蓄水设施的灌溉取水放水方式有： (1)自压放水方式。直接在蓄水设施底部安装输水管道和 闸阀，由输水管连接管道向田间供水。 (2)人力提水取水方式。对地下式蓄水，由人力提水使用。 (3)机械提水取水方式。包括手动和电动水泵提水两种。
农业用水节水灌溉技术PPT课件
田间工程规划原则
在农业发展规划和水利建设规划的基础 上进行。
着眼长远、立足当前，既要充分考虑农 业现代化发展的要求，又要满足当前农 业生产发展的实际需要。
因地制宜，讲求实效。
以治水改土为中心，实行山、水、田、 林、路综合治理。
3.1 条田规划
指末级固定灌溉渠道(农渠)和末级固定沟道(农沟) 之间的田块，有的地方称为耕作区。
➢布置规格： • 输水垄沟间距等于灌水 沟畦的长度，为30~50m • 输水垄沟长等于毛渠的 间距，为50~70m • 毛渠间渠等于输水垄沟 的长度。若毛渠双向控制，
则毛渠的间距是输水垄沟长 度的两倍
• 毛渠长度与条田宽度相 近
横向布置
➢水流流向 ：农渠→毛渠→灌水沟、畦 ➢特点：无输水垄沟；毛渠⊥灌水沟、畦面垂直
旱田（深层渗漏）中由于降水或灌溉水量太大， 使土壤水分超过了田间持水量，水分渗透到根 系以下深层的土壤中
refers to the movement of water from the soil surface into the deep soil of plant root because the soil water exceeds field capicty content 稻田（田间渗漏）是指水稻田的渗漏
植株蒸腾 Traspiration
作物需水量 = 植株蒸腾 + 株间蒸发 =腾发量 Evapotranspiration(ET)
株间蒸发 Evaporation
蒸腾（Transpiration）
作物根系从土壤中吸入体 内，通过叶片的气孔扩散 到大气中去的水分。 Refers to the movement of water from the soil into a plant, up the plant body, and out the plant’s leaves into the atmosphere.
灌溉排水工程学 ppt课件
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第二阶段：
开始于土壤含水率减少到θ=θk 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。该阶段的土壤水蒸发强度随含水率减小而逐渐
减小，所以称为蒸发强度递减阶段。
该阶段土壤蒸发强度ε由下式计算；
ε =（aθ+b）E0
重力水：如地下水位高，停留在根系层 的重力水影响土壤的通气，这部分水称 为过剩水。
田间持水率：灌水两天后土壤所能保持的含水率，它是重力 水和毛管水、有效水分和过剩水分的分界线。
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二、作物生长对农田水分状况的要求
水对作物的生长的影响： （1）水是作为进行光合作用、制造有机物的原料； （2）水使作物保持正常、稳定状态； （3）水是作物营养元素、矿物质的载体； （4）水分是作物细胞原生质的重要成分； （5）水分可以调节作物体温。
将实验资料I、t按时序求出i=△I／△t，取lg i及1g t，点
绘于双对数纸上，可拟合成一条直线，如图1—5所示。
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由于（lg i1-lg i2）/ （lg t1-lg t2）=-t gθ=-α 即α为拟合直线与横轴的夹角的正切值
拟和直线与纵轴的截距即为l g i1
则累积入渗量I与入渗时间t的关系
植物（P） 应用统一的能量指标“水势”来定量研究整个系统中各个 环节能量水平的变化：
式中：
C(h)=dθ／d h表示压力水头减少一个单位时，单位体积
土壤中所能释放出来的水体积，其量纲为[ L-1 ]，称为容
水度或比水容量，它是土壤水分特征曲线上的斜率。
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排水工程上册第5章课件
1/5，且安装施工也较方便。
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❖ 接口：焊接、承插、螺口
❖ 优点：抗压、抗震、抗渗性能好，水阻小， 管长长，接头少。
❖ 缺点：价高，抗腐性差，抗侵蚀性差
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混凝土
❖ 分类：砼管、预应力砼管及防腐砼管。 ❖ 规格：管径基本都在300mm以上，大多数
都用于大流量的排水工程中。 ❖ 特点：价格较其它材料的大口径管要低，
比传统连接方法可节省40%-50%的时间。
卫生指标 PP-R组份单纯，基本成份为碳和氢，符合食品卫生规定，无毒使用PP-R管可
免去使用镀锌钢管所造成的内壁结垢，生锈而引起的水质"二次污染"，更适合于饮
用水输送，属于绿色建材。
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PPR性能
❖ ① PP-R管使用温度达95℃，短期使用温度可达 120℃，在使用温度为70℃，工作压力为1.2Mpa 条件下长期连续使用。
目前常用的金属管主要有：钢管、镀锌管、铸铁管、铜管。
❖ 铜管价格较高，主要用于热水管道。
❖ 镀锌管道仍作为建筑给水管的主要管材，它比铜管价格低，但 防腐性差，尤其是随着工业发展，水源污染，一些水厂为保证 供水的卫生指标，采取了加大投氯量的措施，使水的侵蚀性增 加，钢管内壁腐蚀结垢情况加剧，严重影响到镀锌管的使用寿 命。
12பைடு நூலகம்
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综合管道基本上由下述几部分构成：
❖ (1)本体：包括管道的一般地段和特殊地段； ❖ (2)一般地段：标准断面地段 ❖ (3)特殊地段：支线、电缆接头位置、进物孔、进人
孔等
❖ (4)通风口及出入口 ❖ (5)附属设备：排水、通风、照明、防火安全等设备。
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3、路面集蓄灌溉工程类
利用道路作为集水区，在道路侧边开挖导引雨水径流进入蓄 水设施的截水沟渠或暗管，并修筑蓄水设施群，以分段集蓄 径流而进行灌溉的工程类型。 特点：投资少，流量大。需要设置沉沙槽和拦污栅等装置。 蓄水设施：主要用水窖。 4、 屋面庭院集蓄灌溉工程类 利用屋面和庭院集蓄天然降水，为人畜饮用、温室瓜果蔬菜 提供水质良好的水源。 特点：屋面使用瓦、水泥屋面，地面需处理。 蓄水设施：水窖。
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2、集水效率的计算方法 集水效率的计算可分为三类： ①能获得次降水量、次平均降水强度以及集水面前期含水量 资料的集水效率计算：
②能获得次降水量、次平均降水强度的集水效率计算：
式中：E h为各次降水的集水效率；
P 为各次降水的次降水量(nm)；
I 为次降水平均降水强度(rn m/min)；
W 为集水面前期含水量；
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(2)集水面对集水效率的影响。 ①集水面质地对集水效率的影响。 用不同材料制成、不同措施处理的集水面，其表面或内部结构 不同，相应的透水性、吸水件或持水性不用，从而导致了对降 水产流有不同的影响。 ②集水面坡度对集水效率的影响。 一般建议，集水面坡度应不小于1／10。 ③集水面前期含水量对集水效率的影响 在其它条件相同的情况下，前期含水量越高，越易饱和。吸水 性越弱．故其集水效率就会越高。 ④集水区面积对集水效率的影响。 一般其它条件相同时，集水区而积越大，集水效率越低。 ⑤集水面的施工质量对集水效率的影响。 施工质量越好，集水效率越高。
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二、雨水径流集蓄灌溉工程类型
一般依据雨水径流微型聚集区域的结构性质划分为以下4种类： 1、田面集蓄灌溉工程类 利用休闲田块、打谷场等地面修建临时性的集水区，配合蓄水 设施，进行灌溉的工程类型。 特点：临时性。 蓄水设施：主要用水窖。 2、坡面集畜灌溉工程类 利用坡面人工营造集水区聚集雨水径流，并在靠近集水区适当 位置处修筑蓄水设施，利用蓄水设施内贮存的雨水，进行灌溉 的类型。 坡面的类型：素混凝土板、沥青说凝土板、三七灰土等。 特点：长期性的。 蓄水设施：水窖、水窖窑。
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第二节 雨水聚集技术
雨水聚集技术包括集雨面的处理、集水效率的确定和聚集水量 的分析计算。
一、集水面的处理
处理方法主要有： ①植被管理； ②地表处理； ③化学处理。 雨水径流的收集方法主要有 ①微型集水区雨水收集系统 ②径流农业雨水收集系统。
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干旱地区的自然地面降水入渗大、快，其集水效率低。 常用的集水面材料及其处理措施有： (1)混凝土集水面。 (2)水泥土夯实处理。 (3)塑料薄膜。 (4)三七灰土夯实处理。 (5)原土夯实处理。 (6)水泥瓦、青瓦屋面。 (7)钠盐处理。 (8)粗石蜡处理。 (9)硅有机树脂处理。 (10)喷洒沥青处理。
水的集水效率E hi；
②用公式Poi=E hi Pi计算出该次降水的集水量;
③累加各次集水量
即得到该时段内的总集水量;
④考虑到集水面积的影响，实际集水量为：
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第三节 蓄水设施
一、蓄水设施类型的选择
蓄水设施的类型有多种，应尽量采用现成蓄水设施，或进行必 要的修复改造后利用。若地形、地质适宜，蓄水设施以选择水 窑窖为宜。 其优点有： ①沿岸而挖窑，水窖设在窑内，可少占耕地； ②有窑的保护，可有效地减少水面蒸发，并可使其水质基本不 受污染； ③可沿窑身长度方向发展，容易增大水窖容积； ④水窖较浅，取水较方便； ⑤技术简单，施工容易。
溉补充水源和人蓄饮用供水水源的作用，为旱区农业持续发展提
供保证。
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2、蓄水工程 蓄存由集水区导引聚集的雨水径流水量，以备灌溉利用的工程 技木设施。
引水渠沟或管道：导引集水区集水面上的雨水径流
蓄
入水口：蓄水池的入口
水
工 程
拦污栅、沉沙槽：拦截污物和沉淀泥沙
蓄水设施、放水装置：存蓄水量、引水灌溉
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Байду номын сангаас
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二、水窑窖
1、水窑密的结构形式 修建程序： ①修面 ②挖洞 ③防渗处理
④埋设附属设施
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二、集水效率
集水效率通常是指某时段内或某次集水面的集水量占同一时期 内的降雨量的比值。 1 、 影响集水效率的因素 影响集水效率的因素主要是降水和集水面。 (1)降水与集水效率的关系 ①次降水量与次集水效率的关系 在其它条件已定时，降水量越大，其集水效率越高。 ②次降水强度与集水效率的关系 在其它条件相同的情况下，降水强度越大，来不及 入渗的降水量越多，从而导致集水效率越大。因此，集水效率 随降水强度的增大而提高，成正相关关系。
雨水径流集蓄灌溉工程基本上是由三部分组成：即集水工程、蓄 水工程和灌溉工程。集水工程是雨水集蓄灌溉工程的基础；蓄水 工程是雨水集蓄灌溉工程的“心脏”(起调节的作用，类似于调
节水 库)；灌溉工程则是其目的。
1、集水工程
建立集水区、应用工程技术措施处理集水面，以减少渗漏，提高
集水效率，尽量聚集天然降水，充分发挥降水作为一种有效的灌
3、灌溉工程 由于利用集蓄雨水径流灌溉作物，而雨水少，因此客观上就要求 采用最为节水的灌溉方式，目前主要选用滴灌、微喷灌和渗灌。 一般蓄水设施的灌溉取水放水方式有： (1)自压放水方式。直接在蓄水设施底部安装输水管道和闸阀，由 输水管连接滴灌、微喷灌或渗灌的干、支管向田间供水。 (2)人力提水取水方式。对地下式蓄水设施，由人力提水使用。 (3)机械提水取水方式。包括手动机械提水和电动水泵提水两种。
a、b、c、d：为待走常数。
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③仅能获得次降水量的集水效率计算： 对于降水资料不详或缺乏试验资料的地区，可直接建立降水 ~径流关系，或引用其它地方同类处理集水面的集水效率。
三、集水量的计算
若已知集水效率和次降水量，进行集水量的计算方法可采用：
①先依据试验资料，在一般性产流理论的指导下，得出次降
第五章 旱区雨水径流集蓄灌溉工程
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旱区通常是指广大的干旱地区、半干旱地区、半干旱半湿润地 区以及个湿润偏旱地区。
雨水径流集蓄灌溉工程是导引、收集雨水径流，并把它蓄存起 来，作为一种有效水资源而予以灌溉利用的工程技术措施。
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第一节 雨水径流集蓄灌溉工程的组成与类型
一、雨水径流集蓄灌溉工程的组成