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8《灌溉排水工程学》教学用课件-第八章

8《灌溉排水工程学》教学用课件-第八章

2、日常设计水位 为控制地下水埋藏深度,排水沟经常需要维持的水位称日常设 计水位。 其步骤如下: (1)计算排水农沟水位。
(2)自上而下用适线法。
(3)若沟口水位与容泄区日常水位相差较多,则从容泄口开始 自下而上调整修改。
三、排水沟的断面设计
排水沟断面设计主要任务是确定排水沟纵横断面尺寸和水位衔 接条件,校核排水沟排涝能力和不冲不淤条件。 设计中注意的要点: (1)排水沟的糙率较大时,一般取为0.025~0.3; (2)排涝流量和排渍流量相差悬殊时,采用复式断面; (3)排水沟需具备其他功能的,要根据特定条件进行设计; (4)在设计排水沟纵断面时,要求日常流量时不得发生雍水。 1、设计参数的选取 排水沟的断面设计与排水沟底坡i、边坡系数m及糙率n有关: (1)底坡i :底坡与地面坡度相接近、不冲不淤、开挖深度适宜。 (2)边坡系数m (3)糙率n :校核排涝流量用较大值,校核不冲流速用较小值。
第二节 明沟排水系统的设计
排水沟设计的内容:排水沟设计流量的计算;排水沟设计水位 的确定;排水沟断面尺寸的确定;排水沟断面尺寸的绘制。
一、排水沟设计流量的计算
排 排涝设计流量:用以确定排水沟断面尺寸;



排渍设计流量:校核排水沟的最小流速;


量 日常排水设计流量:确定有控制地下水位要求的排水
沟沟底高程和沟底宽度。
5)用日常设计流量校核沟深、底宽和不冲不淤条件。
3、水田地区排水沟的断面设计 (1)计算内容。 1)用排涝与排渍设计流量之和确定排水沟断面和水位衔接条件; 2)用日常设计流量校核沟深、底宽和不冲不淤条件。 (2)设计步骤: 1)计算排涝设计流量、排渍设计流量和日常设计流量; 2)选择参数i、m和n; 3)用排涝设计流量与排渍设计流量之和设计排水沟断面。 4)用日常设计流量校核沟深、底宽和不冲不淤条件。 4、骨干排水沟纵剖面图的绘制 步骤如下:

第六章:农田排水原理《灌溉排水工程学》教学用课件

第六章:农田排水原理《灌溉排水工程学》教学用课件
第六章 农田排水原理
第一节 排水对水土环境及作物生长的影响
一、农田灌溉与农田排水
农田灌溉与农田排水是调节农田水分状况的两种措施。
二、农田排水对土壤理化性质的影响
排水对土壤理化性状的影响有以下几个方而:
1、改善土壤结构
2、排除有毒物质
3、降低土壤含水量,改善土壤热状况
4、改善土壤通气 化
5、降低土壤含盐量,治理盐碱
第二节 排水沟对地面水及地下水位的调控原理
一、排除地面水的田间排水沟
排除地面水的目的主要是防止作物受淹。
1、排涝水量
降水过多就会造成涝灾。
(1)利用超蓄产流法计算净雨深
蓄水量
W H max 0 H s max
径流深
R P Wm W0
(2)利用超渗产流法计算净雨深
蓄水量 I i1 t T 1
1
径流深 R P I
2、田间排水沟的深度与间距 末级固定排水沟的间距,要根据田间作业对田块的要求并 结合田间灌溉渠道的规划布置统考虑确定。一般北方地区 排涝农沟的间距多为200~400m;南方地区农沟间距多为 100~200m。单纯排涝用的农沟深度一般为1.0m左右。 二、控制地下水的田间排水沟 控制农田地下水位的目的是有效地排除渍害和防止土壤盐 碱化。控制地下水位的田间工程,有水平排水和垂直排水 两种形式。当作物允许的地下水埋深△H一定时,排水农 沟的深度D可用下式计算:
三、农田排水对作物生长的影响
1、排水对作物根系生长的影响
2、排水对作物植株生长及产量的影响
四、农田排水对地下水动态的影响 1、排水沟对地下水位的调控作用
2、排水对农田地下水动态的影响 水稻的晒田期间,地下水位迅速下降,其处于动态变化过 程。若无水补给,地下水呈非稳定流状态。 地下水位下降值计算公式为:

第四章 灌溉渠道系统ppt课件

第四章 灌溉渠道系统ppt课件
第四章 灌溉渠道系统
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本章重点内容:输配水工程和田间工程的规 划、设计方法。
渠道系统的概念:指从水源取水、通过渠道 及其附属建筑物向农田供水、经由田间工 程进行农田灌水的工程系统。
渠道系统的组成:
➢ 渠首工程(取水枢纽) ➢ 输配水工程(渠道) ➢ 田间工程精选课件ppt源自2灌溉排水系 统示意图
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第二节 田间工程规划
三、田间渠系布置
在以上两种布置形式中,纵向布置适用于地形 变化较复杂、土地平整较差的条田;横向布置 适用于地面坡向一致、坡度较小的条田。但是, 在具体应用时,田间渠系布置方式的选择要综 合考虑地形、灌水方向以及农渠和灌水方向的 相对位置等因素。
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第四章 灌溉渠道系统 第三节 灌溉渠道流量推算
在灌溉实践中,渠道的流量是在一定范围内变化的,设计 渠道的纵横断面时,要考虑流量变化对渠道的影响。
一般以设计流量作为确定渠道过水断面的依据,同时考虑 非常规情况下的加大流量和最小流量。
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第三节 灌溉渠道流量推算
一、灌溉渠道流量概述
1.设计流量 设计流量:在灌溉设计标准条件下,为满足灌溉用水要求, 需要渠道输送的最大流量。通常是根据设计灌水模数(设计 灌水率)和灌溉面积进行计算的。 渠道的净流量:需要渠道提供的灌溉流量。 渠道的毛流量:计入水量损失后的流量。 设计流量是渠道的毛流量,它是设计渠道断面和渠系建筑 物尺寸的主要依据。
在平原地区和小型灌区,可用比例尺等于或大于万分之一的 地形图进行渠线规划,先在图纸上初定渠线,再进行实际调 查,修改渠线,然后进行定线测量。一般不测带状地形图。 斗、农渠的规划也可参照这个步骤进行。
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第三章:灌溉系统规划设计《灌溉排水工程学》教学用课件

第三章:灌溉系统规划设计《灌溉排水工程学》教学用课件
有坝取水 有河流地区
抽水取水
水库取水
无坝取水
有坝取水 抽水取水
(1)无坝取水:灌区附近的河流水源丰富,河道枯水期
的水位和流量均能满足灌溉要求时,可在河岸上选择适宜
的地点作为取水口,修建取水建筑物,从河流侧面引水。
优点:工程简单、投资省、施工易、工期短、收效快;
缺点:不能控制河道水位,常受河水涨落、泥沙运动以及
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
灌溉设计保证率的选定,将影响工程建筑物的规模、灌溉 面积、工程建设的投资。其选取太高或过低都是不太经济 的,应选定一个经济效益最优的保证率作为设计标准。
一般灌溉工程是根据当地水文条件和作物种植状况选 用灌溉设计保证率。
2、抗旱天数 抗旱天数是指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。其反映了灌溉工程的抗旱能力。 抗旱天数的两种统计方法: ①连续无雨日数,即雨量小于2mm或3mm的天数; ②连续无透雨日数,即两次透雨的间隔天数。 确定抗旱天数时应进行经济比较: 抗旱天数过高,抗旱能力强,但工程规模大,投资多; 抗早天数过低,工程规模小,投资少,农作物易受旱灾。 合适的抗旱天数,要根据当地水资源条件、作物种类及经 济状况来确定。
二、灌溉取水方式 1、河流水源的取水:天然河道的水位、流量和含沙量等 随时间变化大,难以满足农田灌溉的需求。故必须修建用 以调节水源状况的的综合取水建筑物,即取水枢纽。取水 枢纽位于灌溉渠道的首部,故又称渠首工程。

灌溉排水工程学实验版定稿PPT课件

灌溉排水工程学实验版定稿PPT课件

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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。
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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,
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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
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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

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,;

灌溉排水工程学PPT学习教案

灌溉排水工程学PPT学习教案
灌溉定额:农作物在全生育期各次灌水定额之和。
以m3/hm2或mm表示,它是灌区规划及管理的依据。 灌溉制度的3种确定方法: (1)根据群众丰产灌水经验来确定; (2)根据灌溉实验资料来确定; (3)按水量平衡原理分析、确定。 生产实践中,第3种方法结合第1、2种方法的实际资料, 得出的制度比较完善,以水稻和旱作物为例进行介绍:
式中:ETi 某一生育阶段作物需水量;K i 为某阶段需水模 系数,可以从试验资料中取得。
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2、基于参照作物蒸发蒸腾量的作物需水量计算方法 理论、实验证明: ①土壤水分充足,气象条件是影响需水量的主要因素; ②土壤水分不足,各因素对需水量都有较大影响。
参照作物需水量ET0:指的是土壤水分充足,地面完全
水层的适宜深度:由作物品种、生育阶段、自然环境 、人为条件由经验来决定。
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三、农田土壤水分运动
1、土壤水分运动基本方程 非饱和土壤水流动空间中点(x,y,z)上取单元体(dx, dy,dz), 由达西定律知x,y,z轴向的水流通量为
k(θ) 土壤的非饱和导水率 分别为x、 y、 z方向的水势梯度
(2)入渗量的计算:采用公式计算入渗速度i t和入渗量I
1)考斯加可夫公式
式中:i t是任一时间的入渗速度,以单位时间渗入土壤 的水层厚度(mm/min或cm/h)计;i 1是第一单位时间末 的人渗速度;t为人渗别间(min或h);α为经验指数,决定 于土壤性质和初始合水牟,α =0.3-0.8,—般土壤取0.5。 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 。
物需水量乘以土壤水分修正系数而得到,即: KW :土壤水分修正系数;

灌溉排水工程学课件

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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。

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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《灌溉排水工程学》教学用课件-第四章

《灌溉排水工程学》教学用课件-第四章
①给水栓
从地埋固定管道直接向田间输水渠供水的装置,称出水口,其
作用是防止出水水流冲刷田面和保护地埋固定管道的安全;
地埋固定管道与连接下一级地面移动管道或地面闸管的装置称
第十页,编辑于星期六:八点 八分。
②水源位于田块中心,管网有以下几种布置形式:
第十一页,编辑于星期六:八点 八分。
2)环状管网
①水源位于田块一侧
②水源位于田块中心
第十二页,编辑于星期六:八点 八分。
(2)地面移动管网的布设和使用 地面移动管网一般只有一级或两级,使用的管材通常有移动 软管、移动硬管和软管硬管联合运用3种。 对于渠灌区,常采用多级半固定式或固定式低压管灌系统,
A为管道控制的灌溉面积(m2);
T为设计灌水周期,即灌水延续时间(d);
m为设计灌水定额(mm);t 为每天灌水小时数(h), η为管道水的有效利用系数,般取η =0.95~0.98。
2、管网各级管道设计流量的推算 (1)续灌方式。上一级管道的设计流量应等于所有下一 级管道 设计流量之和; (2)轮灌方式。上一级管道的没计流量应等于轮灌组中的最大设计流 量值。
式中:F为多口系数,m为流量系数。
第二十页,编辑于星期六:八点 八分。
(2)局部水头损失的计算
局部水头损失的计算一般以流速水头乘以局部水头损失系数表
示。对于管道的总局部水头损失则等于管道上所有各局部水头 损失之和,即:
为简化计算,通常可取沿程水头损失的10%—15%予以估算。
3、管网水力计算与水击压力校核 (1)树枝状管网 把水头要求最高、通过流量最大的点称做控制点或最不利点。按最不 利点进行干管的设计。各管段的直径通常根据所需流量,按经济流速 计算。
2)要能通过设计要求的流量;

第九章:灌排系统管理《灌溉排水工程学》教学用课件

第九章:灌排系统管理《灌溉排水工程学》教学用课件

第二节 计划用水管理
计划用水:从农业角度讲就是按照作物的需水要求和灌溉水源的 供水情况,结合当地农业生产条件与渠系的工程状况,有计划地 蓄水、引水、配水和灌水,达到适时适量地调节土壤水分,满足 作物高产稳产的需求,在实践中不断提高单位水量的增产效益。
一、灌区计划用水管理
1、灌区各级用水计划的编制 用水计划是灌区从水源取水并向各用水单位或各级渠道配水的计 划。灌区用水计划包括渠首引水计划和渠系配水计划。 计划拟订的步骤如下: (1)河流供水流量分析与引水计划编制 河流供水流量分析的任务是合理地确定某一灌溉时段内河源的平 均来水流量及其季、月、旬的流量过程。有如下方法: 1)成因分析法。从成因上分析水文、气象等因子与河源径流的关 系,并绘制相关图或建立降水径流相关方程式等。 有①退水趋势法、②降水径流相关法。 2)平均流量分析法。按日平均流量,将大于渠首引水能力的部分 削去,再按旬或5日求其平均值,作为设计的河源来水流量。
(2)灌区配水计划的编制 包括确定配水方式、配水顺序及分配的水量与配水时间等。 1)配水方式。配水方式常采用续灌和轮灌两种方式。 ①续灌:当水源比较丰富、供需水量基本平衡时,渠首向全灌区 的干、支渠道采用同时连续供水的方式,即续灌配水。 ②轮灌:把有限的引水量集中供给某一条干渠,灌完以后,再供 给另一条干渠,或先供给干渠下游段,后供给干渠上游段。 2)配水顺序。 配水的方法主要有以下两种: ①按灌溉面积的比例分配。 ②按毛灌溉用水量的比例分配。
第九章 灌排系统管理
第一节 灌排系统管理的意义与内容
一、灌排系统管理的意义
现代灌溉农业的效益在很大程度上取决于灌排系统管理的水平。 有些地区由于缺乏科学、有效的灌排系统,灌溉的过程中却出现 了人们所意料不到的负效益,如引起地下水位逐年上升,洼地逐 步出现渍化现象,并引发土壤的次生盐碱化,造成农业生产力下 降,生态环境恶化。 四川的都江堰工程,历时2000多年盛而不衰,主要就是有一套比 较完整的切合实际、合乎科学的管埋养护和岁修制度。 灌溉管理,需要先进的科学技术和管理方法,实行有偿服务。
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