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灌溉排水概论

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农田水分状况(Field water regime): 农田中地表水、土壤水和地下水的状态、变化规律及对作物生长影响的总称

农田水分调控(Regulation of field water regime):利用农田水利措施对农田水分状况进行调节与控制,以改善土壤中的气、热、养分状况及农田小气候,达到农业增产的目的。

土壤含水量(soil water content):105℃烘干至恒重时失去的水量。

土壤含水量的主要测定方法 称重法(烘干法)

核技术测量:中子仪, γ射线仪 电磁测量:时域反射仪(TDR) 核磁共振测量 热脉冲测量

遥感测量:大面积地表含水率

入渗:水分进入土壤的过程 入渗类型:

一维垂直入渗:降水、灌溉入渗

二维垂直、水平入渗:河道、渠道入渗 三维垂直、水平入渗:水库、湖泊入渗 入渗条件下土壤水分运动 非饱和土壤水运动

饱和-非饱和土壤水运动

再分布:降水、灌溉之后,水分在土壤剖面中的运动 表层水分由于蒸发、继续向下运动而减小 深层水分继续向下运动,湿润锋下移 田间持水量

辐射、气温、湿度、风速等气象因素决定了大气蒸发能力

土壤条件:土壤表层的含水率状况决定了土壤供水能力

潜在蒸发强度:土壤供水充分时,由大气蒸发能力决定的最大可能蒸发强度,一般用水面蒸发强度表示

灌溉制度:作物播种前、生育期内的灌水次数、每次灌水时间及灌水定额、灌溉定额 充分灌溉制度的确定方法: 总结群众丰产灌水经验

根据灌溉试验资料制定灌溉制度 根据水量平衡原理制定灌溉制度 非充分灌溉下的灌溉制度

经济灌溉制度:确定效益最大的灌溉定额 优化灌溉制度:灌溉水量在生育期内分配

按照水源分类:

渠灌区:以地表水为主要灌溉水源 井灌区:以地下水为主要灌溉水源

井渠结合灌区:地表水、地下水联合调度 按照输水方式分类: 渠系输水 管道输水

渠灌区:以地表水为主要灌溉水源

无坝引水:河流水位、流量能满足灌溉要求……自流灌区 有坝引水:河流流量满足灌溉要求,水位较低……自流灌区 水库取水:河流水位、流量不满足灌溉要求……自流灌区 抽水取水:河流水量丰富,灌区位置较高……扬水灌区 井灌区: 垂直取水:

管井:适用于开采深层承压水、浅层水,有完整井和非完整井之分 筒井:适宜于开采浅层地下水 水平采水工程:

坎儿井:新疆等干旱地区引取山前地下水 卧管井:埋设于地下水位以下的水平集水管 截潜流工程:河道渗漏,地下径流丰富 双向取水:辐射井

井渠结合灌区:

地表水、地下水联合调度,在北方水资源不足的地区有助于丰、枯水量调剂 能有效控制地下水位及土壤次生盐碱化

排水工程类型: 水平排水工程:

排水沟:开挖量大,易坍、易淤、易生杂草 排水管:减少占地,利用机械化耕作,造价高

竖井排水:地下水埋深较浅,水质符合灌溉要求。井灌井排相结合,可增加灌溉水源、降低地下水位

渠道系统

渠道系统: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 渠道系统组成: 渠首工程 输配水工程 田间工程

灌溉渠系:

组成:由各级灌溉渠道和退水渠组成 按使用时间分类:固定渠道、临时渠道 按控制面积大小和水量分配层次分类: 干渠(总干渠、分干渠) 支渠 斗渠 农渠

毛渠:临时渠道

渠系建筑物:按作用可分为以下类型: 引水建筑物 配水建筑物 交叉建筑物 衔接建筑物 泄水建筑物 量水建筑物

引水建筑物:

配水建筑物:

分水闸:上级渠道向下级渠道分水的闸门,同时是下级渠道的进水闸。作用是控制和调节向 下级渠道的配水流量 节制闸:垂直渠道中心线布置,其作用是根据需要抬高上游渠道的水位或阻止渠水继续流向下游

渠道进水口渠低高程较高,进水困难,在分水口下游设节制闸 下级渠道轮灌时,在轮灌组分界处设节制闸 在泄水闸和被保护建筑物之间设节制闸

交叉建筑物:

作用:穿越山岗、河沟、道路 类型:

隧洞:穿越山岗

渡槽:穿越河沟、道路,渠低高程较高 倒虹吸:穿越河沟、道路,渠底高程较低

涵洞:与道路相交,渠道水位低于路面且流量较小;与河沟相交,河沟洪水位低、流量小,排洪涵洞

桥梁:与道路相交,渠道水位低于路面且流量大、水面宽 衔接建筑物:

渠道通过坡度较大的地段时,为防止渠道冲刷,保持渠道的设计比降,将渠道分为上下两段,中间用衔接建筑物联结 跌水:用于跌差较小的陡坎

陡坡:用于跌差较大、地形变化均匀 泄水建筑物: 作用:防止由于沿渠坡面径流汇入渠道或因下级(游)渠道事故停水而使渠道水位突然升高, 进而威胁渠道安全

位置:重要建筑物和大填方段的上游,山洪入渠处的下游 类型:溢流堰,泄水闸 量水建筑物:

作用:控制和量测水量,以维持灌溉工程的正常运行,实施科学的用水管理 位置:各级渠道进水口:量测入渠水量 末级渠道:量测进入田间水量 退水渠:量测退泄水量

类型:量水堰(三角形、矩形、梯形薄壁堰) 巴歇尔水槽 水位-流量 流速仪

管道系统

优点:

部分或全部输配水管网埋在地下,少占7%~10% 耕地,提高土地利用率,减少对交通和耕作影响

输水损失(蒸发、渗漏)小,节约用水,提高灌溉水利用系数

有压输水、无压输水,能满足地面灌水方法和喷灌、滴灌、微喷灌等有压灌水方法的要求 使用方便,便于控制,便于与施肥、施农药结合,便于实现自动控制 在地形复杂情况下易于布置管道 清淤工作量小,无杂草影响

组成:

首部枢纽:从水源取水,并进行处理以符合管道系统与灌溉的要求(水量、水压、水质) 输配水管网:干管、支管、毛管

环状管网:压力均匀,保证率高;管道长 树枝状管网:保证率低;管道短 混合管网

灌水器:将水均匀地分配到田间和湿润土壤的设备或装置。 滴头:滴灌 微喷头:微喷灌 渗头:渗灌 地面灌溉 1、畦灌:

适用作物:小麦、谷子等窄行作物、牧草及某些蔬菜

技术要素:根据地面坡度、土地平整情况、土壤透水性能、农机具等因素合理选定积水要素 畦田规格:长度30~100 m,宽度2~4 m且为农机具宽度的整倍数,1亩约5~10个畦田 坡度:0.001~0.003

入畦单宽流量:3~6 l/s/m,均匀、不冲刷 灌水技术要素的关系:

灌水时间t内渗入水量与灌溉定额m相等

进入畦田的灌水总量=畦长l上达到m所需水量 2、沟灌: 灌水沟布置:

坡度i :0.005~0.02

间距a:50~80cm,轻质土间距较窄 技术参数:沟长l 、入沟流量q

计划灌溉定额m=灌水时间t内渗入水量+灌水停止后沟中存蓄水量 沟长l与坡度i 、水深h关系:l=(h2-h1)/i 灌水时间: t= mal /(3.6q) 喷灌

1、灌水质量指标:

喷灌强度:与土壤透水性相适应 喷灌均匀度:

均匀系数:Cu=100(1-|Δh|/h),应>70%~80% 水量分布图 水滴打击强度

2、喷灌技术参数: 喷头水量分布图 喷头沿支管的间距 支管间距 喷头组合形式 矩形 三角形 支管方向

3、喷头组合间距: 几何组合法 修正几何组合法

灌溉排水概论

农田水分状况(Fieldwaterregime):农田中地表水、土壤水和地下水的状态、变化规律及对作物生长影响的总称农田水分调控(Regulationoffieldwaterregime):利用农田水利措施对农田水分状况进行调节与控制,以改善土壤中的气、热、养分状况及农田小气候,达到农业增产的目的。土壤含水量(soi
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