第一篇:農田水利學名詞解釋類
農田水利學定義:研究農田水分狀況和地區水情況變化規律及調解措施以消除農田水旱災害,合理利用農利資源,發展農業生產的一門科學
水量平衡:某一地區任意時段內水量等于出水量與該區域內蓄水變量之和,這種來水量與出水量的關系稱為水量平衡
農田水分狀況:是指農田土壤水,地下水和地間水的狀況及其相關的養分,通氣,熱狀況(措施:灌溉,排水,水土保持)
土壤水分特征曲線:假想在地下水面以上有一個很多的土柱,如果地下水位長期保持穩定,地表水也不發生蒸發入滲,則經過很長時間以后,地下水面上將會形成一個穩定的土壤水分分布曲線
降水量:在一定時期內降落在某一定面積上的總水量
降水歷時:一次降水自始至終所經歷的時間(不間斷的不停的降水)
降水時間:對應于某一降水量所經歷的時間
降水強度:單位時間內的降水量
降水面積:降水所籠罩的水平面積
下滲強度(入滲率):單位時間內入滲的水層深度(土壤水不飽和,地表水在多種力下運動)徑流量:單位時間內通過某一水斷面的總水量
徑流總量:某一時段內經過某一水斷面的總水量
徑流深:將徑流總量均勻分布在流域面積上的水層深度
徑流系數:某一時期的徑流深與同時期的降水量之比小于等于一
徑流模數:單位流域面積上的徑流流量
頻率:變量某值在樣本中出現的次數
灌溉水質:主要指水中所含有的泥沙危害作物生長發育的鹽類,利用生活和工業污水的酸堿度,懸浮體,油質,有毒物質,傳染病菌以及水的濕度等
灌溉制度:在一定氣候,土壤等自然條件下和一定的農業技術措施下,為使作物獲得定額穩定的產量所制定的一整套田間灌水制度
灌水定額:指一次灌水單位灌溉面積上的灌水量
灌溉定額:作物在全生育期內單位面積上應灌溉的總量
灌溉強度:就是單位時間內噴灑在單位面積土地上的水量
水滴直徑:落在地面或作物葉面上的水滴直徑
灌水均勻度:滴灌是一種局部灌溉,所以不要求在整個灌水面積上水量分布均勻,而要求每一棵作物灌到的水量是均勻的灌溉制度:灌水定額,設計灌水周期,一次灌水延續時間,輪灌區數目的確定,一條毛管控制的灌溉面積
第二篇:農田水利學
名詞解釋
·農田水利學: 農田水利學是一門研究農田水分狀況和有關地區水情變化規律及調節措施、消除水旱災害和利用水資源為發展農業生產而服務的科學。
?凋萎系數:當土壤含水率降低至吸濕系數的1.5-2.0倍時,就會使植物發生永久性凋萎現象,這時的含水率稱為凋萎系數。
?入滲率:單位時間內通過單位入水界面的水量
?灌溉制度:灌溉制度是指作物播種前(或水稻栽秧前)及全生育期內的灌水次數、每次的灌水日期和灌水定額以及灌溉定額。
?灌水定額:灌水定額是指一次灌水單位灌溉面積上的灌水量。
?灌溉定額:各次灌水定額之和稱為灌溉定額。
?土壤計劃濕潤層深度:土壤計劃濕潤層深度指在旱田進行灌溉時,計劃調節控制土壤水分狀況的土層深度。
?灌水率:是指灌區單位面積上所需灌溉的凈流量又稱灌溉模數。
?田間工程:田間工程通常指最末一級固定渠道(農渠)和固定溝道(農溝)之間的條田范圍內的臨時渠道、排水小溝、田間道路、稻田的格田和田埂、旱地的灌水畦和灌水溝、小型建筑物以及土地平整等農田建設工程。
?潛水:潛水是在地表以下第一個穩定的隔水層以上含水層中的地下水,又稱淺層地下水。?承壓水(有壓層間水):在含水層完全滿水,并在壓力水頭作用下,使上下隔水層都承受壓力(對上隔水層為浮托力)的層間水,稱有壓層間水或簡稱承壓水。
?灌溉設計保證率:灌溉設計保證率是指灌區用水量在多年期間能夠得到充分滿足的幾率。一般以正常供水年數或供水不破壞的年數占總年數的百分數表示。
?抗旱天數:是指灌溉設施在無降雨情況下能滿足作物需水要求的天數,它反映了灌溉設施的抗旱能力,是灌溉設計標準的一種表達方式。
?地下水臨界深度:在一定自然條件和農業技術措施條件下,為了保證土壤不產生鹽堿化和作物不受鹽害所要求保持的地下水最小埋藏深度。
?平均排除法:以排水面積上的設計凈雨在規定的排水時間內排除的平均排澇流量或平均排澇模數作為設計排澇流量或排澇模數的方法。適用于水網圩區和抽水排水地區以及控制面積較小的排水溝。
?排漬模數:單位面積上的排澇流量稱為設計地下水排水模數或排漬模數。
?計劃用水:就是有計劃地進行蓄水、取水(包括水庫供水、引水和提水等)和配水。
?用水計劃:是灌區(干渠)從水源取水并向各用水單位或各渠道配水的計劃。包括取水計劃和配水計劃。
?灌溉渠道系統:指從水源取水、通過渠道及其附屬建筑物向農田供水、經由田間工程進行農田灌水的工程系統。
簡答
·α值法:以水面蒸發為參數的需水系數法簡稱α值法,適用于種植水稻地區。·K值法:以產量為參數的需水系數法簡稱為K值法,適用于旱田或北方地區。
·修正灌水率圖的原則
a.要以不影響作物需水需求為原則;
B.平穩連續,避免短期停水;
C.灌水率qmin/qmax≥40%
·評價噴灌均勻度的指標
1.噴灑均勻系數。適用于整個噴灌系統。
2.水量分布圖。噴灑范圍內的等水量圖,用這種圖來衡量噴灌均勻度比較準確、直觀,它和地形圖一樣標示出噴灑水量在整個噴灑面積內的分布情況。適用于單個噴頭。
·田間渠系布置有兩種基本形式:縱向布置和橫向布置。
縱向布置:灌水方向垂直農渠,毛渠與灌水溝、畦平行布置,灌溉水流從毛渠流入其與垂直的輸水壟溝,然后再進入灌水溝、畦。
橫向布置:灌水方向和農渠平行,毛渠和灌水溝、畦垂直,灌溉水流從毛渠直接流入灌水溝、畦。
·灌溉取水方式,隨水源類型、水位和水量情況而定。
地表的取水方式,無壩引水、有壩(壩堤)引水、抽水取水、水庫取水等。
無壩引水:適用于灌區附近河流水位流量均能滿足灌溉要求,進水閘、沖沙閘、導流堤。有壩引水:河流水源雖然較豐富,但水位較低時,攔河壩、進水閘、沖沙閘、防洪堤 抽水取水:河流水量比較豐富,但灌區位置比較高,修建其他自流引水工程困難或不經濟。泵站
水庫取水:河流的流量、水位均不能滿足要求時,大壩、溢洪道、進水閘
·除澇設計標準,一般有三種表達方式:①以治理區發生一定重現期的暴雨,作物不受澇為標準。②以治理區作物不受澇的保證率為標準。③以某一定量暴雨或澇災嚴重的典型年作為排澇設計標準。
·農作物對農田排水的要求
①農田對除澇排水的要求。在降雨量較大的地區,農田排水工程必須滿足除澇要求,要能及時排出由于暴雨產生的田面積水,減少淹水時間和淹水深度,以保證農作物生長;
②農田對防漬排水的要求。在旱地中,如果地下水位過高,作物就會受到漬害而減產。因此,要滿足控制和降低地下水位要求,為保證農作物的正常生長,必須使農田土壤具有適宜的含水率;
③防止土壤鹽堿化和改良鹽堿土對農田排水的要求。土壤中的鹽分主要是隨水分運動。在有蒸發的條件下,由于土壤的毛管作用,土壤鹽分隨水分而上升,水分自地表蒸發后,鹽分則保留在土壤表層;在降雨火灌水時,入滲的水流攜帶表層的鹽分向深層移動,是表層鹽分逐漸降低。在某一季節內,土壤的積鹽或脫鹽主要取決于蒸發和入滲條件;
④農業耕作條件對農田排水的要求。為了適于農業耕作,需要使農田土壤保持在一定的含水率以下,一般根系吸水層的內含水率在田間持水率的60%~70%時較為適宜。
填空
?農田水分存在三種基本形式,即地面水、土壤水和地下水。
?為了防止土壤干旱,最低的要求就是使土壤水的滲透壓力不小于根毛細胞液的滲透壓力,凋萎系數便是這樣的土壤含水率臨界值。
?土壤水分運動的研究一般有兩種途徑:一種是毛管理論,一種是勢能理論。
?灌溉渠道系統包括渠首工程,輸配水工程和田間工程三大部分。
?灌溉渠系由各級灌溉渠道和退(泄)水渠道組成,灌溉渠道按其使用壽命分為固定渠道和臨時渠道兩種。
?干、支渠道的渠線規劃大致可分為查勘,紙上定線和定線測量三個步驟。
?通常用設計流量,最小流量和加大流量三種特征流量覆蓋流量變化的范圍,代表在不同運行條件下的工作流量。
?反映水量損失情況的經驗系數有渠道水利用系數,渠系水利用系數,田間水利用系數和灌溉水利用系數。
?渠道的工作制度就是渠道的輸水工作方式,分為續灌和輪灌兩種。
?農田水利學研究對象:調節農田水分狀況,改變和調節地區水情。
?土壤水按其形態不同分為:汽態水、吸著水、毛管水、重力學。
?灌排管理包括工程管理、用水管理、生產管理和組織管理。
第三篇:農田水利學復習資料
第一章
緒論:
1、農田水利:為防治干旱、漬、澇和鹽堿災害,對農田實施灌溉、排水等人工措施的總稱。
2、農村水利:提高農業綜合生產能力和改善農村生態環境與農民生活條件服務的水利措施。
3、農田水分狀況:農田中地表水、土壤水、地下水的狀態、變化規律及對作物生長影響的總稱。
第二章
灌溉用水量 第一節 農田水分狀況
1、土壤水的分類:吸著水(吸濕水&薄膜水)、毛管水、重力水
2、凋萎系數:植物開始發生永久凋萎時土壤含水率,也稱凋萎含水率或萎蔫點。田間持水量:農田土壤某一深度內保持吸濕水、膜狀水和毛管懸著水的最大含水量。
3、區別澇災和滯害:
澇災:降水過多形成田面積水并危害作物正常生長的災害。漬害:地下水位過高、土壤過濕而危害作物正常生長的災害。第二節 作物需水量
1、農田水分消耗的3條途徑:1.植物蒸騰2.株間蒸發3.深層滲漏(田間滲漏)3個方程式: 植物蒸騰量+株間蒸發量=騰發量=作物需水量
水田:作物需水量+滲漏量=田間耗水量
旱地:作物需水量=田間耗水量
2、需水臨界期:作物全生育期中因需水得不到滿足時最易影響生長發育并導致最大減產的時期。
3、α及k值法的適用條件及應用:
(1)“α”值法(以水面蒸發為參數的需水系數法)
基本公式:ET=αE0
或
ET=aE0 +b 式中:ET —— 某時段內的作物需水量,mm
E0 —— 與ET同時段的水面蒸發量,mm;一般采用80cm蒸發皿的蒸發值。α—— 需水系數或稱蒸發系數,為需水量與水面蒸發值之比值。a,b——經驗常數。
應用于我國水稻地區
(2)“K ”值法(以產量為參數的需水系數法)
基本公式:ET=KY
或
ET=KYn+c 式中:ET——作物全生育期內的總需水量,m3/畝;
Y——作物單位面積產量,kg/畝;
K——以產量為指標的需水系數,對于ET=KY公式,則K代表單位產量的需水量,m3/kg;
n、c ——分別為經驗指數和常數。
應用于因缺水而影響高產的旱作物 第三節 作物灌溉制度
1、灌溉制度:按作物需水要求和不同的灌水方法制定的灌水次數,每次灌水的灌水時間和灌水定額以及灌溉定額的總稱。
2、灌水定額:一次灌水在單位灌溉面積上的灌溉量。
3、灌溉定額:各次灌水定額之和。
4、水稻充分灌溉制度的基本方程式及原則:
(一)泡田定額
計算公式:M1=0.667(h0+S1+e1t1-P1)式中: M1——泡田期灌溉用水量,m3/畝;
h0 ——插秧時田面所需的水層深度,mm;
S1 ——泡田期的滲漏量,即開始泡田到插秧期間的總滲漏量,mm;
t1 ——泡田期的天數,d;
e1 —— t1時期內水田田面平均蒸發強度,mm/d,可用水面蒸發強度代替;
P1 —— t1時期內的降雨量,mm。
(二)生育期灌溉制度
水量平衡方程
h1+P+m-WC-d = h2
式中:h1、h2——時段初、末田面水層深度,mm ;
P——時段內降雨量,mm;
d——時段內排水量,mm;
m——時段內的灌水量,mm;
WC——時段內田間耗水量,mm。原則:水稻適宜的水層深度范圍:hmin~hmax;當水層深度降低到灌水下限時,開始灌溉;若雨后田內水深大于允許蓄水深度,則排水量為:d=ha-hp 式中:ha——雨后水深,mm ;
hp——雨后允許蓄水深度,mm 第四節 灌水率
1、灌水率的定義及計算:
灌水率: 全灌區單位灌溉面積上的灌溉凈流量q凈,又稱灌水模數,單位m3/(s·萬畝)或m3/(s·100hm2)或m3/(s·hm2)。灌水率的計算
某作物第i次灌水計算公式如下:
qi??mi8.64Ti,m(/s?萬畝)3qi—第i次灌水的灌水率?—某作物的種植比mi—某作物第i次灌水的凈灌水定額,Ti—某作物第i次灌水的延續時間,8.64—單位換算系數注意:同一時期各種作物灌水率可以累加。
2、初步灌水率圖的繪制步驟及修正原則:
(一)灌水率圖的繪制
1、先合理確定灌水延續時間(T);
2、然后計算出灌區內各種作物的各次灌水率;
3、最后以灌水延續時間為橫坐標,灌水率為縱坐標,并將同時期各種作物灌水率疊加,把一個灌水周期的灌水率繪制成圖,即為全灌區初步灌水率。
(二)灌水率圖的修正
1、盡量不要改變主要作物關鍵用水期的灌水時間,若必須調整移動,以往前移動為主,m/畝d
3前后移動不超過三天。
2、調整其它各次灌水時,要使修正后的灌水率圖比較均勻,連續。
3、在調整時不應使灌水率數值相差懸殊。一般最小灌水率不應小于最大灌水率的40%。
灌水率過小(大)時可以縮短(延長)灌水時間進行調整。
4、消除短期停水。停水時間不少于5-7天 第五節
灌溉用水量
1、灌溉用水量:灌溉用水量是指灌溉土地需從水源取用的水量,亦稱毛灌溉用水量,包括了水源至田間各級輸水渠道的滲漏損失。
2、灌溉用水量的計算:
(一)根據灌溉用水流量計算(“灌水率法”)
灌溉用水流量與灌水延續時間的乘積即為灌溉用水量。
(二)根據灌溉制度計算(“直接法”)
某種作物一次灌水
(三)根據綜合灌水定額計算(“間接法”)
任一時段的灌溉用水量為:
式中,A——全灌區的灌溉面積,hm2
第三章
灌溉水源與取水方式
第一節 灌溉水源
1、灌溉對水源的要求:水位、水量、水質 第二節 灌溉取水方式
1、四種地表取水方式的適用條件:
(1)無壩引水
適用條件
河流枯水期的水位和流量均能滿足自流灌溉的要求。
(2)有壩引水
適用條件
河道的流量能滿足灌溉要求,但水位略低于渠首的引水要求;或洪水季節流量、水位均能滿足要求,但洪、枯季節變化較大。
(3)蓄水取水
適用條件
當河流的天然來水過程不能滿足灌區的灌溉用水過程時,可在河流的適當地點修建水庫等蓄水工程,調節河流的水位和流量,以解決來用水之間的矛盾。
(4)抽水取水
適用條件
河道水量豐富,但灌區位置較高,且修建其它自流引水工程困難或不經濟,可在灌區附近的河流岸邊修建抽水站。
2、無壩取水口位置的選擇:最大水深位于凹岸頂點稍偏下游。取水口選在這里,可加大進流量,有效地防止泥沙入渠。
3、有壩取水側面進水與正面進水的特點:
側面進水:進水閘過閘水流方向與河流方向正交。這種取水方式,由于在進水閘前不能形成有力的橫向環流,因而防治泥沙入渠的效果較差,一般只用于含沙量較小的河道。
正面進水:這是一種較好的取水方式。進水閘過閘水流方向與河流方向一致或斜交。這種取水方式,能在引水口前激起橫向環流,促使水流分層,表層清水進入進水閘,而底層含沙水流則涌向沖沙閘而被排掉。
第三節
灌區水量平衡計算
1、灌區水量平衡計算
分片包干:
分片包干是指灌區內的中、小型水庫和引水、提水工程各自分片劃定灌溉面積,自成小型灌溉系統,單獨進行水量平衡計算,不與骨干工程聯合運用,不承擔反調節任務。第四節 引水灌溉工程的水利計算
1、設計代表年法確定保證灌溉面積與設計引水流量計算
設計代表年法:首先根據灌區歷年河流流量或灌溉期降雨量資料進行頻率分析,選擇1個或2 ~ 3個接近灌溉設計保證率的年份作為設計代表年;然后用代表年來水過程與用水過程相比較,確定設計代表年的灌溉最大引水流量,并據以求出灌溉面積。
例4-2
某灌區擬建無壩引水工程進行自流灌溉,擬定灌溉面積為3萬畝,試采用設計代表年法推求灌溉設計保證率 p=80% 的設計引水流量及保證灌溉面積。
分析:
1、可引取的河流來水量
河流來水量*30%
2、實際引入水量
誰小取誰
3、保證灌溉面積取最小,最大流量作為設計引水流量
4、灌溉2,3 第五列Qmax=N/T N=m*A
m—面積 A—灌水定額 T—灌水延續時間
第四章
灌溉渠系規劃設計
1、灌溉渠道系統:是指從水源取水、通過渠道及其附屬建筑物向農田供水、經由田間工程進行農田灌溉的工程系統,包括渠首工程、輸配水工程和田間工程三大部分。
2、灌排相間、灌排相鄰的特點:
灌排相間:在地形平坦或有微地形起伏的地區,宜把灌溉渠道和排水溝道交錯布置,溝、渠都是兩側控制,工程量較省。
灌排相鄰:在地面向一側傾斜的地區,渠道只能向一側灌水,排水溝也只能接納一邊的徑流,灌溉渠道和排水溝道只能并行,上灌下排,互相配合
3、節制閘的應用情況及位置
垂直于渠道中心線布置,其作用是根據需要抬高上游渠道的水位或阻止渠水繼續流向下游。(控制渠道水位或流量)。下列情況需要設置節制閘:
①在上級渠水位不能保證下級渠正常引水時,需在上級渠建節制閘抬高水位,保證下級渠引水。
②下級渠道實行輪灌時,需在輪灌組的分界處設置節制閘。
③在重要建筑物或險工渠段前需聯合修建節制閘和泄水閘,以防止漫溢,保證建筑物和渠道的安全。
4、區別幾種交叉建筑物的適用條件
常見的交叉建筑物有:渡槽、倒虹吸、涵洞、橋梁、隧洞
隧洞 當渠道遇到山崗時,或因石質堅硬,或因開挖工程量過大,往往不能采用深挖方渠道,如沿等高線繞行,渠道線路又過長,工程量仍然較大,而且增加了水頭損失。在這種情況下,可選擇山崗單薄的地方鑿洞而過 渡槽
渠道穿過河溝、道路時,如果渠底高于河溝最高洪水位或渠底高路面的凈空大于行駛車輛要求的安全高度時,可架設渡槽;渠道穿越洼地時,如采用高填方渠道工程量太大,也可采用渡槽
倒虹吸
渠道穿過河溝、道路時,如果渠道水位高出河溝洪水位,但渠底高程卻低于河溝洪水位時;或渠底高程雖高于路面,但凈空不能滿足交通要求時,就要用壓力管道代替渠道,從河溝、道路下面通過,壓力管道的軸線向下彎曲,形似倒虹。涵洞
渠道與道路相交,渠道水位低于路面,而且流量較小時,常在路面下面埋設平直的管道,叫做涵洞。當渠道與河溝相交,河溝洪水位低于渠底高程,而且河溝洪水流量小于渠道流量時,可用填方渠道跨越河溝,在填方渠道下面建造排洪涵洞。
橋梁
渠道與道路相交,渠道水位低于路面,而且流量較大,水面較寬時,要在渠道上修建橋梁,滿足交通要求。
5、三個特征流量的定義、計算公式和作用: 設計流量
在灌溉設計標準條件下,為滿足灌溉用水要求,需要渠道輸送的最大流量。
設計凈流量=設計灌水率×控制灌溉面積
設計流量=設計毛流量=設計凈流量+輸水損失+田間損失
設計流量是設計渠道斷面和渠系建筑物尺寸的主要依據。最小流量
在灌溉設計標準條件下,渠道在工作過程中輸送的最小流量。
最小流量=灌水率圖上最小灌水率對應的流量
最小流量用于校核對下一級渠道的水位控制條件和確定是否需要修建節制閘及其修建位置。
加大流量
考慮到在灌溉工程運行過程中可能出現一些難以準確估計的附加流量,把設計流量適當放大后得到的安全流量。簡單地說,加大流量是渠道運行過程中可能出現的最大流量。它是設計渠堤堤頂高程的依據。
6、大中型灌水各級渠道設計流量的推算
(一)調查收集資料
灌區控制的灌溉面積;作物種植結構比例;灌區的設計灌水率;灌區的土壤性質及透水性等。
(二)選擇典型支渠
典型區內作物種植比例、土壤性質、灌溉面積等影響渠道的主要因素具有代表性。
(三)輪灌渠道設計流量的推算
常用的方法:根據輪灌組劃分情況自上而下逐級分配末級續灌渠道(一般為支渠)的田間凈流量,再自下而上逐級計入輸水損失水量,推算各級渠道的設計流量。(具體見書P102)
7、渠底比較、渠床糙率系數、渠道的邊坡系數的選擇對斷面設計的影響
渠底比降
在坡度均一的渠段內,兩端渠底高差和渠段長度的比值稱為渠底比降。選擇要求:
(1)為了減少工程量,應盡可能選用和地面坡度相近的渠底比降。
(2)一般隨著設計流量的逐級減小,渠底比降應逐級增大。
(3)干渠及較大支渠的上、下游流量相差很大時,可采用不同的比降,上游平緩,下游較陡。
(4)清水渠道易產生沖刷,比降宜緩;渾水渠道容易淤積,比降應適當加大。
(5)抽水灌區的渠道應在滿足泥沙不淤的條件下盡量選擇平緩的比降,以減小提水揚程和灌溉成本。渠床糙率系數
渠床糙率系數 n 是反映渠床粗糙程度的技術參數。
如果n 值選得大,設計的渠道斷面就偏大,不僅增加了工程量,而且會因實際水位低于設計水位而影響下級渠道的進水;如果n 值取得小,設計的渠道斷面就偏小,輸水能力不足,影響灌溉用水。渠道的邊坡系數
渠道的邊坡系數m 是渠道邊坡傾斜程度的指標,其值等于邊坡在水平方向的投影長度和在垂直方向投影長度的比值。m 值的大小關系到渠坡的穩定,要根據渠床土壤質地和渠道深度等條件選擇適宜的數值。大型渠道的邊坡系數應通過土工試驗和穩定分析確定;中小型渠道的邊坡系數根據經驗選定。
8、灌溉渠道縱斷面圖繪制的步驟(1)繪地面高程線
在方格紙上建立直角坐標系,橫坐標表示樁號,縱坐標表示高程。根據渠道中心線的水準測量成果(樁號和地面高程)按一定的比例點繪出地面高程線。(2)標繪分水口和建筑物的位置
在地面高程線的上方,用不同符號標出各分水口和建筑物的位置。
(3)繪渠道設計水位線
確定渠道的設計比降,繪出渠道的設計水位線。
如橫斷面設計在先,繪制縱斷面圖時所確定的渠道設計比降應和橫斷面水力計算時所用的渠道比降一致,如二者相差較大,難以采用橫斷面水力計算所用比降時,應以縱斷面圖上的設計比降為準,重新設計橫斷面尺寸。
(4)繪渠底高程線
在渠道設計水位線以下,以渠道設計水深h為間距,畫設計水位線的平行線,該線就是渠底高程線。
(5)繪制渠道最小水位線
從渠底線向上,以渠道最小水深(渠道設計斷面通過最小流量時的水深)為間距,畫渠底線的平行線,此即渠道最小水位線。(6)繪堤頂高程線
從渠底線向上,以加大水深(渠道設計斷面通過加大流量時的水深)與安全超高之和為間距,作渠底線的平行線,此即渠道的堤頂線。
(7)標注樁號和高程
在渠道縱斷面的下方畫一表格,把分水口和建筑物所在位置的樁號、地面高程線突變處的樁號和高程、設計水位線和渠底高程線突變處的樁號和高程以及相應的最低水位和堤頂高程,標注在表格內相應的位置上。樁號和高程必須寫在表示該點位置的豎線的左側,并應側向寫出。在高程突變時,要在豎線左右兩側分別寫出高低兩個高程。(8)標注渠道比降
在標注樁號和高程的表格底部,標出各渠段的比降。
第五章
田間工程與灌水方法
1、田間工程:田間工程通常指最末一級固定渠道(農渠)和固定溝道(農溝)之間的條田范圍內的臨時渠道、排水小溝、田間道路、稻田的格田和田埂、旱地的灌水畦和灌水溝、小型建筑物以及土地平整等農田建設工程。
2,、地面灌溉:是指利用溝,畦等地面設施對作物進行灌水,水流沿地面流動,邊流動邊入滲的灌溉方法。
2、區別畦灌和溝灌:
畦灌:是用田埂將灌溉土地分割成一系列狹長地塊——畦田,水從輸水溝或直接從毛渠引入畦田后,在畦田表面形成很薄的水層,沿畦長坡度方向均勻流動,邊流邊滲,潤濕土壤。在流動過程中主要借重力作用,以垂直下滲的方式逐漸濕潤土壤。畦灌適用于小麥,谷子等窄行距密播作物以及牧草和某些蔬菜。
溝灌:是在作物行間開挖灌水溝,灌溉水由輸水溝或毛渠進入灌水溝后,在流動的過程中,主要借毛細管作用從溝底和溝壁向周圍滲透而濕潤土壤。
溝灌適用于灌溉棉花、玉米和薯類等;適宜于中等透水性的土壤;適宜的溝灌坡度一般在0.005~0.02之間。
3、節水技術
噴頭壓力的測量:
逆止閥的安裝位置:在管道灌溉系統中常在水泵出口處裝逆止閥,以避免突然停機時水倒流。當在灌溉系統中要注入化學藥劑(化肥,農藥等)時,一定要在系統與水源之間裝逆止閥。
區別微噴頭與噴頭:
噴頭是噴灌系統的關鍵設備,其作用是將有壓的灌溉水以噴灑形式均勻地散在田間對農作物進行灌溉。
微噴頭是噴頭的一種,具有體積小、壓力低、射程短、霧化好等特點。外形尺寸0.5 ~1.0cm;工作壓力50~300KPa。因此,其比一般噴頭簡單得多,多數是用塑料一次壓注成形的。由于微噴頭主要作為一種局部灌水方法的設備,所以不要求具有很大的射程,其射程一般從10~50cm到6~7m不等。
單個扇形噴灑的微噴頭的濕潤面積是一個或多個扇形,而且各扇形的中心角也不相等;單個一般噴頭卻只有一個扇形。
第六章
排水溝道系統
1、排水系統的組成:排水溝系、蓄水設施、排水樞紐、承泄區
2、除澇標準:(1)、以治理區發生一定重現期(5到10年)的暴雨,作物不受澇為標準。(2)、以治理區作物不受澇的保證率為標準。(3)、以某一定量暴雨或澇災嚴重的典型年作為排澇設計標準。
3、地下水臨界深度:
在一定的自然條件和農業技術措施條件下,為了保證土壤不產生鹽堿化和作物不受鹽害所要求保持的地下水最小埋藏深度。
4、排澇設計流量的計算(主要是平均排除法)
平均排除法是以排水面積上的設計凈雨在規定的排水時間內排除的平均排澇流量或平均排澇模數作為設計排澇流量或排澇模數的方法。
農田會受短時間淹沒。適用:規模較小的排水溝
式中,T —— 每天工作的小時數,h。若自排地區,T 取24 h,則簡化為P237式(8-5)和(8-6)。
其余參數同P237式(8-5)和(8-6)。
注意:①平原河網地區宜考慮排水溝滯蓄②圩區應考慮預降滯蓄,圩堤滲漏產水和套閘進水。
5、區別兩個排漬標準:設計排漬深度、設計耐漬深度 設計排漬深度:日常情況下地下水位的埋深要求
設計耐漬深度:暴雨后規定時間內要求地下水位達到的埋深
7、排水溝的特征水位:
排漬水位(日常水位)
排澇水位(最高水位)排水溝的特征流量
排漬流量
排澇流量(排澇設計流量,排澇模數)
8、排水承泄池的定義、要求及整治措施
排水承泄區是指位于排水區域以外,承納排水系統排出水量的河流、湖泊或海洋等。排水承泄區應滿足的要求
A)承泄區應具有較低的水位;
B)承泄區應有足夠的輸水能力和容量
C)承泄區在汛期高水位時,若使排水系統出現壅水和淹沒,其淹沒歷時應在允許范圍內; D)承泄區應具有穩定的河床和河岸,良好的河槽; E)承泄區應盡可能考慮綜合利用。承泄區的整治:
疏浚河道
退堤擴寬
裁彎取直
束窄堵支(順壩、丁壩、堵支壩)
加固堤防
第七章
水土保持
1、水土流失:是指在水力、風力、重力等外營力作用下,山丘區及風沙水土資源和土地生產力的破壞和損失。水土流失包括土壤侵蝕和水的損失,也稱水土損失。
2、水土保持:是指防治水土流失,對山丘區、風沙區水土資源的保護、改良和合理利用。3.斜坡固定工程:是指為防止斜坡巖土體的運動,保證斜坡穩定而布設的工程措施,包括擋墻,抗滑樁,削坡和反壓填土,排水工程,護坡工程,滑動帶加固工程,植物固坡措施和落石防護工程等。
第四篇:《農田水利學》教學..
《農田水利學》教學大綱
課程中文名稱:農田水利學
課程英文名稱:irrigation and drainage engineering
課程代碼:031060261 適用專業:水文與水資源工程 學 時 學:32
學 分 數:2 執 筆 者:
審 核 人: 編寫時間:2010.7.12
一、課程的性質和目的
農田水利學是水文學與水資源專業的一門主要專業課程,是研究農田水分和水資源變化規律及其調節措施為發展農業生產服務的學科,通過學習使學生掌握灌排基本理論和灌排技術、灌溉排水系統設計方法以及地區水利規劃的基本知識和方法。
二、課程教學內容
緒論(2學時)
了解我國農田水利事業的基本任務及地區性特點和發展概況及農田水利技術的發展趨勢,我國和世界灌排事業的發展概況及發展趨勢;掌握農田水利學研究對象和基本內容。第一章 農田水分狀況和灌溉用水量(4學時)
了解農田水分的存在形式作物生長、對農田水分的要求;理解作物需水量和田間耗水量的聯系與區別,綜合灌水定額的概念;理解影響作物需水量的影響因素、需水規律、需水關鍵期,灌溉水利用系數(η水)的概念、影響因素以及提高(η
水)的途徑、措施,農作物灌溉制度的概念及其確定方法、步驟,需水量估算方法及其優、缺點和使用條件;掌握土壤含水量的表示方法及單位之間的換算、土壤水運動基本方程,凈或毛灌溉用水的計算、灌溉用水量過程線的繪制方法,灌水率的計算、灌水率圖的繪制方法、修正的原則以及灌水延續時間的確定; 第二章 地面灌水技術(4學時)
了解各種灌水方法的評價標準、分類及適用條件,噴頭的種類、工作原理及其基本要求,微噴灌系統的種類和系統規劃設計的內容及步驟,滲灌原理及其灌水技術要素;理解噴灌系統的組成和分類;掌握畦灌和溝灌方法、要求以及適用條件,畦灌要素計算的基本原理,畦田規格和灌水技術要素,主要土壤的溝灌技術要素,噴灌的主要技術要素、噴灌系統規劃設計的內容和步驟。第三章 灌溉水源和取水方式(4學時)
了解灌溉水源的種類及其我國水源的數量及分布,灌溉水源的水質(包括泥沙、含鹽量、有機化合物、有害物質、溫度)對作物生長的影響以及容量或標準,灌溉帶的劃分和擴大灌溉水源的措施;理解灌溉取水方式(無壩引水、有壩引水、泵站取水、水庫取水)各自的適用條件、調節水源的作用、工程措施的組成以及工程布局的要求,灌溉設計保證率的概念;掌握飲水灌溉工程(無壩引水、有壩引水)的水利計算掌握灌溉設計標準及設計代表年的選擇。第四章 灌溉渠道系統(3學時)
了解我國各類灌區的特點、規劃原則及其相應的灌溉渠道布置形式,渠系建筑物布置要求和作用,渠道設計流量計算的目的、渠道輸水損失的影響因素與渠道滲漏過程的三個階段,渠道橫斷面的結構形式,各種渠道防滲工程措施的特點;理解渠道縱斷面的水位銜接;掌握灌溉干支渠道(骨干渠道)規劃布置的一般原則,渠道滲水損失的計算方法以及各級渠道設計流量的推算方法,灌溉渠道的水位控制、渠道橫面設計應滿足的條件以及斷面水力要素之間的關系; 第五章 井灌并排(4學時)
了解地下水資源的特點;理解堅井排水的概念、分類、適用條件及其規劃;掌握地下水資源的數量和質量計算與評價,管井的結構與設計,管井施工工序,水井出水量的穩定滲流計算(包括單井穩定流計算和群井穩定流計算)和非穩定滲流計算(包括單井非穩定流計算和群井非穩定流計算),井灌區工程規劃的方法。第五章 灌溉管道系統(3學時)
了解低壓管道輸水灌溉(簡稱管灌)系統的組成與類型,大多數管道的種類及其規格,常用管道附件的種類,管道系統的工作制度以及管道設計的影響;理解一般灌溉管道系統規劃布置的原則和方法,理解灌溉管道系統的結構設計;掌握管道系統的流量與壓力推算。
第七章 田間排水系統(4學時)
了解末級固定排水溝對于除澇和控制地下水位的作用,不透水層位于無限深時排水溝(管)間距的計算公式,地下排水系統的布置、排水暗溝(管)的種類、結構與濾料,除澇排水為主的田間排水溝間距; 理解農田對除澇、防漬、防鹽的要求與標準以及農業耕作對農田排水的要求,控制地下水位的排水溝溝深與間距的關系,掌握大田蓄水能力的計算,不透水層位于有限深時田間排水間距的計算公式。第八章 排水溝道系統(2學時)
了解設計內外水位的選擇的一般原則,承泄區的整治的一般方法;理解除澇設計標準;掌握排水溝設計流量的計算與排水溝設計水位的確定方法,排澇模數,灌溉渠道和排水溝的設計水位和排水溝的斷面設計的區別。
第九章 分區水利問題及其治理(2學時)
了解山丘陵地區特點、山丘陵地區灌溉系統的特點與規劃布置原則,水土流失的影響因素和水土保持措施,北方平原地區綜合治理方法和防治土壤鹽堿化的原則與措施。
三、課程教學的基本要求
1、了解農田水利技術的發展。
2、掌握各類灌溉技術的工作原理及基本要求。
3、理解灌溉系統的設計。
4、理解灌溉系統的規劃布置。
四、本課程與其它課程的聯系
農田水利學是水文學與水資源專業的一門專業選修課,在本課程開設前應先修課有地下水文學、水力學、工程水文學。
五、建議教材及教學參考書
1.康權.農田水利學.水利電力出版社.1992 2.郭元裕.灌排工程最優規劃與管理.水利電力出版社.1990 3.全達人,地下水利用.中國水利水電出版社.1996
第五篇:農田水利學復習提綱
農田水利學復習提綱
1.農田水利:發展灌溉排水,調節地區水情,改天農田水分狀況,防治旱澇、鹽堿災害,以促進農業穩定高產的綜合性科學技術。
2.水量平衡方程式:在一定時間段內,某一地區閉合面所包括的空間內的水的變量等于進入此空間的來水量和流出此空間的去水量之差。
P+E1+Rdi+Rgi+V1=E2+Rd0+Rg0+V2+q
式中:P:時間段內區域平均降水量;E1:時段內區域的凝結量;
Rdi:地面徑流流入區域徑流量;Rgi:地下徑流流入區域的徑流量;V1:時段初區域的蓄水量;E2:時段內區域的總蒸發量;
Rd0:地面徑流流出區域的徑流量;Rg0:地下徑流流出區域的徑流量;
V2:時段末區域內的蓄水量;q:時段內的用水量;
上述單位均為mm
3.中國土地資源的特點:①水資源人口占有量比較低 ②水資源地區分布不均③水量在年內季節分配不均,年際變化很大④地下水過度超采和水質污染問題嚴重
4.灌溉用水水質標準:①灌溉水中的泥沙②灌溉水的含鹽量③灌溉水溫④污水水質
5.降水:指從天空下降到底面的液態和固態的水,如雨、雪、冰雹等
6.降水總量:在一段的時段內天空下降的水量未經蒸發、滲透和流失,在下墊面上積聚的水層深度。
7.降水歷時:一次降水自始至終所經歷的時間。降水時間:是對應某一降水量所經歷的時間。
8.降水強度:單位時間內的降水量
9.降水面積:將于所籠罩的水平面積,以K㎡記。
10.分水線:由于地形向兩側傾斜,使水分別匯集的兩側的流域中。這一地形的最高點的連線起著分水的作用,稱為分水線或分水嶺。
11.流域:匯集底面來水和地下來水的區域。
12.徑流:由降水產生的,降水自流域內匯集到河網并沿河槽下泄的水流。(Q)流量:單位時間內通過某一橫斷面的總水量,m3,億m3。
(W)徑流總量:某一時段內通過某一段面的總水量
(Y)徑流深:將徑流總量均勻的分布在流域面積上所得到的水層深度,mm(M)徑流模數:單位流域面積的產流量,㎡/(S﹡K㎡)
(α)徑流系數:某時段內的徑流深與同一時期的降水量之比,α=
13.土壤水分的再分布:降水或灌溉停止后,地表積水因下滲和蒸發而消失,地表水分入滲過程結束,水分入滲結束后土壤內部的水分運動并沒有停止,而是要持續相當長的時間,這就是土壤水分的再分布階段。
14.經驗頻率:根據一定年限實測資料,用數理統計的方法算出各個實測資料的頻率,即大于或等于一水文資料在樣本中出現的機會。P=m/n*100%
15.灌溉保證率:是以灌溉設施供給灌溉用水全部獲得滿足的年數占總年數的百分率表示的。
16.作物田間需水量:作物在適宜外界環境條件下(包括土壤水分、肥料的充分供應),正常生長發育達到或接近達到該作物品種的最高常量所消耗的水量。影響因素:作物的種類和品種、土壤因素、氣象因素、農業技術
17.灌溉制度:在一定的氣候、土壤等自然條件下和一定的農業技術措施下,為使作物獲得高額而穩定的產量所制定的一整套向田間灌水的制度。
18.土壤計劃濕潤深度:指在實施灌溉時,假話調節、控制土壤水分狀況的土層深度。
19.有效降水量(P0):降水量根據設計經驗頻率選擇相應的中等年及干旱年的雨量,一般可認為是設計降雨量減去地面徑流量與深層滲漏量之后,保持在土壤計劃濕潤層內可為作物吸收利用的水量即P0= P-P徑-P滲
20.地下水補給量(k):地下水毛細管作用上升至作物根系活動層內而被作物利用的水量。
21.灌溉渠道系統的組成:
1)水源和飲水部分:包括水源及適應于該水源條件的引水建筑物等
2)輸水配水系統:總干渠、干渠、支渠、斗渠、農渠
3)田間渠道系統:農渠以下的毛渠、輸水壟溝、灌水溝、灌水畦和這類系統
中的小型建筑物等
4)排水泄水系統:田間排水溝、排水農溝、斗溝
22.田間工程:指最末一級固定渠道(農渠)和排水溝所包圍的范圍(渠道、排水溝、田間道路、林帶、水田的格田、旱田的畦田、灌水溝及相應的小型建筑物),一般稱為灌水地段和地塊。
23.地面灌溉方法:
(1)畦灌:用田埂將灌溉土地分割成一系列狹長的地塊——畦田,水從輸水溝或直接從毛渠引入畦田后,形成一個薄水層,延畦田坡度流動,在流動的過程中,逐漸濕潤土壤的,它僅適用于密植作物和某些蔬菜。
(2)溝灌:在作物行間開溝,使水在溝中邊流動邊滲透的一種灌水方法,適用于行寬距的中耕作物。
(3)淹溉:先是水分飽和的土壤,然后在土壤表面形成水層的一種灌水方法,僅適用于水田。
24.灌水方法:灌溉水以什么樣的方式去濕潤土地,使灌溉水轉化為土壤水,以滿足作物對水分的要求。
為使供給作物的水分適時適量和均勻一致,所以必須采取的一系列科學技術方法。
25.渠道損失:輸水損失的類型:水面蒸發的損失、漏水損失、滲漏損失
26.渠道橫斷面的計算:(公式)
注:任何邊坡洗漱下,梯形水力最先斷面的水力半徑R為水深的一半
27.例題:102——104,例1——例3
28.灌溉渠道要求的水位控制高程P106
公式:Bn= Ao+h+∑Li+∑φ
Bn:各分水點的控制水分高程Ao:渠道灌溉范圍內的地面參考點的高程 h:參考點處與該處末級固定渠道的水面高差,一般取0.1~0.2m
L:各級渠道的長度i:各級渠道的比降φ:水流通過渠系建筑物的水頭損失
29.渠道縱斷面圖的繪制:
①根基渠道的平面位置,按不同里程測量出渠道上相應里程樁的地面高程,即可在縱斷面圖上繪出地面高程線。
②參照水源或上一級渠道水位高程,根據確定的渠底坡度繪出設計水位線。
③渠道設計水位線以下,以渠道設計水深(h)為間距,作平行于設計水位線的平行線,即為渠底高程線。
④按最小水深,加大水深和渠道超高,平行于渠底線在其上方繪出組最低水位線,加大水位線和堤頂高程線。
⑤標出各建筑物的位置,如建筑物的長度不大即可在其中心位置標出,如建筑物較長按比例尺坡度等繪出。
30.P107
31.水利工程:指對自然界的地表水和地下水進行控制和調配以到興利除害的目標而修建的工程。興修水利工程是為了除水害,興水利的最有效工程措施。其作用:①在時間上重新分配水資源,做到蓄補洪,以防止洪澇災害和發展灌溉、發電、供水等事業。
②改善水域環境,疏浚航道,建設碼頭,以利于水上運輸。③防止水質污染,維護生態平衡
32.層流:各流層的液體質點是有條不紊的運動,互不摻和,表現為線條清晰,成層狀流動。
紊流:各流層的液體質點極不規則,相互碰撞形成旋渦的流態。
粘滯性:液體企圖阻止外力作用下流動的作用的特點。
33.能量守恒原理:在一段水流管道中任意一個斷面流入的流量等于下一個斷面流出的流量,否則,兩斷面一定流量流入或流出。(兩個橫斷面之間流入的能量一定等于流出的能量)
34.損失:輸水過程中單位重量液體機械能的損失。
沿程水頭損失:當水流邊界形狀和大小沿程不變,水流在長且直的流段中發生的水頭損失。
局部水頭損失:當水流邊界形狀和大小沿程極具變化所發生的水頭損失。
35.噴灌系統的組成:水源、動力、管道系統、噴頭
噴灌系統的分類:固定式、移動式、半固定式
36.噴灌的主要技術要求:
①噴灌流量:噴頭在單位時間內噴射出來的水的體積。M3/h
②噴灌強度:單位時間內噴灑單位面積上的水量,即單位時間內噴灑在灌溉土地上的水深。mm/min、mm/h
③工作壓力:噴頭正常工作時,所要求的噴頭進口處的水壓力,即指噴頭達到設計射程和出流時需要的工作壓力,用H表示,1Kg/c㎡=10M水柱高
④射程:在無風條件下,一定噴灌強度下,噴頭噴灑的水流所能達到的最遠距離R。單位M
⑤噴灌均勻度:噴灌面積上水量分布的均勻程度。
37.噴灌規劃設計的基本程序:
①收集場地信息(水源、電源、地形平面圖以及植物);
②噴灌形式、噴頭的選型和布置;③劃分輪灌組
④進行水力計算,確定管徑和閥的尺寸;⑤水泵和過濾器的選型
⑥控制器選型和配控制線⑦灌溉系統中的附件⑧完善設計圖
38.農田水分過多對土壤和作物的影響:
①在旱田當地面積水處于流水狀態時,土層水分飽和,作物不能進行正常的呼吸作用,超過某一時段后就會引起減產,繼續淹水甚至導致作物死亡。
②作物根系層的土壤水分過多空氣容量不足時,會直接對作物生長產生壞影響。
③地表淹水或耕層滯水水分過多對土壤肥力的影響是極為不利的。
39.農田排水:是指消除農田受澇受淹,保證作物正常生長的措施。
40.地面排水指標:要求在允許時間內將淹水水層排至耐淹深度以下,該允許的時間范圍和淹水深度分別被稱為耐淹時間和耐淹深度。
41.除澇設計標準:一般是用發生某一頻率(或重現期)的暴雨而不受災的這暴雨雨量和降雨歷時來表示的,也被稱之為設計暴雨。
42.確定排澇設計流量常用的方法:P160~161
(1)經驗公式法:
q:排澇模數(m3/s*k㎡)k:經驗系數Po:設計凈雨量(徑流深,mm)A:排水溝設計斷面所控制的排水面積(k㎡)m:峰量關系指數
n:遞減指數Q:排澇設計流量
(2)平均排除法:
Po設計凈雨量(mm)T:除澇設計標準規定的排澇時間(d)
43.排水溝的設計水位:
H日常:某級排水溝出水口處的溝內日常水位(m);
Ho:排水區內控制點的地面高程(m);
D末:最末一級排水溝的日常水位到地面的深度(m);
L:各級溝道的長度(m);i:各級溝道的水面比降;
ΔZ:各級溝道上的局部水頭損失;
44.排水方法:地面排水(明溝排水)、暗溝排水(管排)、豎井排水(垂直排水)…
45.三種排水方法的優缺點:
(1)明溝排水:優點,有利于排除地下水,也能降低和控制地下水位,投資較低。缺點,占地多,不利于機耕和交通,溝道易于坍塌淤積,維修費工。
(2)暗溝排水:優點
①暗溝管可以埋入地下較深,密度不受耕地要求和土地面積利用率高低等因素的限制。