《农业用水节水灌溉技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《农业用水节水灌溉技术（101页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、节水灌溉技术节水灌溉技术电子教案电子教案李保谦李保谦 教授教授河南农业大学农业机械化系电 话：13838056728 E-mail：第二讲第二讲 农业用水农业用水第一节 农业用水的概念 第二节 农业用水途径 第三节 农业用水量计算及我国农业用水状况 第四节 农业节水技术思考题 第一节 农业用水的概念 水与作物生理活动1 水与农作物 作物的重要组成部分 细胞原生质的重要成分 光合作用的重要原料 作物进行生化反应和吸收输送养分的介质 保持作物固有形态的重要支撑 维持作物叶面蒸腾的必备条件 水与作物生长环境 土壤 农田小气候 含水量空气温度 水与作物耕作措施 第一节 农业用水的概念作物需水量是指作物
2、在适宜的土壤水分和肥力水平下，经过正常生长发育，获得高产时的植株蒸腾、株间蒸发以及构成植株体的水量之和。 农田水分消耗的途径主要有三个方面：植株蒸腾、株间蒸发和深层渗漏（或田间渗漏）。2 作物需水量植株蒸腾 Traspiration 株间蒸发 Evaporation 作物需水量 = 植株蒸腾 + 株间蒸发 =腾发量 Evapotranspiration(ET)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 ou
3、t the plants leaves into the atmosphere.蒸腾（Transpiration）植株间土壤或田面蒸发 的水分 Refers to the movement of water from the soil surface or water surface in field into the atmosphere.蒸发（Evaporation ）Percolation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 su
4、rface 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 Percolation in paddy field 渗漏（Percolation）灌溉水量是指从灌溉供水水源所取得的总供水量 。 3 灌溉用水量灌溉水量毛灌溉 水量净灌溉 水量损失 水量=+灌水定额是指单位面积上灌溉一次所需要的水量，以m3/亩表示。灌溉定额是指在作物整个生育期内单位面积灌溉的水量，即各次灌水定额的总和，也叫总灌水量，以m3/亩表示。灌溉定额也分为净灌溉定额和毛
5、灌溉定额。灌溉渠道系统是指从水源取水、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溉的工程系统。包括渠首工程、输配水工程和田间工程三大部分。灌溉渠道系统和排水沟道系统并存。由各级灌溉渠道和退（泄）水渠道组成。第二节 农业用水途径灌溉系统的组 成拦 河 坝冲沙闸进水闸节制闸排沙渠干 渠斗 渠支 渠农渠农沟支 沟斗 沟干 沟容泄区退水渠泄水闸l 渠首工程 l 水工程 固定渠道：干 、支、 斗、农 、 临时渠道： 毛渠等 l 田间工程 1 灌溉取水方式灌溉水源u地面水：河流、湖泊u地下水：潜水、层间水u灌溉回归水u污水地表水 取水方式u无坝取水u有坝取水 u提水取水u水库取水无坝取水有坝
6、取水抽水取水水库取水灌区河流干渠地表水取水方式示意图地表水取水方式示意图无坝取水条件：水位流量均满足要求位置：河流凹岸中点偏下游组成：进水闸、冲沙闸、导流堤内江外江泯 江 鱼嘴宝瓶口飞 沙 堰岁修期 供水暗渠灌县索桥金刚堤四川都江堰工程示意图有坝引水条件：水量丰富、水位低组成：拦河坝（闸）、进水闸、 冲沙闸、防洪堤等侧面引水适用于含沙量较 小的河流溢流坝冲沙闸进水闸河流防洪堤正面引水能形成横向环流，适用 于含沙量大的河流溢流坝冲沙闸进水闸河流引渠防 洪 堤抽水取水适用条件：水量满足要求，但水位低，且自流 引水困难或不经济水库取水适用条件：水量、水位均不满足要求地下水 取水方式u垂直取水建筑物：
7、管井、筒井u水平取水建筑物：坎儿井 u多向取水建筑物：辐射井垂直取水建筑物管井（水井结构由一系列井管组成）分完整井和非完整井适用于开采浅层和深层地下水井台井壁管 （实管）滤水管 （花管）沉淀管封底塞筒井（又称大口井）大口径取水建筑物，直径一般 12m，有的34m，最大 12m。深度一般620m。适用于开采浅层地下水井台井筒进水部分井底垂直取水建筑物水平取水建筑物坎儿井由地下廊道和立井组成。地下廊 道截取地下潜流并起输水作用； 立井用于施工出土和通风。主要分布于新疆山前冲积 扇下部和冲积平原地区潜水位立井地下廊道 渠道融雪水卧管井截潜流工程埋设在地下水位以下的水平集 水管道，与提水竖井相通。多用
8、于沼泽地和盐碱地排水， 灌溉上使用较少山区河流河床下部筑地下 坝，拦截地下潜流河床截水墙引水渠水平取水建筑物截水墙枯水河槽等高线双向取水建筑物辐射井在大口井的下部沿径向呈辐 射状布设水平集水管，以提 高井的出水量。集水井的下部设沉沙段2 灌溉渠系规划灌溉渠道按其使用寿命可分为固定渠道和临时渠 道两种：多年使用的永久性渠道称为固定式渠道；使用寿命小于一年的季节性渠道称为临时渠道。 按其控制面积大小和水量分配层次可分为若干等 级：大、中型灌区的固定渠道一般分为干渠、支渠 、斗渠、农渠四级；在地形复杂的大型灌区，固定渠道的级数往往 多于四级，干渠可分成总干渠和分干渠，支渠可 下设分支渠，甚至斗渠也可
9、下设分斗渠；在灌溉面积较小的灌区，固定渠道的级数较少 。灌溉渠系布置原则2.1 总布置原则 干渠应布置在灌区的较高地带，尽可能自流控 制较大的灌溉面积； 渠系布置要求总的工程量和工程费用最小，并 且工程安全可靠； 灌溉渠道的位置应参照行政区划确定，以便管 理； 布置时应考虑发挥灌区内原有小型水利工程的 作用，并应为上、下级渠道的布置创造良好条 件； 灌溉渠系布置应和排水系统规划结合进行。 渠道布置形式：干渠沿等高线布置 多见于分水岭与山溪 或河流间的狭长地带 渠线长而缓 水库山 塘河流干 渠支渠2.2 干支渠布置原则（1）山区、丘陵区灌区第二节 农业用水途径渠道布置形式： 干渠沿主要分水岭布置
10、 多见于浅丘岗地 比降由地面坡度决定水库山 塘河流地形特点： 地形开阔平坦; 耕地集中，面积较大山前平原：靠近山麓，地势较高，排水条件好； 冲积平原：位于河流中下游平原坡水地区，地面坡度 平缓，地下水位较高。渠道布置：干渠多沿等高线布置，支渠垂直等高线 河流干渠一支渠二支渠三支渠（2）平原区灌区（3）圩垸区灌区地形特点： 分布于沿江、湖滩地和三角洲 地区，地形平坦低洼； 多河湖港汊，水网密集； 汛期外河水位常高于圩内地面 ，四周有圩堤，四周高，中间 低渠系布置： 以排为主，兼顾灌溉； 一般提排提灌，少有自流排灌干渠支渠2.3 斗渠布置原则u 山区、丘陵区的斗渠长度较短，控制面积较小。u 平原地
11、区斗渠较长，控制面积较大。u 我国北方地区一些大型自流灌区的斗渠长度一般 为35km，控制面积为30005000亩。 2.4 农渠布置原则u农渠控制范围为一个耕作单元，长度根据机 耕要求确定。u平原区通常为5001000m，间距为200 400m，控制面积为200600亩。u丘陵区农渠的长度和控制面积较小。u在有控制地下水位要求的地区，农渠间距根 据农沟间距而定。2.5 灌溉渠道和排水沟道的布置 相间布置相邻布置支 渠支 渠斗 渠斗 沟斗 渠斗 沟农渠 农渠农沟农沟在地形平坦或有微地在地形平坦或有微地 形变化的地区，灌溉形变化的地区，灌溉 渠道和排水沟道交错渠道和排水沟道交错 布置。布置。当地
12、面有一侧倾斜，渠道只能当地面有一侧倾斜，渠道只能 向一侧灌水，排水沟也只能接向一侧灌水，排水沟也只能接 纳一边的径流时，灌排采取相纳一边的径流时，灌排采取相 邻布邻布置。置。渠系建筑物是指为安全、合理的输配水量 ，满足各部门的需要而在渠道系统上修建的建 筑物，担负着输配水、控制渠道水位、量测渠 道过水流量、宣泄灌区多余水量以及便利交通 等任务。渠系建筑物规划布置2.5.1 渠系建筑物布置原则 （1）应满足灌溉系统各项使用要求，以最大限度的满足作物灌水需求。 （2）尽量采用联合枢纽布置的形式，以节省投资和管理方便。 （3）尽量采用定型设计和装配式建筑物，可简化设计，加快施工进度。 （4）根据当地
13、实际情况，尽量采用当地材料修建。 （5）应方便交通、航运和群众生产、生活需要。2.5.2 渠系建筑物的分类控制建筑物：交叉建筑物：衔接建筑物：泄水建筑物：量水建筑物：进水闸、分水闸、节制闸隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞、桥梁跌水、陡坡溢流堰、退水闸、泄水闸巴歇尔量水槽衔接建筑物跌水陡坡量水建筑物3 田间工程规划田间工程通常指最末一级固定渠道(农渠)和 固定沟道(农沟)之间的条田范围内的临时渠 道、排水小沟、田间道路、稻田的格田和田 埂、旱地的灌水畦和灌水沟、小型建筑物以 及土地平整等农田建设工程。 有完善的田间灌排系统，旱地有沟、畦， 种稻有格田，配置必要的建筑物，灌水能 控制，排水有出路，消灭旱地
14、漫灌和稻田 串灌串排现象，并能控制地下水位，防止 土壤过湿和产生土壤次生盐渍化现象。 田面平整，灌水时土壤湿润均匀，排水时 田面不留积水。 田块的形状和大小要适应农业现代化需要 ，有利于农业机械作业和提高土地利用率 。田间工程规划要求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。田间工程规划原则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。 排水基本尺寸满足以下要求：机耕田间
15、用水 管理间距为100200m 长度400800m长度不超过500600m宽度：100200m 长度：400800m3.2 田间渠系布置u田间渠系指条田内部的灌溉网，包括毛渠、输水垄沟和 灌水沟、畦等，有纵向布置和横向布置两种形式。 u布置形式选择： 灌水沟、畦尽量垂直于等于等高线（便于灌水）；作物 行向一般为南北方向（通风光照条件好），由此确定灌 水沟、畦的方向。 若灌水沟、畦垂直于农渠，采用纵向布置；若灌水沟、 畦平行于农渠，则采用横向布置。 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。 纵向布置 水流流向 ：农渠毛渠输水垄沟灌水沟、畦 特点：毛渠灌水沟、畦 布置规格： 输水垄沟间距等于灌水 沟畦的长度，为3050m 输水垄沟长等于毛渠的 间距，为5070m 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 布置规格： 灌水沟、畦长度一般为 3050m 单向控制时，毛渠间距等 于灌水沟、畦的长度，双向 控制时，毛渠的间距是灌水 沟、畦长度的两倍 毛
