灌溉系统规划与设计- 绪论

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1、绪 论水利与建筑工程学院 农业水利工程系 2006年5月学习提纲一、课程介绍二、灌溉排水工程学的研究对象和基本内容三、我国灌溉排水事业及其发展方向绪论绪论本讲的教学目的： 了解课程特点、基本要求及相应的学习方法 明确学习本课程的意义、学科需研究的问题及今 后发展的方向 了解我国灌排事业的发展概况绪论一、课程介绍 灌溉排水工程学是农业水利工程专业的主干必修专业课 程。 学习本课程的主要任务: 了解和掌握灌溉与排水的基本原理 ；灌排系统的规划、设计方法以及灌排工程管理的基本知识 。课程发展与沿革课程发展与沿革: : 我国农田水利事业早在两千多年以前已 有很大的规模并有较高的技术。我国系统地论述农田

2、水利有 关问题的最早著作当推明代著名科学家徐光启所写的农政 全书，该著作中水利为农业服务的思想非常明确，因此可 以说徐光启是我国农田水利的先驱者。绪论课程发展与沿革：课程发展与沿革：本世纪二三十年代，我国近代著名水 利专家李仪祉先生在主持兴建关中灌溉工程实践中，开始形 成了以现代科学技术为基础的农田水利科学。李仪祉先生在其遗著农田水利之合作一文中指出： “所谓农田水利，是属于农田的或农家企业的种种设施。寻 常关于此项之学术范围，只限于排水与灌溉，然与农业有关 者尚有堤防及水库。至于沟洫及整理土地似乎只限于农业治 田之事，但亦与水利有关”。虽然还需要补充和完善，但这 是我国关于“农田水利”的最早

3、解释。一、课程介绍绪论课程发展与沿革：课程发展与沿革：30年代中期李仪祉先生所编写的农 田水利讲义与沙玉清教授1935年所著的农田水利学， 对“农田水利”作了进一步的科学概括，形成了我国农田水利 科学的初步体系。（沙玉清教授1935年所著的农田水利学于1950年修订 再版）其范畴包括：农田水利的基本原理和方法、灌溉、排 水、放淤及洗碱、垦泽以及与农田水利有关的内容，如沟洫 、整理土地和护田所必须的堤防、治河等方面。一、课程介绍绪论课程发展与沿革：课程发展与沿革：此后，在全国较有影响的高校教材是 由武汉水利电力学院（后改为武汉水利电力大学）郭元裕教 授主编的农田水利学，该教材分别于1980、19

4、86、 1997由水利电力出版社连续出版了3版。其内容主要包括农田土壤水分状况及其变化规律、作物需 水量计算与灌溉制度、灌水方法研究、灌溉水源选择及引水 方式的确定、灌溉系统的规划设计、排水原理与工程设计、 灌溉与排水工程管理等内容。作为高等学校农田水利专业统 编教材。一、课程介绍绪论课程发展与沿革：课程发展与沿革：1999年，西北农林科技大学的汪志农 教授根据学科发展需要，补充原课程中某些不完善的内容， 主编了农业部“九五”规划教材和部级重点教材灌溉排水工 程学。新教材根据国内外资料和取得的科研成果补充了“水分胁迫 条件下作物需水量的计算方法”；“作物水分生产函数与缺水 条件下的非充分灌溉制

5、度”；根据我国北方大面积发展集雨 节灌的需求，补充了“旱区集雨节灌”的内容；增加了低压输 配水管网的最佳设计理论与方法，喷、滴、渗灌技术与设备 的最新成果，灌区动态配水计划与计算机管理及灌排环境等 内容。一、课程介绍绪论课程特点：课程特点：一是内容多、涉及的知识面广，且具有交叉学 科的特点；二是实践性较强，叙述性内容比较多，要求面向 生产与科研实际，培养学生分析问题和解决实际问题的能力 。教学要求：教学要求：该门课程的学习需要学生在掌握基础课、专业 基础课及相关专业课的基础上进行学习。学习方法：学习方法：要求认真听讲，独立思考；提倡主动学习，即 课前要预习，课后要复习与总结，通过独立完成课后布

6、置的 作业、实验来检验对知识的掌握程度。一、课程介绍绪论考核方式：考核方式：作业、课堂提问、上课情况综合为考查成绩， 占25%，课程结束后，闭卷考试成绩占75%。课外自学要求：课外自学要求：完成灌溉排水工程学实验习题集的思 考题和4次作业，巩固课堂所学内容；查阅相关文献，撰写1 篇报告，加深对本门课程的理解。主要参考书目：主要参考书目： （1）康绍忠主编. 非充分灌溉原理. 北京：中国农业出版社，1996 （2）康绍忠、蔡焕杰主编. 农业水管理学. 北京：中国农业出版社， 1996 （3）粟宗嵩 主编. 灌溉原理与应用. 北京：科学普及出版社，1990 有关灌溉与排水的专业性期刊杂志，如水利学

7、报、节水灌溉有关灌溉与排水的专业性期刊杂志，如水利学报、节水灌溉 、农业工程学报、灌溉排水学报、中国农村水利水电、水科、农业工程学报、灌溉排水学报、中国农村水利水电、水科 学进展等。学进展等。 一、课程介绍灌溉排水工程学精品课程网页 地址： http:/ 来调节农田水分状况调节农田水分状况及改变和调节地区水情改变和调节地区水情，以消除水旱灾害 ，合理而科学地利用水资源，为农业生产服务的科学。1. 调节农田水分状况农田水分状况一般 是指农田土壤水、地面 水和地下水的状况及其 相应的养分、通气、热 状况。农田水分的不足 或过多，都会影响作物 的正常生长和产量。绪论二、灌溉排水工程学的研究对象和基本

8、内容（1）灌溉措施灌溉措施即按照作物的需水要求，通过灌溉系统有计划 地将水量输送和分配到田间，并采用一定的灌溉技术以补充 农田水分的不足。（2）排水措施通过修建排水系统将农田内多余的水分(包括地面水和 地下水)排入容泄区(江、河或湖泊等)，使农田处于适宜的水 分状况。在易涝易碱地区，排水系统还有控制地下水位和排 盐的作用。绪论 调节农田水分状况需要研究的问题：1）把土壤作物大气作为一个连续体来研究农田水 分的微循环过程和水、盐运动规律，探求以土壤水和作物关 系为中心的农田水分调控机理及水分、盐分和水肥耦合之间 的内在联系，为节水农业提供理论和实际应用的依据，并指 导灌排实践和中、低产田的改造。

9、2）研究节水灌溉的实用技术。节水灌溉是充分利用水 资源、提高灌溉效益、促进农业持续、稳步发展的重要措施 。在水资源日趋紧张的我国北方，对此已得到了普遍重视， 当前须进一步深入试验研究和示范推广各种节水灌溉技术。二、灌溉排水工程学的研究对象和基本内容绪论 调节农田水分状况需要研究的问题：3）研究不同地区灌排系统的合理布置，做到山水田 林路综合治理，既便于灌排和控制地下水位，又适应机耕。 目前国内外灌排系统的发展趋势是地下管道化，暗管排水和 低压管道灌溉系统的优化设计及运行管理，亟待研究。4）研究灌排系统管理。加强灌排系统管理是当前首要 任务之一，管理好坏直接影响灌排工程效益的发挥。因此必 须针对

10、当前灌排系统中实际存在的问题，改革管理体制，研 究切实可行的工程管理和用水管理措施，特别要大力推广计 划用水管理，以及灌区的经营管理。要研究和重视现代的电 子技术、计算机技术、信息技术在灌排管理中的应用，提高 灌排系统管理的技术水平。二、灌溉排水工程学的研究对象和基本内容绪论 调节农田水分状况需要研究的问题：5）研究和重视灌排工程对水环境的影响及经 济评价。要深入调查研究灌排工程对农田生态环境 带来的负效应，在规划设计中予以足够的评价并采 取相应的防治措施；要对灌排工程的效益与费用作 出经济评价，研究灌排系统的成本核算和财务评价 ，并依据国家对农业的政策，研究农业水费的计收 办法。二、灌溉排水

11、工程学的研究对象和基本内容绪论2. 改变与调节地区水情地区水情主要指地区水资源的数量、分布情况及其动 态。我国幅员辽阔，水资源在不同地区以及不同年份和季节 分配不均，供水与需水在时间和空间上亦常不一致，时旱、 时涝或涝旱交替出现，这是影响农业高产稳产的一个重要原 因。因此，发展灌溉排水，首先要根据水土资源条件，采用 不同的工程措施，一般可分为以下两种：(1)蓄水保水措施(2)调水、排水措施二、灌溉排水工程学的研究对象和基本内容绪论2. 改变与调节地区水情(1)蓄水保水措施 通过修建水库、河网和控制利用湖泊、地下水库以及大面 积的水土保持和田间蓄水措施，拦蓄当地径流和河流来水， 改变水资源在时间

12、上(季节或多年范围内)和地区上(河流上 下游之间、高低地之间)的分布状况。 通过蓄水措施，可以减少汛期洪水流量、避免暴雨径流向 洼地汇集，可以增加枯水时期河水流量以及干旱年份地区水 资源的贮备。二、灌溉排水工程学的研究对象和基本内容绪论二、灌溉排水工程学的研究对象和基本内容2. 改变与调节地区水情(2)调水、排水措施 p主要是通过引水渠道，使地区之间或流域之间的水资源互 相调剂，从而改变水资源在地区上的分布状况。 p用水时期借引水渠道及取水设备，自水源(河流、水库、河 网、地下含水层等)引水，以供地区用水。某一地区水源缺乏 时，可借人工河道自水源充足地区调配水量。 p我国已建成的引黄济青工程及

13、拟建的长江南水北调工程等 ，都是调水工程的典型范例。汛期某一地区水量过多时，则 可通过排水河道将多余水量调送至地区内部的蓄水设施存蓄 ，或调送至水量较少的其他地区。 p因此，研究最有效地利用水资源的科学理论，合理调配水 资源，最大限度地保证各部门用水要求，同时解决好洪涝等 灾害，便成为我国水资源工程现代化的一个重要内容。跨流域调水路线示意图引黄济青中线方案 东线方案西线方案西线方案引滦入唐引滦入津绪论二、灌溉排水工程学的研究对象和基本内容2. 改变与调节地区水情 需要研究的科学问题： 1)在深入调查水量供、需情况的基础上，研究制定地区 长远的水资源规划及水土资源平衡措施。2)研究当地地面水、地

14、下水和外来水的统一开发及联合 运用。寻求水资源系统的最优规划、扩建和运行方案。3)研究洪涝规律，采取有效措施，解除洪涝威胁，并同 水资源开发利用结合起来统一规划，做到洪涝旱碱综合治理 。4)研究水资源开发、利用和保护等方面的经济效益、生 态环境和社会福利问题。绪论三、我国灌溉排水事业及其发展方向1. 我国水资源状况与灌溉分区 中国水资源特点中国水资源特点 （1）水资源概念广义：对人类有直接或间接利用价值，存在与自然界中的水 。狭义：指某一区域地表或地下淡水而且可以逐年更新的淡水 量。（2）分布特点： 时程分布不均： 年内不均，七、八、九月多，冬春少年际变差大，存在干旱、湿润年之分 地区分布不均

15、：南方水多，北方水少，水土资源不平衡中国水资源特点中国水资源特点 我国多年平均的年降水总量:61889亿m3(648mm) 年径流量27115亿m3(284mm)，包括地下水在内的水资源总量:28124 亿m3(295mm)，居世界第六位。 按1997年人口统计，人均水资源占有量2200m3，为世界平均水平的 1/3，居世界88位，是贫水国之一。广大北方地区，人均水资源量 仅992m3，是重度缺水地区。 每公顷水资源量28320m3，为世界平均水平的4/5。 到21世纪中叶，人口达到16亿高峰时，人均水资源量仅有1760m3， 进入用水紧张国家的行列。 由于全国平均径流深大于150mm，总体上

16、尚能维持较好的生态系统 ，这也是我国是世界文明古国的重要原因之一。绪论三、我国灌溉排水事业及其发展方向1. 我国水资源状况与灌溉分区中国水资源特点中国水资源特点 中国的水资源因受海陆位置、水汽来源、地形地貌等因素的 影响，在地区上分布极不均衡，总趋势从东南沿海向西北内陆 递减。q黄河、淮河与海河三个流域耕地面积约占全国的38.5，人 口约占33.4，而水资源却仅占全国的7.5。这种水、土资 源和人口组合不平衡的状况造成了我国北方用水量紧缺的局面 。耕地面积径流量南北方水资源比较南北方水资源比较绪论三、我国灌溉排水事业及其发展方向1. 我国水资源状况与灌溉分区中国水资源特点中国水资源特点p评价一个地区水分条件如何，在农业区划中一般用降水量统 计资料（多年平均值P）或降水量与同时段内可