灌排工程课件

1、灌排工程1 灌 排 工 程 灌排工程2 灌溉制度与灌排流量计算 1 1作物灌溉制度与排水制度作物灌溉制度与排水制度 1.11.1作物需水规律作物需水规律 1.21.2灌溉制度灌溉制度 定义定义：指某种作物，在一定气候、土壤和农业技术措施条件下，为获得 高产和稳产，而进行的适时、适量灌水方案。包括灌水定额灌水定额、灌水时 间、灌水次数和灌溉定额灌溉定额。 确定灌溉制度的方法确定灌溉制度的方法：1）总结群众多年来的灌水实践经验。不同作物的 灌水定额、灌水时间、灌水次数和灌溉定额等；2）根据灌溉试验资 料制定灌溉制度，在选用试验资料时，必须考虑原试验条件与需确定 灌溉制度地区条件的相似性；3）用水量

2、平衡分析原理推算（耗水量 灌排工程3 于补给量）。 1.31.3排水制度排水制度 涝：指田间水深超过作物的耐淹水深，积水时间超过作物的允许耐淹时 间而使作物减产乃至死亡的一种灾害。 渍：指作物耕作层中土壤水分过多，氧气缺乏，从而影响作物根系的正 常呼吸，大量有害物质不断产生又不能及时分解，最终导致作物中毒 减产乃至死亡的一种灾害。 内容：排水定额、排水时间、排水次数和排水总定额 2 2 灌排流量灌排流量 2.12.1灌溉用水量灌溉用水量 灌水率（灌溉模数）：指单位面积上所需要的灌溉净流量。 灌排工程4 灌区灌水率：是将灌区内同时灌水的各种作物的灌水率叠加。 修正前灌水率图修正前灌水率图：按灌水

3、率值，直接叠加绘制的图。该图存在2方面问题， 一是灌水率值在不同时期大小悬殊，引水不均匀，不连续，无法选取 设计灌水率值；二是短期停水较多，增加渠道渗水损失。 修正后灌水率图：修正后灌水率图：针对以上问题，进行修正，消除或减少上述问题，按 修正后的计算值绘制的图，该图要求尽可能连续、均匀、集中。 灌溉用水量灌溉用水量：指各灌区从水源取用的水量。计算方法分2种。 直接推算法（某一种作物）、间接推算法（灌区） 用水过程线用水过程线：灌水模数乘以灌溉面积，在计入输水损失。 2.2排水流量排水流量 排涝标准排涝标准：以涝区发生一定重现期的暴雨不受涝为准。对于旱作区，一 般采用1-3d暴雨，1-3d排除

4、；对于水稻区，一般采用1-3d暴雨，3-5 灌排工程5 天排至水稻允许耐淹深度以下。 排渍标准：包括作物的耐渍时间和耐渍深度。指在降雨或灌溉后，通过 排渍，使地下水在作物耐渍时间内回降到作物的耐渍深度以下。 灌排工程6 灌溉系统组成及规划原则灌溉系统组成及规划原则 1灌溉系统组成 指从水源到田间的一整套工程设施。包括灌溉工程和排水工程2部分。 取水枢纽工程：闸、坝、塘、库、站、井等。 输、配水系统：1）各级渠道，干渠、支渠、斗渠、农渠4级；2）各级各 类建筑物：闸、渡槽、跌水、倒虹吸、隧洞、桥。 田间调节系统：毛渠、临时渠、输水垄沟及不同灌水方法采用的各种设 施。 2灌溉系统规划原则 1）渠系

5、布置应考虑地形、地质条件，灌水渠应布置在高处，排水沟应布 置在低处，干渠线路应避开坡体及岩石破碎带。 2）充分利用水、土资源，因地制宜地进行工程设计。 灌排工程7 3）尽量减少水量损失和工程费用，做到安全引水，便于管理。 4）灌水渠与排水沟分开布置，各成系统。 5）各级渠、沟布置，要结合道路规划和植树造林。 灌排工程8 渠系建筑物渠系建筑物 1渠系建筑物分类 渠系建筑物：为将灌溉用水安全、可靠、有计划地输、配到田间，在灌 区渠道上，修建各种类型的调节、输送、控制和测量流量和水位的建 筑物设施。分4大类，调节建筑物、输水建筑物、保护建筑物和量水 建筑物。 1.1调节建筑物 调节各用水渠道流量、水

6、位的建筑物。包括进水闸、分水闸、节制闸和 扬水灌区泵站。 1.2输水建筑物 在渠道输水过程中，渠道需要穿越天然凹地和已建其他设施，将水安全、 可靠送到目的地，所修建的建筑物。包括倒虹吸、渡槽、跌水和涵洞。 渡槽：输送渠道水流跨越沟谷、道路、河渠等的架空输水建筑物。由进 灌排工程9 口连接段、槽身、支承结构及基础4部分组成。 排架 U型槽身 重力墩 矩形槽身 支承结构 桩基础和沉井基础 高架渡槽 灌排工程10 空腹渡槽 实腹渡槽 灌排工程11 台式渡槽 灌排工程12 倒虹吸倒虹吸：是输送渠水通过河渠、山谷、道路等障碍物的压力输水建筑物， 由进口、管身、出口3部分组成。 倒虹吸管路布置：竖井式、斜

7、管式、折线形、桥式 进口段布置：包括渐变段、进水口、拦污栅、闸门及沉沙池。 出口布置消力池。 涵洞：当渠道与道路、溪谷等障碍物相交时，在交通道路或填方渠道下 面，为输送渠水或宣泄溪谷来水而修建的建筑物。分圆形涵洞、箱型 涵洞、盖板涵洞、拱形涵洞。 跌水：指水流呈自由抛射状态跌落于下游消力池的落差建筑物。由进口 连接段、跌水口、消力池和出口连接段组成。 1.31.3保护建筑物保护建筑物 为保护渠道及其附近建筑设施，免遭暴雨径流、超量排水及其他无控制 灌排工程13 的多余流量造成破坏，而修建的建筑物，包括侧槽式溢水道、退水渠分 水闸。 1.4量水建筑物量水建筑物 指渠道上用以量测水流流量的水工建筑

8、物及特设量水设施。包括量水堰、 量水槽。 灌排工程14 灌排渠系布置灌排渠系布置 3 3渠系布置渠系布置 根据地形条件，灌区布置分3种：山地、丘陵型、平原型和圩垸型（滩地、 三角洲型）灌区。 山地、丘陵型灌区：1）干渠沿等高线布置，支渠从干渠一侧引水，垂直 等高线布置；2）干渠布置在分水岭上，与等高线垂直，支渠从干渠 两侧分水。 平原型灌区：1）地表水资源丰富灌区，发展以渠灌为主工程；2）地下 水资源丰富灌区，发展井灌，或实行井灌与渠灌相结合。 滩地、三角洲型灌区：此类灌区多分布在沿江、湖滩地带，地势低洼、 平坦，地下水位高，容易形成涝灾。因此在渠系布置上应以排为主， 选择合理排水沟线路，兼顾

9、灌溉，排灌分开，各成系统。 灌排工程15 渠道断面及其型式渠道断面及其型式 1渠道结构设计 灌溉渠道按结构的不同，可分为明渠、管道和混合式3种。 灌排工程16 渠道设计应满足条件： 1）渠道不发生冲刷和淤积，即渠道中的流速必须小于渠床土壤的允许不 冲流速，大于允许不淤流速； 2）渠道应有稳定的渠床，即渠道在平面上的稳定，使水流不发生左右摇 摆而导致冲刷渠床和边坡； 3）渠道应有最大输水能力 4）考虑综合利用对渠道结构的要求 2渠道的横断面 横断面组成：渠底宽、边坡、边坡系数、渠堤宽 横断面形式（主要）：矩形、梯形、U型 挖方渠道：渠道横断面完全置于地面线以下，一般在渠线穿过高地或沿 灌排工程1

10、7 山坡开渠时采用，渠道边坡系数取决于土壤、水文地质条件、渠道结构、 深度及渠道中水深。 填方渠道：从地面上填土修筑的渠道，在渠道通过低地或地面坡度与渠 底比降不一致的地区采用，注意填土应尽可能采用透水性小的土壤。 半挖半填渠道：工程量最省，施工最方便，被广泛采用。 3渠道纵断面 渠道纵坡设计影响因素：灌区的地形条件、渠线所经地区地质土壤条件、 渠中水流泥沙含量以及地面坡度。 渠道纵断面设计包括沿渠地面高程线、渠道正常高水位线、渠道最低水 位线、渠底高程线、堤顶高程线、渠道纵坡。 灌排工程18 渠道纵断面设计 沿渠地面高程线：根据灌区渠道规划布置，从渠首到渠尾，点绘出渠道 线路所经过的地面高程

11、。 渠道正常水位线：根据水位推算，初步确定下级渠道要求的水位及沿渠 地面高程，参照选择的渠道比降，设计渠道正常水面线。 渠底线：根据已确定的正常水面线，采用横断面计算所得正常水深，从 正常水面向下绘制正常水深，连接正常水深的各点，为渠底线。 最小水位线：以正常流量设计的横断面为基础，绘制渠底线，然后从渠 底线向上绘制按最小流量设计的最小水深，连接最小水深的各点，为 最小水位线。 堤顶线：从渠底线向上绘制，按加大流量设计的加大水深，再加上所选 定的超高值，连接各点，为堤顶线。 灌排工程19 节水灌溉工程节水灌溉工程 灌水方法分类：地面灌溉、地下灌溉、喷灌和滴灌。 1 1地面灌溉地面灌溉 地面灌溉

12、包括畦灌、沟灌、淹灌、漫灌。 畦灌：是在灌溉土地上，用土埂隔成田块，水从输水垄沟引入畦田内， 沿畦内坡度方向湿润土壤，是旱田常采用的一种灌水方法。 沟灌：是在田块中，开沟灌水的一种方法，水从输水垄沟进入灌水沟后， 在流动过程中湿润沟底及沟两侧土壤。 淹灌：串灌串排、单灌单排 漫灌：在田间不设格田或沟埂，引水任其漫流，借水的重力作用湿润土 壤而进行灌溉的一种方法。 灌排工程20 畦 灌 灌排工程21 沟 灌 灌排工程22 畦 沟 组 合 灌排工程23 2 2 地下灌溉地下灌溉 利用埋设在农田地面以下的渗水管道过水，通过土壤毛细管作用，湿润 作物根系活动层内土壤的一种灌水方法。 由水源、输水管道或

13、明渠、田 间渗水管网组成。 优点：灌水不破坏 土壤表层结构；灌 后地面不板结、龟 裂；减少畦、沟占 地；省水、增产； 管道出水孔易阻塞；发 生故障，难于修理。 灌排工程24 3 喷灌 指将具有一定压力的水通过管道送至田间，再通过喷头喷射到空中，形 成细小水滴，近似天然降水洒落田间来灌溉作物。优点是增产、省水、 省工，缺点是在多风地区，喷洒均匀度差，适宜于山区和坡地等地形。 喷灌系统组成：水源、水泵、动力设备、管网、喷头及田间工程 喷灌分类：固定式 移动式 半固定式 喷灌主要技术参数：喷灌强度 喷灌均匀度 水滴打击强度 喷灌强度：指单位时间内喷洒在单位面积土地上的水深或水量。为使喷 洒在地表的水

14、，能及时渗入土中，不致形成地表积水和径流，应使喷 灌强度小于土壤的入渗率。 喷灌均匀度：指在喷灌面积上水量分布的均匀程度。 灌排工程25 特点：干管和支管埋入地下，只有喷头特点：干管和支管埋入地下，只有喷头 可动。可动。 灌排工程26 特点：管道和喷头都可动。特点：管道和喷头都可动。 灌排工程27 特点：支管和喷头可动。特点：支管和喷头可动。 灌排工程28 水滴打击强度：指单位受雨面积内，水滴对土壤或作物的打击动能，用 雾化指标控制，即喷头工作压力与主喷嘴直径之比。 喷灌工程布置 管网布置形式2种：树状管网和环状管网 喷头的选择主要考虑额定流量、工作压力、雾化指数。 喷头组合形式：矩形组合和平行四边形组合，支管间距喷头间距。 4滴灌 滴灌是将具有一定压力的水，经过滤后，通过管道和滴头，均匀的滴入 作物根部附近土壤的一种灌水方法。优点是不破坏土壤结构、不产生 地面径流