第一篇:农田水利学课程报告
农田水利学课程报告
一、农田水利学的内涵、外延,以及土地整理的内涵、外延:
农田水利这一古老工程技术可以追溯至新石器时代。从世界范围而言,有文字记载的最早的灌溉工程,是公元前3400年左右美尼斯王朝修建在埃及及孟菲斯城附近截引尼罗河洪水的淤灌工程。而我国的农田水利事业的发展也有着悠久的历史。历代劳动人民创造了很多宝贵的治水经验,在我国水利史上放射着灿烂的光辉,但是在漫长的封建社会,压抑着劳动人民的积极性和创造性,严重阻碍了我国农业生产的发展,农田水利建设发展缓慢。
农田水利学是一门研究农田水分状况和有关地区水情的变化规律及调节措施、消除水旱灾害和利用水资源发展农业生产而服务的科学。农田水利在英、美等国称之为灌溉排水,原苏联称之为水利土壤改良。
农田水利学的研究对象主要包括一下两个方面:
(一)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关的养分、通气、热状况。农田水分的不足或者过多,都会影响作物的正常生长和作物的产量。
调节农田水分状况的水利措施一般有:
1、灌溉措施:即按照作物的需要,通过灌溉系统有计划的将水量输送和分配到田间,以补充农田水分的不足;
2、排水措施:即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(河流或湖泊等),是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作用。控制地下水位对增产的重要性,近年来已越来越被人们所认识和重视。
在调节农田水分状况方面需要研究的问题是:
1.研究农田的水、盐运动规律
2.研究不同地区灌排系统的合理布置
3.研究节水灌溉的技术和理论
4.研究灌排工程施工机械化
5.研究灌排系统管理及对农田环境的影响
6.研究系统工程和电子技术在灌排水方面的应用
(二)改变和调节地区水情
随着农业生产的发展和需要,人类改造自然的范围越来越广,农田水利设,施不仅局限于改变和调节农田本身的水分状况,而且需要改变和调节更大范围的地区水情。
地区水情主要是指地区水资源的数量、分布状况及其动态。我国幅员辽阔,水资源在不同地区和不同年份和季节分配不均,供水与蓄水在时间空间上亦常不一致,时旱,时涝,交替出现。这是影响农业高产稳产的一个重要原因,因此发展农田水利,首先要根据水土资源条件,通过各工程措施,改变和调节地区水情。
改变和调节地区水情的措施,一般可以分为以下两种:
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。
2、调水、排水措施:调水和排水措施主要是通过引水渠道,使地区之间或流域之间的水量相互调剂,从而改变水量在地区上的分布状况
土地整理是指通过采取各种措施,根据土地利用总体规划与土地整理专项规划,对田、水、路、林、村等实行综合治理,提高耕地质量,增加有效耕地面积,提高土地利用率和产出率,改善土地利用结构和生产生活条件,改善农业生态条件和生态环境。土地整理一般又分为两大类,即农地整理与市地整理。
水利是国民经济和社会发展的基础设施在我国,农业是国民经济的基础。搞好农业是关系到我国社会主义经济建设高速发展的全局性问题,是实现四个现代话的一个重要方面。实践证明,只有农业得到了发展,国民经济的其他部门也具备最基本的发展条件。农田水利建设不仅为中国农业生产的物质基础,也是我国国民经济建设的基础产业。社会主义新中国的建立,为我国农田水利事业的发展开创了无限广阔的前景。
二、典型区域:西南、西北、东北地区农田水利状况分析:
新中国成立以来,水利建设取得了举世瞩目的成就,特别是1998年大汛之后,国家加大对江河湖泊堤防建设和大中型水库除险加固力度,加之三峡等一批重点水利工程的建成及一系列生态保护工程项目的实施,我国大中型水利设施的防洪保安、抗旱排涝等功能日趋完善,为确保经济社会持续健康发展提供了十分有利的条件。
建国四十多年来,我国的水利事业得到了巨大的发展,对抗御旱涝灾害,改良土壤,发展农业和林牧业等生产起了重大作用。例如:主要江河都得到了不同程度的治理,黄河扭转了过去经常的决口的险恶局面,淮河流域基本改变了“大雨大灾、小雨小灾、无雨灾旱”的多灾现象,海河流域减轻了洪、涝、旱、碱四大灾害的严重威胁。水利资源也得到初步的开发,截止1990年为止,全国建成了大中小型水库83387多座,总蓄水库容4660亿m³;全国机井已建成273多亿亩,居世界首位,比1949年的2.4亿亩增加了两倍;其中30万亩以上的灌区有144处,万亩以上的灌区有5498处。全国推广管道输水的灌溉面积已达5000余万亩,实行井渠结合灌溉的面积达到3000余万亩,灌溉面积1000余万亩。全国
3.5亿亩低洼易涝耕地中,约有2.78亿亩得到了治理,得到了改良利用的盐碱地面积也大道理7494万亩,约占全国盐碱化耕地面积的百分之六十六。此外,还改善和开发了牧区11.0万平方千米的缺水草场。由于进行了这些工作,在占全国总耕地五分之二的灌溉土地上,生产着约占全国总产量三分之二的粮食。
我国在西南地区、西北地区、东北地区的农田水利状况具有各自的特色。
(一)西南地区:
西南地区主要包括重庆、云南,四川,贵州和西藏(不包括广西)。大致处于中国地势的第一、第二阶梯,地势落差大。以高原和盆地为主。有四川盆地,云贵高原和青藏高原。多山,地面崎岖不平;多山间小盆地。青藏高原是世界屋脊;面积广大;雪山连绵,冰川广布;有河谷谷地,四川盆地有成都平原,大部分为丘陵低山。冰雪融水汇成河,是亚洲许多大河的发源地;河水流量大;水能丰富;青藏高原湖泊星罗棋布。这一地区的灌溉水利丰富,但是,虽然降水丰沛,但是季节分布不均,春旱伏旱频繁。旱耕地土壤粘、酸、瘦、板,保水和保肥和抗旱抗侵蚀能力差,有机质、氮磷钾和多种微量元素缺乏,土壤物理形状差,干时坚硬,湿时粘重,耕作困难,且易遭受水侵蚀。灌溉方式多为沟灌和漫灌。
雅安的水利事业蓬勃发展,雅安市山脉纵横,河川密布,植被良好,雨量丰沛,水能资源得天独厚。水力资源是雅安的特色和优势,全市流域面积在30平方公里以上的河流有131条,总长3118公里。市委、市政府躬身实践“三个代表”,奋力推进“三个转变”,确立“11421”发展战略性思路,把水电产业作为“一号工程”和“龙头型支柱产业”。提出了奋战10年,水电装机达到1300万千瓦的目标。
(二)西北地区:
我国西北地区主要包括陕西、甘肃、宁夏、内蒙古、青海、新疆等省。西北地区处于温带大陆性气候,非常干旱,水量短缺。西北地区的年降水量少于500mm,平均200—250mm,最少的地方不过几毫米,而且季节和区域分布极不均匀。单位耕地面积平均拥有水量仅为全国平均水平的百分之十,世界平均水平的百分之六点七,年农业用水占全国农业用水总量的百分之十六,但农业附加值仅占全国农业附加总值的百分之六点一,单位农业产出的耗水量,甘肃、青海和新疆分别为全国平均水平的1.3倍、近2倍和近6倍。所以加快发展节水农业是解决西部地区水资源短缺和利用不科学的主要措施,是西部生态环境建设的重要前提,是西部地区经济发展的基本要求,是促进农业结构调整和发展特色农业的重要途径,是对农业节水机制的有益探索。
一、节水农业技术的发展趋势
发展节水农业的关键在于控制从水源到作物产量形成过程中的水分无效损失,包括输水损失、田间储水损失和作物蒸腾损失三部分,以提高水分有效性,把水分的损失降低到最低限度。在节水灌溉技术研究方面,有关科研单位对喷灌、微灌、管道输水灌溉、渠道防渗以及地面灌水技术改进方面作了较为深入的研究,从水资源开发利用、输水配水、田间灌水技术、灌溉制度、农业栽培等各个环节开展了节水型农业综合技术体系研究,已初步形成了采用雨水集蓄利用、低压管道输水、膜上灌、节水灌溉制度、选育抗旱品种、培肥改土、施用保水剂等成套综合节水技术,并在较大面积上推应用。目前西北节水农业技术的发展主要表现为:
1.节水灌溉技术精细化
2.农业用水工程规模化
3.农业用水设备产业化
4.农业用水管理制度化
二、节水农业理论研究的趋势
节水农业的本质是依靠科学技术最大限度地提高农业生产过程中方水的产出,达到节水致富的目标。农业高效用水包括蓄水、输水、灌水、保水、高效用水等多个环节,必须探索农业高效用水理论体系,以实现水的利用率和水的生产效率的协同改善。目前,节水农业理论研究表现出以下几个趋势:农业灌溉用水由“丰水高产型灌溉”转向“节水优产型”的非充分灌溉,相应的灌溉基本理论的研究也由常态试验转向劣态试验;由单纯的水量在时间上的分配转向根区空间调节的研究,建立适当的“湿润边界”与“控制边界”、“湿润方式”,达到既节水又增产;农业高效用水由静态用水转向动态用水的新理论;从单一的水量管理转向水量水质联合管理的新理论;由微观的农田区域水循环与水平衡转向大区域、流域尺度水平衡与水资源可持续利用的理论;由单纯的灌溉学科研究转向充分利用以土壤物理学、植物生理学、农业气象学、农田生态学的交叉渗透、形成综合性和交叉性的新领域,同时充分利用系统工程学、预测学、仿真技术,实现学科从实践性质向定量科学的转化,建立其相关学科的本质联系,开辟高层次、综合、交叉性的研究领域。
三、节水农业发展需要的政策环境
我国现阶段包括节水农业设施产权制度的变革和管护机制的改革、节水农业适度规模经营、农田水利基本设施建设的投融资渠道、水价等在内的软环境对节水农业发展的制约是显而易见的,需要探索联产承包土地经营体制下节水农业的运行机制,制定促进节水农业发展的政策和措施,还需要加快节水农业基础设施的产权制度变革和建立切实可行的西北节水农业评价指标体系。
西北地区农产品生产已经基本摆脱长期短缺的状况,但农业正处于战略性结构转轨时期。随着我国农产品市场必然部分开放,势必影响农业生产的交易成本、技术成本、资源成本和食物生产布局,相应的农产品生产数量和质量、农产品进出口、水资源的交易成本等必然做出相应的调整。面对“绿色壁垒”和农产品价格竞争劣势,在农业缺水的背景下,应及早对农业结构调整和生态环境建设、适宜的农业品价格和贸易策略、适宜的节水农业和水环境保护技术等重大问题进行深入研究。
四、节水农业发展的若干关键技术
节水农业发达的国家和地区的经验是:节水农业走高技术、高投入、高风险、高收益的道路,运用节水灌溉和现代旱作技术发展优质高效农业。这正是现阶段我国农业急需解决的问题,即通过发展节水农业,大力调整农业及农村产业结构,启动农业产品生产和市场,走短缺水资源的技术和资金替代的道路。我国通过近20多年的努力,在工程节水和农艺、管理节水的技术储备已初步具备,目前的主要任务是进行节水技术优化集成,实现低成本空间扩散。以后发展节水农业的关键是应用现代高新技术和信息技术,提高作物自身的水分转化效率,技术集成和创新应以生物节水为主,结合管理和工程节水技术。
1.生物技术用于农业节水
2.农业管理措施一体化技术
3.高效用水的精细灌溉技术
4.雨水集蓄利用技术
5.农业高效用水智能决策系统
因此,建立农民参与的水管组织,大力进行旱作农业技术体系建设,建立节水种植制度和节水灌溉制度,建立墒情测报与节水农业决策支持系统,进行节水农业技术体系建设,实施节水农业高新技术示范,工程以及启动节水农业科技创新工程,对关键重大科技问题进行联合攻关研究,推动西北地区节水农业的发展,极大地提高有限水土资源的利用效率。
(三)东北地区:
东北地区包括黑龙江、吉林、辽宁三省,以黑龙江为例,其降水量年际变化与年内变化大。年际间多则可达800—1000mm,少则不足300mm;年际间百分之六十到八十的降水集中在6—9月份,而且夏季常伴大风,夏季高温呢,蒸发量大。同时水资源区域分布不均,相对匮乏。地下水资源开发程度高,局部超采,地表水开发程度低。垦区现有灌溉面积77.4万平方千米,其中利用地下灌溉面积60.07万平方千米,局部地区已经超采,利用地表水灌溉的面积17.33万平方千米,大量的地表水白白的流走。鉴于上述问题,垦区近几年积极采取措施,大力推广农业节水灌溉技术:
第一种模式:旱田选择适合垦情的喷灌机型,发展旱田喷灌。随着农垦体制改革的逐步深入和家庭农场承包责任制的完善,在发展旱田节水灌溉上,一是发展以家庭农场投入为主的小型喷灌机,投入低,见效快,适合规模经营,自动化
程度高,有大农业的特点。管理是以农业为主,组建抗旱服务队,做到一机多井,一机多用,提高喷灌机的利用率。
第二种模式:水田重点是在管理过程中的节水。大力推广水稻的“浅、湿、晒”灌水方式,既按水稻各生育期蓄水情况适时灌水,克服用水无度,定额偏高的现象。采取“灌、排、蓄、滞”相结合的方式,通过科学调度,合理配置,达到一水多用,闲水忙用,弃水再用的目的。采取井渠结合,地表水和地下水灌溉结合的方式。灌区上安装自动量测系统,应用先进的科学仪器和设备做到合理供水,科学用水。
第三种模式:农业、农机等综合措施的节水。依靠垦区机械化程度高的优势,增加耐旱作物和采取坐水种植,选育节水,抗旱优质、高效的新品种,应用抗旱剂抗旱,广泛应用新型的抗旱剂和有利于抗旱的微肥及其他神武制剂,通过页面喷洒减少农作物页面蒸腾,提高作物的耐旱性能。采用秸秆覆盖、塑料薄膜覆盖、塑料大棚、留茬免耕等覆盖措施,采用微体覆盖,增强土壤吸水剂,土面增温剂,提高光和效率,减少无效蒸腾,促进根系发育,平衡施肥和增施有机肥等化学措施。
第四种模式:通过拉鼠洞达到节水、抗旱的目的。在粘土地区通过拉鼠洞可以解决散表滴、蓄底滴的作用,在干旱季节,由于土壤地滴较好,又是粘壤土,通过土壤毛细作用,壤中水上升到耕层,解决耕层土壤水分不足的问题。
三、学习农田水利学课程的心得和感想:
通过学习农田水利学,让我对农田水利学研究的内容有了一个大致的了解,学习到大量的排水和灌溉知识,受益匪浅。我国水资源并不丰富,特别是北方地区水资源紧缺,供需矛盾突出;灌排工程有的配套不全,有的老化失修,抗旱除涝标准较低,效益不高,远不能适应今后农业生产和国民经济发展的需要。目前,西北地区探索出多种节水农业发展模式,形成了保水、蓄水设施、灌溉节水、耕作栽培节水、生物节水、化学节水等五大技术体系,在生产实践中取得了显著的生态经济效益。但在节水农业生产实践中还普遍存在以下问题:工程老化失修情况未得到扭转,灌溉效益仍在不断衰减;一些灌区水源紧缺状况日益加剧;灌水技术比较落后,水利用率低;管理水平低,节水意识淡薄;投入不足,灌溉面积减少。因此,大力发展农田水利仍是今后的长期任务,不仅要求继续提高抗御旱灾的能力。而且要提高科学管理的水平、改进技术设备,进一步扩大灌溉、除涝、排滞、治碱的工程经济效益、实现农田水利现代化,把农田水利事业推向新的高度,是我们面临的重要任务。
第二篇:农田水利学实习报告
农田水利学实习报告
前言
农田水利学是农业水利工程专业的专业核心课程。课上学到的知识,若不能与实际结合起来,那么我们在工作中就不会运用。实践出真知,只有通过观察水利枢纽,研究水利工程,深入其中,才能够比较好的了解水利工程,可以更加容易地让我们学好农业水利工程,打好基础。实习总体进行地很成功,老师一直在认真地为我们讲解,给我们解惑,让我们对书本上没有的东西也有了深刻的认识,感谢两位老师的悉心教导,让我们得到了收获,也感谢同学们的认真好学,让我感受到了轻松快乐的学习氛围,感谢这次收获颇丰的实习之途。
1、实习目的
1)在实习过程种,始终把学习作为获得新知识、掌握方法、提高能力、解决问题的一条重要途径和方法,切实做到用理论武装头脑,指导实践、推动学习,思想上积极进取,把自己现有的知识融于实习所看到的水利工程种,在实践种检验知识的有用性。2)围绕实习内容,突出重点,本着认真负责的态度来对待这次实习,迅速从实际内容出发,与老师同学交流,认识到自己的不足,拓展自己的视野,迅速提高自身的境界。3)在实习中能得到大家的认同,在听取别人的意见时,有自己的思想,多加思考,将整个实习过程贯穿起来,并于老师同学达成一致,齐心协力,共同进步,一起分享信息、观点和创新意识,对农田水利的远景进行展望,对未来的事情进行准备。
2、实习时间 2017年5月10日
3、实习地点
(引黄入冀补淀)滏阳河节制闸——支漳河橡胶坝——南干渠入支漳河节制闸——南干渠衬砌段——东风渠颜庄闸、安寨渠节制闸——东风渠仁里闸——引黄与民有渠交叉枢纽。
4、实习单位和部门
邯郸生态水网工程的建设项目
5、实习内容
1)工程简介
引黄入冀补淀工程输水线路自河南境内黄河渠村闸引水,利用濮阳市濮清南干渠输水,穿卫河进入河北省。在河北省境内,基本利用已有河渠输水,经东风渠、老漳河、滏东排河至献县枢纽,穿滹沱河北大堤后,利用紫塔干渠、古洋河、小白河和任文干渠输水至白洋淀。全线总长481公里。河北省内主要建设任务包括扩建穿卫、穿漳涵洞,新建穿滹沱河北大堤涵洞,河(渠)道清淤、扩挖,新建、改建各类建筑物近300座。引黄入冀补淀工程项目建议书已通过了水利部审查,2013年有望开工建设。这一引黄常态通道建成后,将与位山应急线路共同担负引黄入冀任务。引黄入冀补淀工程建成后,可以缓解河北省中南部地区农业严重缺水矛盾,将实现年引黄河水9亿立方米,供水范围涉及26个县市(区),控制灌溉农田面积300多万亩。
2)东风渠穿漳涵洞
东风渠南起魏县北善村,在曲周穿漳入滏,长81公里,宽200米,深6米,占地2745亩,动工4152万立方,投资1100万元。主要建筑物有渠首进水闸,穿漳涵洞,曲周总枢纽,刘永固分水枢纽,共有节制闸17座,分水闸43座,退水闸40座,渡槽5座,水簸箕10座,水站1座,公路桥14座。设计年引水30亿立方米。当时口号是“引来黄河水,灌溉万顷田,南来运大米,北来运海盐,遍地种水稻,河北变江南。”
涵洞是指在公路工程建设中,为了使公路顺利通过水渠不妨碍交通,设于路基下修筑于路面以下的排水孔道(过水通道),通过这种结构可以让水从公路的下面流过。用于跨越天然沟谷洼地排泄洪水,或横跨大小道路作为人、畜和车辆的立交通道,或农田灌溉作为水渠。涵洞主要由洞身、基础、端和翼墙等。涵洞是根据连通器的原理,常用砖、石、混凝土和钢筋混凝土等材料筑成。一般孔径较小,形状有管形、箱形及拱形等。
涵洞的作用是迅速排除公路沿线的地表水,保证路基安全。作为公路工程中的重要组成部分之一,涵洞在公路工程中占较大比例,是公路工程的重要组成部分,主要表现
在工程数量和工程造价上。据有关资料介绍:涵洞工程数量约占桥涵总数的60% 一70%,平原地区,每公里约有1~3座;山岭重丘区,每公里平均约有4~6座。涵洞工程造价约占到桥涵总额的40%左右。涵洞还是一种洞穴式水利设施,有闸门以调节水量。
涵洞是设于路基下的排水孔道,通常有洞身、洞口建筑两大部分组成。洞身由若干管节组成,是涵洞的主体。它埋在路基中,具有一定的纵向坡度,以便排水;端墙和翼墙位于入口和出口及两侧,起挡土和导流作用,同时还可以保护路堤边坡不受水流冲刷。涵洞组成,涵洞一般横穿路堤下部,多数洞顶有填土,采用单孔或双孔,孔径0.75~6 m。
由于涵洞是处于大自然环境(风、霜、雨、雪、冰冻、高温、水流冲击)和行车荷载的作用下,因此要求涵洞必须具备如下特点:
(1)满足排泄洪水能力,保证在50年一遇洪水的情况下,顺利快捷地排泄洪水(2)具有足够的整体强度和稳定性,保证在设计荷载的作用下,构件不产生位移和变形。(3)具有较高的可靠性和耐久性,保证在自然环境中,长期完好,不发生破损。
3)水闸
水闸是建在河道、渠道及水库、湖泊岸边,具有挡水和泄水功能的低水头水工建筑物。关闭闸门,可以拦洪、挡潮、抬高水位,以满足上游取水或通航的需要;开启闸门,可以泄洪、排涝、冲沙、取水或根据下游用水需要调节流量。
水闸由闸室、上游连接段和下游连接段组成。
闸室是水闸的主体,设有底板、闸门、启闭机、闸墩、胸墙、工作桥、交通桥等。闸门用来挡水和控制过闸流量,闸墩用以分隔闸孔和支承闸门、胸墙、工作桥、交通桥等。底板是闸室的基础,将闸室上部结构的重量及荷载向地基传递,兼有防渗和防冲作用。闸室分别与上下游连接段和两岸或其他建筑物连接。
上游连接段由防冲槽、护底、铺盖、两岸翼墙和护坡组成,用以引导水流平顺地进入闸室,延长闸基及两岸的渗径长度,确保渗透水流沿两岸和闸基的抗渗稳定性。
下游连接段一般由护坦、海漫、防冲槽、两岸翼墙、护坡等组成,用以引导出闸水流均匀扩散,消除水流剩余动能,防止水流对河床及岸坡的冲刷。水闸大多建在平原地区的软土地基上。地基土壤承载能力、抗冲能力低,抗渗稳定性差,压缩性大以及水头低而水位变幅大是水闸的主要工作特点。水闸设计包括:选择闸址和闸孔形式,确定闸孔尺寸,拟定消能防冲、防渗、地基处理、闸室布置方案,进行稳定、沉降、结构计算等。水闸按其功用可分类为:
节制闸。用以调节上游水位,控制下泄流量。建于河道上的节制闸也称拦河闸。进水闸,又称渠首闸。位于江河、湖泊、水库岸边,用以控制引水流量。分洪闸。建于河道的一侧,用以将超过下游河道安全泄量的洪水泄入湖泊、洼地等分洪区,及时削减洪峰。
排水闸。建于排水渠末端的江河沿岸堤防上,既可防止河水倒灌,又可排除洪涝渍水。当洼地内有灌溉要求时,也可关门蓄水或从江河引水。具有双向挡水,有时兼有双向过流的特点。
挡潮闸。建于河口地段,涨潮时关闸,防止海水倒灌,退潮时开闸泄水,具有双向挡水的特点。冲沙闸。用于排除进水闸或节制闸前淤积的泥沙,常建在进水闸一侧的河道上与节制闸并排布置,或建于引水渠内的进水闸旁。
修建在河道和渠道上利用闸门控制流量和调节水位的低水头水工建筑物。关闭闸门可以拦洪、挡潮或抬高上游水位,以满足灌溉、发电、航运、水产、环保、工业和生活用水等需要;开启闸门,可以宣泄洪水、涝水、弃水或废水,也可对下游河道或渠道供水。在水利工程中,水闸作为挡水、泄水或取水的建筑物,应用广泛。
4)启闭机
启闭机用于各类大型给排水、水利水电工程。用于控制各类大、中型铸铁闸门及钢制闸门的升降达到开启与关闭的目的,是一种大型水利机械产品闸门启闭机关系到水工建筑物的正常运行,除应满足一般起重机械的设计要求外,工作安全可靠和操作灵活方便具有特殊的意义。
结构特点:
1、启闭机包括电机、启闭机、机架、防护罩等组成;采用三级减速方式,用国旋付传动,输出转距更大。启闭机配套钢架克服土建不平整,以减少整机噪声及振动。
2、采用户外型长时工作制电机,防护等级≥IP155。行程控制机构采用十进制计数器原理,控制行程的误差0.5%。转距保护控制是通过蜗杆产生轴向位移触动微动开关,来达到保护电器的原理。
3、操作维护简便,可实现现场和远控操作。闸门系列,使用安全、结构合理、性能良好、泄水量符合国家标准,并且调试维护方便;启闭设备,启闭灵活、经久耐用、封闭性能最佳,自动化程度较高。
可广泛用于水利水电工程、河道治理工程、各类给排水工程以及城市污水处理工程中的闸门、堰门、提拔阀、排泥阀及检修门的升降调节,均得到了国家水利部及质量检验部门的许可。
5)橡胶坝
橡胶坝,又称橡胶水闸,是用高强度合成纤维织物做受力骨架,内外涂敷橡胶作保护层,加工成胶布,再将其锚固于底板上成封闭状的坝袋,通过充排管路用水(气)将其充胀形成的袋式挡水坝。坝顶可以溢流,并可根据需要调节坝高,控制上游水位,以发挥灌溉、发电、航运、防洪、挡潮等效益。
橡胶坝属薄壁柔性结构,是随着高分子合成材料的发展而出现的一种新型水工建筑物。1957年世界上首座橡胶坝诞生于美国洛杉矶,坝高1.52m,长6.1m,坝袋胶布厚为3mm,强度为90kN /m。此后世界各国相继开始兴建橡胶坝。我国于1965年下半年开始进行橡胶坝的研制建设工作,于1966年6月建成我国第一座橡胶坝——北京右安门橡胶坝,坝高3.4m,坝顶长37.6m,该橡胶坝曾两次更换坝袋,至今运行正常。
特点:橡胶坝分为充水式和充气式两种。充水坝的充排时间要长于橡胶坝 充气坝。在造价方面,两种坝型相差不多。橡胶坝运用条件与水闸相似,与常规闸坝相比又有以下特点:
一是造价低。可减少投资 30%~70%,可节省钢材30%~50%,水泥50%左右,木材60%以上。
二是施工期短。坝袋只需3天~15天即可安装完毕,多数橡胶坝工程当年施工当年受益。
三是坝体为柔性软壳结构,能抵抗地震、波浪等冲击,且止水效果好,跨度大,汛期不阻水,可用于城区园林美化。
四是维修少,管理方便。橡胶坝袋的使用寿命一般为15~25年。
构造:橡胶坝主要由土建部分、坝袋及锚固件、充排水(气)设施
橡胶坝
及控制系统等部分组成。橡胶坝运行时要严格按照规定的方案和操作规程进行,要注意坝袋内的充水(气)压力不能超过设计压力,以免坝袋爆破。橡胶坝虽然很少维修,不像常规钢闸门那样需要定期涂刷油漆防锈,但也要定期检查,尤其是在洪水过后,要检查是否有漂浮物对坝袋造成刺伤,以及坝体振动、坝袋与底板磨损、河卵石摩擦撞击坝袋等造成的损害。橡胶坝袋容易受到尖利和有头角物体的损坏,故应划出橡胶坝工程的管理范围和安全区域。
6)泵站
泵站是能提供有一定压力和流量的液压动力和气压动力的装置和工程称泵和泵站工程。
泵站作用
1、是能提供有一定压力和流量的液压动力和气压动力的装置和工程称泵和泵站工程。
2、油箱、电机和泵这三样东西是主要部件,但还有很多辅助设备,根据实际情况需要增减,如供油设备、压缩空气设备、充水设备、供水、排水设备、通风设备、起重设备等等。
7)渡槽
渡槽,也叫过水桥。两端与渠道相接。输送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地和道路的架空水槽。普遍用于灌溉输水,也用于排洪、排沙等,大型渡槽还可以通航。渡槽主要用砌石、混凝土及钢筋混凝土等材料建成。渡槽又称高架渠、输水桥,是一组由桥梁,隧道或沟渠构成的输水系统。通常架设于山谷、洼地、河流之上,用于通水、通行和通航。用来把远处的水引到水量不足的城镇、农村以供饮用和灌溉。
结构:渡槽由进出口段、槽身、支承结构和基础等部分组成。①进出口:包括进出口渐变段、与两岸渠道连接的槽台、挡土墙等。其作用是使槽内水流与渠道水流平顺衔接,减小水头损失并防止冲刷。②槽身:主要起输水作用,对于梁式、拱上结构为排架式的拱式渡槽,槽身还起纵向梁的作用。槽身横断面形式有矩形、梯形、U形、半椭圆形和抛物线形等,常用矩形与 U形。横断面的形式与尺寸主要根据水力计算、材料、施工方法及支承结构形式等条件选定。也有的渡槽将槽身与支承结构结合为一体。③支承结构:其作用是将支承结构以上的荷载通过它传给基础,再传至地基。按支承结构形式的不同,可将渡槽分为梁式、拱式、梁型桁架式及桁架拱(或梁)式以及斜拉式等。梁式渡槽的支承结构有重力式槽墩、钢筋混凝土排架及桩柱式排架等。拱式渡槽的支承结构由墩台、主拱圈及拱上结构组成。槽身荷载通过拱上结构传给主拱圈,再由主拱圈传给墩台。根据拱上结构形式的不同,拱式渡槽又可分为实腹式及空腹式两类。桁架拱式渡槽按结构特征和槽身在桁架拱上位置的不同,可分为上承式、下承式、中承式和复拱式四种。斜拉式渡槽支承结构由塔架与塔墩(或承台)组成,并由固定在塔架上的斜拉索悬吊槽身。④基础:为渡槽下部结构,其作用是将渡槽全部重量传给地基。
6、实习总结
据资料显示,邯郸市人均水资源量约191立方米,仅为全国人均水资源量的9%,属极度缺水地区。近年来,随着南水北调、引黄入邯等新建引水工程的通水,邯郸市水资源短缺问题得到了有效缓解,但由于严重的资源性缺水和地表水资源不足,一些地方仍然要靠超采地下水来支持经济社会发展,引发了一系列环境地质问题。“引黄入冀补淀”每年可为邯郸引来约2亿立方米的黄河水,比东武仕水库1.8亿立方米的总库容还要多。这对于缺水的邯郸而言,显得弥足珍贵!
2015年11月,总投资4亿多元“引黄入冀补淀”邯郸段启建,市水利局在已有“引黄入邯”工程的基础上组织建设。可以说,“引黄入冀补淀”邯郸段是“引黄入邯”工程的扩容升级版。
黄河水为邯郸发展注入了勃勃生机,更为老百姓带来了实实在在的利益。以邱县南辛店村为例,以前,全村五千多亩农田仅靠4眼深井抽水浇灌,一眼井每天最多能浇十亩地,有的农户甚至要等一个多月才能浇上一回水。村民用柴油水泵从机井抽水浇地,一亩地的浇地成本就六七十元。现在,通过生态水网抽渠水浇地每亩成本不到20元。
如今,继“引黄入邯”工程之后,邯郸市又迎来了“引黄入冀补淀”工程。该项目通水后,邯郸市每年可引约2亿立方米黄河水,灌溉范围包括魏县、大名、曲周、肥乡、广平、鸡泽、邱县等七县(区)约170万亩农田,沿线地下水超采问题将得到根本性缓解。
由此,我们深刻地意识到了这样的一个工程能大大地造福当地的人民,而那些工程人员又是多么的能干可爱。这次实习,不仅仅是知识上的补充,见识上的增长,更让我们看清了未来,通过水利工程的日渐发展,我们的大地必将因水的润泽而美丽多姿。
第三篇:农田水利学实习报告
《农田水利学》实习一
渠灌工程实习报告
姓名:
学号:
2013年10月25日
一、灌水率计算与修正
1、灌水率的计算
灌水率是指灌区单位面积上所需灌溉的净流量,又称灌水模数,它是根据灌溉制度确定的。因此,根据表一中冬小麦、春玉米、夏玉米、棉花、苜蓿五种作物的灌溉制度,利用灌水率计算公式:
q净m8.64T
∂——作物种植面积占灌区面积的百分数;
m——灌水定额;
T——灌水延续时间;
可计算出灌水率,结果如表一。根据灌水率表格,可以绘制得灌水率图,如图1-1。
2、灌水率的修正
由于各时期的灌水率大小相差悬殊,渠道输水断断续续,不利于管理。因此,必须对初步算得的灌水率图进行必要的修正,尽可能消除灌水率高峰和短期停水现象。
修正灌水率图时,有以下修正原则:尽量不要改变主要作物关键用水期的各次灌水时间,若必须调整移动,以往前移动,前后移动不超过三天;调整其他各次灌水时,要使修正后的灌水率图比较均匀、连续;此外,为了减少输水损失,并使渠道工作制度比较平稳,在调整时不应使灌水率数值相差悬殊,一般最小灌水率不应小于最大灌水率的40%。修正后的灌水率图如图1-2。
二、沟渠路平面布置
1、渠的平面布置
(1)支渠的平面布置
支渠的布置主要有三种类型:山区、丘陵区灌区的干、支渠布置;平原区灌区的干、支渠布置;圩垸区灌区的干、支渠布置;
此次实习中只涉及一条支渠。
(2)斗渠、农渠的平面布置
灌溉面积大小为800*1600(m2);农渠的间隔一般为200~400m,控制面积一般为200~600亩;斗渠的间隔一般为农渠的长度。因此,设计将灌溉区域划分为200*400(m2)的田块16个,这样,斗渠与农渠的长度和间隔都较为适宜。
2、沟的平面布置
排水系统和灌溉系统的规划要互相参照,互相配合。它们的配合方式有两种:灌排相间布置;灌排相邻布置。
在此次实习中,采用“灌排相邻布置”的布置方式,即:在地面向一侧倾斜的地区,渠道只能向一侧灌水,排水沟也只能接纳一边的径流,灌溉渠道和排水沟道只能并行,上灌下排,互相配合。
3、道路的平面布置
道路的布置应当依据渠道和沟道的布置而进行。道路与渠道、沟道相邻,方便沟渠工程的建造与检查以及配水、灌水、输水、排水等工作的实施。
三、渠系建筑物布置
渠系建筑物是指各级渠道上的建筑物。
针对本次实习内容,需要布置的渠系建筑物有进水闸和涵洞两种。
(1)进水闸,属于引水建筑物,其作用是调节引入干渠的流量;
(2)涵洞,属于交叉建筑物,是指渠道与道路相交,渠道水位
低于路面,而且流量较小时,常在路面下埋设的平直的管道。
本次实习中共设进水闸21个,涵洞30个,具体布设位置见图2。
四、各渠道流量推算
根据修正灌水率图(图1-2)可得设计灌水率q设=0.272m3/(s*
万亩)。
所以支渠1的田间净流量为:
Q1支田净=A1支*q设=0.192*0.272=0.0522(m3/s)
(1)计算农渠的设计流量
因为斗、农渠分两组轮灌,因此同时工作的斗渠有2条,同时工作的农渠有2条,所以,农渠的田间净流量为:
Q农田净=Q支田净=0.052224/(2*2)=0.0131(m3/s)n*k
又因田间水利用系数f=0.95,所以农渠的净流量为:
Q农净=Q农田净
f=0.0131/0.95=0.0138(m3/s)
灌区土壤属中粘壤土,查表可得相应的土壤透水性参数:A=1.9,m=0.4。由此可计算农渠每公里输水损失系数:
农A0.4=1.9/(100*0.0138)=0.1054 m100Q农净
农渠的毛流量或设计流量为:
Q农毛=Q农净(1+农L农)
=0.0138(1+0.1054*0.2)=0.0141(m3/s)
(2)计算斗渠的设计流量
因为一条斗渠内同时工作的农渠有两条,所以斗渠的净流量为2条,所以斗渠的净流量等于2条农渠的毛流量之和:
Q斗净=Q农毛*2=0.0282(m3/s)
农渠分两组轮灌,各组要求斗渠供给的净流量相等。但是,不同轮灌组距离进水口距离不同,输水损失水量不同。因此,为防止求得的斗渠毛流量较大,因此,以距离进水口较远的轮灌组灌水时需要的斗渠毛流量作为斗渠的设计流量。斗渠的平均工作长度L斗=0.5km。
斗渠每公里输水损失系数为:
斗A0.4=1.9/(100*0.0282)=0.0792 m100Q斗净
斗渠的毛流量或设计流量为:
Q斗毛=Q斗净(1+斗L斗)
=0.0282(1+0.0792*0.5)=0.0293(m3/s)
(3)计算支渠的设计流量
斗渠也是分两组轮灌,同样以距离进水口较远的组所需的支渠毛流量为支渠的设计流量。支渠的平均工作长度L支=1km。
支渠的净流量为:
Q支净=Q斗毛*2=0.0293*2=0.0586(m3/s)
支渠每公里输水损失系数为:
支A0.4=1.9/(100*0.0586)=0.0591 m100Q支净
支渠的毛流量为:
Q支毛=Q支净(1+支L支)
=0.0586(1+0.0591*1)=0.0621(m3/s)
五、渠道断面尺寸确定
根据渠道断面试算表,可以试算出底宽和水深两个参数。(其中,边坡系数m的取值分别为:支渠-2,斗渠-1.5,农渠-1;粗糙系数为0.025;底坡确定为:支渠-0.0003,斗渠-0.02,农渠-0.0005。)
经过计算,支渠底宽的取值为:0.4m;
水深的取值为:0.3m;
此时,流量为:0.064345m3/s ;流速为:0.214484m/s。
斗渠底宽的取值为:0.19m;
水深的取值为:0.1m;
此时,流量为:0.03005m3/s;流速为:0.883813m/s。
农渠底宽的取值为:0.3m;
水深的取值为:0.16m;
此时,流量为:0.013974m3/s;流速为:0.189863m /s。
第四篇:农田水利学复习提纲
农田水利学复习提纲
1.农田水利:发展灌溉排水,调节地区水情,改天农田水分状况,防治旱涝、盐碱灾害,以促进农业稳定高产的综合性科学技术。
2.水量平衡方程式:在一定时间段内,某一地区闭合面所包括的空间内的水的变量等于进入此空间的来水量和流出此空间的去水量之差。
P+E1+Rdi+Rgi+V1=E2+Rd0+Rg0+V2+q
式中:P:时间段内区域平均降水量;E1:时段内区域的凝结量;
Rdi:地面径流流入区域径流量;Rgi:地下径流流入区域的径流量;V1:时段初区域的蓄水量;E2:时段内区域的总蒸发量;
Rd0:地面径流流出区域的径流量;Rg0:地下径流流出区域的径流量;
V2:时段末区域内的蓄水量;q:时段内的用水量;
上述单位均为mm
3.中国土地资源的特点:①水资源人口占有量比较低 ②水资源地区分布不均③水量在年内季节分配不均,年际变化很大④地下水过度超采和水质污染问题严重
4.灌溉用水水质标准:①灌溉水中的泥沙②灌溉水的含盐量③灌溉水温④污水水质
5.降水:指从天空下降到底面的液态和固态的水,如雨、雪、冰雹等
6.降水总量:在一段的时段内天空下降的水量未经蒸发、渗透和流失,在下垫面上积聚的水层深度。
7.降水历时:一次降水自始至终所经历的时间。降水时间:是对应某一降水量所经历的时间。
8.降水强度:单位时间内的降水量
9.降水面积:将于所笼罩的水平面积,以K㎡记。
10.分水线:由于地形向两侧倾斜,使水分别汇集的两侧的流域中。这一地形的最高点的连线起着分水的作用,称为分水线或分水岭。
11.流域:汇集底面来水和地下来水的区域。
12.径流:由降水产生的,降水自流域内汇集到河网并沿河槽下泄的水流。(Q)流量:单位时间内通过某一横断面的总水量,m³,亿m³。
(W)径流总量:某一时段内通过某一段面的总水量
(Y)径流深:将径流总量均匀的分布在流域面积上所得到的水层深度,mm(M)径流模数:单位流域面积的产流量,㎡/(S﹡K㎡)
(α)径流系数:某时段内的径流深与同一时期的降水量之比,α=
13.土壤水分的再分布:降水或灌溉停止后,地表积水因下渗和蒸发而消失,地表水分入渗过程结束,水分入渗结束后土壤内部的水分运动并没有停止,而是要持续相当长的时间,这就是土壤水分的再分布阶段。
14.经验频率:根据一定年限实测资料,用数理统计的方法算出各个实测资料的频率,即大于或等于一水文资料在样本中出现的机会。P=m/n*100%
15.灌溉保证率:是以灌溉设施供给灌溉用水全部获得满足的年数占总年数的百分率表示的。
16.作物田间需水量:作物在适宜外界环境条件下(包括土壤水分、肥料的充分供应),正常生长发育达到或接近达到该作物品种的最高常量所消耗的水量。影响因素:作物的种类和品种、土壤因素、气象因素、农业技术
17.灌溉制度:在一定的气候、土壤等自然条件下和一定的农业技术措施下,为使作物获得高额而稳定的产量所制定的一整套向田间灌水的制度。
18.土壤计划湿润深度:指在实施灌溉时,假话调节、控制土壤水分状况的土层深度。
19.有效降水量(P0):降水量根据设计经验频率选择相应的中等年及干旱年的雨量,一般可认为是设计降雨量减去地面径流量与深层渗漏量之后,保持在土壤计划湿润层内可为作物吸收利用的水量即P0= P-P径-P渗
20.地下水补给量(k):地下水毛细管作用上升至作物根系活动层内而被作物利用的水量。
21.灌溉渠道系统的组成:
1)水源和饮水部分:包括水源及适应于该水源条件的引水建筑物等
2)输水配水系统:总干渠、干渠、支渠、斗渠、农渠
3)田间渠道系统:农渠以下的毛渠、输水垄沟、灌水沟、灌水畦和这类系统
中的小型建筑物等
4)排水泄水系统:田间排水沟、排水农沟、斗沟
22.田间工程:指最末一级固定渠道(农渠)和排水沟所包围的范围(渠道、排水沟、田间道路、林带、水田的格田、旱田的畦田、灌水沟及相应的小型建筑物),一般称为灌水地段和地块。
23.地面灌溉方法:
(1)畦灌:用田埂将灌溉土地分割成一系列狭长的地块——畦田,水从输水沟或直接从毛渠引入畦田后,形成一个薄水层,延畦田坡度流动,在流动的过程中,逐渐湿润土壤的,它仅适用于密植作物和某些蔬菜。
(2)沟灌:在作物行间开沟,使水在沟中边流动边渗透的一种灌水方法,适用于行宽距的中耕作物。
(3)淹溉:先是水分饱和的土壤,然后在土壤表面形成水层的一种灌水方法,仅适用于水田。
24.灌水方法:灌溉水以什么样的方式去湿润土地,使灌溉水转化为土壤水,以满足作物对水分的要求。
为使供给作物的水分适时适量和均匀一致,所以必须采取的一系列科学技术方法。
25.渠道损失:输水损失的类型:水面蒸发的损失、漏水损失、渗漏损失
26.渠道横断面的计算:(公式)
注:任何边坡洗漱下,梯形水力最先断面的水力半径R为水深的一半
27.例题: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:各分水点的控制水分高程Ao:渠道灌溉范围内的地面参考点的高程 h:参考点处与该处末级固定渠道的水面高差,一般取0.1~0.2m
L:各级渠道的长度i:各级渠道的比降φ:水流通过渠系建筑物的水头损失
29.渠道纵断面图的绘制:
①根基渠道的平面位置,按不同里程测量出渠道上相应里程桩的地面高程,即可在纵断面图上绘出地面高程线。
②参照水源或上一级渠道水位高程,根据确定的渠底坡度绘出设计水位线。
③渠道设计水位线以下,以渠道设计水深(h)为间距,作平行于设计水位线的平行线,即为渠底高程线。
④按最小水深,加大水深和渠道超高,平行于渠底线在其上方绘出组最低水位线,加大水位线和堤顶高程线。
⑤标出各建筑物的位置,如建筑物的长度不大即可在其中心位置标出,如建筑物较长按比例尺坡度等绘出。
30.P107
31.水利工程:指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配以到兴利除害的目标而修建的工程。兴修水利工程是为了除水害,兴水利的最有效工程措施。其作用:①在时间上重新分配水资源,做到蓄补洪,以防止洪涝灾害和发展灌溉、发电、供水等事业。
②改善水域环境,疏浚航道,建设码头,以利于水上运输。③防止水质污染,维护生态平衡
32.层流:各流层的液体质点是有条不紊的运动,互不掺和,表现为线条清晰,成层状流动。
紊流:各流层的液体质点极不规则,相互碰撞形成旋涡的流态。
粘滞性:液体企图阻止外力作用下流动的作用的特点。
33.能量守恒原理:在一段水流管道中任意一个断面流入的流量等于下一个断面流出的流量,否则,两断面一定流量流入或流出。(两个横断面之间流入的能量一定等于流出的能量)
34.损失:输水过程中单位重量液体机械能的损失。
沿程水头损失:当水流边界形状和大小沿程不变,水流在长且直的流段中发生的水头损失。
局部水头损失:当水流边界形状和大小沿程极具变化所发生的水头损失。
35.喷灌系统的组成:水源、动力、管道系统、喷头
喷灌系统的分类:固定式、移动式、半固定式
36.喷灌的主要技术要求:
①喷灌流量:喷头在单位时间内喷射出来的水的体积。M³/h
②喷灌强度:单位时间内喷洒单位面积上的水量,即单位时间内喷洒在灌溉土地上的水深。mm/min、mm/h
③工作压力:喷头正常工作时,所要求的喷头进口处的水压力,即指喷头达到设计射程和出流时需要的工作压力,用H表示,1Kg/c㎡=10M水柱高
④射程:在无风条件下,一定喷灌强度下,喷头喷洒的水流所能达到的最远距离R。单位M
⑤喷灌均匀度:喷灌面积上水量分布的均匀程度。
37.喷灌规划设计的基本程序:
①收集场地信息(水源、电源、地形平面图以及植物);
②喷灌形式、喷头的选型和布置;③划分轮灌组
④进行水力计算,确定管径和阀的尺寸;⑤水泵和过滤器的选型
⑥控制器选型和配控制线⑦灌溉系统中的附件⑧完善设计图
38.农田水分过多对土壤和作物的影响:
①在旱田当地面积水处于流水状态时,土层水分饱和,作物不能进行正常的呼吸作用,超过某一时段后就会引起减产,继续淹水甚至导致作物死亡。
②作物根系层的土壤水分过多空气容量不足时,会直接对作物生长产生坏影响。
③地表淹水或耕层滞水水分过多对土壤肥力的影响是极为不利的。
39.农田排水:是指消除农田受涝受淹,保证作物正常生长的措施。
40.地面排水指标:要求在允许时间内将淹水水层排至耐淹深度以下,该允许的时间范围和淹水深度分别被称为耐淹时间和耐淹深度。
41.除涝设计标准:一般是用发生某一频率(或重现期)的暴雨而不受灾的这暴雨雨量和降雨历时来表示的,也被称之为设计暴雨。
42.确定排涝设计流量常用的方法:P160~161
(1)经验公式法:
q:排涝模数(m³/s*k㎡)k:经验系数Po:设计净雨量(径流深,mm)A:排水沟设计断面所控制的排水面积(k㎡)m:峰量关系指数
n:递减指数Q:排涝设计流量
(2)平均排除法:
Po设计净雨量(mm)T:除涝设计标准规定的排涝时间(d)
43.排水沟的设计水位:
H日常:某级排水沟出水口处的沟内日常水位(m);
Ho:排水区内控制点的地面高程(m);
D末:最末一级排水沟的日常水位到地面的深度(m);
L:各级沟道的长度(m);i:各级沟道的水面比降;
ΔZ:各级沟道上的局部水头损失;
44.排水方法:地面排水(明沟排水)、暗沟排水(管排)、竖井排水(垂直排水)…
45.三种排水方法的优缺点:
(1)明沟排水:优点,有利于排除地下水,也能降低和控制地下水位,投资较低。缺点,占地多,不利于机耕和交通,沟道易于坍塌淤积,维修费工。
(2)暗沟排水:优点
①暗沟管可以埋入地下较深,密度不受耕地要求和土地面积利用率高低等因素的限制。
第五篇:农田水利学复习资料
第一章
绪论:
1、农田水利:为防治干旱、渍、涝和盐碱灾害,对农田实施灌溉、排水等人工措施的总称。
2、农村水利:提高农业综合生产能力和改善农村生态环境与农民生活条件服务的水利措施。
3、农田水分状况:农田中地表水、土壤水、地下水的状态、变化规律及对作物生长影响的总称。
第二章
灌溉用水量 第一节 农田水分状况
1、土壤水的分类:吸着水(吸湿水&薄膜水)、毛管水、重力水
2、凋萎系数:植物开始发生永久凋萎时土壤含水率,也称凋萎含水率或萎蔫点。田间持水量:农田土壤某一深度内保持吸湿水、膜状水和毛管悬着水的最大含水量。
3、区别涝灾和滞害:
涝灾:降水过多形成田面积水并危害作物正常生长的灾害。渍害:地下水位过高、土壤过湿而危害作物正常生长的灾害。第二节 作物需水量
1、农田水分消耗的3条途径:1.植物蒸腾2.株间蒸发3.深层渗漏(田间渗漏)3个方程式: 植物蒸腾量+株间蒸发量=腾发量=作物需水量
水田:作物需水量+渗漏量=田间耗水量
旱地:作物需水量=田间耗水量
2、需水临界期:作物全生育期中因需水得不到满足时最易影响生长发育并导致最大减产的时期。
3、α及k值法的适用条件及应用:
(1)“α”值法(以水面蒸发为参数的需水系数法)
基本公式:ET=αE0
或
ET=aE0 +b 式中:ET —— 某时段内的作物需水量,mm
E0 —— 与ET同时段的水面蒸发量,mm;一般采用80cm蒸发皿的蒸发值。α—— 需水系数或称蒸发系数,为需水量与水面蒸发值之比值。a,b——经验常数。
应用于我国水稻地区
(2)“K ”值法(以产量为参数的需水系数法)
基本公式:ET=KY
或
ET=KYn+c 式中:ET——作物全生育期内的总需水量,m3/亩;
Y——作物单位面积产量,kg/亩;
K——以产量为指标的需水系数,对于ET=KY公式,则K代表单位产量的需水量,m3/kg;
n、c ——分别为经验指数和常数。
应用于因缺水而影响高产的旱作物 第三节 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数,每次灌水的灌水时间和灌水定额以及灌溉定额的总称。
2、灌水定额:一次灌水在单位灌溉面积上的灌溉量。
3、灌溉定额:各次灌水定额之和。
4、水稻充分灌溉制度的基本方程式及原则:
(一)泡田定额
计算公式:M1=0.667(h0+S1+e1t1-P1)式中: M1——泡田期灌溉用水量,m3/亩;
h0 ——插秧时田面所需的水层深度,mm;
S1 ——泡田期的渗漏量,即开始泡田到插秧期间的总渗漏量,mm;
t1 ——泡田期的天数,d;
e1 —— t1时期内水田田面平均蒸发强度,mm/d,可用水面蒸发强度代替;
P1 —— t1时期内的降雨量,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——时段初、末田面水层深度,mm ;
P——时段内降雨量,mm;
d——时段内排水量,mm;
m——时段内的灌水量,mm;
WC——时段内田间耗水量,mm。原则:水稻适宜的水层深度范围:hmin~hmax;当水层深度降低到灌水下限时,开始灌溉;若雨后田内水深大于允许蓄水深度,则排水量为:d=ha-hp 式中:ha——雨后水深,mm ;
hp——雨后允许蓄水深度,mm 第四节 灌水率
1、灌水率的定义及计算:
灌水率: 全灌区单位灌溉面积上的灌溉净流量q净,又称灌水模数,单位m3/(s·万亩)或m3/(s·100hm2)或m3/(s·hm2)。灌水率的计算
某作物第i次灌水计算公式如下:
qimi8.64Ti,m(/s万亩)3qi—第i次灌水的灌水率—某作物的种植比mi—某作物第i次灌水的净灌水定额,Ti—某作物第i次灌水的延续时间,8.64—单位换算系数注意:同一时期各种作物灌水率可以累加。
2、初步灌水率图的绘制步骤及修正原则:
(一)灌水率图的绘制
1、先合理确定灌水延续时间(T);
2、然后计算出灌区内各种作物的各次灌水率;
3、最后以灌水延续时间为横坐标,灌水率为纵坐标,并将同时期各种作物灌水率叠加,把一个灌水周期的灌水率绘制成图,即为全灌区初步灌水率。
(二)灌水率图的修正
1、尽量不要改变主要作物关键用水期的灌水时间,若必须调整移动,以往前移动为主,m/亩d
3前后移动不超过三天。
2、调整其它各次灌水时,要使修正后的灌水率图比较均匀,连续。
3、在调整时不应使灌水率数值相差悬殊。一般最小灌水率不应小于最大灌水率的40%。
灌水率过小(大)时可以缩短(延长)灌水时间进行调整。
4、消除短期停水。停水时间不少于5-7天 第五节
灌溉用水量
1、灌溉用水量:灌溉用水量是指灌溉土地需从水源取用的水量,亦称毛灌溉用水量,包括了水源至田间各级输水渠道的渗漏损失。
2、灌溉用水量的计算:
(一)根据灌溉用水流量计算(“灌水率法”)
灌溉用水流量与灌水延续时间的乘积即为灌溉用水量。
(二)根据灌溉制度计算(“直接法”)
某种作物一次灌水
(三)根据综合灌水定额计算(“间接法”)
任一时段的灌溉用水量为:
式中,A——全灌区的灌溉面积,hm2
第三章
灌溉水源与取水方式
第一节 灌溉水源
1、灌溉对水源的要求:水位、水量、水质 第二节 灌溉取水方式
1、四种地表取水方式的适用条件:
(1)无坝引水
适用条件
河流枯水期的水位和流量均能满足自流灌溉的要求。
(2)有坝引水
适用条件
河道的流量能满足灌溉要求,但水位略低于渠首的引水要求;或洪水季节流量、水位均能满足要求,但洪、枯季节变化较大。
(3)蓄水取水
适用条件
当河流的天然来水过程不能满足灌区的灌溉用水过程时,可在河流的适当地点修建水库等蓄水工程,调节河流的水位和流量,以解决来用水之间的矛盾。
(4)抽水取水
适用条件
河道水量丰富,但灌区位置较高,且修建其它自流引水工程困难或不经济,可在灌区附近的河流岸边修建抽水站。
2、无坝取水口位置的选择:最大水深位于凹岸顶点稍偏下游。取水口选在这里,可加大进流量,有效地防止泥沙入渠。
3、有坝取水侧面进水与正面进水的特点:
侧面进水:进水闸过闸水流方向与河流方向正交。这种取水方式,由于在进水闸前不能形成有力的横向环流,因而防治泥沙入渠的效果较差,一般只用于含沙量较小的河道。
正面进水:这是一种较好的取水方式。进水闸过闸水流方向与河流方向一致或斜交。这种取水方式,能在引水口前激起横向环流,促使水流分层,表层清水进入进水闸,而底层含沙水流则涌向冲沙闸而被排掉。
第三节
灌区水量平衡计算
1、灌区水量平衡计算
分片包干:
分片包干是指灌区内的中、小型水库和引水、提水工程各自分片划定灌溉面积,自成小型灌溉系统,单独进行水量平衡计算,不与骨干工程联合运用,不承担反调节任务。第四节 引水灌溉工程的水利计算
1、设计代表年法确定保证灌溉面积与设计引水流量计算
设计代表年法:首先根据灌区历年河流流量或灌溉期降雨量资料进行频率分析,选择1个或2 ~ 3个接近灌溉设计保证率的年份作为设计代表年;然后用代表年来水过程与用水过程相比较,确定设计代表年的灌溉最大引水流量,并据以求出灌溉面积。
例4-2
某灌区拟建无坝引水工程进行自流灌溉,拟定灌溉面积为3万亩,试采用设计代表年法推求灌溉设计保证率 p=80% 的设计引水流量及保证灌溉面积。
分析:
1、可引取的河流来水量
河流来水量*30%
2、实际引入水量
谁小取谁
3、保证灌溉面积取最小,最大流量作为设计引水流量
4、灌溉2,3 第五列Qmax=N/T N=m*A
m—面积 A—灌水定额 T—灌水延续时间
第四章
灌溉渠系规划设计
1、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。
2、灌排相间、灌排相邻的特点:
灌排相间:在地形平坦或有微地形起伏的地区,宜把灌溉渠道和排水沟道交错布置,沟、渠都是两侧控制,工程量较省。
灌排相邻:在地面向一侧倾斜的地区,渠道只能向一侧灌水,排水沟也只能接纳一边的径流,灌溉渠道和排水沟道只能并行,上灌下排,互相配合
3、节制闸的应用情况及位置
垂直于渠道中心线布置,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。(控制渠道水位或流量)。下列情况需要设置节制闸:
①在上级渠水位不能保证下级渠正常引水时,需在上级渠建节制闸抬高水位,保证下级渠引水。
②下级渠道实行轮灌时,需在轮灌组的分界处设置节制闸。
③在重要建筑物或险工渠段前需联合修建节制闸和泄水闸,以防止漫溢,保证建筑物和渠道的安全。
4、区别几种交叉建筑物的适用条件
常见的交叉建筑物有:渡槽、倒虹吸、涵洞、桥梁、隧洞
隧洞 当渠道遇到山岗时,或因石质坚硬,或因开挖工程量过大,往往不能采用深挖方渠道,如沿等高线绕行,渠道线路又过长,工程量仍然较大,而且增加了水头损失。在这种情况下,可选择山岗单薄的地方凿洞而过 渡槽
渠道穿过河沟、道路时,如果渠底高于河沟最高洪水位或渠底高路面的净空大于行驶车辆要求的安全高度时,可架设渡槽;渠道穿越洼地时,如采用高填方渠道工程量太大,也可采用渡槽
倒虹吸
渠道穿过河沟、道路时,如果渠道水位高出河沟洪水位,但渠底高程却低于河沟洪水位时;或渠底高程虽高于路面,但净空不能满足交通要求时,就要用压力管道代替渠道,从河沟、道路下面通过,压力管道的轴线向下弯曲,形似倒虹。涵洞
渠道与道路相交,渠道水位低于路面,而且流量较小时,常在路面下面埋设平直的管道,叫做涵洞。当渠道与河沟相交,河沟洪水位低于渠底高程,而且河沟洪水流量小于渠道流量时,可用填方渠道跨越河沟,在填方渠道下面建造排洪涵洞。
桥梁
渠道与道路相交,渠道水位低于路面,而且流量较大,水面较宽时,要在渠道上修建桥梁,满足交通要求。
5、三个特征流量的定义、计算公式和作用: 设计流量
在灌溉设计标准条件下,为满足灌溉用水要求,需要渠道输送的最大流量。
设计净流量=设计灌水率×控制灌溉面积
设计流量=设计毛流量=设计净流量+输水损失+田间损失
设计流量是设计渠道断面和渠系建筑物尺寸的主要依据。最小流量
在灌溉设计标准条件下,渠道在工作过程中输送的最小流量。
最小流量=灌水率图上最小灌水率对应的流量
最小流量用于校核对下一级渠道的水位控制条件和确定是否需要修建节制闸及其修建位置。
加大流量
考虑到在灌溉工程运行过程中可能出现一些难以准确估计的附加流量,把设计流量适当放大后得到的安全流量。简单地说,加大流量是渠道运行过程中可能出现的最大流量。它是设计渠堤堤顶高程的依据。
6、大中型灌水各级渠道设计流量的推算
(一)调查收集资料
灌区控制的灌溉面积;作物种植结构比例;灌区的设计灌水率;灌区的土壤性质及透水性等。
(二)选择典型支渠
典型区内作物种植比例、土壤性质、灌溉面积等影响渠道的主要因素具有代表性。
(三)轮灌渠道设计流量的推算
常用的方法:根据轮灌组划分情况自上而下逐级分配末级续灌渠道(一般为支渠)的田间净流量,再自下而上逐级计入输水损失水量,推算各级渠道的设计流量。(具体见书P102)
7、渠底比较、渠床糙率系数、渠道的边坡系数的选择对断面设计的影响
渠底比降
在坡度均一的渠段内,两端渠底高差和渠段长度的比值称为渠底比降。选择要求:
(1)为了减少工程量,应尽可能选用和地面坡度相近的渠底比降。
(2)一般随着设计流量的逐级减小,渠底比降应逐级增大。
(3)干渠及较大支渠的上、下游流量相差很大时,可采用不同的比降,上游平缓,下游较陡。
(4)清水渠道易产生冲刷,比降宜缓;浑水渠道容易淤积,比降应适当加大。
(5)抽水灌区的渠道应在满足泥沙不淤的条件下尽量选择平缓的比降,以减小提水扬程和灌溉成本。渠床糙率系数
渠床糙率系数 n 是反映渠床粗糙程度的技术参数。
如果n 值选得大,设计的渠道断面就偏大,不仅增加了工程量,而且会因实际水位低于设计水位而影响下级渠道的进水;如果n 值取得小,设计的渠道断面就偏小,输水能力不足,影响灌溉用水。渠道的边坡系数
渠道的边坡系数m 是渠道边坡倾斜程度的指标,其值等于边坡在水平方向的投影长度和在垂直方向投影长度的比值。m 值的大小关系到渠坡的稳定,要根据渠床土壤质地和渠道深度等条件选择适宜的数值。大型渠道的边坡系数应通过土工试验和稳定分析确定;中小型渠道的边坡系数根据经验选定。
8、灌溉渠道纵断面图绘制的步骤(1)绘地面高程线
在方格纸上建立直角坐标系,横坐标表示桩号,纵坐标表示高程。根据渠道中心线的水准测量成果(桩号和地面高程)按一定的比例点绘出地面高程线。(2)标绘分水口和建筑物的位置
在地面高程线的上方,用不同符号标出各分水口和建筑物的位置。
(3)绘渠道设计水位线
确定渠道的设计比降,绘出渠道的设计水位线。
如横断面设计在先,绘制纵断面图时所确定的渠道设计比降应和横断面水力计算时所用的渠道比降一致,如二者相差较大,难以采用横断面水力计算所用比降时,应以纵断面图上的设计比降为准,重新设计横断面尺寸。
(4)绘渠底高程线
在渠道设计水位线以下,以渠道设计水深h为间距,画设计水位线的平行线,该线就是渠底高程线。
(5)绘制渠道最小水位线
从渠底线向上,以渠道最小水深(渠道设计断面通过最小流量时的水深)为间距,画渠底线的平行线,此即渠道最小水位线。(6)绘堤顶高程线
从渠底线向上,以加大水深(渠道设计断面通过加大流量时的水深)与安全超高之和为间距,作渠底线的平行线,此即渠道的堤顶线。
(7)标注桩号和高程
在渠道纵断面的下方画一表格,把分水口和建筑物所在位置的桩号、地面高程线突变处的桩号和高程、设计水位线和渠底高程线突变处的桩号和高程以及相应的最低水位和堤顶高程,标注在表格内相应的位置上。桩号和高程必须写在表示该点位置的竖线的左侧,并应侧向写出。在高程突变时,要在竖线左右两侧分别写出高低两个高程。(8)标注渠道比降
在标注桩号和高程的表格底部,标出各渠段的比降。
第五章
田间工程与灌水方法
1、田间工程: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。
2,、地面灌溉:是指利用沟,畦等地面设施对作物进行灌水,水流沿地面流动,边流动边入渗的灌溉方法。
2、区别畦灌和沟灌:
畦灌:是用田埂将灌溉土地分割成一系列狭长地块——畦田,水从输水沟或直接从毛渠引入畦田后,在畦田表面形成很薄的水层,沿畦长坡度方向均匀流动,边流边渗,润湿土壤。在流动过程中主要借重力作用,以垂直下渗的方式逐渐湿润土壤。畦灌适用于小麦,谷子等窄行距密播作物以及牧草和某些蔬菜。
沟灌:是在作物行间开挖灌水沟,灌溉水由输水沟或毛渠进入灌水沟后,在流动的过程中,主要借毛细管作用从沟底和沟壁向周围渗透而湿润土壤。
沟灌适用于灌溉棉花、玉米和薯类等;适宜于中等透水性的土壤;适宜的沟灌坡度一般在0.005~0.02之间。
3、节水技术
喷头压力的测量:
逆止阀的安装位置:在管道灌溉系统中常在水泵出口处装逆止阀,以避免突然停机时水倒流。当在灌溉系统中要注入化学药剂(化肥,农药等)时,一定要在系统与水源之间装逆止阀。
区别微喷头与喷头:
喷头是喷灌系统的关键设备,其作用是将有压的灌溉水以喷洒形式均匀地散在田间对农作物进行灌溉。
微喷头是喷头的一种,具有体积小、压力低、射程短、雾化好等特点。外形尺寸0.5 ~1.0cm;工作压力50~300KPa。因此,其比一般喷头简单得多,多数是用塑料一次压注成形的。由于微喷头主要作为一种局部灌水方法的设备,所以不要求具有很大的射程,其射程一般从10~50cm到6~7m不等。
单个扇形喷洒的微喷头的湿润面积是一个或多个扇形,而且各扇形的中心角也不相等;单个一般喷头却只有一个扇形。
第六章
排水沟道系统
1、排水系统的组成:排水沟系、蓄水设施、排水枢纽、承泄区
2、除涝标准:(1)、以治理区发生一定重现期(5到10年)的暴雨,作物不受涝为标准。(2)、以治理区作物不受涝的保证率为标准。(3)、以某一定量暴雨或涝灾严重的典型年作为排涝设计标准。
3、地下水临界深度:
在一定的自然条件和农业技术措施条件下,为了保证土壤不产生盐碱化和作物不受盐害所要求保持的地下水最小埋藏深度。
4、排涝设计流量的计算(主要是平均排除法)
平均排除法是以排水面积上的设计净雨在规定的排水时间内排除的平均排涝流量或平均排涝模数作为设计排涝流量或排涝模数的方法。
农田会受短时间淹没。适用:规模较小的排水沟
式中,T —— 每天工作的小时数,h。若自排地区,T 取24 h,则简化为P237式(8-5)和(8-6)。
其余参数同P237式(8-5)和(8-6)。
注意:①平原河网地区宜考虑排水沟滞蓄②圩区应考虑预降滞蓄,圩堤渗漏产水和套闸进水。
5、区别两个排渍标准:设计排渍深度、设计耐渍深度 设计排渍深度:日常情况下地下水位的埋深要求
设计耐渍深度:暴雨后规定时间内要求地下水位达到的埋深
7、排水沟的特征水位:
排渍水位(日常水位)
排涝水位(最高水位)排水沟的特征流量
排渍流量
排涝流量(排涝设计流量,排涝模数)
8、排水承泄池的定义、要求及整治措施
排水承泄区是指位于排水区域以外,承纳排水系统排出水量的河流、湖泊或海洋等。排水承泄区应满足的要求
A)承泄区应具有较低的水位;
B)承泄区应有足够的输水能力和容量
C)承泄区在汛期高水位时,若使排水系统出现壅水和淹没,其淹没历时应在允许范围内; D)承泄区应具有稳定的河床和河岸,良好的河槽; E)承泄区应尽可能考虑综合利用。承泄区的整治:
疏浚河道
退堤扩宽
裁弯取直
束窄堵支(顺坝、丁坝、堵支坝)
加固堤防
第七章
水土保持
1、水土流失:是指在水力、风力、重力等外营力作用下,山丘区及风沙水土资源和土地生产力的破坏和损失。水土流失包括土壤侵蚀和水的损失,也称水土损失。
2、水土保持:是指防治水土流失,对山丘区、风沙区水土资源的保护、改良和合理利用。3.斜坡固定工程:是指为防止斜坡岩土体的运动,保证斜坡稳定而布设的工程措施,包括挡墙,抗滑桩,削坡和反压填土,排水工程,护坡工程,滑动带加固工程,植物固坡措施和落石防护工程等。