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灌溉排水工程概论教学大纲


灌溉排水工程概论教学大纲

重点掌握内容
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,m?,亿 m?。 (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。 灌水技术:指在一定的灌溉方法下,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。M?/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(m?/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; Δ Z: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。


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