《灌溉排水工程学》教学用课件-第九章学习资料.ppt

第九章第九章 灌排系统管理灌排系统管理第一页，共25页。第一节第一节 灌排系统管理的意义灌排系统管理的意义(yy)与与内容内容一、灌排系统管理的意义一、灌排系统管理的意义 现代灌溉农业现代灌溉农业(nngy)(nngy)的效益在很大程度上取决于灌排系的效益在很大程度上取决于灌排系统管统管理的水平。有些地区由于缺乏科学、有效的灌排系统，灌理的水平。有些地区由于缺乏科学、有效的灌排系统，灌溉的过程中却出现了人们所意料不到的负效益，如引起地溉的过程中却出现了人们所意料不到的负效益，如引起地下水位逐年上升，洼地逐步出现渍化现象，并引发土壤的下水位逐年上升，洼地逐步出现渍化现象，并引发土壤的次生盐碱化，造成农业次生盐碱化，造成农业(nngy)(nngy)生产力下降，生态环境恶化。生产力下降，生态环境恶化。四川的都江堰工程，历时四川的都江堰工程，历时20002000多年盛而不衰，主要就多年盛而不衰，主要就是有一套比较完整的切合实际、合乎科学的管埋养护和岁是有一套比较完整的切合实际、合乎科学的管埋养护和岁修制度。灌溉管理，需要先进的科学技术和管理方法，实修制度。灌溉管理，需要先进的科学技术和管理方法，实行有偿服务。行有偿服务。第二页，共25页。二、灌排系统管理的内容：五管理二、灌排系统管理的内容：五管理1 1、组织管理、组织管理实行按渠系统一管理、分段负责的原则，采取专业管理机实行按渠系统一管理、分段负责的原则，采取专业管理机构和群众管理组织相结合的办法，建立和健全专业管理、构和群众管理组织相结合的办法，建立和健全专业管理、民主管理和群众管理民主管理和群众管理3 3套组织管理系统。套组织管理系统。2 2、工程、工程(gngchng)(gngchng)管理管理包括水源、渠系土程以及田间工程包括水源、渠系土程以及田间工程(gngchng)(gngchng)的检查、维的检查、维修等工作。修等工作。3 3、用水管理、用水管理主要指灌溉水量、流量和灌水时间的合理分配，计划用水主要指灌溉水量、流量和灌水时间的合理分配，计划用水及合理灌排等。及合理灌排等。4 4、经营管理、经营管理即灌区的人事、生产、财务管理。即灌区的人事、生产、财务管理。5 5、环境管理、环境管理灌区土地环境、农业环境、水利环境和生活环境的管理。灌区土地环境、农业环境、水利环境和生活环境的管理。第三页，共25页。第二节第二节 计划计划(jhu)用水管理用水管理计划用水：从农业角度讲就是按照作物的需水要求和灌溉计划用水：从农业角度讲就是按照作物的需水要求和灌溉水源的供水情况，结合当地农业生产条件与渠系的工程状水源的供水情况，结合当地农业生产条件与渠系的工程状况，有计划地蓄水、引水、配水和灌水，达到适时适量地况，有计划地蓄水、引水、配水和灌水，达到适时适量地调节土壤水分，满足作物高产稳产的需求，在实践中不断调节土壤水分，满足作物高产稳产的需求，在实践中不断提高单位水量的增产提高单位水量的增产(zng chn)效益。效益。第四页，共25页。一、灌区计划用水管理一、灌区计划用水管理1、灌区各级用水计划的编制、灌区各级用水计划的编制用水计划是灌区从水源取水并向各用水单位或各级渠道配用水计划是灌区从水源取水并向各用水单位或各级渠道配水的计划。用水计划包括渠首引水计划和渠系配水计划。水的计划。用水计划包括渠首引水计划和渠系配水计划。计划拟订的步骤如下：计划拟订的步骤如下：(1)河流供水流量分析河流供水流量分析(fnx)与引水计划编制与引水计划编制其任务是合理地确定某一灌溉时段内河源的平均来水流量其任务是合理地确定某一灌溉时段内河源的平均来水流量及其季、月、旬的流量过程。及其季、月、旬的流量过程。1)成因分析成因分析(fnx)法。从成因上分析法。从成因上分析(fnx)水文、气象等因子水文、气象等因子与河源径与河源径流的关系，并绘制相关图或建立降水径流相关方程式等。流的关系，并绘制相关图或建立降水径流相关方程式等。2)平均流量分析平均流量分析(fnx)法。按日平均流量，将大于渠首引水能力法。按日平均流量，将大于渠首引水能力的部分削去，再按旬或的部分削去，再按旬或5日求其平均值，作为设计的河源日求其平均值，作为设计的河源来水流量。来水流量。第五页，共25页。3)3)经验频率分析法。经验频率分析法。采用经验频率方法，可按如下两公式推算河源采用经验频率方法，可按如下两公式推算河源(h yun)(h yun)供水供水流量出流量出现的频率：现的频率：4)4)确定确定(qudng)(qudng)渠首可能引入的流量渠首可能引入的流量QyQy。当河流水源的设计年来水流量确定当河流水源的设计年来水流量确定(qudng)(qudng)以后，即可相以后，即可相应地确定应地确定(qudng)(qudng)渠首可能引入的流量。渠首可能引入的流量。5)5)供需水量平衡供需水量平衡确定确定(qudng)(qudng)了渠首能引入的流量后，根据需要可按灌季了渠首能引入的流量后，根据需要可按灌季或轮期进行供需水量的平衡计算，以确定或轮期进行供需水量的平衡计算，以确定(qudng)(qudng)渠系引渠系引水计划。水计划。轮期的划分：轮期就是一个配水时段。轮期的划分：轮期就是一个配水时段。供需水量平衡计算：供需水量平衡计算：第六页，共25页。(2)(2)灌区配水计划的编制灌区配水计划的编制包括确定配水方式、顺序及分配的水量与配水时间等。包括确定配水方式、顺序及分配的水量与配水时间等。1)1)配水方式。配水方式常采用续灌和轮灌两种方式。配水方式。配水方式常采用续灌和轮灌两种方式。续灌：水源比较丰富、供需水量基本平衡时，渠首向全续灌：水源比较丰富、供需水量基本平衡时，渠首向全灌区的干、支渠采用同时连续供水的方式，即续灌配水。灌区的干、支渠采用同时连续供水的方式，即续灌配水。轮灌：把有限的引水量集中供给某一条轮灌：把有限的引水量集中供给某一条(y tio)(y tio)干渠，干渠，在灌完以在灌完以后，再供给另一条后，再供给另一条(y tio)(y tio)干渠，或先供给干渠下游段，干渠，或先供给干渠下游段，后供给干后供给干渠上游段。渠上游段。2)2)配水顺序。配水顺序。配水的方法主要有以下两种：配水的方法主要有以下两种：按灌溉面积的比例分配。按灌溉面积的比例分配。按毛灌溉用水量的比例分配。按毛灌溉用水量的比例分配。第七页，共25页。(3)(3)灌区用水计划的编制特点。灌区用水计划的编制特点。1)1)因地制宜编制不同类型的用水计划。因地制宜编制不同类型的用水计划。年度轮廓用水计划；年度轮廓用水计划；某灌季全渠系用水计划；某灌季全渠系用水计划；干、支渠段的用水计划；干、支渠段的用水计划；用水单位的用水计划。用水单位的用水计划。2)2)不同地区不同地区(dq)(dq)用水计划的编制特点。用水计划的编制特点。水源、降水条件比较稳定的干旱地区水源、降水条件比较稳定的干旱地区(dq)(dq)，编制用水计划采，编制用水计划采取较长时间；取较长时间；水源和降水情况多变地区水源和降水情况多变地区(dq)(dq)，编制短历时段的用水计划；，编制短历时段的用水计划；在水库灌区，可将水库实存水量按用水单位的灌溉面积在水库灌区，可将水库实存水量按用水单位的灌溉面积进行用水量预分使用。进行用水量预分使用。第八页，共25页。3)3)上下结合、分级编制。上下结合、分级编制。4)4)统一调度、联合运用。统一调度、联合运用。5)5)应用微机编制用水计划。应用微机编制用水计划。2 2、用水计划的执行、用水计划的执行(zhxng)(zhxng)与渠系水量调配。与渠系水量调配。(1)(1)用水计划的应变措施。用水计划的应变措施。1)1)渠系轮灌配水措施；渠系轮灌配水措施；2)2)引用高含沙水的措施；引用高含沙水的措施；3)3)设置调配渠道，进行流量调节；设置调配渠道，进行流量调节；4)4)其他措施；其他措施；5)5)应用微机编制动态用水计划。应用微机编制动态用水计划。(2)(2)渠系水量调配渠系水量调配1)1)水量调配原则。原则是水量调配原则。原则是“水权集中、统筹兼顾、分级管水权集中、统筹兼顾、分级管理、均衡受益理、均衡受益”；2)2)配水工作要求。工作要求配水工作要求。工作要求“统一领导，水权集中，专职统一领导，水权集中，专职调配调配”。第九页，共25页。3)3)渠系水量调配的策略。渠系水量调配的策略。Q x Q x：渠首的需水流量：渠首的需水流量(liling)Q y(liling)Q y：渠首的引水：渠首的引水流量流量(liling)(liling)全渠系按需配水。当全渠系按需配水。当Q x Q yQ x Q yQ xQ y渠系优化配水。对灌溉水量的时空分配作出最优决策，渠系优化配水。对灌溉水量的时空分配作出最优决策，以寻求全灌区或灌溉管理部门的最大经济效益：以寻求全灌区或灌溉管理部门的最大经济效益：a a、某次灌水全灌区净灌溉增产值最大；、某次灌水全灌区净灌溉增产值最大；b b、某次灌水整个灌溉部门的水费收入最高。、某次灌水整个灌溉部门的水费收入最高。4)4)按用水计划和预定的应变措施调配水量。按用水计划和预定的应变措施调配水量。5)5)实行实行“流量流量(liling)(liling)包段、水量包干包段、水量包干”的岗位责任制。的岗位责任制。6)6)多种水源水量调配。多种水源水量调配。7)7)渠井双灌情况下的水量调配。渠井双灌情况下的水量调配。8)8)高含沙浑水淤灌情况下的水量调配。高含沙浑水淤灌情况下的水量调配。9)9)加强观测记载，作好资料施测和水帐结算。加强观测记载，作好资料施测和水帐结算。第十页，共25页。3 3、灌区计划用水总结、灌区计划用水总结用水总结按以下四种时段及要求进行：用水总结按以下四种时段及要求进行：(1)(1)进行某一天的用水总结；进行某一天的用水总结；(2)(2)进行某一轮期的用水总结；进行某一轮期的用水总结；(3)(3)进行某一灌季的用水总结：进行某一灌季的用水总结：(4)(4)进行某一年度的用水总结。进行某一年度的用水总结。二、节水灌溉试验二、节水灌溉试验节水灌溉试验主要节水灌溉试验主要(zhyo)(zhyo)有三类：有三类：第一类：作物受旱试验；第一类：作物受旱试验；第二类：探索节水灌溉的方法与灌水技术试验；第二类：探索节水灌溉的方法与灌水技术试验；第三类：水肥耦合试验。第三类：水肥耦合试验。第十一页，共25页。1 1、田间试验设计、田间试验设计(1)(1)划分试验阶段和缺水处理设计；划分试验阶段和缺水处理设计；(2)(2)对试验小区的要求；对试验小区的要求；(3)(3)试验小区的排列和重复；试验小区的排列和重复；2 2、观测项目、观测项目(1)(1)各次灌水的日期、定额、灌水前后的土壤含水量；各次灌水的日期、定额、灌水前后的土壤含水量；(2)(2)定期观测土壤含水率；定期观测土壤含水率；(3)(3)作物生育期阶段；作物生育期阶段；(4)(4)主要气象参数；主要气象参数；(5)(5)各阶段作物生长发育性状；各阶段作物生长发育性状；(6)(6)土壤理化性状。土壤理化性状。3 3、试验成果分析、试验成果分析(1)(1)作物受旱对产量的影响；作物受旱对产量的影响；(2)(2)作物水分生产函数作物水分生产函数(hnsh)(hnsh)分析；分析；(3)(3)灌水方法及灌水技术试验。灌水方法及灌水技术试验。第十二页，共25页。以灌水质量以灌水质量(zhling)3(zhling)3个衡量指标来村比分析各种灌水方个衡量指标来村比分析各种灌水方法相应灌法相应灌水技术的适应程度：水技术的适应程度：1)1)田间水利用率田间水利用率E a(E a()：2)2)灌溉水满足灌溉水满足(mnz)(mnz)率率E E s(%):s(%):3)3)灌水均匀度灌水均匀度E E d(%):d(%):第十三页，共25页。三、渠系量水技术三、渠系量水技术渠系量水的基本任务是：渠系量水的基本任务是：由灌区配水中心直接调节、控制各级渠道流量；由灌区配水中心直接调节、控制各级渠道流量；掌握掌握(zhngw)(zhngw)水量供需情况，修正、调整配水方案；水量供需情况，修正、调整配水方案；整理观测资料。整理观测资料。1 1、利用渠系建筑物量水、利用渠系建筑物量水(1)(1)利用闸、涵量水：利用闸、涵量水：(2)(2)利用利用(lyng)(lyng)渡槽量水：渡槽量水：渡槽的长度大于渡槽的长度大于2020倍最大水深时，用明渠均匀流公式：倍最大水深时，用明渠均匀流公式：第十四页，共25页。(3)(3)利用利用(lyng)(lyng)倒虹吸管量水倒虹吸管量水(4)(4)利用跌水量水利用跌水量水1)1)矩形断面矩形断面(dun min)(dun min)跌水跌水2)2)梯形断面梯形断面(dun(dun min)min)跌水跌水第十五页，共25页。四、利用四、利用(lyng)(lyng)专门量水设备量水专门量水设备量水1 1、长喉量水槽、长喉量水槽各断面形式对应各断面形式对应(duyng)(duyng)的流量的流量Q Q 的计算公式见的计算公式见P254P254表表9393。第十六页，共25页。2 2、U U型渠道型渠道(qdo)(qdo)平底抛物线无喉段量水槽平底抛物线无喉段量水槽第十七页，共25页。3 3、闸前短管式量水放水闸、闸前短管式量水放水闸是在放水建筑物闸门之前安装一个短管，与闸门相配合，是在放水建筑物闸门之前安装一个短管，与闸门相配合，使两者既有调节流量使两者既有调节流量(liling)(liling)的功能，又具有量水功能的一的功能，又具有量水功能的一种水工种水工建筑物。建筑物。第十八页，共25页。4 4、巴歇尔量水槽、巴歇尔量水槽是一种由明渠是一种由明渠(mn q)(mn q)收收缩段构成的量水缩段构成的量水设备。量水槽由设备。量水槽由进口收缩段、喉进口收缩段、喉道、出口扩散段道、出口扩散段三部分组成。三部分组成。第十九页，共25页。第三节第三节 排水系统管理排水系统管理(gunl)排水系统管理是指对排水系统的运用、养护、维修、观测排水系统管理是指对排水系统的运用、养护、维修、观测和试验研究等技术和组织工作，其目的是保证排水系统能和试验研究等技术和组织工作，其目的是保证排水系统能正常发挥其排水功能。正常发挥其排水功能。一、排水系统管理的任务与要求一、排水系统管理的任务与要求(1)(1)正确地控制运用排水系统；正确地控制运用排水系统；(2)(2)及时排除涝水；及时排除涝水；(3)(3)降低和控制地下水，排除土壤渍水、预防土壤盐碱化降低和控制地下水，排除土壤渍水、预防土壤盐碱化(4)(4)经常性的检查维修、养护；经常性的检查维修、养护；(5)(5)定期清除沟、渠杂草；定期清除沟、渠杂草；(6)(6)建立有效建立有效(yuxio)(yuxio)的管理组织；的管理组织；(7)(7)作好灌区地下水盐动态的观测和分析。作好灌区地下水盐动态的观测和分析。第二十页，共25页。二、排水沟塌坡的原因及防治二、排水沟塌坡的原因及防治1 1、排水沟塌坡的原因、排水沟塌坡的原因自然原因自然原因 人为因素人为因素2 2、排水沟塌坡的防治、排水沟塌坡的防治(1)(1)调整边坡；调整边坡；(2)(2)减轻沟顶的载重量；减轻沟顶的载重量；(3)(3)沟堤护坡。沟堤护坡。三、排水系统三、排水系统(xtng)(xtng)的管护的管护(1)(1)健全管理组织，建立和落实管护责任制；健全管理组织，建立和落实管护责任制；(2)(2)制定岁修计划；制定岁修计划；(3)(3)制定大修计划；制定大修计划；(4)(4)系统系统(xtng)(xtng)收集、整理、分析地下水盐动态资料。收集、整理、分析地下水盐动态资料。第二十一页，共25页。第四节第四节 灌排系统管理现代化技术灌排系统管理现代化技术(jsh)一、灌排系统管理现代化的基本任务一、灌排系统管理现代化的基本任务1 1、灌溉用水管理现代化的基本内容、灌溉用水管理现代化的基本内容(1)(1)灌溉用水信息管理现代化；灌溉用水信息管理现代化；(2)(2)灌溉及灌溉设施管理现代化；灌溉及灌溉设施管理现代化；(3)(3)灌区行政事务及附属灌区行政事务及附属(fsh)(fsh)设施管理现代化。设施管理现代化。2 2、灌区通信系统现代化、灌区通信系统现代化(1)(1)任务；任务；(2)(2)要求；要求；(3)(3)通信系统的分类。通信系统的分类。第二十二页，共25页。二、微机在灌排系统管理中的应用二、微机在灌排系统管理中的应用1 1、灌溉用水信息管理、灌溉用水信息管理信息管理的主要的内容有：信息管理的主要的内容有：(1)(1)水源信息；水源信息；(2)(2)气象信息；气象信息；(3)(3)作物作物(zuw)(zuw)信息；信息；(4)(4)农业生产信息。农业生产信息。2 2、灌区用水信息管理系统、灌区用水信息管理系统(1)(1)灌区用水信息管理中心；灌区用水信息管理中心；(2)(2)灌区用水信息采集灌区用水信息采集传输子系统；传输子系统；(3)(3)数据库管理系统；数据库管理系统；(4)(4)用水信息管理子系统。用水信息管理子系统。第二十三页，共25页。第二十四页，共25页。3 3、节水灌溉、节水灌溉(gungi)(gungi)决策支持系统决策支持系统(1)(1)节水灌溉节水灌溉(gungi)(gungi)决策支持系统决策支持系统(2)(2)节水灌溉节水灌溉(gungi)(gungi)决策支持的专家系统决策支持的专家系统4 4、渠系水位流量的监测系统、渠系水位流量的监测系统(1)(1)浮子式水位传感器浮子式水位传感器(2)(2)水位跟踪式传感器水位跟踪式传感器(3)(3)超声波水位传感器超声波水位传感器(4)(4)水压传感器水压传感器(5)(5)渠系水位、流量监测系统。渠系水位、流量监测系统。第二十五页，共25页。