《灌溉排水工程学》教学用课件-第九章优秀PPT.ppt

第九章第九章 灌排系统管理灌排系统管理第一节第一节 灌排系统管理的意义与内容灌排系统管理的意义与内容一、灌排系统管理的意义一、灌排系统管理的意义现代浇灌农业的效益在很大程度上取决于灌排系统管理现代浇灌农业的效益在很大程度上取决于灌排系统管理的水平。的水平。有些地区由于缺乏科学、有效的灌排系统，浇灌的过程有些地区由于缺乏科学、有效的灌排系统，浇灌的过程中却出现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，了人们所意料不到的负效益，如引起地下水位逐年上升，凹地逐凹地逐步出现渍化现象，并引发土壤的次生盐碱化，造成农业步出现渍化现象，并引发土壤的次生盐碱化，造成农业生产力下生产力下降，生态环境恶化。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，主要就是多年盛而不衰，主要就是有一套比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。较完整的切合实际、合乎科学的管埋养护和岁修制度。浇灌管理，须要先进的科学技术和管理方法，实行有偿浇灌管理，须要先进的科学技术和管理方法，实行有偿服务。服务。二、灌排系统管理的内容二、灌排系统管理的内容“五大管理五大管理”的内容：的内容：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，实行专业管实行按渠系统一管理、分段负责的原则，实行专业管理机构和理机构和群众管理组织相结合的方法，建立和健全专业管理、群众管理组织相结合的方法，建立和健全专业管理、民主管理民主管理和群众管理和群众管理3 3套组织管理系统。套组织管理系统。2 2、工程管理、工程管理包括水源工程、渠系土程以及田间工程的检查、修理包括水源工程、渠系土程以及田间工程的检查、修理等工作。等工作。3 3、用水管理、用水管理主要指浇灌水量、流量和灌水时间的合理支配，支配主要指浇灌水量、流量和灌水时间的合理支配，支配用水及合用水及合理灌排等。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、环境管理包括灌区土地环境、农业环境、水利环境和生活环境包括灌区土地环境、农业环境、水利环境和生活环境的管理。的管理。其次节其次节 支配用水管理支配用水管理支配用水：从农业角度讲就是依据作物的需水要求和浇灌水源的支配用水：从农业角度讲就是依据作物的需水要求和浇灌水源的供水状况，结合当地农业生产条件与渠系的工程状况，有支配地供水状况，结合当地农业生产条件与渠系的工程状况，有支配地蓄水、引水、配水和灌水，达到适时适量地调整土壤水分，满足蓄水、引水、配水和灌水，达到适时适量地调整土壤水分，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效益。作物高产稳产的需求，在实践中不断提高单位水量的增产效益。一、灌区支配用水管理一、灌区支配用水管理1 1、灌区各级用水支配的编制、灌区各级用水支配的编制用水支配是灌区从水源取水并向各用水单位或各级渠道用水支配是灌区从水源取水并向各用水单位或各级渠道配水的计配水的计划。灌区用水支配包括渠首引水支配和渠系配水支配。划。灌区用水支配包括渠首引水支配和渠系配水支配。支配拟订的步骤如下：支配拟订的步骤如下：(1)(1)河流供水流量分析与引水支配编制河流供水流量分析与引水支配编制河流供水流量分析的任务是合理地确定某一浇灌时段内河流供水流量分析的任务是合理地确定某一浇灌时段内河源的平河源的平均来水流量及其季、月、旬的流量过程。有如下方法：均来水流量及其季、月、旬的流量过程。有如下方法：1)1)成因分析法。从成因上分析水文、气象等因子与河源成因分析法。从成因上分析水文、气象等因子与河源径流的关径流的关系，并绘制相关图或建立降水径流相关方程式等。系，并绘制相关图或建立降水径流相关方程式等。有有退水趋势法、退水趋势法、降水径流相关法。降水径流相关法。2)2)平均流量分析法。按日平均流量，将大于渠首引水实平均流量分析法。按日平均流量，将大于渠首引水实力的部分力的部分削去，再按旬或削去，再按旬或5 5日求其平均值，作为设计的河源来水日求其平均值，作为设计的河源来水流量。流量。3)3)阅历频率分析法。阅历频率分析法。接受阅历频率方法，可按如下两公式推算河源供水流量出现的接受阅历频率方法，可按如下两公式推算河源供水流量出现的频率：频率：4)确定渠首可能引入的流量。当河流水源的设计年来水流量确定以后，即可相应地确定渠首可能引入的流量。5)供需水量平衡确定了渠首能引入的流量后，依据须要可按灌季或轮期进行供需水量的平衡计算，以确定渠系引水支配。轮期的划分：轮期就是一个配水时段。供需水量平衡计算：(2)(2)灌区配水支配的编制灌区配水支配的编制包括确定配水方式、配水依次及支配的水量与配水时间等。包括确定配水方式、配水依次及支配的水量与配水时间等。1)1)配水方式。配水方式常接受续灌和轮灌两种方式。配水方式。配水方式常接受续灌和轮灌两种方式。续灌：当水源比较丰富、供需水量基本平衡时，渠首向全灌区续灌：当水源比较丰富、供需水量基本平衡时，渠首向全灌区的干、支渠道接受同时连续供水的方式，即续灌配水。的干、支渠道接受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应某一条干渠，灌完以后，再供轮灌：把有限的引水量集中供应某一条干渠，灌完以后，再供给另一条干渠，或先供应干渠下游段，后供应干渠上游段。给另一条干渠，或先供应干渠下游段，后供应干渠上游段。2)2)配水依次。配水依次。配水的方法主要有以下两种：配水的方法主要有以下两种：按浇灌面积的比例支配。按浇灌面积的比例支配。按毛浇灌用水量的比例支配。按毛浇灌用水量的比例支配。(3)(3)灌区用水支配的编制特点。灌区用水支配的编制特点。1)1)因地制宜编制不同类型的用水支配。因地制宜编制不同类型的用水支配。年度轮廓用水支配；年度轮廓用水支配；某灌季今渠系用水支配；某灌季今渠系用水支配；下、支渠段的用水支配；下、支渠段的用水支配；用水单位的用水支配。用水单位的用水支配。2)2)不同地区用水支配的编制特点。不同地区用水支配的编制特点。水源、降水条件比较稳定的干早地区，编制用水支配实行较水源、降水条件比较稳定的干早地区，编制用水支配实行较长时间；长时间；水源和降水状况多变的地区，编制较短历时段的用水支配；水源和降水状况多变的地区，编制较短历时段的用水支配；在水库灌区，可将水库实存水量按用水单位的浇灌面积进行在水库灌区，可将水库实存水量按用水单位的浇灌面积进行用水量预分运用。用水量预分运用。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)应用微机编制用水支配。应用微机编制用水支配。2 2、用水支配的执行与渠系水量调配。、用水支配的执行与渠系水量调配。(1)(1)用水支配的应变措施。用水支配的应变措施。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，进行流量调整；设置调配渠道，进行流量调整；4)4)其他措施；其他措施；5)5)应用微机编制动态用水支配。应用微机编制动态用水支配。(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、分级管理、均水权集中、统筹兼顾、分级管理、均衡衡受益受益”；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，专职调配统一领导，水权集中，专职调配”。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 Q y Q y：渠首的引水流量：渠首的引水流量 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。即对浇灌水量的时空支配作出最优决策，以寻渠系优化配水。即对浇灌水量的时空支配作出最优决策，以寻求全灌区或浇灌管理部门的最大经济效益。求全灌区或浇灌管理部门的最大经济效益。a a、某次灌水全灌区净浇灌增产值最大；、某次灌水全灌区净浇灌增产值最大；b b、某次灌水整个浇灌部门的水费收入最高。、某次灌水整个浇灌部门的水费收入最高。4)4)按用水支配和预定的应变措施调配水量。按用水支配和预定的应变措施调配水量。5)5)实行实行“流量包段、水量包干流量包段、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)渠井双灌状况下的水量调配。渠井双灌状况下的水量调配。8)8)高含沙浑水淤灌状况下的水量调配。高含沙浑水淤灌状况下的水量调配。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。3 3、灌区支配用水总结、灌区支配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、节水浇灌试验二、节水浇灌试验节水浇灌试验主要有三类：节水浇灌试验主要有三类：第一类：作物受旱试验；第一类：作物受旱试验；其次类：探究节水浇灌的方法与灌水技术试验；其次类：探究节水浇灌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。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)作物水分生产函数分析；作物水分生产函数分析；(3)(3)灌水方法及灌水技术试验。灌水方法及灌水技术试验。以灌水质量以灌水质量3 3个衡量指标来村比分析各种灌水方法相应灌水技术个衡量指标来村比分析各种灌水方法相应灌水技术的适应程度：的适应程度：1)1)田间水利用率田间水利用率E E a(a()：2）浇灌水满足率E s(%):3)灌水匀整度E d(%):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：由灌区配水中心干脆调整、限制各级渠道流量；由灌区配水中心干脆调整、限制各级渠道流量；驾驭水量供需状况，修正、调整配水方案；驾驭水量供需状况，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)利用渡槽量水：渡槽的长度大于20倍最大水深时，用明渠匀整流公式：(3)(3)利用倒虹吸管量水利用倒虹吸管量水(4)利用跌水量水1)矩形断面跌水2)梯形断面跌水四、利用特地量水设备量水四、利用特地量水设备量水1 1、长喉量水槽、长喉量水槽各断面形式对应的流量Q 的计算公式见P254表93。2 2、UU型渠道平底抛物线无喉段量水槽型渠道平底抛物线无喉段量水槽3、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，使其既有调整流量的功能，又具有量水功能的一种水工建筑物。4 4、巴歇尔量水槽、巴歇尔量水槽是一种由明渠收缩段构成的量水设备。量水槽由进口收缩段、喉是一种由明渠收缩段构成的量水设备。量水槽由进口收缩段、喉道、出口扩散段三部分组成。道、出口扩散段三部分组成。第三节第三节 排水系统管理排水系统管理排水系统管理是指对排水系统的运用、养护、修理、观测和试排水系统管理是指对排水系统的运用、养护、修理、观测和试验探讨等技术和组织工作，其目的是保证排水系统能正常发挥验探讨等技术和组织工作，其目的是保证排水系统能正常发挥其排水功能。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)正确地限制运用排水系统；正确地限制运用排水系统；(2)(2)刚好解除涝水；刚好解除涝水；(3)(3)降低和限制地下水化，解除土壤渍水、预防土壤盐碱化；降低和限制地下水化，解除土壤渍水、预防土壤盐碱化；(4)(4)常常性的检查修理、养护；常常性的检查修理、养护；(5)(5)定期清除沟、渠杂草；定期清除沟、渠杂草；(6)(6)建立有效的管理组织；建立有效的管理组织；(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。二、排水沟塌坡的缘由及防治二、排水沟塌坡的缘由及防治1 1、排水沟塌坡的缘由、排水沟塌坡的缘由自然缘由自然缘由人为因素人为因素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、排水系统的管护三、排水系统的管护(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)制定岁修支配；制定岁修支配；(3)(3)制定大修支配；制定大修支配；(4)(4)系统收集、整理、分析地下水盐动态资料。系统收集、整理、分析地下水盐动态资料。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、浇灌用水管理现代化的基本内容、浇灌用水管理现代化的基本内容(1)(1)浇灌用水信息管理现代化；浇灌用水信息管理现代化；(2)(2)浇灌及浇灌设施管理现代化；浇灌及浇灌设施管理现代化；(3)(3)灌区行政事务及附属设施管理现代化。灌区行政事务及附属设施管理现代化。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。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、浇灌用水信息管理、浇灌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)作物信息；作物信息；(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。3 3、节水浇灌决策支持系统、节水浇灌决策支持系统(1)(1)节水浇灌决策支持系统节水浇灌决策支持系统(2)(2)节水浇灌决策支持的专家系统节水浇灌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。