农田水利学fhde.docx

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1、第一章1 农农田水分分状况农田水分分：指农农田中的的地表水水、土壤壤水和地地下水。地地表水：地表积积水。 土壤水水：包气气带中的的水分。 地下水：饱水带带中的水水分（可可自由流流动的水水体）。与作物生生长最密密切的是是土壤水水。一、土壤壤水（一）土土壤水分分形态土壤水又又可分为为吸着水水、毛管管水和重重力水等等几种水水分形态态。1吸着着水（1）吸吸湿水分子力、紧紧紧束缚缚在土粒粒表面、不不能移动动、分子子状态水水吸湿水达达到最大大时的土土壤含水水率称为为吸湿系系数。（2）膜膜状水分子力、束束缚在土土粒表面面、可沿沿表面移移动但不不能脱离离土粒表表面、液液态水膜膜膜状水达达到最大大时的土土壤含水

2、水率称为为最大分分子持水水率。2毛管管水对于单个个土粒,只能依依靠分子子力吸附附水分, 但对对于由许许多土粒粒集合而而成的土土壤,其其连续不不断的孔孔隙相当当于毛细细管, 因此还存存在一种种毛管力力,依靠靠毛管力力保持在在土壤中中的水分分称为毛毛管水。按按水份供供给情况况不同，分分悬着毛毛管水和和上升毛毛管水。（1）悬悬着毛管管水灌溉或降降雨后，在在毛管力力作用下下保持在在上部土土层中的的水分。土壤储存存水的主主要形式式。悬着毛管管水达到到最大时时的土壤壤含水率率称为田田间持水水率。（2）上上升毛管管水在地下水水位以上上附近土土层中，由由于毛细细管作用用所保持持的水分分。上升毛管管水达到到根系

3、，则则可被作作物吸收收利用，但但地下水水位不允允许上升升到根系系，以防防渍害。盐碱地区区应严格格控制地地下水位位，发防防发生次次生盐碱碱化。3重力力水土壤中超超过田间间持水率率的那部部分水为为重力水水。重力水以以深层渗渗漏的形形式进入入更下的的土层，或或地下水水。旱地应避避免深层层渗漏，以以防止水水的浪费费和肥料料的流失失。水田保持持适宜的的深层渗渗漏是有有益的，会会增加根根部氧分分，有利利于根系系发育。（二）土土壤水分分的有效效性土壤对水水分的吸吸力：110000MPaa0.00001MPPa作物根系系对水分分的吸力力： 11.5 MPaa左右(1 MMPa=9.887大气气压=1100mm

4、水柱)如果水分分受土壤壤的吸力力小于11.5 MPaa, 作作物可吸吸收利用用;如水水分受土土壤的吸吸力大于于1.55 MPPa, 则作物物不能吸吸收利用用。 1.5 MPaa是有效效水和无无效水的的分界点点。土壤水分分的有效效性可以以用下图图来说明明：（图图：土壤壤水分有有效性图图）二、农田田水分状状况(一)旱旱田适宜宜的农田田水分状状况不允许地地表积水水土壤适宜宜含水率率: 凋凋萎系数数田间间持水率率凋萎系数数=0.6田田地下水水水质较好好,则地地下水位位可较高高, 但但一下水水位不能能达到根根系层。有盐碱威威胁地区区,应严严格控制制地下水水位,以以免发生生盐碱化化。(二)水水田适宜宜的农

5、田田水分状状况水稻是喜喜水作物物,除适适时晒田田处,田田面要经经常维持持一定的的水层。但但水层不不能过深深, 否否则会使使根系缺缺氧,使使根部发发生无氧氧呼吸,有毒物物质增加加, 影影响根系系生长发发育, 甚至烂根根。目前多用用浅水勤勤灌, 适时晒晒田。缺缺水地区区应推广广控制灌灌溉技术术。地下水位位不宜过过高, 应保证证一定的的深层渗渗漏。适适量的深深层渗漏漏对水稻稻生长有有利, 可增加加根部氧氧分。深深层渗漏漏也不宜宜过大, 会浪浪费水, 流失失肥料。(三)农农田水分分状况的的调节农田水分分状况并并不是总总处于适适宜的水水分状况况, 农农田水分分可能过过多,也也可能过过少, 水分过过多和过

6、过少都对对作物生生长不利利。下面面分析农农田水分分过多的的原因及及调节措措施。1农田田水分过过多的原原因及措措施原因: 降水量量大; 洪水泛泛滥; 地下水水位过高高等。形成的灾灾害洪灾河湖泛泛滥而形形成的灾灾害。涝灾降水过过多，积积水难排排，造成成灾害。渍害土壤长长期过湿湿，危害害作物生生长，造造成灾害害。 措施：防洪整治排排洪河道道，兴算算修水库库，加固固堤防等等。防涝开挖排排水河道道，修建建排涝闸闸、站等等。防渍开挖田田间排水水沟，防防止过量量灌溉等等。2农田田水分过过少的原原因及调调节措施施原因：降降雨少，土土壤滞水水能力差差（山丘丘区）等等。措施：灌溉主要措措施；疏松土层层切切断毛细细

7、管，减减少土壤壤蒸发；地表覆盖盖用用麦桔、地地膜覆盖盖，阻止止土壤蒸蒸发； 化学抗旱旱减减少叶面面蒸腾。 2 土土壤水分分运动土壤水分分运动的的两种途途径：毛毛管理论论、水势势理论。 毛管理论论仅适用用于对一一些简单单的问题题分析。 水势理论论则是根根据在土土壤水势势基础上上推导出出的扩散散方程，研研究土壤壤的水分分运动。这这种方法法理论严严谨，适适用于各各种边界界条件，因因而具有有广阔的的应有前前景。 一、土壤壤水运动动基本方方程在一般情情况下，达达西定律律同样适适用于非非饱和土土壤水分分运动。根根据达西西定律和和质量守守恒原则则，可推推导出水水壤水运运动基本本方程。土壤水运运动基本本方程的

8、的两种形形式：式式（1-11）和和式（11-144。在初始条条件和边边界条件件已知的的情况下下，可求求解式（11-111）和式式（1-14），得得各点土土壤含水水率（或或负压）和和土壤水水流量的的计算公公式，或或用数值值计算法法，直接接计算各各点土壤壤含水率率（或负负压）和和土壤水水流量。二、入渗渗条件下下土壤水水分运动动除雨和灌灌水入渗渗是补给给农田水水分的主主要来源源。教材材中针对对地面已已形成一一薄水层层情况，推推导了如如下基本本公式：（1）剖剖面含水水率分布布，式（11-199）（2）入入渗速度度公式，式式（1-20）（3）入入渗速度度挖计算算公式，式式（1-21）（3）在在单间tt内

9、入渗渗入总量量计算公公式，式式（1-21）菲利普根根据严格格的数学学推导，由由一维土土壤水运运动方程程，推导导出了入入渗速度度的近似似计算式式，式（11-222），以以及t时时间内总总入渗量量计算公公式，式式（1-23）。我国习惯惯采用考考斯加可可夫经营营公式计计算入渗渗速度和和入渗水水量。即即式（11-255）和式式(1-26）。本本课程专专门安排排了一个个实验来来验证考考斯大林林加可夫夫公式。第二章1 作作物需水水量一、作物物田间水水分的消消耗 (三种途途径：叶叶面蒸腾腾、棵间间蒸发和和深层渗渗漏) 叶面蒸腾腾：作物物植株内内水分通通过叶面面气孔散散发到大大气中的的现象； 棵间蒸发发：植株

10、株间土壤壤或水面面（水稻稻田）的的水分蒸蒸发； 深层渗漏漏：土壤壤水分超超过了田田间持水水率而向向根系以以下土层层产生渗渗漏的现现象。 解释：棵棵间蒸发发能增加加地面附附近空气气的湿度度，对作作物生长长环境有有利，但但大部分分是无益益的消耗耗，因此此在缺水水地区或或干旱季季节应尽尽量采取取措施，减减少棵间间蒸发（如如滴灌、水水田不建建立水层层）和地地面覆盖盖等措施施。 深层渗漏漏对旱田田是无益益的，会会浪费水水源，流流失养分分，地下下水含盐盐较多的的地区，易易形成次次生盐碱碱化。但但对水稻稻来说，适适当的深深层渗漏漏是有益益的，可可增加根根部氧分分，消除除有毒物物质，促促进根系系生长，常常熟、

11、沙沙河、涟涟水等灌灌溉试验验站结果果都表明明：有渗渗漏的水水稻产量量比无渗渗漏的水水稻产量量高3.9% 266.5%。 叶面蒸滕滕量棵棵间蒸发发量腾腾发量作物田田间需水水量 水田：田田间需水水量渗渗漏量田间耗耗水量 由于水田田不同土土壤渗漏漏量大小小差别很很大，为为了使不不同土质质田块水水稻需水水具有可可比性，因因此水稻稻的田间间需水量量不包括括渗漏量量，如计计入渗漏漏量，则则称为田田间耗水水量。 二、作物物需水规规律 （一）影影响作物物需水量量的因素素 、气象象条件 主要因因素，气气温高、日日照时间间长、空空气湿度度低、风风速大、气气压低等等使需水水量增加加； 、土壤壤条件 含水量量大，砂砂

12、性大，则则需水量量大（棵棵间蒸发发大） 、作物物条件 水稻需需水量较较大，麦麦类、棉棉花需水水量中等等，高粱粱、薯类类需水量量较少； 、农业业技术措措施 地地面覆盖盖、采用用滴灌、水水稻控灌灌等能减减少作物物需水量量。 （二）作作物需水水特性 、中间间多，两两头少；开花结结实期需需水量最最大 、存在在需水临临界期 需水临界界期：在在作物全全生育期期中，对对缺水最最敏感，影影响产量量最大的的时期。 几种作物物的需水水临界期期： 水稻 孕孕穗至开开花期 棉花 开开花至幼幼铃形成成期 小麦 拨拨节至灌灌浆期 了解作物物需水临临界期的的意义： 、合理理安排作作物布局局，使用用水不至至过分集集中； 、在

13、干干旱情况况下，优优先灌溉溉正处需需水临界界期的作作物。 三、经验验公式法法确定作作物田间间需水量量 （一）全全生育期期作物田田间需水水量的确确定 、值值法（蒸蒸发皿法法） 前面已讲讲过，气气温、日日照、湿湿度、风风速、气气压等气气象因素素是影响响作物需需水量的的最重要要的因素素，而水水面蒸发发正是上上述各种种气象因因素综合合作用结结果，因因此作物物的田间间需水量量与水面面蒸发量量之间存存在一定定程度的的相关关关系。因因此我们们可以用用水面蒸蒸发量作作为参数数来估计计作物田田间需水水量。 0 式中：-全全生育期期作物田田间需水水量（mmm） -需需水系数数，江苏苏中稻 0-与同同时段的的水面蒸

14、蒸发量（mmm）。 值法适适用于水水稻。 (旱作物物的E与与E0相相关不显显著) 、值值法（产产量法） 实践表明明作物的的产量与与田间需需水量之之间存在在一定的的相关关关系，在在一定范范围内随作物物产量的的提高而而提高。因因此可以以用产量量作为参参数来估估计作物物的田间间需水量量。 式中 -需需水量，mm3/亩亩； -需需水系数数（33/Kgg)，由由试验资资料确定定； -作作物产量量（/亩） 由于与与实际际上并不不是成线线性关系系，因此此有人对对上式作作了修正正。 E0为保保证作物物存活下下来，但但产量为为零（棵棵粒无收收）。 E=KYY n + CC 式中：nn-经经验指数数； -经经验常

15、数数。 K值法适适用于旱旱作。 （二）各各生育阶阶段田间间需水量量的确定定 （1）利利用需水水模系数数 有了全生生育期田田间需水水量，可可以借助助需水模模系数，把把总需水水量按各各生育阶阶段进行行分配。需需水模系系数是作作物某一一生育阶阶段田需需水量占占生生育育期需水水量的百百分比。 Ei=KKi EE 式中 EEi -第ii阶段作作物田间间需水量量； Ki -第ii阶段作作物需水水模系数数。 需水模系系数通过过试验取取得，表表2-77列出了了几种主主要作物物的需水水模系数数。 （2）利利用阶段段需水系系数（水水稻） 式中 i-第i阶阶段需水水系数； 0i -第第i阶段段的水面面蒸发量量（mm

16、m）。 （三）需需水强度度的确定定 需水强度度即为某某一天的的需水量量。 单位：mmm/dd 或 m3/(亩dd) 公式： ei=Ei/ti 式中 eei-第i阶阶段的需需水强度度； Ei-第i阶阶段的需需水量； ti-第i阶阶段的天天数。 四、彭曼曼法计算算作物需需水量 英国科学学家彭曼曼于19949年年首次提提出，又又于19963年年简化了了他的公公式。联联合国粮粮农组织织推荐采采用彭曼曼法计算算作物需需水量。彭彭曼法的的特点是是：理论论基础可可靠，计计算精度度较高；但计算算较复杂杂，所需需基础数数数较多多。计算算时分两两步。（一）计计算出潜潜在需水水量（参参考作物物需水量量） 潜在需水水

17、量指：参考作作物（如如苜蓿mmu xxu、牧牧草)在在供水充充足条件件下的需需水量。 式中 PP0-标准大大气压； P-计计算地点点平均大大气压； -平平均气温温时饱和和水气压压Ea随随温度变变化的变变率； -湿湿度计常常数； Rn-太阳净净幅射。 （二）计计算实际际作物的的需水量量 E=KccEpp 式中 KKc-作物系系数。 2 作作物灌溉溉制度天然降雨雨可满足足作物的的部分需需水要求求，但降降水不强强能完全全满足作作物的需需水要求求。在干干旱和半半干旱地地区更是是如此，因因此为实实现农业业的高产产稳产，必必须进行行灌溉。要要灌溉就就牵涉到到什么时时候灌、灌灌多少等等问题。本本节讨论论的作

18、物物灌溉制制度就是是解决上上述问题题。 一、概述述 1什么么是灌溉溉制度 灌溉制度度：为了了保证作作物适时时播种（或或栽秧）和和正常生生长，通通过灌溉溉向田间间补充水水量的灌灌溉方案案。 灌溉制度度的内容容：灌水水定额、灌灌水时间间、灌水水次数和和灌溉定定额。 灌水定额额：一次次灌水在在单位面面积上的的灌水量量。 单位：水水田可用用mm，旱旱田用mm3/亩亩。 换算：11mm= 0.6677m3/亩 灌溉定额额：生育育期各次次灌水的的灌水定定额之和和。 总灌溉定定额：播播前灌水水定额（或或泡田定定额）+ 灌溉溉定额 2为什什么要制制定灌溉溉制度 （1）为为灌溉工工程规划划设计提提供依据据。 （

19、2）为为灌区用用水管理理提供依依据。 3制定定灌溉制制度的方方法 （1）总总结群众众丰产经经验； （2）进进行灌溉溉试验； （3）按按水量平平衡原理理进行计计算。 在生产实实践中，常常把上述述三种方方法结合合起来使使用。具具体做法法是：根根据设计计年份的的气象资资料和作作物的需需水要求求，参照照群众丰丰产经验验和灌溉溉试验资资料，根根据水量量平衡原原理拟定定作物灌灌溉制度度。 二、水稻稻的灌溉溉制度 水稻种植植一般采采取育秧秧移栽的的方法。育育秧的田田块叫秧秧田。移移栽的田田块叫本本田或大大田。秧秧田育秧秧时间短短，田块块面积小小，灌水水量较少少，因此此下面主主要讨论论的是大大田的灌灌溉制度度

20、。 秧田的灌灌溉：先先灌浅水水，水深深1020mmm，苗苗高3ccm后，增增加水深深至200400mm，苗苗高100cm后后，排水水落干，促促进根系系生长，拔拔秧前为为便于拔拔秧，再再深水浸浸泡。 本田插秧秧前需要要泡田整整田，便便于插秧秧，并为为秧苗返返青创造造条件。所所以本田田分为泡泡田期和和插秧后后的生育育期。泡泡田期灌灌水定额额称为泡泡田定额额。 （一）泡泡田定额额 泡田额一一般为8801110mm3/亩亩。 江苏昭关关灌区多多年平均均M饱=98.7m33/亩。 （二）生生育期灌灌溉制度度 1水田田水量平平衡方程程 某时段水水量耗损损：蒸发发E、渗渗漏S、排排水C 水量补给给：降雨雨P

21、、灌灌溉M 设时段初初水层深深为h11，时段段末水层层深h22，则 2计算算灌溉制制度 计算原理理见下图图： 3、计算算方法 （1）列列表逐日日计算 （2）编编写电算算程序，利利用计算算机计算算 三、旱作作物的灌灌溉制度度 （一）播播前灌水水定额 播前灌水水的作用用：保证证种子发发芽出苗苗；储水水。 计算公式式： 式中 HH-计计划湿润润层深，即即计划到到调节与与控制土土壤水分分的土层层深度，播播前灌水水时H=0.330.4m； A-孔隙隙率； maxx、oo-分分别为灌灌水上限限含水率率和初始始含水率率（以水水的体积积占孔隙隙体积的的百分数数表示）。 （二）生生育期内内灌溉制制度 1水量量平

22、衡方方程 研究对象象：计划划湿润层层土壤含含水量 平衡方程程： W1+P+WWT+KK+M-E-SS-C=W2 图中 各各变量单单位均为为m3/亩。 W1、WW2-分别为为时段初初、末计计划湿润润层内含含水量， H1-时段初初计划湿湿润层深深； H2-时段末末计划湿湿润层深深； E-腾腾发量，即即作物田田间需水水量； M-灌灌水量； P-降降水量； C-排排水量（地地表径流流量）； K -地下水水补给量量； 一般地下下水埋深深大于33米时，取取K=00，地下下水埋 深小于33米时，KK按试验验资料取取值。 S-深深层渗漏漏； WT-因计划划湿润层层增加而而增加的的水量。 令P0为为入渗雨雨量(

23、mm3/亩亩），则则 PP0 = PCCC =PPP0=PP-PP=（11- ）P=P P-降降雨量(m3/亩)； -径径流系数数。 -降降雨入渗渗系数，参参考表22-155。（参参阅本科科教材） 计划湿润润层水量量平衡方方程变为为： WW1+ P0+WT + KK + M ESS = W2 各变量单单位均为为m3/亩。 2计算算灌溉制制度的原原理 （1）计计算各时时段灌水水上下限限及田间间持水量量 （2）推推算灌溉溉制度 列表或图图解计算算时采用用旬为时时段,电电算时可可以日为为计算时时段。 先设无mm、无ss，计算算该时段段末含水水量 W22=W11+WTT+P00+KE 如果 ，则则不需

24、灌灌溉,也也无深层层渗漏。 如果 ，则则m=WWmaxxW22 (实实际计算算时宜对对m取整整) 灌水后WW2=W2+m 如果 ，则则s=WW2WW田持 排水后 W2=W田田持 计算方法法 （1）列列表或图图解逐旬旬计算 （2）编编写电算算程序，利利用计算算机计算算 3列表表法计算算步骤 （1）收收集基本本资料； （2）计计算生育育期计划划湿润层层内含水水量； （3）计计算各次次降雨的的入渗雨雨量及时时段入渗渗雨量； （4）计计算因计计划湿润润层增加加而增加加的含水水量WTT； （5）计计算各时时段地下下水补给给量； （6）计计算各时时段田间间需水量量； （7）逐逐日计算算灌溉制制度； （8）

25、校校核各生生育阶段段及全生生育期的的计算结结果。3 灌灌溉用水水量和灌灌溉用水水流量前面介绍绍了灌溉溉制度，但但还有两两个问题题未解决决。（11）水库库兴利调调节需要要用水过过程，因因此存在在一个如如何确定定灌区灌灌溉用水水量的问问题。（22）设计计抽水站站、引水水闸等，应应以用水水流量为为依据，因因此还存存在一个个如何确确定灌区区灌溉用用水流量量的问题题。本节节的任务务就是讨讨论如何何计算灌灌溉用水水量和灌灌溉用水水流量。 一、灌溉溉用水量量 （一）直直接法 直接利用用各种作作物的灌灌溉制度度来计算算。一般般以旬为为时段来来计算。 若有K种种作物，则则某时段段的灌溉溉用水量量为 式中 WWi

26、-第i时时段灌区区用水量量； Mij-第ii时段第第 j种种作物的的灌水定定额； Aj-第j 种作物物的种植植面积； 水-灌溉水水利用系系数； 全生育期期或全年年用水量量: 直接法适适用于小小型灌区区。 例题：某某小型灌灌区作物物单一为为水稻，某某次灌水水有10000亩亩需灌水水，灌水水定额为为40mmm，灌灌区灌溉溉水利用用系数为为0.775，试试计算该该次灌水水的净灌灌溉用水水量和毛毛灌溉用用水量。(二)间接法 利用综合合灌水定定额来计计算，综综合灌水水定额:是某一一时段内内各种作作物灌水水定额的的面积加加权平均均值,称称为该时时段的综综合灌水水定额. 式中 1、2、3、n-各种作作物的种

27、种植比(之和为为1)， mi,11、mii,2、mmi,33、mii,n-第 i时段段各种作作物的灌灌水定额额。 某时段的的灌溉用用水量： m综：11 它是是衡量全全灌区用用水状况况的一个个综合指指标； 2 若全全灌区种种植比例例相似，可可用综合合灌水定定额方便便地计算算出某一一局部的的灌溉用用水量； 3 在供供水水源源有限的的情况下下，可用用综合灌灌水定额额计算保保灌面积积，即 。 间接法适适用于大大中型灌灌区。 例题：某某灌区AA=200万亩，AA水田=16万万亩，AA棉花=4万亩亩，m水水田=445mmm，m棉棉花=440m33/亩。求求m综。 二、灌溉溉用水流流量 （一）直直接法 直接

28、根据据灌溉制制度或灌灌溉用水水量计算算。 式中 TT-时时段内天天数； t -1天灌灌水时数数，自流流为244h,提提灌为118222h . 适用于小小型灌区区。 例题：某某小型提提水灌区区，作物物均为水水稻，面面积10000亩亩，用水水高峰期期最大灌灌水定额额为1000m33/亩，灌灌溉水利利用系数数为0.75，灌灌水延续续4天，每每天灌水水20小小时。试试计算水水泵设计计流量。 （二）间间接法 利用灌水水模数计计算。思思考为什什么要引引入灌水水模数？ 1灌水水模数 灌水模数数（灌水水率）：灌区单单位面积积上所需需的灌溉溉净流量量， 用 q 表示，单单位为（ m3/s）/万亩。 第i次灌灌水

29、，第第j种作作物的灌灌模数为为： 式中 j-第j种种作物的的种植比比例。 由上式可可见，TT短，对对作物有有利（灌灌水及时时），但但流量大大，工程程大； T长，对对作物不不利，但但流量小小，工程程小。 因此应慎慎重选定定T。教教材中给给出了我我国万亩亩以上灌灌区的灌灌水延续续时间，可可供参考考。 为直观起起见及修修正灌水水模数的的方便,需绘出出灌水模模数图. 初步灌水水模数图图存在以以下问题题: (1)大大小悬殊殊,对工工程设计计不利; (2)灌灌水时间间断断续续续,对对管理理理不利. 因此需要要修正. 修正方法法:调整整灌水时时间(消消除大大小悬殊殊及断断续续续); 注意：（11）以不不影响

30、作作物生长长为原则则； （2）尽尽量不要要改变需需水临界界期的灌灌水时间间； （3）调调整灌水水时间以以前移为为主； （4）最最小灌水水模数应应不小于于最大灌灌水模数数的400%； 在修正后后的灌水水模数图图中，可可取图中中延续时时间达220天的的最大灌灌水模数数为设计计灌水模模数。若若按短暂暂的最大大灌水模模数设计计工程，可可能是不不经济的的。 2计算算灌溉用用水流量量 （1）计计算流量量过程线线 第i时段段的灌溉溉用水流流量为： 式中 qqi -第ii时段的的灌水模模数。 （2）计计算设计计流量有些情况况下，不不需计算算流量过过程，只只需计算算设计流流量，这这时可由由设计灌灌水模数数计算Q

31、Q设。 根据设计计灌水模模数计算算设计流流量： 间接法适适用于大大中型灌灌区。第三章1 灌灌溉水源源（一）灌灌溉水源源的主要要类型 灌溉水源源指可以以用于灌灌溉的天天然水体体，一般般分地面面水和地地下水两两种形式式。 如进一步步细分的的话，则则可分为为河川湖湖泊径流流、当地地地面径径流、地地下径流流和城市市污水等等四种。 江苏平原原地区主主要以河河川湖泊泊径流为为灌溉水水源，如如长江、淮淮河、太太湖、洪洪泽湖等等。山丘丘区主要要以当地地径流为为水源，通通过修建建水库、塘塘坝拦蓄蓄当地径径流。徐徐淮地区区，特别别是徐州州地区，地地下水也也是一种种重要的的水源。地地下水的的特点是是含盐量量通常较较

32、高，但但含沙量量很小。随随着工业业的发展展，污水水问题日日益突出出，发展展污水灌灌溉将逐逐步引起起重视。发发展污水水灌溉，一一方面可可作为一一种灌溉溉水源，另另一方面面可避免免其它水水体受到到污染。因因此发展展污水灌灌溉具有有很重要要的现实实意义。 （二）灌灌溉对水水质的要要求 首先要明明确什么么叫灌溉溉水质。灌灌溉水质质主要指指灌溉水水中所含含泥沙的的粒径和和数量、可可溶盐的的种类和和数量、灌灌溉水温温以及其其它有毒毒有害物物质的含含量等。 1 含含沙量 从多沙河河流引水水的灌溉溉工程，必必须分析析灌溉水水中泥沙沙的含量量和组成成，以便便在灌溉溉工程设设计和管管理时，采采取适当当的措施施，防

33、止止有害泥泥沙入渠渠入田，防防止渠道道淤积。（不不同粒径径泥沙危危害程度度不同： （1）粒粒径00.0005mmm的泥沙沙，具有有一定的的肥力，可可适量输输入田间间，但也也不能引引入过多多，引入入过多，则则会降低低土壤的的透水性性和通气气性。 （2）粒粒径为00.000500.1mmm的泥泥沙，在在土壤质质地粘重重的地区区，可少少量引入入田间，以以改善土土壤结构构，增加加透水性性和通气气性。 （3）粒粒径大于于0.110.15mmm的泥泥沙，容容易在渠渠中淤积积，对于于农田土土壤也不不利，因因此应禁禁止入渠渠。 渠中水的的泥沙含含沙量也也不应超超出渠道道的输沙沙能力，否否则会产产生淤积积。 2

34、 含含盐量 灌溉水中中允许含含有一定定的盐分分，但如如果含盐盐过多，就就会增加加土壤溶溶液的浓浓度，使使作物根根系吸水水困难，影影响作物物正常生生长，严严重的甚甚至会造造成作物物死亡。甚甚至还会会引起土土壤次生生盐碱化化。由于于各种盐盐类对作作物的危危害程度度不同，不不同作物物的耐盐盐能力也也不同，因因此灌溉溉水质的的标准也也随着含含盐种类类和作物物种类的的不同而而不同，对对大多数数作物来来说，通通常要求求灌溉水水的含盐盐量不超超过155%(11.5gg/l) 。以碳酸酸钠为主主的含盐盐量应小小于0.1%，以以氯化钠钠为主的的含盐量量应小于于0.22%。以以硫酸钠钠为主时时应小于于0.33%，

35、钙钙盐危害害不大，其其允许含含盐量可可更高。 不同矿化化度对作作物生长长的影响响: 矿化度（gg/l）作物种类类及生长长情况 1-2520一般作物物正常生生长水稻稻棉花正正常生长长，小麦麦受抑制制水稻可可生长，棉棉花受抑抑制，小小麦不生生长作物物不能生生长，只只能生长长少量耐耐盐植物物 但是，实实践证明明，在水水源短缺缺的地区区，只要要土壤透透水性较较好，排排水条件件较好，灌灌溉水的的含盐量量也可以以大一些些，有些些地区甚甚至用含含盐量为为0.330.6%的的咸水进进行抗旱旱灌溉，在在夏季雨雨大而集集中，土土壤中暂暂时积累累的盐分分很快又又冲洗掉掉，使耕耕作层仍仍能保持持盐量的的平衡。3 水水

36、温 灌溉水的的温度，对对农作物物的生长长影响也也是很大大的。水水温过低低会抑制制作物的的生长，水水温过高高，会降降低水中中溶解氧氧的含量量，并提提高水中中有毒物物质的毒毒性。作物对水水温的要要求：旱旱作T=1520度度，最低低允许温温度为22度。水稻T不不小于220度。均不能大大于355度。井灌或引引水库灌灌溉时，水水温往往往偏低，措措施是：（1）井井灌时延延长输水水路线或或设晒水水池曝晒晒。（22）从水水库引水水灌溉应应从温度度较高的的表层取取水。4 其其它有毒毒有害物物质的含含量 城市污水水中含有有较多种种类的有有毒有害害物质，灌灌溉前应应作水质质分析，作作适当的的水质处处理，使使之满足足

37、灌溉水水水质要要求。2取水水枢纽取水枢纽纽又称为为渠首。它它的任务务是从水水源及时时取得满满足作物物灌溉用用水需要要的水量量。但是是作为灌灌溉水源源的河流流、湖泊泊等其水水位和流流量有其其自己特特定的变变化规律律，往往往不能满满足渠首首引水要要求，这这就需要要采取工工程措施施调节水水源的水水位、流流量和水水量，使使之适应应灌溉用用水要求求，这些些工程措措施就是是我们下下面要讲讲的取水水枢纽，按按工程措措施的不不同，取取水枢纽纽可分为为无坝取取水、有有坝取水水、抽水水取水和和水库取取水四种种形式。 （一）无无坝取水水 1 适用用条件：水源(河道)的水位位和流量量均能满满足灌溉溉用水的的要求。 2

38、 枢纽纽组成： 进水闸：控制引引水流量量（一般般不大于于枯水流流量的330%） 冲沙闸：冲走进进水闸前前泥沙（少少沙河流流上可不不需冲沙沙闸） 导流堤：导流及及保证引引水，平平时导流流，枯水水时截断断河流，保保证引水水（有些些河道要要求引水水流量不不大于河河道流量量的300%，以以保证通通航和河河道的稳稳定），从从大江大大河引水水时，不不需导流流堤。 3 引水水口位置置的选定定： 一般选在在凹岸中中部偏下下游处（对对顺直河河流不在在存在这这一问题题）。这这是因为为河槽的的主流总总是靠近近凹岸一一侧，引引水可靠靠，更重重要的是是在凹岸岸引水可可以利用用环流作作用以防防止泥沙沙淤塞进进水口和和进入

39、渠渠道。因因为在河河流拐弯弯的地方方，水流流受离心心力的作作用，表表层水流流流向凹凹岸，使使凹岸一一侧水面面壅高，凸凸岸一侧侧水面下下降，在在河道横横断面上上形成一一个水位位差，由由于重力力作用使使底层水水流由凹凹岸流向向凸岸，并并把低层层泥沙带带到凸岸岸，在凸凸岸一侧侧淤积下下来。由由于弯道道处水流流呈螺旋旋形前进进，故称称为“弯弯道环流流”。如如下图所所示，由由于环流流作用，主主流靠近近凹岸一一边，凹凹岸一侧侧泥沙淤淤积较少少，河道道较深。所所以把取取水口选选在凹岸岸，不仅仅引水可可靠（靠靠近主流流、水位位较高），而而且可以以防止泥泥沙入渠渠。通常常把引水水口放在在弯道中中部偏下下游的地地

40、方，因因为在这这时环流流作用发发挥得最最充分，又又避开了了凹岸水水流顶冲冲的部位位。由于于凹岸易易受冲刷刷，因此此渠首附附近河岸岸要加以以保存护护。 如果由于于客观条条件限制制，取水水口必须须选在凸凸岸，则则应选在在凸岸中中部偏上上游处。该该处因环环流作用用而造成成的不利利影响较较小。 （二）有有坝取水水 1 适用用条件：河道的的流量能能满足灌灌溉要求求，但水水位略低低于渠首首的引水水要求。 2 枢纽纽组成： 壅水坝：抬高水水位，满满足灌溉溉引水要要求； 进水闸，冲冲沙闸：作用同同上； 防洪堤：减免或或避免上上游淹没没损失。 关于冲沙沙闸：它它是多沙沙河流低低坝引水水枢纽中中不可缺缺少的组组成

41、部分分。冲沙沙闸的底底板高程程应低于于进水闸闸底板高高程，以以保证冲冲沙效果果。 （三）扬扬水取水水 1 适用用条件：河道水水量丰富富，但灌灌区位置置较高，并并且修建建其它取取水工程程困难或或不经济济时。2 枢纽纽组成： 抽水水设备（水水泵、动动力机、管管道、闸闸阀等） 水工建筑筑物（引引水渠、进进水池、泵泵房、出出水池等等） 辅助设施施（供电电设施、泵泵房内供供排水设设施、安安装检修修设施）（四）水水库取水水 1 适用用条件：（1）年年或多年年总来水水量较丰丰富，但但有时水水量水位位都不能能满足灌灌溉要求求；（22）有适适当的地地形（山山谷）。2 组成成：大坝坝（重力力坝、拱拱坝、土土石坝等

42、等）溢洪道（正正槽、侧侧槽；无无闸控制制、有闸闸控制等等分类）输水涵洞洞（涵管管式、卧卧管式）3 优缺缺点： 优点：（11）能调调节径流流，（22）进入入灌区的的泥沙很很少；缺点：枢枢纽复杂杂，投资资大；（22）淹没没损失大大。蓄引提结结合灌溉溉系统： 常见的有有引提结结合（如如沿运灌灌区）蓄提结合合（如仪仪征山丘丘区） 3 引引水灌溉溉工程水水利计算算在山丘区区，灌溉溉工程系系统要比比平原地地区的灌灌溉工程程系统复复杂得多多，图中中有一骨骨干水库库，及南南干渠和和北干渠渠两条干干渠，这这些都属属骨干工工程；除除骨干工工程外，还还有两座座小型水水库、三三个高塘塘、两个个低塘、一一个河坝坝，还有

43、有三处坡坡面截流流工程。象象这样的的灌溉工工程系统统比单一一的灌溉溉工程水水利计算算要复杂杂得多。下下面我们们介绍这这种灌溉溉系统的的水利计计算方法法。水利利计算时时首先要要灌溉工工程的可可供水量量。 一、小型型水利工工程供水水量计算算 （一）塘塘堰供水水量估算算 指塘堰全全年能供供作物灌灌溉的总总水量。 1、复蓄蓄次数法法 年内堰塘塘能重复复蓄满的的次数（即即年供水水量/塘塘堰有效效容积），用用N表示示。 一般般 平水水年（PP=500%） N=22.0中等等干旱年年（P=75%） NN=1.5大旱年年（P=90%） NN=1.0 塘堰堰供水量量 W=NV （万mm3） 式中VV塘塘堰有效效

44、容积（万万m3）。 22 抗旱旱天数法法 塘堰实际际能达到到的抗旱旱天数也也能反映映塘堰的的供水能能力大小小。因此此 W=etAA （万万m3） 式中ee作作物耗水水强度（mm3/dd/亩）； tt抗抗旱天数数； AA灌灌溉面积积（万亩亩）。 33、径流流系数法法 利用径流流系数和和降水资资料估算算塘堰供供水量。 W=0.11PFF 式中 年年径流系系数，可可查水文文手册，一一般为00.2-0.66； PP年年降水量量（mmm）； FF集集水面积积（kmm）； 塘塘堰蓄水水系数，考考虑蒸发发、渗漏漏、弃水水等，取取值0.500.7。 （二）小小型河坝坝供水量量估算 山丘区小小型河道道上的有有坝取水水称为小小型河坝坝。 利用径流流系数和和降水资资料估算算塘堰供供水量。 WW=0.1PPF 式中径径流系数数； PP降降水量（mmm）； FF集集水面积积（kmm）； 径径流利用用率。 （三）小小型水库库可供水水量的估估算 、来水水量估算算 （1）有有降水资资料和径径流系数数地区 先选设计计代表年年，查取取设计代代表年各各月降水水量。 W=00.1P月FF 式中、月月、含含义同上上。