1、第八章第八章 农业用水农业用水主讲人：张金萍主讲人：张金萍郑州大学郑州大学第一节第一节 农业用水的概念农业用水的概念第二节第二节 农业用水途径农业用水途径第三节第三节 农业用水量计算及我国农业用水状况农业用水量计算及我国农业用水状况第四节第四节 农业节水农业节水思考题思考题 本章内容本章内容 第一节第一节 农业用水的概念农业用水的概念 水与作物生理活动水与作物生理活动一、水与农作物一、水与农作物 作物的重要组成部分作物的重要组成部分 细胞原生质的重要成分细胞原生质的重要成分 光合作用的重要原料光合作用的重要原料 作物进行生化反应和吸收输送养分的介质作物进行生化反应和吸收输送养分的介质 保持作物
2、固有形态的重要支撑保持作物固有形态的重要支撑 维持作物叶面蒸腾的必备条件维持作物叶面蒸腾的必备条件 水与作物生长环境水与作物生长环境 土壤土壤 农田小气候农田小气候 含水量含水量空气空气温度温度 水与作物耕作措施水与作物耕作措施 第一节第一节 农业用水的概念农业用水的概念 作物需水量是指作物在适宜的土壤水分和肥力作物需水量是指作物在适宜的土壤水分和肥力水平下，经过正常生长发育，获得高产时的植水平下，经过正常生长发育，获得高产时的植株蒸腾、株间蒸发以及构成植株体的水量之和。株蒸腾、株间蒸发以及构成植株体的水量之和。 农田水分消耗的途径主要有三个方面：植株蒸农田水分消耗的途径主要有三个方面：植株蒸
3、腾、株间蒸发和深层渗漏（或田间渗漏）。腾、株间蒸发和深层渗漏（或田间渗漏）。二、作物需水量二、作物需水量植株蒸腾植株蒸腾 Traspiration 株间蒸发株间蒸发 Evaporation 作物需水量作物需水量 = 植株蒸腾植株蒸腾 + 株间蒸发株间蒸发=腾发量腾发量 Evapotranspiration(ET)作物根系从土壤中吸入体内，通作物根系从土壤中吸入体内，通过叶片的气孔扩散到大气中去的过叶片的气孔扩散到大气中去的水分。水分。 refers to the movement of water from the soil into a plant, up the plant body, a
4、nd out the plants leaves into the atmosphere.蒸腾（蒸腾（Transpiration）植株间土壤或田面蒸发的水分植株间土壤或田面蒸发的水分 refers to the movement of water from the soil surface or water surface in field into the atmosphere蒸发（蒸发（Evaporation）Percolation旱田（深层渗漏）中由于降水或灌溉水量太大，使土壤水分旱田（深层渗漏）中由于降水或灌溉水量太大，使土壤水分超过了田间持水量，水分渗透到根系以下深层的土壤中超过了田
5、间持水量，水分渗透到根系以下深层的土壤中refers to the movement of water from the soil surface into the deep soil of plant root because the soil water exceeds field capicty content稻田（田间渗漏）是指水稻田的渗漏稻田（田间渗漏）是指水稻田的渗漏Percolation in paddy field 渗漏（渗漏（Percolation）灌溉水量是指从灌溉供水水源所取得的总供水量。灌溉水量是指从灌溉供水水源所取得的总供水量。 三、灌溉用水量三、灌溉用水量灌溉水量灌
6、溉水量毛灌溉毛灌溉水量水量净灌溉净灌溉水量水量损失损失水量水量=+灌水定额是指单位面积上灌溉一次所需要的水量，灌水定额是指单位面积上灌溉一次所需要的水量，以以m3/亩表示。亩表示。灌溉定额是指在作物整个生育期内单位面积灌溉的灌溉定额是指在作物整个生育期内单位面积灌溉的水量，即各次灌水定额的总和，也叫总灌水量，以水量，即各次灌水定额的总和，也叫总灌水量，以m3/亩表示。亩表示。灌溉定额也分为净灌溉定额和毛灌溉定额。灌溉定额也分为净灌溉定额和毛灌溉定额。灌溉渠道系统是指从水源取水、通过渠道及其附属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建筑物向农田供
7、水、经由田间工程进行农田灌溉的工程系统。工程系统。包括渠首工程、输配水工程和田间工程三大部分。包括渠首工程、输配水工程和田间工程三大部分。灌溉渠道系统和排水沟道系统并存。灌溉渠道系统和排水沟道系统并存。由各级灌溉渠道和退（泄）水渠道组成。由各级灌溉渠道和退（泄）水渠道组成。第二节第二节 农业用水途径农业用水途径灌溉系统的组灌溉系统的组成成拦拦河河坝坝冲沙闸冲沙闸进水闸进水闸节制闸节制闸排沙渠排沙渠干干 渠渠斗斗 渠渠支支 渠渠农渠农渠农沟农沟支支 沟沟斗斗 沟沟干干 沟沟容泄区容泄区退水渠退水渠泄水闸泄水闸l 渠首工程渠首工程 l 输配水工程输配水工程 固定渠道：干、支、固定渠道：干、支、 斗
8、、农斗、农 临时渠道：毛渠等临时渠道：毛渠等 l 田间工程田间工程 一、灌溉取水方式一、灌溉取水方式灌溉水源灌溉水源u地面水：河流地面水：河流 湖泊湖泊u地下水：潜水地下水：潜水 层间水层间水u灌溉回归水灌溉回归水u污水污水地表水地表水取水方式取水方式u无坝取水无坝取水u有坝取水有坝取水 u提水取水提水取水u水库取水水库取水无坝取水无坝取水有坝取水有坝取水抽水取水抽水取水水库取水水库取水灌区灌区河流河流干渠干渠无坝取水无坝取水条件：水位流量均满足要求条件：水位流量均满足要求位置：河流凹岸中点偏下游位置：河流凹岸中点偏下游组成：进水闸、冲沙闸、导流堤组成：进水闸、冲沙闸、导流堤内内江江外外江江泯
9、泯江江鱼嘴鱼嘴宝瓶口宝瓶口飞飞沙沙堰堰岁修期岁修期 供水暗渠供水暗渠灌县灌县索桥索桥金金刚刚堤堤四川都江堰工程示意图四川都江堰工程示意图有坝引水有坝引水条件：水量丰富、水位低条件：水量丰富、水位低组成：拦河坝（闸）、进水闸、组成：拦河坝（闸）、进水闸、冲沙闸、防洪堤等冲沙闸、防洪堤等侧面引水侧面引水适用于含沙量较适用于含沙量较小的河流小的河流溢流坝溢流坝冲沙闸冲沙闸进水闸进水闸河流河流防洪堤防洪堤正面引水正面引水能形成横向环流，适用能形成横向环流，适用于含沙量大的河流于含沙量大的河流溢流坝溢流坝冲沙闸冲沙闸进水闸进水闸河流河流引渠引渠抽水取水抽水取水适用条件：水量满足要求，但水位低，且自流引水
10、困适用条件：水量满足要求，但水位低，且自流引水困难或不经济难或不经济水库取水水库取水适用条件：水量、水位均不满足要求适用条件：水量、水位均不满足要求地下水地下水取水方式取水方式u垂直取水建筑物垂直取水建筑物 ：管井、筒井：管井、筒井u水平取水建筑物：坎儿井水平取水建筑物：坎儿井 u多向取水建筑物：辐射井多向取水建筑物：辐射井垂直取水建筑物垂直取水建筑物管井（水井结构由一系列井管组成）管井（水井结构由一系列井管组成）分完整井和非完整井分完整井和非完整井适用于开采浅层和深层地下水适用于开采浅层和深层地下水井深（井深（m）6060-150150井径（井径（m）0.7-1.0 0.3-0.40.2-0
11、.3井台井台井壁管井壁管 （实管）（实管）滤水管滤水管 （花管）（花管）沉淀管沉淀管封底塞封底塞筒井（又称大口井）筒井（又称大口井）大口径取水建筑物，直径一般大口径取水建筑物，直径一般1-2m，有的，有的3-4m，最大，最大12m。深度一般深度一般6-20m。适用于开采浅层地下水适用于开采浅层地下水井台井台井筒井筒进水部分进水部分井底井底垂直取水建筑物垂直取水建筑物水平取水建筑物水平取水建筑物坎儿井坎儿井由地下廊道和立井组成。地下廊由地下廊道和立井组成。地下廊道截取地下潜流并起输水作用；道截取地下潜流并起输水作用；立井用于施工出土和通风。立井用于施工出土和通风。主要分布于新疆山前冲积主要分布于
12、新疆山前冲积扇下部和冲积平原地区扇下部和冲积平原地区潜水位潜水位立井立井地下廊道地下廊道渠道渠道融雪水融雪水卧管井卧管井截潜流工程截潜流工程埋设在地下水位以下的水平集埋设在地下水位以下的水平集水管道，与提水竖井相通。水管道，与提水竖井相通。多用于沼泽地和盐碱地排水，多用于沼泽地和盐碱地排水，灌溉上使用较少灌溉上使用较少山区河流河床下部筑地下山区河流河床下部筑地下坝，拦截地下潜流坝，拦截地下潜流河床河床截水墙截水墙引水渠引水渠水平取水建筑物水平取水建筑物截水墙截水墙枯水河槽枯水河槽等高线等高线双向取水建筑物双向取水建筑物辐射井辐射井在大口井的下部沿径向呈辐在大口井的下部沿径向呈辐射状布设水平集水
13、管，以提射状布设水平集水管，以提高井的出水量。高井的出水量。集水井的下部设沉沙段集水井的下部设沉沙段二、灌溉渠系规划二、灌溉渠系规划 灌溉渠道按其使用寿命可分为固定渠道和临时渠道两种：灌溉渠道按其使用寿命可分为固定渠道和临时渠道两种： 多年使用的永久性渠道称为固定式渠道；多年使用的永久性渠道称为固定式渠道； 使用寿命小于一年的季节性渠道称为临时渠道。使用寿命小于一年的季节性渠道称为临时渠道。 按其控制面积大小和水量分配层次可分为若干等级：按其控制面积大小和水量分配层次可分为若干等级： 大、中型灌区的固定渠道一般分为干渠、支渠、斗渠、农渠大、中型灌区的固定渠道一般分为干渠、支渠、斗渠、农渠四级；
14、四级； 在地形复杂的大型灌区，固定渠道的级数往往多于四级，干在地形复杂的大型灌区，固定渠道的级数往往多于四级，干渠可分成总干渠和分干渠，支渠可下设分支渠，甚至斗渠也渠可分成总干渠和分干渠，支渠可下设分支渠，甚至斗渠也可下设分斗渠；可下设分斗渠； 在灌溉面积较小的灌区，固定渠道的级数较少在灌溉面积较小的灌区，固定渠道的级数较少 。灌溉渠系布置原则灌溉渠系布置原则1.总布置原则总布置原则 干渠应布置在灌区的较高地带，尽可能自流控制较大的灌干渠应布置在灌区的较高地带，尽可能自流控制较大的灌溉面积；溉面积； 渠系布置要求总的工程量和工程费用最小，并且工程安全渠系布置要求总的工程量和工程费用最小，并且工
15、程安全可靠；可靠； 灌溉渠道的位置应参照行政区划确定，以便管理；灌溉渠道的位置应参照行政区划确定，以便管理； 布置时应考虑发挥灌区内原有小型水利工程的作用，并应布置时应考虑发挥灌区内原有小型水利工程的作用，并应为上、下级渠道的布置创造良好条件；为上、下级渠道的布置创造良好条件； 灌溉渠系布置应和排水系统规划结合进行。灌溉渠系布置应和排水系统规划结合进行。 渠道布置形式：渠道布置形式：干渠沿等高线布置干渠沿等高线布置 多见于分水岭与山溪或河多见于分水岭与山溪或河流间的狭长地带流间的狭长地带 渠线长而缓渠线长而缓 水库水库山山塘塘河河流流干干渠渠支支渠渠2.干支渠布置原则干支渠布置原则（1）山区、
16、丘陵区灌区）山区、丘陵区灌区第二节第二节 农业用水途径农业用水途径渠道布置形式：渠道布置形式：干渠沿主要分水岭布置干渠沿主要分水岭布置 多见于浅丘岗地多见于浅丘岗地 比降由地面坡度决定比降由地面坡度决定水库水库山山塘塘河河流流地形特点：地形特点： 地形开阔平坦地形开阔平坦; 耕地集中，面积较大耕地集中，面积较大山前平原：山前平原： 靠近山麓，地势较高，排水条件好靠近山麓，地势较高，排水条件好； 冲积平原：冲积平原：位于河流中下游平原坡水地区，地面坡度位于河流中下游平原坡水地区，地面坡度 平缓，地下水位较高。平缓，地下水位较高。渠道布置：渠道布置：干渠多沿等高线布置，支渠垂直等高线干渠多沿等高线
17、布置，支渠垂直等高线 河河流流干干渠渠一支渠一支渠二支渠二支渠三支渠三支渠（2）平原区灌区）平原区灌区（3）圩垸区灌区）圩垸区灌区地形特点：地形特点： 分布于沿江、湖滩地和三角洲分布于沿江、湖滩地和三角洲地区，地形平坦低洼；地区，地形平坦低洼； 多河湖港汊，水网密集；多河湖港汊，水网密集； 汛期外河水位常高于圩内地面，汛期外河水位常高于圩内地面，四周有圩堤，四周高，中间低四周有圩堤，四周高，中间低渠系布置：渠系布置： 以排为主，兼顾灌溉；以排为主，兼顾灌溉； 一般提排提灌，少有自流排灌一般提排提灌，少有自流排灌干渠干渠支渠支渠3.斗渠布置原则斗渠布置原则u 山区、丘陵区的斗渠长度较短，控制面积
18、较小。山区、丘陵区的斗渠长度较短，控制面积较小。u 平原地区斗渠较长，控制面积较大。平原地区斗渠较长，控制面积较大。u 我国北方地区一些大型自流灌区的斗渠长度一般我国北方地区一些大型自流灌区的斗渠长度一般为为35km，控制面积为，控制面积为30005000亩。亩。 4.农渠布置原则农渠布置原则u农渠控制范围为一个耕作单元，长度根据机耕要求农渠控制范围为一个耕作单元，长度根据机耕要求确定。确定。u平原区通常为平原区通常为5001000m，间距为，间距为200400m，控制面积为控制面积为200600亩亩m2。u丘陵区农渠的长度和控制面积较小。丘陵区农渠的长度和控制面积较小。u在有控制地下水位要求
19、的地区，农渠间距根据农沟在有控制地下水位要求的地区，农渠间距根据农沟间距而定。间距而定。5.灌溉渠道和排水沟道的布置灌溉渠道和排水沟道的布置 相间布置相间布置相邻布置相邻布置支支 渠渠支支 渠渠斗斗 渠渠斗斗 沟沟斗斗 渠渠斗斗 沟沟农渠农渠农渠农渠农沟农沟农沟农沟 渠系建筑物是指为安全、合理的输配水量，满渠系建筑物是指为安全、合理的输配水量，满足各部门的需要而在渠道系统上修建的建筑物，担足各部门的需要而在渠道系统上修建的建筑物，担负着输配水、控制渠道水位、量测渠道过水流量、负着输配水、控制渠道水位、量测渠道过水流量、宣泄灌区多余水量以及便利交通等任务。宣泄灌区多余水量以及便利交通等任务。 渠
20、系建筑物规划布置渠系建筑物规划布置1.渠系建筑物布置原则渠系建筑物布置原则 （1）应满足灌溉系统各项使用要求，以最大限度）应满足灌溉系统各项使用要求，以最大限度的满足作物灌水需求。的满足作物灌水需求。 （2）尽量采用联合枢纽布置的形式，以节省投资）尽量采用联合枢纽布置的形式，以节省投资和管理方便。和管理方便。 （3）尽量采用定型设计和装配式建筑物，可简化）尽量采用定型设计和装配式建筑物，可简化设计，加快施工进度。设计，加快施工进度。 （4）根据当地实际情况，尽量采用当地材料修建。）根据当地实际情况，尽量采用当地材料修建。 （5）应方便交通、航运和群众生产、生活需要。）应方便交通、航运和群众生产
21、、生活需要。 2.渠系建筑物的分类渠系建筑物的分类控制建筑物：控制建筑物：交叉建筑物：交叉建筑物：衔接建筑物：衔接建筑物：泄水建筑物：泄水建筑物：量水建筑物：量水建筑物：进水闸、分水闸、节制闸进水闸、分水闸、节制闸隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞、桥梁隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞、桥梁跌水、陡坡跌水、陡坡溢流堰、退水闸、泄水闸溢流堰、退水闸、泄水闸巴歇尔量水槽巴歇尔量水槽控制建筑物控制建筑物交叉建筑物交叉建筑物泄水建筑物泄水建筑物衔接建筑物衔接建筑物跌水跌水陡坡陡坡量水建筑物量水建筑物三、田间工程规划三、田间工程规划田间工程通常指最末一级固定渠道田间工程通常指最末一级固定渠道(农渠农渠)和固定沟和固定沟道
22、道(农沟农沟)之间的条田范围内的临时渠道、排水小沟、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。水沟、小型建筑物以及土地平整等农田建设工程。 有完善的田间灌排系统，旱地有沟、畦，种稻有有完善的田间灌排系统，旱地有沟、畦，种稻有格田，配置必要的建筑物，灌水能控制，排水有格田，配置必要的建筑物，灌水能控制，排水有出路，消灭旱地漫灌和稻田串灌串排现象，并能出路，消灭旱地漫灌和稻田串灌串排现象，并能控制地下水位，防止土壤过湿和产生土壤次生盐控制地下水位，防止土壤过湿和产生土壤次
23、生盐渍化现象。渍化现象。 田面平整，灌水时土壤湿润均匀，排水时田面不田面平整，灌水时土壤湿润均匀，排水时田面不留积水。留积水。 田块的形状和大小要适应农业现代化需要，有利田块的形状和大小要适应农业现代化需要，有利于农业机械作业和提高土地利用率。于农业机械作业和提高土地利用率。田间工程规划要求田间工程规划要求在农业发展规划和水利建设规划的基础上进行。在农业发展规划和水利建设规划的基础上进行。着眼长远、立足当前，既要充分考虑农业现代化发着眼长远、立足当前，既要充分考虑农业现代化发展的要求，又要满足当前农业生产发展的实际需要。展的要求，又要满足当前农业生产发展的实际需要。因地制宜，讲求实效。因地制宜
24、，讲求实效。以治水改土为中心，实行山、水、田、林、路综合以治水改土为中心，实行山、水、田、林、路综合治理。治理。田间工程规划原则田间工程规划原则1.条田规划条田规划指末级固定灌溉渠道指末级固定灌溉渠道(农渠农渠)和末级固定沟道和末级固定沟道(农沟农沟)之间的田块，有的地方称为耕作区。之间的田块，有的地方称为耕作区。 排水排水基本尺寸满足以下要求：基本尺寸满足以下要求：机耕机耕田间用水田间用水管理管理间距为间距为100200m 长度长度400800m长度不超过长度不超过500600m宽度：宽度：100200m长度：长度：400800m2.田间渠系布置田间渠系布置u田间渠系指条田内部的灌溉网，包括
25、毛渠、输水垄沟和田间渠系指条田内部的灌溉网，包括毛渠、输水垄沟和灌水沟、畦等，有纵向布置和横向布置两种形式。灌水沟、畦等，有纵向布置和横向布置两种形式。u布置形式选择：布置形式选择：灌水沟、畦尽量垂直于等于等高线（便于灌水）；作物灌水沟、畦尽量垂直于等于等高线（便于灌水）；作物行向一般为南北方向（通风光照条件好），由此确定灌行向一般为南北方向（通风光照条件好），由此确定灌水沟、畦的方向。水沟、畦的方向。 若灌水沟、畦垂直于农渠，采用纵向布置；若灌水沟、若灌水沟、畦垂直于农渠，采用纵向布置；若灌水沟、畦平行于农渠，则采用横向布置。畦平行于农渠，则采用横向布置。纵向布置适用于地形变化较复杂、土地平
26、整较差的条田；纵向布置适用于地形变化较复杂、土地平整较差的条田；横向布置适用于地面坡向一致、坡度较小的条田。横向布置适用于地面坡向一致、坡度较小的条田。 纵向布置纵向布置水流流向水流流向 ：农渠农渠毛渠毛渠输水垄沟输水垄沟灌水沟、畦灌水沟、畦 特点特点：毛渠毛渠灌水沟、畦灌水沟、畦布置规格：布置规格： 输水垄沟间距等于灌水输水垄沟间距等于灌水沟畦的长度，为沟畦的长度，为3050m 输水垄沟长等于毛渠的输水垄沟长等于毛渠的间距，为间距，为5070m 毛渠间渠等于输水垄沟毛渠间渠等于输水垄沟的长度。若毛渠双向控制，的长度。若毛渠双向控制，则毛渠的间距是输水垄沟长则毛渠的间距是输水垄沟长度的两倍度的
27、两倍 毛渠长度与条田宽度相毛渠长度与条田宽度相近近横向布置横向布置水流流向水流流向 ：农渠农渠毛渠毛渠灌水沟、畦灌水沟、畦 特点：特点：无输水垄沟；毛渠无输水垄沟；毛渠灌水沟、畦面垂直灌水沟、畦面垂直 布置规格：布置规格： 灌水沟、畦长度一般为灌水沟、畦长度一般为3050m 单向控制时，毛渠间距等单向控制时，毛渠间距等于灌水沟、畦的长度，双向于灌水沟、畦的长度，双向控制时，毛渠的间距是灌水控制时，毛渠的间距是灌水沟、畦长度的两倍沟、畦长度的两倍 毛渠长度与条田宽度相近毛渠长度与条田宽度相近3.稻田区的格田规划稻田区的格田规划 格田长度与宽度的确定应考虑到有利灌溉，以及有利格田长度与宽度的确定应
28、考虑到有利灌溉，以及有利于提高机耕、机收的效率，一般长约于提高机耕、机收的效率，一般长约100150m，宽，宽约约1520m； 在山丘区坡地上布置格田，一般格田长边方向与等高在山丘区坡地上布置格田，一般格田长边方向与等高线平行（有利于减少修筑梯田的工程量），此时农渠线平行（有利于减少修筑梯田的工程量），此时农渠垂直于等高线、顺坡布置；垂直于等高线、顺坡布置； 在平原地区，格田方向以南北向为好，利于作物通风在平原地区，格田方向以南北向为好，利于作物通风采光；采光； 消灭串灌串排；消灭串灌串排； 田面平整，便于采用浅水勤灌或其它节水灌溉方法；田面平整，便于采用浅水勤灌或其它节水灌溉方法； 与早作田
29、块相邻时，应开设隔水沟。与早作田块相邻时，应开设隔水沟。4.土地平整土地平整 田面平整，符合灌水技术要求。田面平整，符合灌水技术要求。 合理分配土方，就近挖、填平衡。合理分配土方，就近挖、填平衡。 注意保持土壤肥力。注意保持土壤肥力。 改良土壤，扩大耕地。改良土壤，扩大耕地。5.田、林、路的规划布置田、林、路的规划布置 田间道路与灌排沟渠的结合形式田间道路与灌排沟渠的结合形式 。有沟渠路、沟。有沟渠路、沟路渠、路沟渠三种配置形式。路渠、路沟渠三种配置形式。 紧密结合灌排渠系和道路的布置，进行防护林网的规紧密结合灌排渠系和道路的布置，进行防护林网的规划布置，在居民点附近以及宅旁空地植树植株造林，
30、划布置，在居民点附近以及宅旁空地植树植株造林，建立完善的防护林体系。建立完善的防护林体系。 林带的主林带应尽量与主害风垂直，一般要求偏离角林带的主林带应尽量与主害风垂直，一般要求偏离角不超过不超过30，副林带与主林带处置；林带的间距一般，副林带与主林带处置；林带的间距一般为树高的为树高的2025倍，一般主林带间距倍，一般主林带间距200250 m，副林带间距为副林带间距为5001000m；林带的宽度应是主林带；林带的宽度应是主林带要宽些，副林带窄些。要宽些，副林带窄些。1.渠道水量损失内容渠道水量损失内容四、灌溉渠道流量推求四、灌溉渠道流量推求水面蒸发水面蒸发:渗水渗水:漏水漏水:85%2.渠
31、道水量损失计算渠道水量损失计算（1）经验公式估算损失水量）经验公式估算损失水量 自由渗流自由渗流（不受地下水位顶托（不受地下水位顶托 ）顶托渗流顶托渗流采取防渗措施采取防渗措施每公里渠道输每公里渠道输水损失系数水损失系数 渠床土壤渠床土壤透水系数透水系数 渠道输水渠道输水损失流量损失流量 渠道长度渠道长度 渠床土壤渠床土壤透水指数透水指数 渠道渠道净流量净流量 地下水顶托地下水顶托修正系数修正系数 采取防渗措施后采取防渗措施后渠床渗漏水量的渠床渗漏水量的折减系数折减系数 无防渗措施无防渗措施土壤透水性参数土壤透水性参数A和和m根据实测资料分析确定根据实测资料分析确定缺乏实测资料时，可选用下表中
32、的值。缺乏实测资料时，可选用下表中的值。地下水顶托修正系数地下水顶托修正系数 渗水量折减系数渗水量折减系数 （2）经验系数估算损失水量）经验系数估算损失水量 灌区大小灌区大小渠床土质渠床土质防渗措施防渗措施渠道长度渠道长度田间工程状况田间工程状况灌水技术水平灌水技术水平管理工作水平等管理工作水平等经验经验系数系数渠系水利用系数渠系水利用系数田间水利用系数田间水利用系数渠系水利用系数渠系水利用系数净流量计算净流量计算大量水量大量水量量测资料量测资料考虑因素考虑因素毛流量毛流量损失水量损失水量3.渠道流量推算渠道流量推算渠道流量渠道流量设计流量设计流量最小流量最小流量加大流量加大流量轮灌轮灌续灌续
33、灌渠道设计流量即根据灌区的灌溉渠道设计流量即根据灌区的灌溉面积和单位面积上所需灌溉的净面积和单位面积上所需灌溉的净流量，按照渠道工作制度进行合流量，按照渠道工作制度进行合理确定。理确定。u定义定义 ：在设计标准条件下，渠道在正常工作中输：在设计标准条件下，渠道在正常工作中输送的最小流量。送的最小流量。 u如何确定如何确定 ：以修正灌水模数图上的最小灌水模数值作为计算渠道最小流以修正灌水模数图上的最小灌水模数值作为计算渠道最小流 量的依据量的依据 ；渠道最小流量以不低于渠道设计流量的渠道最小流量以不低于渠道设计流量的40% ；渠道最低水位等于或大于渠道最低水位等于或大于70%的设计水位。的设计水
34、位。 u 有何用途有何用途 ：校核在上下级渠水位衔接，确定是否：校核在上下级渠水位衔接，确定是否需节制闸。需节制闸。渠道最小流量渠道最小流量u定义定义 ：在短时增加输水的情况下，渠道需要通过：在短时增加输水的情况下，渠道需要通过的最大灌溉流量的最大灌溉流量 。u如何确定如何确定 ：u 有何用途有何用途 ：确定渠道堤顶高程。确定渠道堤顶高程。 由加大流量计算加大水深，渠底高程加加大水深，再加安全由加大流量计算加大水深，渠底高程加加大水深，再加安全超高得堤顶高程。超高得堤顶高程。渠道加大流量渠道加大流量渠道流量加大系数渠道流量加大系数 为了设计渠道时计算方便，要求渠道设计流量具有适为了设计渠道时计
35、算方便，要求渠道设计流量具有适当的尾数当的尾数：渠道流量进位规定渠道流量进位规定 采用水力最优断面采用水力最优断面 五、渠道断面形状五、渠道断面形状半圆形断面即是水力最优断面，但是这种断面不一定是最经济的断半圆形断面即是水力最优断面，但是这种断面不一定是最经济的断面面渠道断面形状为梯形断面渠道断面形状为梯形断面，它最接近水力最优断面，且便于施工，它最接近水力最优断面，且便于施工，在经过不同稳定性的土壤时，可对深度不同采用不同边坡的复式断面在经过不同稳定性的土壤时，可对深度不同采用不同边坡的复式断面 矩形断面主要用于坚固的岩石中，可减少挖方量；矩形断面主要用于坚固的岩石中，可减少挖方量；当渠道经
36、过狭窄地带，如两侧土壤稳定性较差，且要求渠道宽度较当渠道经过狭窄地带，如两侧土壤稳定性较差，且要求渠道宽度较小时，可在两侧修建挡土墙。沿山开渠，可在外测修建隔墙；小时，可在两侧修建挡土墙。沿山开渠，可在外测修建隔墙；平原地区的大断面渠道采用半挖半填断面，既减少了土方，又可利平原地区的大断面渠道采用半挖半填断面，既减少了土方，又可利用弃土，一举两得。用弃土，一举两得。 六、渠道防渗六、渠道防渗u渠道防渗可以有效减少渠道渗漏损失，节约灌溉渠道防渗可以有效减少渠道渗漏损失，节约灌溉水量，控制地下水位，防止渍害发生；提高渠床的水量，控制地下水位，防止渍害发生；提高渠床的抗冲刷能力，防止渠坡坍塌；加大渠
37、道流速，提高抗冲刷能力，防止渠坡坍塌；加大渠道流速，提高输水能力；降低灌溉成本，提高灌溉效益。输水能力；降低灌溉成本，提高灌溉效益。u常用的渠道防渗措施有多种，包括土料防渗、砌常用的渠道防渗措施有多种，包括土料防渗、砌石防渗、砖砌防渗、混凝土防渗、沥青材料防渗和石防渗、砖砌防渗、混凝土防渗、沥青材料防渗和塑料薄膜防渗等形式。实际应用中，可根据具体情塑料薄膜防渗等形式。实际应用中，可根据具体情况而定。况而定。n农业用水量包括农田灌溉用水量、渔业及林果地用农业用水量包括农田灌溉用水量、渔业及林果地用水量。水量。n在农业用水量计算时，应分区分类统计计算。在计在农业用水量计算时，应分区分类统计计算。在
38、计算方法上基本一致。林果地用水可以认为与农田作物算方法上基本一致。林果地用水可以认为与农田作物用水一样，通过渠系供水灌溉。渔业用水量可按单位用水一样，通过渠系供水灌溉。渔业用水量可按单位面积净耗用水量乘以渔塘面积计算得到。面积净耗用水量乘以渔塘面积计算得到。n下面，仅介绍灌溉用水量计算方法。下面，仅介绍灌溉用水量计算方法。 第三节第三节 农业用水量计算农业用水量计算 及我国农业用水状况及我国农业用水状况一、农业用水量计算一、农业用水量计算几个反映灌溉水利用率的用水指标几个反映灌溉水利用率的用水指标Qn Qg 1.渠道水利用系数渠道水利用系数指某一渠道在中间无分水的情况下，渠道末端指某一渠道在中
39、间无分水的情况下，渠道末端的净流量与进入渠道毛流量的比值。的净流量与进入渠道毛流量的比值。它反映了某条渠道的输水损失情况，或者是某它反映了某条渠道的输水损失情况，或者是某一级渠道水量损失的平均情况。一级渠道水量损失的平均情况。 2.渠系水利用系数渠系水利用系数等于灌溉渠道系统中从末级渠道放出的净流量等于灌溉渠道系统中从末级渠道放出的净流量与渠首引进的毛流量的比值，它等于各级渠道与渠首引进的毛流量的比值，它等于各级渠道水利用系数的乘积。水利用系数的乘积。它反映了整个渠系的水量损失情况，它不仅反它反映了整个渠系的水量损失情况，它不仅反映了灌区的自然条件和工程技术状况，而且还映了灌区的自然条件和工程
40、技术状况，而且还反映出了灌区的管理工作水平反映出了灌区的管理工作水平 。 3.田间水利用系数田间水利用系数指实际灌入田间的有效水量（旱作农田是指存在计划指实际灌入田间的有效水量（旱作农田是指存在计划湿润层中的灌溉水量；对水稻田，指蓄存在格田内的湿润层中的灌溉水量；对水稻田，指蓄存在格田内的灌溉水量）和末级固定渠道（农渠）放出水量的比值。灌溉水量）和末级固定渠道（农渠）放出水量的比值。它反应了田间工程状况和灌水技术水平。它反应了田间工程状况和灌水技术水平。 4.灌溉水利用系数灌溉水利用系数指实际灌入农田的有效水量和渠首引入水量的比值，指实际灌入农田的有效水量和渠首引入水量的比值，也等于渠系水利用
41、系数与田间水利用系数的乘积。也等于渠系水利用系数与田间水利用系数的乘积。它是评价渠系工作状况、灌水技术水平和灌区管理水它是评价渠系工作状况、灌水技术水平和灌区管理水平的综合指标。平的综合指标。二、灌溉用水量计算二、灌溉用水量计算直接法直接法一种作物的一次净灌溉用水量一种作物的一次净灌溉用水量一种作物的一次毛灌溉用水量一种作物的一次毛灌溉用水量间接法间接法间接法是通过综合灌水定额计算灌溉用水量。任间接法是通过综合灌水定额计算灌溉用水量。任何时段内全灌区的综合灌水定额等于该时段内各何时段内全灌区的综合灌水定额等于该时段内各种作物灌水定额的面积加权平均值，即：种作物灌水定额的面积加权平均值，即：三、
42、我国农业用水状况三、我国农业用水状况在我国各个用水部门中，农业用水始终占有相当大的比在我国各个用水部门中，农业用水始终占有相当大的比例。例。 2005 2005年全国总用水量为年全国总用水量为56335633亿亿m3m3，其中农业用水，其中农业用水35803580亿亿m3m3，占总用水量的，占总用水量的63.6%63.6%，在各类用户耗水率中，农田灌溉，在各类用户耗水率中，农田灌溉为为62%62%。未来农业用水不可能大幅度增长未来农业用水不可能大幅度增长农业用水存在水资源短缺和用水浪费严重的双重危机。农业用水存在水资源短缺和用水浪费严重的双重危机。我国现代灌溉技术的应用程度是世界上最低的国家之
43、一。我国现代灌溉技术的应用程度是世界上最低的国家之一。 农业节水就是在充分利用降水资源的基础上，通过各种农业节水就是在充分利用降水资源的基础上，通过各种技术、工程和管理等措施，在提高农业有效经济量产出的技术、工程和管理等措施，在提高农业有效经济量产出的同时，最大限度地减少供水在农业用水过程中的损失，实同时，最大限度地减少供水在农业用水过程中的损失，实现农业高效用水。现农业高效用水。农业节水的目的就是以提高农业用水效率、增加农业产农业节水的目的就是以提高农业用水效率、增加农业产出为核心，确保水资源的良性循环，维持区域用水平衡，出为核心，确保水资源的良性循环，维持区域用水平衡，逐步减少农业用水总量
44、，保证农业生产健康稳定发展。逐步减少农业用水总量，保证农业生产健康稳定发展。 第四节第四节 农业节水农业节水一、传统农业节水措施一、传统农业节水措施传统农业节水措施主要是指以输配水量节约为传统农业节水措施主要是指以输配水量节约为主的工程节水措施。主的工程节水措施。包括渠道衬砌、管道输水、传统地面灌水技术包括渠道衬砌、管道输水、传统地面灌水技术的改进以及各种喷灌、微灌新灌水技术的实施的改进以及各种喷灌、微灌新灌水技术的实施 特点：特点：有效减少农田输水系统的损失，提高田间入水效率：通过混凝有效减少农田输水系统的损失，提高田间入水效率：通过混凝土衬砌的渠道可减少渗漏量土衬砌的渠道可减少渗漏量90%
45、95%以上。以上。提高了渠道的抗冲刷能力，便利了输水条件，提高了灌溉保证提高了渠道的抗冲刷能力，便利了输水条件，提高了灌溉保证率；率；减少了对地下水的补给，防止土地次生盐碱化现象的发生；减少了对地下水的补给，防止土地次生盐碱化现象的发生；减少渠道淤积、防止杂草生长，节省维护费用。减少渠道淤积、防止杂草生长，节省维护费用。渠道衬砌管道输水是将灌溉水通过管道直接把水送到田间进行灌溉的工管道输水是将灌溉水通过管道直接把水送到田间进行灌溉的工程。低压管道输水灌溉系统一般由水源、水泵及动力设备、进程。低压管道输水灌溉系统一般由水源、水泵及动力设备、进水装置、输水管道、出水装置及管件组成。管道输水具有如下
46、水装置、输水管道、出水装置及管件组成。管道输水具有如下特点：（特点：（1）节水节能。（）节水节能。（2）省地省工。（）省地省工。（3）管理方便；（）管理方便；（4）成本低，易于推广。成本低，易于推广。管道输水u小畦小畦“三改三改”灌水技术中的灌水技术中的“三改三改”是指长畦改短畦、宽畦是指长畦改短畦、宽畦改窄畦、大畦改小畦。关键是使灌溉水在田间分布均匀，节约改窄畦、大畦改小畦。关键是使灌溉水在田间分布均匀，节约灌水时间，减少灌溉水的流失。灌水时间，减少灌溉水的流失。u长畦分段畦灌是把一条长畦分为若干个设有横行畦埂的小畦，长畦分段畦灌是把一条长畦分为若干个设有横行畦埂的小畦，用塑料软管或者地面纵
47、向输水沟将灌溉水送入畦内，自上而下用塑料软管或者地面纵向输水沟将灌溉水送入畦内，自上而下或自下而上进行灌水的方法。比一般长畦灌溉节水或自下而上进行灌水的方法。比一般长畦灌溉节水40%60%，田间畦埂少，省地省力，便于耕作，适合地广人稀、劳力不足，田间畦埂少，省地省力，便于耕作，适合地广人稀、劳力不足，水源缺乏的地区。水源缺乏的地区。u波涌灌溉又称间歇灌溉和涌流灌溉，它是按一定周期间歇地波涌灌溉又称间歇灌溉和涌流灌溉，它是按一定周期间歇地向沟（畦）供水，使水流呈波涌状推进到沟（畦）末端，以湿向沟（畦）供水，使水流呈波涌状推进到沟（畦）末端，以湿润土壤的一种节水型地面灌水新技术，具有省时、省水、节
48、能、润土壤的一种节水型地面灌水新技术，具有省时、省水、节能、灌水质量高等优点，所需设备少，投资小、具有明显的节水效灌水质量高等优点，所需设备少，投资小、具有明显的节水效果（节水率在果（节水率在30%50%）。）。传统地面灌水技术的改进传统地面灌水技术的改进p喷灌是利用专门的系统将水加压后送到喷灌地段，通过喷头将喷灌是利用专门的系统将水加压后送到喷灌地段，通过喷头将水喷洒在空中，并使水分散成小水滴后均匀地洒落在田间进行水喷洒在空中，并使水分散成小水滴后均匀地洒落在田间进行灌溉的一种灌溉方式。灌溉的一种灌溉方式。 p喷灌系统一般有水源工程、首部装置、输配水管道和喷头等组喷灌系统一般有水源工程、首部
49、装置、输配水管道和喷头等组成，其中喷头是影响喷灌技术灌水质量的关键设备。成，其中喷头是影响喷灌技术灌水质量的关键设备。 喷灌微灌是指根据作物生长需水要求，通过低压管道系统与安装在微灌是指根据作物生长需水要求，通过低压管道系统与安装在末级管道上的滴水器，将有压水变成细小的水流或水滴，把作末级管道上的滴水器，将有压水变成细小的水流或水滴，把作物生长所需要的水分和养分输送到作物根区附近的灌水方法。物生长所需要的水分和养分输送到作物根区附近的灌水方法。微灌系统由水源、首部枢纽、灌水器以及流量、压力控制部件微灌系统由水源、首部枢纽、灌水器以及流量、压力控制部件和量测仪表等组成，灌水器是微灌设备中最关键的
50、部件，多数和量测仪表等组成，灌水器是微灌设备中最关键的部件，多数由塑料材料注塑成型。由塑料材料注塑成型。喷灌和微灌具有节水节能、省地省工、操作性强，使用方便的喷灌和微灌具有节水节能、省地省工、操作性强，使用方便的特点。特点。 微灌二、农业节水新技术二、农业节水新技术（一）农艺节水（一）农艺节水 农艺节水技术是通过采取各种耕作栽培措施和化学农艺节水技术是通过采取各种耕作栽培措施和化学制剂调控农田水分状况，目的是减少无效蒸发，防止水制剂调控农田水分状况，目的是减少无效蒸发，防止水土流失、改善土壤结构，提高作物产量和水分利用率。土流失、改善土壤结构，提高作物产量和水分利用率。农艺节水主要包括地面覆盖
