水利水电工程导论第七章

《水利水电电工程导导论》第七章灌灌溉排水水及泵站站工程第七章灌灌溉排排水及泵泵站工程程我国人口口众多，，水资源源缺乏，，降水时时空分布布不均匀匀，旱涝涝灾害频频发，粮粮食紧张张。解决决以上问问题的一一个重要要方面是是加强水水利工程程建设，，合理调调配水资资源，加加强灌溉溉排水工工程建设设，根治治水旱灾灾害。对对于农业业来说，，应兴修修农田水水利，发发展节水水农业，，推广节节水灌溉溉。为了了达到灌灌溉排水水目的，，需要修修建泵站站工程。。本章主主要简介介灌溉排排水工程程、节水水灌溉和和泵站工工程。第七章灌灌溉排排水及泵泵站工程程第一节灌灌溉溉排水工工程7.1灌灌溉排排水工程程简而言之之，作物物缺水就就需“灌灌溉”供供水，作作物或低低洼区域域水多了了就需““排水””。农业业生产需需要通过过灌溉排排水，调调节地区区水情，，改善农农田水分分状况，，为作物物生长创创造适宜宜环境。。灌溉工工程是按按照作物物需水要要求，通通过灌溉溉系统有有计划地地将水量量输送和和分配到到田间，，并采用用一定的的灌水技技术以补补充农田田水分不不足的水水利工程程措施；；排水工工程是通通过修建建排水系系统将农农田内多多余的地地面水和和地下水水排入容容泄区以以及除涝涝治碱的的水利工工程措施施。灌溉溉排水工工程可以以促进农农业生产产的发展展，并为为高产和和稳产提提供保障障。7.1灌灌溉排排水工程程作物的生生长发育育与农田田水分状状况的关关系十分分密切，，土壤水水既是作作物生长长的基本本条件之之一，又又是土壤壤肥力的的一个重重要因素素。土壤壤含水量量过高，，会对旱旱作物造造成涝、、渍、盐盐碱化等等灾害，，而土壤壤含水量量过低则则会使旱旱作物因因干旱而而减产或或绝产。。因此，，要使作作物生长长发育良良好而获获得高产产，必须须了解作作物水分分生理和和生态关关系，根根据作物物需水规规律和有有关因素素采用合合理的措措施，为为作物创创造良好好的环境境条件，，充分发发挥水对对作物的的有利作作用，避避免水分分不足和和过多的的不良影影响。为为了达到到这样的的目的，，采取灌灌溉与排排水措施施调节作作物生长长的农田田一、灌排排制度7.1灌灌溉排排水工程程水分状况况，采用用蓄水保保水或引引水调水水措施来来改善地地区水情情。我国灌排排事业历历史悠久久，特别别是新中中国成立立60多多年来，，在党和和政府的的高度重重视下，，开展了了大规模模的农田田水利基基本建设设。全国国有效灌灌溉面积积从1949年年的0.16亿亿公顷增增加到2006年的0.57亿公顷顷，在占占全国耕耕地面积积41%的灌溉溉土地上上生产了了占全国国总量3/4的的粮食作作物和4/5的的经济作作物，使使我国以以占世界界9%的的耕地面面积，解解决了占占世界22%人人口的温温饱问题题。一、灌排排制度7.1灌灌溉排排水工程程农作物的的需水特特性和当当地的气气候、土土壤性质质、作物物种类及及生长阶阶段、农农业技术术措施以以及灌溉溉方式等等因素有有关，根根据这些些因素的的具体情情况不同同为作物物高产及及节约用用水而制制定的适适时适量量的灌水水方案称称为灌溉溉制度。。其内容容包括作作物播种种前（或或水稻插插秧前泡泡田）及及全生育育期内的的灌水次次数、每每次的灌灌水时间间和灌水水定额以以及灌溉溉定额。。灌水定定额是指指一次灌灌水单位位灌溉面面积上的的灌水量量，全生生育期内内各次灌灌水定额额之和称称为灌溉溉定额。。一、灌排排制度7.1灌灌溉排排水工程程作物的灌灌排制度度是灌区区规划设设计的主主要内容容和组成成部分，，也是水水土资源源平衡计计算和渠渠系、管管道系统统设计的的基本依依据，还还是灌区区运行管管理的重重要依据据。在进进行灌区区的规划划、设计计、管理理时，首首先要根根据作物物的灌排排制度、、灌溉面面积、土土壤、水水文地质质、气象象条件以以及输水水和田间间灌水的的水量损损失，计计算灌区区的灌排排水总量量及其用用水（排排水）过过程。作物的排排水制度度与灌溉溉制度类类似，其其具体内内容也有有排水次次数、排排水时间间和排水水定额。。排水定定额指的的是单位位面积一一次排出出的水量量。一、灌排排制度7.1灌灌溉排排水工程程用水量平平衡法制制定灌溉溉制度，，即在设设计典型型年确定定之后，，依据设设计年的的降雨量量、蒸发发量、地地面径流流量，以以及当地地自然条条件和地地下水利利用量、、稻田渗渗漏水量量，再参参照群众众丰产经经验和灌灌溉试验验成果，，最后分分时段进进行水量量平衡计计算，确确定需要要灌水的的时间及及水量。。一、灌排排制度7.1灌灌溉排排水工程程（一）全全面灌溉溉灌溉时湿湿润整个个农作根根系活动动层内的的土壤，，适合于于密植作作物，主主要有地地面灌溉溉和喷灌灌两类。。1.地面面灌溉水是从地地表面进进入田间间并借重重力和毛毛细管作作用浸润润土壤，，所以也也称为重重力灌水水法，是是最古老老也是目目前应用用最广泛泛、最主主要的一一种灌水水方法。。该方法法操作简简便、费费用低廉廉、节省省能源。。缺点是是灌水定定额较大大，劳动动生产率率较低。。按其湿湿润土壤壤方式的的不同，，又可分分为畦灌灌、沟灌灌、淹灌灌和漫灌灌，见图图7−1。二、灌水水方法7.1灌灌溉排排水工程程（1）畦畦灌是用田埂埂将灌溉溉土地分分隔成一一系列小小畦。灌灌水时，，将水引引入畦田田后，在在畦田上上形成很很薄的水水层，沿沿畦长方方向流动动，在流流动过程程中主要要借重力力作用逐逐渐湿润润土壤。。（2）沟沟灌是在作物物行间开开挖灌水水沟，水水从输水水沟进人人灌水沟沟后，在在流动的的过程中中主要借借毛细管管作用湿湿润土壤壤。与畦畦灌比较较，其明明显的优优点是不不会破坏坏作物根根部附近近的土壤壤结构，，不会导导致田面面板结，，能减少少土壤蒸蒸发损失失。（3）淹淹灌（又称格格田灌溉溉）是是用田田埂将灌灌溉土地地划分成成许多格格田，灌灌水时，，使格田田内保持持二、灌水水方法7.1灌灌溉排排水工程程一定深度度的水层层，借重重力作用用湿润土土壤。（4）漫漫灌是在田间间不做任任何沟埂埂，灌水水是任其其在地面面漫流，，借重力力渗入土土壤，是是一种比比较粗放放的灌水水方法。。2.喷灌灌喷灌是利利用专门门设备将将有压水水送到灌灌溉地段段，并喷喷射到空空中散成成细小的的水滴，，像天然然降雨一一样进行行灌溉。。其突出出优点是是对地形形的适应应性强，，机械化化程度高高，灌水水均匀，，灌溉水水利用系系数髙，，尤其是是适合于于透水性性强的土土壤，并并可调节节空气湿湿度和温温度。见见图7−−1。二、灌水水方法7.1灌灌溉排排水工程程（二）局局部灌溉溉这类灌溉溉方法的的特点是是灌溉时时只湿润润作物周周围的土土壤，远远离作物物根部的的行间或或棵间的的土壤仍仍保持干干燥。为为了做到到这一点点，这类类灌水方方法都要要通过一一套管道道系统将将水和作作物所需需要的养养分直接接输送到到作物根根部附近近。并且且准确地地按作物物的需要要，将水水和养分分缓慢地地加到作作物根区区范围内内的土壤壤中去，，使作物物根区的的土壤经经常保持持适宜于于作物生生长的水水分、通通气和营营养状况况。这类类灌水方方法的主主要优点点是：灌灌水均匀匀，节约约能量，，灌水流流量小；；对土壤壤和地形形的适应应性强；；能提高高作物产产量，增增二、灌水水方法7.1灌灌溉排排水工程程强耐盐能能力；便便于自动动控制，，明显节节省劳力力。比较较适合于于灌溉宽宽行作物物、果树树、葡萄萄、瓜类类等。见见图7−−1。二、灌水水方法7.1灌灌溉排排水工程程二、灌水水方法图7−1灌水方法（d）漫灌（e）喷灌（f）喷灌（a）畦灌（b）沟灌（c）淹灌（g）膜下滴灌（h）微喷灌（i）涌灌7.1灌灌溉排排水工程程1.渗灌灌渗灌是利利用修筑筑在地下下的专门门设施（（地下管管道系统统）将灌灌溉水引引入田间间耕作层层，借毛毛细管作作用自下下而上湿湿润土壤壤，所以以又称为为地下灌灌溉。其其优点是是灌水质质量好，，蒸发损损失少，，少占耕耕地便于于机耕，，但地表表湿润差差，地下下管道造造价高，，容易淤淤塞，检检修困难难。2.滴灌灌利用一套套塑料管管道系统统将水直直接输送送到每棵棵作物根根部，再再由每个个滴头直直接滴在在根部附附近的土土壤表面面，然后后渗入土土壤并浸浸润作物物根系最最发达的的二、灌水水方法7.1灌灌溉排排水工程程地区。其其突出优优点是非非常省水水，自动动化程度度高，可可以使土土壤湿度度始终保保持在最最优状态态。但需需要大量量塑料管管，投资资较高，，滴头极极易堵塞塞，应用用范围局局限。当当将滴灌灌布置在在地膜的的下面时时，可基基本上避避免地面面无效蒸蒸发，称称之为膜膜下滴灌灌。3.微喷喷灌微喷灌又又称微型型喷灌或或微喷灌灌溉。是是用很小小的喷头头（微喷喷头）将将水喷洒洒在土壤壤表面。。4.涌灌灌涌灌又称称涌泉灌灌溉。它它是通过过置于作作物根部部附近的的开口的的小管向向上涌出出的小水水流或小小涌泉将将二、灌水水方法表7−1各种灌水水方法适适用条件件简表7.1灌灌溉排排水工程程水灌到土土壤表面面。除以上所所述外，，局部灌灌溉还有有多种形形式，如如膜上灌灌、托管管灌溉，，雾灌等等。各种种灌水方方法适用用条件简简表见表表7−1。二、灌灌水方方法灌水方法作用地形水源土壤地面灌溉畦灌密填作物（小麦谷子等）牧草、某些蔬菜坡度均匀、坡度不超过水量充足中等透水性沟灌宽行作物（棉花、玉米等）某些蔬菜坡度均匀、坡度不超过水量充足中等透水性砂壤土淹灌水稻平坦或局部平坦水量丰富透水性小盐碱土浸灌牧草较平坦水量充足中等透水性喷灌经济作物、蔬菜、果树各种坡度均可，尤其适用于复杂地形水量较少适用于各种透水性，尤其是透水性大的土壤局部灌溉渗透根系较深的作物平坦水量缺乏透水性较小滴灌果树、瓜类宽行作物较平坦水量及其缺乏使用于各种透水性微喷灌果树、花卉、蔬菜较平坦水量缺乏使用于各种透水性水灌到到土壤壤表面面。除以上上所述述外，，局部部灌溉溉还有有多种种形式式，如如膜上上灌、、托管管灌溉溉，雾雾灌等等。各各种灌灌水方方法适适用条条件简简表见见表7−1。7.1灌灌溉排排水工工程（一一））灌灌溉溉系系统统工工程程灌溉溉系系统统是是指指从从水水源源取取水水、、通通过过渠渠道道及及其其附附属属建建筑筑物物向向农农田田供供水水、、经经由由田田间间工工程程进进行行农农田田灌灌水水的的工工程程系系统统，，包包括括渠渠首首工工程程、、输输配配水水工工程程和和田田间间工工程程三三大大部部分分。。在在现现代代灌灌区区建建设设中中，，灌灌溉溉渠渠道道系系统统与与排排水水沟沟道道系系统统是是并并存存的的，，两两者者互互相相配配合合，，协协调调运运行行，，共共同同构构成成完完整整的的灌灌区区水水利利工工程程系系统统，，如如图图7−−2所所示示。。按按输输水水的的方方式式不不同同，，灌灌溉溉系系统统可可分分为为渠渠道道灌灌溉溉系系统统和和管管道道灌灌溉溉系系统统。。三、、灌灌排排工工程程7.1灌灌溉溉排排水水工工程程1.渠渠道道灌灌溉溉系系统统（1））渠渠首首工工程程通常常所所称称的的渠渠首首工工程程是是指指从从河河道道引引水水，，以以满满足足灌灌溉溉、、发发电电、、工工业业及及生生活活等等用用水水部部门门的的需需水水要要求求，，而而在在渠渠道道首首部部河河段段附附近近修修建建的的水水利利枢枢纽纽，，又又称称取取水水枢枢纽纽或或引引水水枢枢纽纽（（见见5.1节节））。。三、、灌灌排排工工程程图7−2灌排系统布置图7.1灌灌溉溉排排水水工工程程（2））输输配配水水工工程程指将将从从水水源源取取出出的的水水，，安安全全、、适适量量、、有有计计划划地地输输送送、、分分配配到到各各用用户户单单位位的的全全过过程程，，包包括括各各级级渠渠道道及及渠渠系系建建筑筑物物。。灌溉溉渠渠道道一一般般设设干干渠渠、、支支渠渠、、斗斗渠渠和和农农渠渠四四级级。。根根据据所所控控制制灌灌溉溉面面积积的的大大小小，，还还可可以以增增加加或或减减少少级级别别。。如如对对于于大大型型灌灌区区，，可可以以增增设设总总干干渠渠、、分分干干渠渠、、分分支支渠渠、、分分斗斗渠渠等等；；对对于于某某些些小小型型灌灌区区，，只只设设两两级级渠渠道道即即可可。。各各级级各各类类渠渠道道，，大大致致控控制制灌灌溉溉面面积积见见表表7−−2。。三、、灌灌排排工工程程7.1灌灌溉溉排排水水工工程程的渠渠道道、、排排水水沟沟、、田田间间道道路路、、水水稻稻田田的的格格田田、、旱旱地地的的灌灌水水畦畦和和灌灌水水沟沟、、小小型型建建筑筑物物以以及及土土地地平平整整等等。。做做好好田田间间工工程程是是进进行行合合理理灌灌溉溉、、提提髙髙灌灌水水工工作作效效率率、、及及时时排排除除地地面面积积水水和和降降低低地地下下水水位位、、充充分分发发挥挥工工程程效效益益、、实实现现旱旱涝涝保保收收、、夺夺取取高高产产稳稳产产的的基基础础。。三、、灌灌排排工工程程表7−−2各各级级渠渠道道控控制制面面积积（（单单位位：：万万亩亩））渠名控制面积作用

渠名控制面积作用总干渠≥50引水、输水斗渠≥0.2配水干渠≥10引水、输水农渠≥0.02配水支渠≥1输水

（3））田田间间工工程程通常常指指最最末末一一级级固固定定渠渠（（农农沟沟））之之间间的的条条田田范范围围内内7.1灌灌溉溉排排水水工工程程2.管管道道输输水水灌灌溉溉系系统统管道道输输水水灌灌溉溉是是以以管管道道代代替替明明渠渠输输水水灌灌溉溉的的一一种种工工程程形形式式，，通通过过一一定定的的压压力力，，将将灌灌溉溉水水由由分分水水设设施施输输送送到到田田间间，，直直接接由由管管道道分分水水口口分分水水进进入入田田间间沟沟、、畦畦或或由由分分水水口口连连接接软软管管输输水水进进入入沟沟、、畦畦。。管管道道输输水水灌灌溉溉的的特特点点是是出出水水口口流流量量大大，，出出水水口口所所需需压压力力较较低低，，管管道道不不会会发发生生堵堵塞塞，，仍仍属属地地面面灌灌溉溉技技术术。。根据据我我国国各各地地应应用用管管灌灌系系统统的的实实践践经经验验，，管管道道输输水水灌灌溉溉与与传传统统的的地地面面灌灌溉溉相相比比，，其其优优点点可可归归纳纳为为““四四省省（（省省水水、、省省能能、、省省地地、、省省工工））、、一一低低三、、灌灌排排工工程程7.1灌灌溉溉排排水水工工程程（单单位位面面积积投投资资低低））、、一一少少（（运运行行费费用用少少））、、一一强强（（适适应应性性强强））、、两两快快（（输输水水快快、、浇浇地地快快））和和三三方方便便（（操操作作应应用用方方便便、、机机耕耕田田间间管管理理方方便便、、维维修修养养护护方方便便））””。。因因此此，，管管道道输输水水灌灌溉溉在在我我国国得得到到了了迅迅速速的的发发展展，，而而且且已已取取得得了了许许多多成成功功的的经经验验。。管道道输输水水灌灌溉溉系系统统（（简简称称管管灌灌系系统统）），，一一般般由由水水源源与与引引水水取取水水枢枢纽纽、、输输水水配配水水管管网网系系统统、、田田间间灌灌水水系系统统以以及及附附属属建建筑筑物物和和装装置置四四大大部部分分组组成成（1）水水源与引引水取水水枢纽管灌系统统与其他他灌溉系系统形式式一样，，首先要要有符合合灌溉要要求的水水源。井井泉、塘塘坝、水水库、河河湖以及及渠沟等等均可作作为管三、灌排排工程7.1灌灌溉排排水工程程灌系统的的水源，，但水源源水质应应符合农农田灌溉溉用水标标准的要要求。引水枢纽纽形式主主要取决决于水源源种类，，其作用用是从水水源取水水，并进进行处理理，以符符合管网网与灌溉溉在水量量、水质质和水压压三方面面的要求求。需要机压压的管灌灌系统必必须设置置机和泵泵。可根根据用水水量和扬扬程选择择水泵类类型型号号。在有自然然地形落落差可利利用的地地方，可可采用自自压式管管灌系统统形式，，以节省省投资。。渠灌区区有条件件时，应应尽量发发展自压压式管灌灌系统形形式，以以节省投投资。三、灌排排工程7.1灌灌溉排排水工程程在自流灌灌区或大大中型抽抽水灌区区以及灌灌溉水中中含有大大量杂质质的地区区建设管管灌系统统，引水水取水枢枢纽除必必须设置置进水闸闸和量水水建筑物物外，还还必须设设置拦污污栅、沉沉淀池或或水质净净化处理理构筑物物等建筑筑物。（2）输输配水管管网系统统输配水管管网是由由管道、、管件及及附属管管道装置置连接成成的输配配水通道道。在灌灌溉面积积较大的的灌区，，输配水水管网主主要由主主管、干干管、支支管等多多级管道道组成。。在灌溉溉面积较较小的灌灌区，输输配水管管网一般般只有单单机泵、、单级管管道等。。三、灌排排工程7.1灌灌溉排排水工程程渠灌区输输配水管管网多由由多级管管道组成成，一般般均为固固定式地地埋。用用作地埋埋管的管管材目前前我国主主要采用用混凝土土管、硬硬塑料管管、钢管管、石棉棉水泥管管和一些些当地材材料管。。输配水水管网的的最末一一级管道道，可采采用固定定式地埋埋管，也也可采用用地面移移动管道道。用作作地面移移动管道道的管材材目前我我国主要要选用薄薄塑软管管、涂塑塑布管，，也有的的采用造造价较高高的如硬硬塑管、、尼龙管管和铝合合金管等等管材。。（3）田田间灌水水系统可以采用用多种形形式，常常见的主主要有以以下三种种形式：：①采用用田间灌灌水管网网输水和和配水，，应用地地面三、灌排排工程7.1灌灌溉排排水工程程移动管道道来代替替田间毛毛渠和输输水垄沟沟，并运运用退管管浇法在在农田内内进行灌灌水。该该方式输输、灌水水损失最最小，管管理运行行方便。。②采用用明渠田田间输水水垄沟输输水和配配水，并并在田间间应用常常规畦、、沟灌等等地面灌灌水方法法进行灌灌水。该该方式仍仍产生部部分田间间输配水水损失，，劳动强强度大，，田间灌灌水工作作也困难难，而且且输水沟沟还要占占用农田田耕地，，因此最最为不利利。③仅田田间输水水垄沟采采用地面面移动管管道输、、配水，，而农田田内部灌灌水时仍仍采用常常规畦、、沟灌等等地面灌灌水方法法。这种种方式的的优缺点点介于前前两种方方式三、灌排排工程7.1灌灌溉排排水工程程之间，但但因无需需购置大大量的田田间浇地地用软管管，因此此投资可可大为减减少。（4）附附属建筑筑物和装装置包括各类类渠系建建筑物，，如渠道道以及渠渠道上的的涵闸、、渡槽、、压力水水管、倒倒虹吸、、跌水、、陡坡等等。3.灌溉溉系统的的工作制制度灌溉系统统的工作作制度主主要有续续灌方式式、轮灌灌方式，，以及管管道灌溉溉系统的的随机取取水方式式。（1）续续灌方式式就是上一一级渠道道（或管管道）同同时向所所有下一一级渠道道（或管管道）配配水，如如果在干干渠（管管）这一一级进行行续灌，，那么干干渠（管管）和三、灌排排工程7.1灌灌溉排排水工程程所有支渠渠（管道道）都同同时过水水，连续续工作。。（2）轮轮灌方式式上一级渠渠道（管管道）按按预先划划分好的的轮灌组组分组向向下一级级渠道（（管道））配水，，而轮灌灌渠道（（管道））在灌水水时期是是轮流工工作的。。轮灌一一般有集集中轮灌灌和分组组轮灌两两种。集集中轮灌灌：将临临近的几几条渠道道（管道道）编为为一组，，上级渠渠道按组组轮流供供水。这这种方式式上级渠渠道（管管道）工工作长度度短，输输水损失失小，但但可能引引起劳动动紧张。。分组轮轮灌（插插花轮灌灌）：将将渠道（（管道））插花编编组，上上级渠道道（管道道）按组组轮流供供水。这这种编组组方式优优缺点与与集中轮轮灌相反反。三、灌排排工程7.1灌灌溉排排水工程程轮灌方式式比较适适合于灌灌溉系统统面积不不大，灌灌区内用用水单位位少，各各用水单单位作物物种植比比较单一一的情况况。（3）随随机取水水方式当灌溉系系统面积积较大，，区内用用水单位位多，而而且各种种作物种种植面积积比较分分散，各各个用水水单位在在各个时时期用水水要求各各不相同同，带有有较大任任意性，，这时如如仍用轮轮灌方式式，不仅仅增加了了用水组组织管理理的困难难，而且且还可能能影响到到各用水水单位的的用水要要求。因因此要采采用随机机取水的的方式：：每个取取水口任任何时候候都可以以取水，，并以取取水口作作为一个个用水计计算单位位。在运运行方法法上是使使三、灌排排工程7.1灌灌溉排排水工程程取水口以以上的管管网中任任何时候候都充满满水，各各取水口口按本用用水单位位的需要要随时打打开闸门门取水灌灌溉。因因此有时时这方式式也称为为“按需需分配””的方式式。（二）排排水系统统工程作物生长长离不开开水，但但是水也也不是越越多越好好。农田田水分过过多可能能造成的的灾害有有洪、涝涝、渍和和盐碱等等。因此此需要采采取工程程措施将将过多的的水分排排除。1.排水水系统的的组成排水系统统主要由由排水区区内的各各种沟网网、滞蓄蓄水设施施（如坑坑塘、内内湖、洼洼地等））、排水水枢纽（（三、灌排排工程7.1灌灌溉排排水工程程排水区的的现状，，可概括括为如图图7−3所示模模式。排水沟网网与灌溉溉渠道基基本相似似，一般般可分为为干、支支、斗、、农四级级固定沟沟道。排排水的作作用，就就是由田田间排水水沟网汇汇集降雨雨后的地地面径流流和地下下三、灌排排工程如排水闸闸、排水水站等））以及排排水区外外的承泄泄区（如如江河、、湖海等等）四部部分组成成。根据据我国大大部分图7−3排水系统模式图7.1灌灌溉排排水工程程水，由各各级输水水沟道及及排水枢枢纽，输输送到排排水区外外的承泄泄区。干干、支、、斗三级级沟道组组成输水水沟网，，农沟及及农沟以以下的田田间沟道道组成田田间排水水网，属属田间排排水工程程。承纳或宣宣泄从排排水区排排出的水水量的承承泄区是是排水系系统的重重要组成成部分，，因而也也是排水水规划的的重要内内容。承承泄区关关系到排排水系统统的排水水效能和和应采取取的排水水方式。。承泄区区既要有有足够的的容积或或泄水能能力，还还要有符符合灌区区自流排排水要求求的水位位条件。。河流、、湖泊、、溪涧、、洼地、、海洋等等均可用用作排水水承泄区区，其中中河流和和湖泊最最常采用用。三、灌排排工程7.1灌灌溉排排水工程程2.排水水要求洪、涝、、渍、土土壤盐碱碱化是农农田常见见的几种种自然灾灾害，均均是由于于农田中中水分过过多造成成的。洪洪灾是由由于降雨雨过多，，江、河河、湖、、库水位位猛涨，，堤坝漫漫溢或溃溃决，使使客水入入境，致致使农田田被淹没没而造成成的灾害害。涝灾灾是由于于本地降降水过多多，地面面径流不不能及时时排除，，农田积积水超过过作物耐耐淹能力力，造成成农业减减产的灾灾害。造造成农作作物减产产的原因因是，积积水深度度过大，，时间过过长，使使土壤中中的空气气相继排排出，造造成作物物根部氧氧气不足足，根系系呼吸困困难，并并产生乙乙醇等有有毒有害害物质，，从而影影响作物物三、灌排排工程7.1灌灌溉排排水工程程生长，甚甚至造成成作物死死亡。渍渍害是由由于雨后后坡度较较小的地地区和低低洼地，，在排除除地面积积水以后后，地下下水位过过高或土土壤上层层滞水，，根系活活动层土土壤水分分过多，，氧气缺缺乏，影影响作物物的正常常呼吸，，大量有有害物质质不断产产生又不不能及时时分解，，最终导导致作物物中毒减减产乃至至死亡的的一种灾灾害。土土壤盐碱碱化通常常是由于于灌溉不不当、用用水过量量等原因因引起地地下水位位上升，，从而造造成土壤壤中盐分分积聚的的过程。。这主要要发生在在干旱、、半干旱旱、半湿湿润气候候区及受受海水倒倒灌的海海滨低洼洼地区域域。不同地区区，由于于自然和和农业生生产条件件各异，，三、灌排排工程7.1灌灌溉排排水工程程排水任务务也不同同。必须须根据当当地的渍渍涝灾害害情况，，修建相相应的田田间排水水工程，，为作物物的正常常生长创创造适宜宜的水、、肥、气气、热环环境，为为农业耕耕作、管管理创造造优越条条件。3.农农田排排水的的方法法与措措施目前我我国采采用较较多的的排水水措施施主要要是明明沟排排水，，其次次是暗暗管、、竖井井和生生物排排水。。明沟排排水就就是在在地面面上挖挖沟或或利用用天然然沟道道形成成一个个完整整的地地面排排水系系统，，把地地面、、地下下和土土壤中中多余余的水水排走走，既既加速速排出出地面面水又又降低低地下下水位位，保保证农农作物物正常常生长长。三、灌灌排工工程7.1灌灌溉排排水工工程暗管排排水是是在地地面以以下一一定深深度内内铺设设透水水管道道，形形成一一个封封闭暗暗管排排水系系统，，其主主要作作用是是排除除土壤壤中多多余的的水分分（地地表水水、土土壤水水、地地下水水），，降低低地下下水位位，调调节土土壤水水、肥肥、气气、热热状况况，保保持适适当比比例，，为农农作物物生长长创造造良好好的环环境条条件。。竖井排排水主主要是是通过过提取取浅层层地下下水来来降低低和调调控盐盐碱化化地区区的地地下水水位。。并通通过灌灌溉压压盐或或与明明沟结结合排排走盐盐分。。在地地下水水矿化化度不不高的的情况况下，，可以以采取取以灌灌代排排的方方法，，排灌灌结合合，所所以有有时把把竖井井排水水也称称为竖竖井排排灌。。在地地下水水三、灌灌排工工程7.1灌灌溉排排水工工程矿化度度高的的地区区，则则可把把井中中的咸咸水抽抽出来来排走走；再再引淡淡水灌灌溉，，实行行抽咸咸换淡淡，逐逐步淡淡化地地下水水。生物排排水就就是通通过建建立农农田防防护带带，利利用树树木树树叶的的蒸腾腾作用用，把把地下下水排排到大大气中中去，，达到到降低低地下下水位位的目目的。。其作作用：：一是是利用用树木木树叶叶蒸腾腾作用用来降降低地地下水水位；；二是是可调调节小小气候候，减减少地地面蒸蒸发，，抑制制土壤壤返盐盐。三、灌灌排工工程第七章章灌灌溉排排水及及泵站站工程程第二节节节节水水灌溉溉7.2节节水灌灌溉节水灌灌溉是是根据据供水水条件件和作作物需需水规规律，，采用用各种种方法法和措措施，，提高高灌溉溉水的的效率率，获获取农农业最最佳经经济效效益、、社会会效益益和生生态环环境效效益。。灌溉水水从水水源地地到田田间的的各个个环节节都存存在水水量无无益损损耗，，凡在在这些些环节节中能能够减减少水水量损损耗、、提高高灌溉溉水利利用率率的各各种措措施，，均属属于节节水灌灌溉范范畴。。理论论上，，节水水灌溉溉是遵遵循农农作物物生长长发育育需水水机制制进行行的适适时灌灌溉，，又是是把各各种水水损失失降低低到最最小限限度的的适量量灌溉溉。节节水灌灌溉措措施包包括工工程节节水、、农业业节水水、管管理节节水三三个方方面措措施。。7.2节节水灌灌溉常用的的工程程节水水措施施主要要有以以下几几种：：（1））为解解决输输送过过程中中损失失的措措施主主要有有两种种：渠渠道衬衬砌防防渗措措施及及管道道输水水措施施。（2））为解解决输输送及及田间间两个个途径径节水水的主主要措措施有有：喷喷灌，，微喷喷灌，，滴灌灌，小小管出出流灌灌，渗渗灌等等。（3））为解解决田田间节节水的的措施施有：：小畦畦灌，，膜上上灌，，膜下下灌，，膜侧侧灌，，秸秆秆覆盖盖灌等等。一、工工程节节水措措施7.2节节水灌灌溉常用的的农业业节水水措施施有抗抗旱节节水品品种筛筛选、、秸秆秆覆盖盖、地地膜覆覆盖栽栽培、、田间间作物物套种种、碾碾压覆覆盖、、少耕耕免耕耕和调调整产产业结结构以以及使使用化化学药药剂如如抗旱旱剂、、保水水剂、、增水水剂等等。二、农农业节节水措措施7.2节节水灌灌溉常用的的管理理节水水措施施主要要有以以下几几种：：（1））进行行节水水宣传传，建建立节节水观观念。。（2））实行行计划划用水水、科科学用用水，，避免免人为为损失失。（3））建立立测试试预报报系统统，为为用水水管理理提供供水情情、土土壤水水分状状况等等数据据。（4））因地地制宜宜制定定最佳佳灌溉溉排水水制度度，适适时适适量灌灌溉。。（5））对灌灌溉系系统的的配水水进行行优化化管理理，实实施区区域水水资源源的统统管与与调度度。（6））采取取适宜宜的节节水措措施，，减少少灌溉溉用水水。三、管管理节节水措措施7.2节节水灌灌溉（7））搞好好测水水量水水工作作，实实行按按量配配水，，提高高用水水透明明度。。（8））搞好好工程程配套套建设设，并并做到到及时时改造造和维维修。。（9））提高高管理理人员员技术术素质质，健健全责责任管管理制制度。。三、管管理节节水措措施7.2节节水灌灌溉国内外外现阶阶段采采用的的主要要节水水灌溉溉技术术包括括节水水工程程技术术、节节水农农业技技术和和节水水管理理技术术。（一））节水水工程程技术术节水工工程措措施主主要有有渠道道防渗渗技术术、低低压管管道输输水灌灌溉技技术、、喷微微灌技技术及及各种种地面面灌溉溉改进进技术术等。。1.渠渠道防防渗技技术渠道是是多数数灌区区的主主要输输水手手段，，渠道道防渗渗衬砌砌是提提高渠渠道水水利用用率的的主要要措施施。渠渠道防防渗效效果在在很大大程度度上取取决于于衬砌砌材料料。目目前各各国普普遍采采用的的材料料为刚刚性材材料、、土料料和地地膜料料三类类，四、节节水灌灌溉技技术的的现状状与展展望7.2节节水灌灌溉其中刚刚性材材料（（尤其其是混混凝土土）占占主导导地位位。目目前，，渠道道衬砌砌逐步步由单单一材材料向向复合合材料料发展展，断断面形形式由由梯形形断面面向弧弧形断断面发发展。。2.低低压管管道输输水技技术由于管管道输输水效效率高高、占占地少少、易易管理理，灌灌溉渠渠道管管道化化已经经成为为各国国的共共同发发展趋趋势。。国外外低压压管道道输水水灌溉溉技术术已趋趋成熟熟，今今后的的发展展方向向是开开发性性能更更好、、价格格更低低的新新型管管材和和各种种先进进量（（放））水设设备及及适合合于多多目标标利用用的系系统与与形式式。中中国低低压管管道输输水灌灌溉技技术从从20世纪纪80年代代开始始发展展，““九五五”期期间已已经取取得了了较为为四、节节水灌灌溉技技术的的现状状与展展望7.2节节水灌灌溉丰硕的的成果果：在在管材材开发发方面面，中中国研研制开开发出出一批批输水水性能能好、、机械械性能能优、、用材材省的的新型型管材材；在在管件件方面面，也也研制制开发发出数数十种种出水水口、、给水水栓、、安全全装置置及量量水装装置；；在工工程规规划设设计方方面，，运用用系统统工程程理论论进行行优化化设计计，已已使工工程建建设更更加经经济合合理。。3.喷喷灌与与微灌灌溉技技术由于世世界性性淡水水资源源的短短缺，，各国国都十十分重重视研研究、、推广广最具具节水水效果果的喷喷灌、、微灌灌技术术。中中国的的喷灌灌、微微灌研研究开开始于于20世纪纪50~60年年代，，但真真正起起步却却是70年年代以以后的的事。。1970年，，国家家四、节节水灌灌溉技技术的的现状状与展展望7.2节节水灌灌溉将喷灌灌技术术列为为重点点科研研项目目，组组织水水利、、农机机、农农业等等部门门联合合攻关关。1978年年，国国家又又将其其列入入农田田水利利基本本建设设计划划，有有力地地促进进了喷喷灌、、微灌灌技术术的快快速发发展，，期间间虽几几经波波折，，但全全国喷喷灌、、微灌灌面积积仍稳稳定中中并有有发展展。4.地地面灌灌溉改改进技技术地面灌灌溉因因其简简便易易行，，仍是是当今今世界界采用用较多多的灌灌水方方式，，约占占全世世界总总灌溉溉面积积的90%，我我国则则达98%，但但该方方法浪浪费水水较为为严重重。因因此在在水资资源日日趋紧紧缺的的今天天，各各国都都在研研究改改进办办法，，使地地面灌灌溉技技术朝朝着节节水方方向发发展。。该方方向最最四、节节水灌灌溉技技术的的现状状与展展望7.2节节水灌灌溉具代表表性的的研究究成果果，包包括波波涌灌灌溉、、地面面浸润润灌溉溉、负负压差差灌溉溉、膜膜上灌灌等，，已在在我国国从试试验阶阶段转转入推推广应应用，，发挥挥节水水增产产效益益阶段段。（二））节水水农业业技术术节水工工程技技术的的基础础是发发展节节水农农业技技术，，从而而实现现节水水、高高产、、优质质、高高效。。节水水农业业技术术是当当今世世界各各国研研究的的重点点之一一。美美国、、以色色列等等国家家利用用滴灌灌系统统对作作物同同步供供给水水分及及养分分，做做到水水肥同同步，，促进进农作作物的的生长长发育育，提提高水水肥利利用率率。美美国、、前苏苏联在在利用用耕作作措施施调控控农田田水分分利用用状况况，充充分发发挥水水、光光、热热等自自四、节节水灌灌溉技技术的的现状状与展展望7.2节节水灌灌溉然资源源，提提髙农农田生生产率率和水水分利利用效效率方方面提提出了了许多多行之之有效效的技技术措措施。。中国节节水农农业技技术研研究也也取得得一定定进展展，耕耕作保保墒、、覆盖盖保墒墒、化化学制制剂节节水、、选育育耐旱旱品种种等技技术在在一定定范围围内开开始试试验推推广，，并收收到明明显节节水增增产效效果。。（三））节水水管理理技术术节水灌灌溉管管理技技术是是指根根据农农作物物的需需水、、耗水水规律律来控控制、、调配配水源源，以以最大大限度度地满满足作作物对对水分分的需需求，，实现现区域域效益益最佳佳的农农田水水分调调控管管理。。它包包括土土壤墒墒情监监测与与预报报技术术，四、节节水灌灌溉技技术的的现状状与展展望7.2节节水灌灌溉节水髙髙效灌灌溉制制度的的制定定，以以区域域总效效益最最大为为目的的的灌灌溉预预报技技术，，输配配水与与灌水水水量量的量量测和和流量量调节节控制制技术术等几几个方方面。。土壤墒墒情监监测与与预报报在国国内外外均有有悠久久的历历史。。20世纪纪70年代代后期期，美美国、、澳大大利亚亚等发发达国国家采采用高高空红红外线线遥感感遥测测大范范围监监测土土壤墒墒情，，但由由于其其费用用髙、、技术术难度度大，，现在在正逐逐步转转向利利用计计算机机模拟拟进行行土壤壤墒情情的监监测与与预报报。我我国干干旱、、半干干旱地地区历历来十十分重重视土土壤墒墒情的的监测测与预预报，，如播播种日日期、、种植植面积积、作作物品品种选选择等等都要要通过过中长长期墒墒情预预报决决定。。四、节节水灌灌溉技技术的的现状状与展展望7.2节节水灌灌溉20世世纪80年年代初初开始始，许许多国国家的的研究究者一一改传传统的的丰产产灌溉溉制度度的研研究，，转向向非充充分灌灌溉的的试验验研究究。以以色列列大量量的试试验统统计表表明，，在大大量节节水的的情况况下可可获得得相当当于最最高产产量85%至95%的产产量。。中国国从20世世纪50年年代开开展了了灌溉溉制度度方面面的研研究，，并绘绘制出出全国国主要要农作作物需需水量量等值值线图图，建建立了了全国国灌溉溉试验验资料料数据据库，，为灌灌区的的规划划设计计和科科学用用水提提供了了基础础资料料。四、节节水灌灌溉技技术的的现状状与展展望第七章章灌灌溉排排水及及泵站站工程程第三节节泵泵站站工程程7.3泵站工工程为实现现取水水、输输水、、排水水目的的，主主要有有“自自流””和““泵站站”两两种方方式。。所谓谓“自自流””就是是利用用地球球的重重力而而不另另加能能量，，使水水流流流向用用户，，或排排至承承泄区区，以以满足足经济济发展展和人人民生生活需需要。。但是是“自自流””工程程受地地形地地貌及及当地地水资资源条条件的的影响响较大大，在在地形形条件件较差差的地地区采采用自自流取取水方方式时时，必必然会会增加加工程程建设设难度度，延延长工工期，，增加加投资资等，，而且且大多多情况况下无无法实实现。。因此此，在在取水水、输输水、、排水水工程程中，，利用用泵站站“提提水””是一一种重重要的的工程程措施施。““提水水”就就是利利用电电力、、燃料料、水水力、、风力力、太太阳能能等外外加能能量，，使水水流的的能量量增加加，从从而将将水由由低处处送到到高处处，7.3泵站工程或从某地抽抽送到异地地，以满足足输水、排排水或异地地用水的需需求，水泵泵是重要的的提升机械械。要想“提水水”就要““水泵”，，同时必须须与动力设设备、传动动设备、管管道系统、、进出水建建筑物、辅辅助设备及及控制设备备等有机结结合，构成成一个完整整的泵站。。为了保证证水泵等机机电设备的的正常运行行和为管理理人员提供供良好的工工作环境，，就要建造造泵房、变变电站及各各种配套水水工建筑物物，故构成成一个泵站站枢纽工程程。目前，我国国已建成大大中小型固固定泵站50余万座座，总装机机容量7000余万万KW，机机电排灌总总面积近5亿亩，泵泵站的灌溉溉和排涝面面积分别占占全国有效效灌7.3泵站工程溉面积和排排涝面积的的56%和和21%。。附图13是著名的的江都排灌灌站枢纽。。泵站不仅在在水利工程程中得到广广泛应用，，同时在土土木水利工工程施工中中的基坑排排水、城镇镇给排水、、火力发电电厂等工程程中均发挥挥着重要作作用。7.3泵站工程水泵的用途途非常广泛泛，品种繁繁多，对它它的分类方方法各不相相同。按水水泵的工作作原理一般般可分为叶叶片泵、容容积式泵、、其他类型型泵。叶片泵指通通过叶轮的的高速旋转转运动，将将能量传递递给流经其其内部的液液体，使液液体能量增增加；泵的的工作体是是带有叶片片的叶轮；；按工作原原理又可分分为离心泵泵、轴流泵泵、混流泵泵。除以上上叶片式泵泵外，按照照使用范围围和结构特特点分，还还有长轴井井泵、潜水水电泵、水水轮泵等。。容积式泵是是通过工作作室容积的的周期变化化输送液体体的。容积积式泵根据据工作室容容积的改变变方式又一、水泵的的类型7.3泵站工程分为往复泵泵和回转泵泵两种。往往复泵是利利用柱塞在在泵缸内作作往复运动动来改变工工作室容积积而输送液液体的。其他类型泵泵是指叶片片式泵和容容积式泵以以外的特殊殊泵。在灌灌排泵站中中有射流泵泵、水锤泵泵、气升泵泵、螺旋泵泵、内燃泵泵等。其中中除螺旋泵泵是利用螺螺旋推进原原理来提高高液体的位位能外，其其他各种泵泵都是利用用工作流体体传递能量量来输送液液体的。一、水泵的的类型7.3泵站工程1.离心泵泵利用泵体中中的叶轮在在动力机（（电动机等等）的带动动下高速旋旋转，使泵泵内的水不不断被叶轮轮甩向水泵泵出口，而而在水泵进进口处造成成一、水泵的的类型负压，进水水池中的水水在大气压压的作用下下经过底阀阀（图7−−4）、进进水管流向向水泵进口口。按轴的的安装方式式可分为卧卧式泵和立立式泵，按按叶轮的吸吸水方式可可分为单吸吸式泵和双双吸式泵。。图7−4离心泵抽水装置示意图1−滤网和底阀；2−进水管；3−900弯头；4−偏心异径接头；5−离心泵；6−逆止阀；7−镇墩；8−拍门7.3泵站工程2.轴流泵泵泵轴从弯管管处穿出，，叶轮装在在泵轴下端端部，放在在水面以下下，旋转时时产生推力力，将水由由下往上推推送。因水水流与泵轴轴平行，所所以称为轴轴流泵。轴轴流泵的一、水泵的的类型特点是：流流量大，扬扬程低，效效率高；泵泵体的外形形尺寸小，，占机房面面积小。平平原地区的的排灌站多多采用这种种形式。按按其安装方方式可分立立式、卧式式和斜式三三种。下图图7−5是是轴流泵抽抽水装置示示意图。图7−5轴流泵抽水装置示意图1−喇叭管；2−叶轮；3−导叶体；4−出水弯管；5−电动机；6−450弯头；7−出水管；8−拍门7.3泵站工程3.混流泵泵其特点是在在叶轮旋转转时既产生生离心力也也产生推力力，因而得得名。水流流在进出叶叶轮的方向向是倾斜的的，亦称斜斜流泵，这这种泵的特特点是中等等扬程，流流量较大，，结构简单单，体积小小，重量轻轻，使用方方便，适于于农村排灌灌需要。混混流泵使用用时亦需泵泵内充水。。4.井井泵泵专用用于于从从井井中中抽抽水水进进行行灌灌溉溉。。根根据据井井水水面面的的深深浅浅，，又又分分为为浅浅井井泵泵和和深深井井泵泵。。井井泵泵多多采采用用立立式式电电动动机机带带动动，，整整台台机机组组可可分分为为三三部部分分：：电电动动机机安安一、、水水泵泵的的类类型型7.3泵站站工工程程装在在最最上上面面，，中中间间水水管管和和传传动动轴轴，，下下面面是是水水泵泵。。5.潜潜水水泵泵根据据扬扬程程大大小小可可分分浅浅井井式式潜潜水水泵泵和和深深井井式式潜潜水水泵泵，，也也是是由由电电动动机机、、水水泵泵和和出出水水管管等等三三部部分分组组成成。。这这种种泵泵型型是是针针对对井井泵泵的的弱弱点点加加以以改改进进而而制制成成的的。。潜潜水水泵泵结结构构简简单单，，体体积积小小，，重重量量轻轻，，安安装装使使用用方方便便，，适适应应性性强强，，具具有有不不怕怕雨雨淋淋水水淹淹等等特特点点。。6．．水水轮轮泵泵利用用水水流流自自身身的的力力量量，，把把低低处处的的水水扬扬到到高高处处，，用用以以灌灌溉溉高高处处农农田田。。这这种种泵泵型型是是把把作作为为动动力力用用的的水水轮