农田水利学：6章灌溉水源与取水方式

灌溉水源和取水方式灌溉水源地面水地下水灌溉回归水污水河流湖泊潜水层间水水源的类别2004年全国总供水量5545亿立方米，其中地表水源占81.1%，地下水源占18.6%，其他水源占0.3%水源的选择位置、地形、地质水量、水质、水位我国的水资源水资源总量居世界第六，占世界水资源总量的约6%人均水资源只有世界平均水平的30%Ⅰ类主要适用于源头水、国家自然保护区；Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼的索饵场等；Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。地表水环境质量标准（GB3838-2002）Ⅰ类主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。适用于各种用途。

Ⅱ类主要反映地下水化学组分的天然背景含量。适用于各种用途。

Ⅲ类以人体健康基准值为依据。主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。

Ⅳ类以农业和工业用水要求为依据。除适用于农业和部分工业用水外，适当处理后可作生活饮用水。

Ⅴ类不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用。地下水质量标准（GB/T14848-9）农田灌溉水质标准（GB5084-92）一类：水作，如水稻，灌水量800m3/亩年

二类：旱作，如小麦、玉米、棉花等。灌溉水量300m3/亩·年。

三类：蔬菜，如大白菜、韭菜、洋葱、卷心菜等。蔬菜品种不同，灌水量差异很大，一般为200～500m3/亩·茬。

大量的小河小湖没有监测70-80%的水体都受到污染有水皆污我国水资源的特点和现状总量大，人均少南方多，北方少水污染严重水资源短缺水质：：主要要指水水的化化学、、物理理性状状、水水中含含有物的成成分及及其含含量水温含沙量量含盐量量重金属属及有有毒物物质有机化化合物物水温水温偏偏低，，抑制制作物物生长长水温过过高，，降低低水中中溶解解氧含含量，，提高高水中中有毒毒物质质的毒毒性适宜温温度：：麦类类15-20℃，≥2℃水稻≥≥20℃℃提高水水温的的措施施：延延长输输水路路径水库分分层取取水水库分分层层取水水含沙量量粒径小小的泥泥沙，，有一一定肥肥力，，少量量送入入田间间有利利作物物生长长，但但过量量送入入会影影响土土壤通通气粒径大大的泥泥沙，，淤积积渠道道，不不宜入入渠，，更不不宜入入田灌溉水水允许许含沙沙粒径径：0.005-0.01mm，允许许含沙沙量视视渠道道输水水能力力而定定粒径0.01-0.05mm的泥沙沙可少少量入入田粒径0.1-0.15mm的泥沙沙不允允许入入渠含盐量量(矿化度度)含盐量量过高高，作作物根根系吸吸水困困难，，土壤壤产生生盐碱碱化灌溉水水允许许含盐盐量：：＜2g/L含钙盐盐的灌灌溉水水，含含盐量量可较较高；；含钠盐盐的灌灌溉水水，Na2CO3＜1g/L，NaCl＜2g/L，Na2SO4＜3g/L重金属属及有有毒物物质重金属属：汞汞、铬铬、铅铅；非非金属属：砷砷、氰氰、氟氟等，，应严严格限限制使使用含含有此此类物物质的的水源源有机化化合物物无毒：：碳水水化合合物、、蛋白白质、、脂肪肪有毒：：酚、、醛、、农药药等生物化化学需需氧量量（BOD）：有有机化化合物物在微微生物物的作作用下下最终终分解解成二二氧化化碳和和水等等无机机物质质，这这一过过程中中需要要消耗耗的氧氧水中溶溶解氧氧有限限，BOD过高将将导致致缺氧氧乃至至脱氧氧含有病病原体体的水水不能能直接接进入入农田田水质污染生活污污水农业污染工业污染造成灌溉水水源的的污染染生活垃垃圾污污染建立生生活垃垃圾处处理制制度:一方面面需要要政府府从政政策上上引导导，法法律上上规范范，资资金上上投入入，另另一方方面也也需要要我们们基层层组织织进行行宣传传教育育，逐逐步改改变不不良的的生活活习惯惯，形形成爱爱清洁洁、讲讲卫生生的良良好社社会风风尚灌溉水源污污染的防治治生活污水的的处理排放放严格执行排排污许可证证制度，实实现工业污污水的达标标排放控制化肥农农药用量的的同时，关关键是控制制排水的水水量和水质质小结结灌溉水源一一般有地表表水和地下下水灌溉水源的的选择一般般要考虑水水量、水质质两方面我国水资源源相对不足足，且时空空分布不均均水污染十分分严重，其其主要原因因在于各种种废污水和和垃圾的无无序排放防治灌溉水水源污染的的关键在于于控制各种种废污水和和垃圾的排排放灌溉取水方方式一、地表水水取水方式式无坝取水有坝取水抽水取水水库取水无坝取水条件：水位位流量均满满足要求位置：河流流凹岸中点点偏下游组成：进水水闸、冲沙沙闸、导流流堤内江外江泯江鱼嘴宝瓶口飞沙堰岁修期供水暗渠灌县索桥金刚堤有坝引水条件：水量量丰富、水水位低组成：拦河河坝（闸））、进水闸闸、冲沙闸闸、防洪堤堤等侧面引水适用于含沙沙量较小的的河流正面引水能形成横向向环流，适适用于含沙沙量大的河河流抽水取水适用条件：：水量满足足要求，但但水位低，，且自流引引水困难或或不经济水库取水适用条件：：水量、水水位均不满满足要求多水源联合合水库进水闸干渠抽水站抽水站引水渠孔隙水裂隙水溶洞水存在于松散散岩层孔隙隙中的地下下水，主要要存在于平平原地区潜水层间水基岩裂隙中中的地下水水。山丘地地区石灰岩、白白云岩等可可溶性岩层层受侵蚀后后形成洞穴穴，存在于于洞穴中的的地下水。。山丘地区区地下水的类类型地下水的资资源的特点点浅层地下水水资源补给：降雨入渗河流、湖泊泊渗漏越层补给灌溉水渗漏漏消耗：潜水蒸发人工抽水区域外地下下水侧向补补给降雨入渗补补给（潜水水蒸发）土壤给水度度单位面积含含水层中潜潜水位每下降一个个单位深度度时，由于含水层层的疏干而而释放出来的水量量降雨入渗补补给或蒸发引起的地地下水位上升或下降降值越层补给弱透水层渗透系数弱透水层厚厚度承压含水层层压力水位与潜水位位的差承压含水层层潜水位m′k′ΔH深层承压水水资源补给：越层补给侧向补给消耗：人工抽水承压含水层层的弹性储储量弹性释水系系数单位面积含含水层下降降单位水头时，因水体膨胀和土壤骨架压缩而释放出来来的水量降雨入渗补补给或蒸发引起的地地下水位上升或下降降值潜水深层承压水水主要的灌溉溉水源一般不宜开开采开采之后易易于补充和和恢复开采成本小小潜水给水度度：0.01-0.3直接承受大大气降水、、渠道、河河流、灌溉溉水渗漏以以及区外地地下径流侧侧向补给不能接受大大气降水和和地表水的的直接补给给，越层补补给十分有有限，侧向向径流微弱弱开采之后难难以补充和和恢复开采成本高高弹性释水系系数：5×10-5-6.5××10-4二、地下水水取水建筑筑物垂直取水建建筑物水平取水建建筑物双向取水建建筑物垂直取水建建筑物管井分完整井和和非完整井井适用于开采采浅层和深深层地下水水井台井壁管（实管）滤水管（花管）沉淀管封底塞筒井大口径取水水建筑物，，直径一般般1-2m，有的3-4m，最大12m。深度一般般6-20m。适用于开采采浅层地下下水井台井筒进水部分井底水平取水建建筑物坎儿井由地下廊道道和立井组组成。地下下廊道截取取地下潜流流并起输水水作用；立立井用于施施工出土和和通风。主要分布于于新疆山前前冲积扇下下部和冲积积平原地区区潜水位立井地下廊道渠道融雪水卧管井截潜流工程程埋设在地下下水位以下下的水平集集水管道，，与提水竖竖井相通。。多用于沼泽泽地和盐碱碱地排水，，灌溉上使使用较少山区河流河河床下部筑筑地下坝，，拦截地下下潜流河床截水墙引水渠双向取水建建筑物辐射井在大口井的的下部沿径径向呈辐射射状布设水水平集水管管，以提高高井的出水水量。集水井的下下部设沉沙沙段引水灌溉工工程的水利利计算分析来水情情况，协调调与用水的的矛盾，确确定引水工工程的型式式与规模一、灌溉设设计标准二、无坝引引水工程的的水利计算算三、有坝引引水工程的的水利计算算一、灌溉设设计标准灌溉设计保保证率抗旱天数灌溉设计保保证率灌区用水量量在多年期期间能够得得到充分满足的机率灌溉设施供供水的总年数灌溉设施能能保证正常供水的的年数年亏水量≤≤5%时，也作为水量量得到满足足处理灌溉设计保保证率的选选取除了考虑来来水和用水水情况外，，还应进行行经济分析析一般用于大大中型工程程抗旱天数灌溉设施在在无降雨情情况下能满满足作物需需水要求的的天数旱作物和单单季稻灌区区：30-50天双季稻灌区区：50-70天一般用于小小型灌溉工工程二、无坝引引水工程的的水利计算算灌溉面积进水建筑物物尺寸设计引水流流量闸前设计水水位闸后设计水水位进水闸闸孔孔尺寸任务内容1、设计引水水流量的确确定长系列法设计代表年年法长系列法推求灌区历历年灌溉用用水流量过过程线选择历年灌灌溉引水和和用水紧张张时期（即即灌溉临界界期）内，，灌水延续续时间大于于或等于20天的最大灌灌溉流量，，作为该年年的最大引引水流量对历年的最最大引水流流量进行频频率分析，，选取符合合灌溉设计计保证率的的流量作为为设计引水水流量对于一般般大中型型工程，，只要有有足够的的资料，，应尽量量采用该该方法设计代表表年法根据历年年灌溉定定额或灌灌溉期降降雨量，，进行频频率分析析，选择择2-3个相当于于灌溉设设计保证证率的年年份作为为设计代代表年；；计算各代代表年的的灌溉用用水过程程线，确确定灌溉溉临界期期最大灌灌溉流量量；从各代表表年中选选择最大大灌溉流流量的最最大者作作为设计计引水流流量。设计引水流量量应小于或等等于频率与灌灌溉设计保证证率相同的河河流流量的30%。否则，应按照照与灌溉设计计保证率相同同频率的河流流流量的1/3-1/4确定设计引水水流量，并调调整灌溉面积积2、闸前设计水水位的确定闸前（外河）闸后x1x2xzQ1Q2Q引确定外河设计计水位X1计算引水后的的外河流量Q2=Q1-Q引推求引水后的的外河水位X2确定闸前水位位X=X2-Z引水时部分位能转化为动能后所形成的闸前水位降落x1x2xzQ1Q2Q引根据历年灌溉溉临界期外河河的最低旬平平均水位排频频，选取与灌灌溉设计保证证率相同频率率的水位由Q2查河流的水位位流量曲线3、闸后设计水水位的确定闸后设计水位位=闸前设计水位位-过闸水头损失失闸后闸后设计水位位应大于或等等于灌区高程程控制要求的的干渠渠首水水位ΔH闸前（外河）4、进水闸闸孔孔尺寸的确定定闸底板高程闸孔净宽闸底板高程考虑建闸处的的地形、地质质条件、河流流挟沙情况、、闸后水位等等，同时考虑虑相应的闸孔孔宽度，通过过反复比较确确定。闸孔净宽根据设计流量量、闸前