农田水利学-第四章

灌溉水源与取水枢纽取水枢纽三增加灌溉水源的办法

二灌溉水源

一（一）我国的水资源概况

（二）灌溉水源分析

灌溉水源

一

灌溉水源：天热水资源中可用于灌溉的水体，有地表水和地下水两种形式。

我国灌溉水源主要来自地表水，其中利用地表水灌溉的面积占全国灌溉面积的81.6%。地表水：河川径流、湖泊及汇流过程中由水库、塘坝、洼淀等拦蓄的地面径流。地下水：浅层地下水、深层地下水。浅层地下水：补给来源有降水，河渠、坑塘等地表水渗漏补给和开采去以外地下水的侧向补给。深层地下水：亿万年前地质构造作用下形成，补给量少。灌溉水源

一

灌溉回归水：引入灌区后未能利用经地表或地下流回沟渠或河道的水量。水资源的重复利用：灌溉回归水、城市污水。灌区规划前，选择好灌溉水源，结合当地水资源水量、水质、时称变化、引水位置及引水条件制定可行方案。灌溉水源

一（一）我国的水资源概况

灌溉水源

一

水资源：逐年可恢复和更新的淡水量。补给来源：大气降水。我国水资源总量丰富，用河川径流量加上地下水补给量，扣除重复水量计算得出，我国多年平均水资源总量约为2.8万亿m3。但时间、空间上分布不均。我国降水量和径流量的年内、年际变化很大，降水量的年际变化，北方大于南方，并有少水年或多水年连续出现的情况。水能资源蕴藏量空间分布时间分布地

区水

能

蕴

藏

量可能开发的水能资源装机容量(MW)年发电量亿(kW.h/a)占全国比重(%)装机容量(MW)年发电量亿(W.h/a)占全国比重(%)华北地区12299.31077.41.8691.98232.251.2东北地区12126.61062.31.81199.45383.912.0华东地区30048.82632.34.41790.22687.943.6中南地区64083.75613.89.56743.492973.6515.5西南地区473311.841462.170.023234.3313050.3667.8西北地区84176.97373.912.54193.771904.939.9全国676047.159221.8100.037853.2419233.04100.0中国可开发水能资源按地区分布示意图我国水能资源时间分布夏秋季多，4—5个月的径流量占全年的60%—70%冬春季径流量很少

主要干旱地区：黄淮海平原，松辽平原，四川盆地的东、北部和云贵高原至广东湛江一线。其中黄淮海平原受旱面积最大，接近全国受旱面积的一半。水资源：质和量。天热水质中重碳酸盐类分布最广，占全国面积的68%,氯化钠类占25.4%，碳酸盐类水占6.6%。河流泥沙是水质的自然污染物。我国河流水化学带的特征见表4-1.我国六条河流泥沙含量特征见表4-2.灌溉水源

一

水体污染原因：工业废水，主要污染物是氨氮，其次是耗氧有机物和挥发酚；生活污水、工业废渣、矿业开采、农业生产等。水体污染途径：点污染源、面污染源。点污染源：城镇。面污染源：降雨径流把大气和地表污染物带进水体，如酸雨、农药化肥农田径流、家畜家禽废物、水土流失、城市垃圾、工矿废料、矿业开采。灌溉水源

一地下水水：全全国三三分之之一的的人饮饮用。。地下水水污染染：受受不同同程度度污染染的有有90%。。由于于所处处的地地理条条件及及运动动特点点，恢恢复很很慢，，即使使污染染源消消失，，污染染状况况也持持续多多年，，属于于半永永久性性污染染。河流污污染：：小河河流重重于大大河流流，北北方城城市重重于南南方城城市。。农田水水利规规划和和灌溉溉水源源分析析前，，对当当地水水资源源全面面评价价，确确定符符合用用水单单位水水质标标准的的水资资源总总量、、时程程变化化，及及可供供农田田灌溉溉的水水量，，进行行供需需平衡衡分析析，拟拟定科科学规规划。。灌溉水源

一我国总总用水水量中中农田田用水水比重重最大大，随随着我我国工工业及及城镇镇生活活用水水和公公共用用水水水平的的提高高，在在总水水量中中所占占的比比重也也不断断提高高。灌灌溉水水源分分析时时，应应考虑虑这一一方面面。可供水水量（（供水水量））：可可能提提供工工农业业用水水的水水量。。在做做农田田水利利规划划时，，根据据可供供水量量的多多少，，在考考虑到到其它它部门门用水水的前前提下下确定定出农农田灌灌溉可可用水水量的的数字字。可供水水量等等于毛毛用水水量。。它与与当地地水资资源多多少、、水利利工程程设施施的调调控能能力、、不同同水平平年的的用水水要求求有关关，灌溉水源

一（二））灌溉溉水源源分析析可供水水量估估算，，常以以现状状供水水能力力为基基数，，即以以某年年已建建成的的引水水、蓄蓄水、、提水水、调调水工工程以以及机机井等等的供供水能能力为为依据据，结结合同同年的的降水水、径径流和和外来来水的的资料料与当当年的的实际际用水水量，，进行行综合合分析析，分分别估估算出出该年年的地地表水水和地地下水水供水水量。。现状状供水水量要要注明明年份份。如：现现状供供水量量（2009年年）为为15亿m3：根据据已建建成工工程的的现状状和同同年来来水、、用水水资料料，估估算出出的可可供水水量为为15亿m3.例：表表4-3.表4-4.灌溉水源

一（二））灌溉溉水源源分析析可供水水量估估算方方法：：（1））分河河系逐逐条河河流进进行估估算，，然后后相加加得全全地区区或流流域的的可供供水量量。（（2））先估估算典典型河河流的的可供供水量量，分分类型型或分分地区区综合合建立立关系系曲线线、经经验公公式或或可供供水系系数等等，然然后再再估算算全地地区或或全流流域的的可供供水量量。浅层地地下水水可开开采量量估算算：要要合理理开采采，从从水均均衡原原理出出发，，用综综合补补给量量乘以以一个个小于于0.1的的开采采系数数求得得。合理开开采：：经济济合理理、技技术许许可、、资源源可能能、不不会因因超采采而造造成地地面下下沉、、海水水倒侵侵及不不使环环境恶恶化等等的综综合条条件。。综合补补给量量：包包括降降雨入入渗、、侧向向补给给、河河道入入渗、、渠系系（包包括田田间））入渗渗、井井灌回回归等等项，，先计计算各各分项项不同同水平平年的的，最最后求求出相相应年年的综综合补补给量量。灌溉水源

一（二））灌溉溉水源源分析析浅层地地下水水可开开采量量估算算方法法：假假定不不同水水平年年的开开采系系数不不变，，用不不同水水平年年的综综合补补给量量乘以以已知知的开开采系系数，，求出出相应应年的的可开开采量量。地下水水资源源包括括浅层层淡水水、深深层淡淡水、、浅层层咸水水。因因为深深层地地下水水回补补困难难，所所以超超采地地区，，常将将深层层地下下淡水水作为为生活活用水水或备备用水水源，，暂不不列为为可利利用水水源中中。若若多年年平均均回补补量测测定，，则深深层地地下水水的可可开采采量应应小于于或等等于回回补量量。缺水地地区进进行水水资源源评价价还要要考虑虑浅层层咸水水，对对2～～5g/L的微微咸水水和大大于5g/L的的咸水水分别别估算算。灌溉水源

一（二））灌溉溉水源源分析析灌溉水水源分分析：：先充充分掌掌握当当地水水资源源总量量及变变化过过程及及不同同水平平年可可供水水量的的情况况，分分析灌灌溉水水源的的总量量及流流量过过程，，要对对其它它部门门的用用水要要求，，统筹筹兼顾顾，避避免出出现同同一条条河流流上各各用水水部门门凭各各自需需要到到处开开口引引水，，致使使总引引水能能力大大大超超过河河流供供水能能力的的不正正常现现象。。还有有要注注意天天然条条件下下的灌灌溉水水源与与灌溉溉用水水要求求在流流量和和总量量上的的差距距。灌溉水水允许许含沙沙粒径径一般般为0.005～0.001mm，允允许含含沙量量视渠渠道输输沙能能力而而定，，粒径径0.1～～0.005mm的的泥沙沙，可可少量量输入入田间间，粒粒径大大于0.1mm的泥泥沙一一般不不允许许入渠渠。灌溉水源

一（二））灌溉溉水源源分析析灌溉水水源分分析：：若若用以以遭受受城市市污水水污染染的地地表水水和地地下水水作为为灌溉溉水源源时，，要严严格按按照国国家现现行的的农田田灌溉溉水质质标准准，由由供水水、用用水及及规划划设计计等单单位共共同负负责执执行。。供水水单位位：农农田灌灌溉水水源管管理单单位、、污水水处理理厂、、工业业废水水排放放单位位。灌溉水源

一（二））灌溉溉水源源分析析（一））供水水现状状1.灌灌溉带带的划划分根据农农业发发展对对灌溉溉的不不同要要求，，我国国地域域划分分三个个带。。（1））常年年灌溉溉带年降水水量小小于400mm的地地带，，主要要包括括西北北内陆陆和黄黄河中中游部部分地地区。。这一一带，，因年年降水水总量量和各各季节节的降降水分分配，，都不不能满满足农农作物物正常常生长长的需需要，，灌溉溉需要要指数数（灌灌溉水水量占占农作作物总总需水水量的的比值值）一一般均均大于于50%～～60%。。增加灌溉水源的办法

二（一））供水水现状状（2））不稳稳定灌灌溉带带年降水水量为为400～～1000mm的地地带，，主要要包括括黄淮淮海地地区和和东北北地区区。因因季风风的影影响，，降水水变化化不均均匀，，所以以农作作物对对灌溉溉的要要求不不稳定定，尤尤其是是秋熟熟作物物。干干旱年年份：：黄淮淮海地地区秋秋熟作作物灌灌溉需需要指指数高高达70%～80%，湿湿润年年份，，只有有30%。。冬小小麦灌灌溉需需要指指数高高达50%。（3)补充充灌溉溉带年降水水量为为大于于1000mm的地地带，，包括括长江江中下下游地地区，，珠闽闽江地地区及及部分分西南南地区区。年年降水水量充充沛，，但年年际及及季节节分配配不均均，另另大面面积种种植水水稻，，所以以灌溉溉需要要指数数高达达30%～～60%.增加灌溉水源的办法

二（一））供水水现状状旱作物物湿润润年不不需灌灌溉，，干旱旱年灌灌溉需需要指指数10%～30%.三个灌灌溉带带的降降水特特征及及灌溉溉要求求见表表4-5、、表4-6.2.水水资源源供需需不均均衡的的原因因及类类型缺水地地区：：主要要集中中在华华北和和东北北地区区，其其缺水水量约约占全全国缺缺水量量的70%，其其次是是西北北地区区、南南方山山区、、高原原和滨滨海区区，占占全国国缺水水量的的30%。。（1））水源源丰富富开发发利用用条件件较，，针对对南方方各大大江河河中下下游地地区。。（2））水资资源开开发利利用条条件比比较差差，针针对云云高原原、四四川盆盆地及及南方方大中中河流流的山山丘区区。增加灌溉水源的办法

二（一））供水水现状状（3））当地地水资资源缺缺乏，，针对对黄淮淮海平平原地地区、、辽河河中下下游地地区、、黄河河中游游地区区、辽辽宁、、山东东、浙浙闽沿沿海一一带。。（4））当地地水资资源贫贫乏，，跨流流域调调水十十分困困难，，针对对西北北内陆陆河、、黄河河上游游部分分高原原地区区，沿沿海岛岛屿。。增加灌溉水源的办法

二（二））扩大大灌溉溉水源源的措措施充分采采取有有效节节水措措施，，挖掘掘本地地区水水资源源的潜潜力，，提高高可供供水量量。1.兴兴建改改造管管好水水利设设施综综合调调控水水资源源（1））新建建改建建扩建建蓄水水措施施（2））改进进蓄水水工程程的管管理运运用方方式（3））地表表水和和地下下水联联合调调控（4））更新新改造造旧机机井提提高装装置效效率增加灌溉水源的办法

二（二））扩大大灌溉溉水源源的措措施2.尽尽量利利用当当地可可以开开发的的水源源（1））咸水水灌溉溉利用矿矿化度度大于于2g/L（尤尤其是是2～～3g/L的微微咸水水）进进行灌灌溉，，目前前已取取得良良好收收成。。1）要要有通通畅的的排水水出路路，保保证因因浇灌灌咸水水所积积累的的盐分分，在在降雨雨或淡淡水冲冲洗时时淋洗洗出去去，使使土壤壤盐分分在一一年周周期内内土壤壤不积积盐，，并争争取脱脱盐。。2）根根据当当地的的气候候、土土壤、、咸水水成分分、作作物种种类、、排水水条件件及淡淡水资资源情情况等等，掌掌握咸咸水灌灌溉的的水质质标准准。PH值值在7.0～8.0，阳阳离子子钠不不超过过60%，，以硫硫酸盐盐或氯氯化物物盐为为主矿矿化度度小于于5g/L的咸咸水。。增加灌溉水源的办法

二（二））扩大大灌溉溉水源源的措措施3）加加强管管理科科学安安排灌灌水时时间和和灌水水数量量，及及时测测验土土壤根根层盐盐分，，使根根层土土壤盐盐分不不超过过作物物的耐耐盐度度。4）加强农农业措施，，选择适合合当地条件件能耐盐的的作物优良良品种。5）用浅层层地下中性性盐类的咸咸水与深层层地下苏打打碱性水混混合浇灌或或轮灌，改改善水质及及减少土壤壤次生盐碱碱化的可能能性，提高高安全性。。（2）污水水灌溉一般要经过过处理的污污水或在河河道内经过过稀释和自自净作用的的污水作为为灌溉水源源，使用最最好要对水水质及时加加以监测。。有时要经经过两次处处理才可用用。增加灌溉水源的办法

二（二）扩大大灌溉水源源的措施原则：大庙庙多浇，小小苗少浇、、生长后期期少灌或不不灌。对含含氮量高的的污水，宜宜稀释后再再灌或采取取清、污轮轮灌的方法法，以大田田作物为主主，蔬菜、、瓜果不灌灌。（3）浑水水灌溉汛期，短时时间内引用用多泥沙河河流中高含含沙量浑水水进行灌溉溉，具有增增加水资源源利用率，，缓和夏灌灌期间缺水水矛盾，抗抗旱保苗改改良土壤促促进农业生生产及减轻轻水患的作作用。1）根据浑浑水灌溉的的目的，科科学控制引引用浑水的的数量及泥泥沙粒径。。2）浑水灌灌溉要求能能够解决好好灌排渠道道冲淤平衡衡问题，尤尤其是淤积积问题。3）泥沙处处理要根据据多泥沙河河流的特性性，结合灌灌区的条件件与需要。。增加灌溉水源的办法

二（4）海水水利用利用海水减减少工业用用水，相当当于增加了了灌溉水源源。工业用用水：直接接利用和海海水淡化后后利用。直直接取用时时用大量冷冷却水的电电力、化工工、冶金等等工业的冷冷却循环水水；海水淡淡化主要用用于锅炉用用水和优质质工业用水水。3.跨流域域调水（1）要充充分挖掘当当地水资源源的基础上上考虑调水水量；（2）根据据当地已建建工程条件件，在不影影响排涝的的前提下拦拦蓄雨水，，就地补源源；（3）采取取综合措施施实行节水水灌溉，对对现有的灌灌区进行以以节水、节节能为中心心的挖潜改改造。（二）扩大大灌溉水源源的措施增加灌溉水源的办法

二4.地下水水人工回灌灌利用地面或或地下工程程设施吧符符合水质标标准的水引引入地下蓄蓄水层中，，补给地下下水资源和和调节地表表径流，兼兼有净化水水质，防止止海水入侵侵和地面沉沉降。地下水人工工回灌系统统：回灌水水源，取水水与输水建建筑物，水水质的预处处理设施和和入渗设施施。回灌水水源：河水水、湖水、、和当地地地面径流、、工业与城城市废水。。回灌的水水质不得污污染被回灌灌的含水层层，保证回回灌设施运运行正常，，对设备无无腐蚀作用用。（二）扩大大灌溉水源源的措施增加灌溉水源的办法

二入渗设施：：(1)地面面入渗法，，通过坑塘塘、洼淀、、沟渠和古古河道等，，或通过加加大灌水定定额直接从从田面将水水入渗到蓄蓄水层；常常用于浅层层水的人工工回灌。（2）地下下灌注法：：用管井、、大口井、、辐射井等等地下工程程设施，将将水直接输输入地下蓄蓄水层。常常用于深层层地下水的的人工回灌灌。（二）扩大大灌溉水源源的措施增加灌溉水源的办法

二（一）灌溉溉引水方式式渠首工程：：从河流、、湖泊等水水源自流引引水灌溉时时，在水源源引水段及及渠道首部部修建的水水工建筑物物。若有多多个建筑物物则为取水水枢纽或引引水枢纽。。灌溉渠首工工程：泵站站及从水库库引水的取取水建筑物物。灌区按灌溉溉水源分，，利用水库库、塘坝蓄蓄水的约占占31%，，从河川自自流引水的的约占28%，用泵泵站提水的的约占19%，利用用地下水灌灌溉的约占占18%，，其它占4%。灌区用水80%引用用地表水，，地表水按按不同的取取水方式分分为以下四四类：无坝坝引水、有有坝引水、、抽水取水水、水库取取水。取水枢纽三（一）灌溉溉引水方式式1.无坝取取水定义：即不不设拦河闸闸或雍水坝坝从天然河河道中取水水。适用：河道道水量比较较丰富，引引水比不大大，水位满满足或基本本满足引水水的情况。。方式：单首首制、多首首制。（1）单首首制定义：只设设一个引水水口，一条条引渠取水水。渠首设进水水闸的叫做做有闸单首首制取水，，它能控制制入渠流量量减少渠道道淤积；在在岸边开挖挖引渠或涵涵洞引水而而不设闸的的叫做无闸闸单首制取取水，它不不能控制入入渠流量和和进沙量。。适用：河床床稳定，含含沙量少的的河流取水枢纽三（一）灌溉溉引水方式式（2）多首首制定义：设2～3条引引渠，各引引渠在下游游一定距离离处合成一一条干渠。。进水闸可设设可不设，，一般设在在各引渠口口或引渠汇汇合处。适用：河床床不稳定，，含沙量多多的河流。。无坝引水渠渠首位置：：设在河流流弯曲段的的凹岸中点点偏下游处处。以引取取表层清澈澈水，使泥泥沙远离取取水口。若若灌区位置置在凸岸，，或受地形形限制，可可选在凸岸岸中点偏向向上游处，，减少泥沙沙淤积。取水枢纽三（一）灌溉溉引水方式式无坝引水渠渠首组成：：进水闸、、冲沙闸、、导流堤。。进水闸：控控制入渠流流量，其底底板高于闸闸前河底，，与闸后渠渠底齐平或或稍高。冲沙闸：冲冲走淤积在在进水闸前前的泥沙。。导流堤：导导流引水和和防沙，枯枯水时截断断河流、保保证引水。。例如：都江江堰工程，，见图4-4.2.有坝取取水定义：当河河道流量能能满足灌溉溉引水要求求，水位低低于干渠控控制水位时时，在河道道上设拦河河闸或壅水水坝控制河河道水流，，保证渠首首引水。当当水位满足足要求，为为保证较高