灌溉与排水工程课程教案

《灌溉与排水工课程教案课程中文名称：灌溉与排水工程课程英文名称：IrrigationPrainageEngineering课程编号：031209学科分类：农业工程课程类别：专业课。课程性质：必修课。适用层次：汉族本科适用专业：农业水利工程。学时：总学时60理论课学时，验课学时学分：3先修课程水力学水资源学农作利用等有关基础课12.修课程水工建筑物、水利工程经济、水利工程概预算等1教学目的：通过本课程的教学使学生掌握灌溉与排水的基本理论和灌排技术统规划设计方法及地区水利规划的基本知识和方法等。具体要求为：(1)知识方面了解农田水分变化规律制农田土壤水分以及进行合理灌排的基本理论和知识握灌溉排水系统的规划设计方法握灌区田间工程的规划方法解灌区水利规划的方法步骤以及掌握有关基本知识田水利管理工作的重要性，掌握灌排管理的基本知识(2)技方面

能根据水源条件选择合理的取水方式进行引水工程的水利计算进行灌区灌排系统的规划布置进行灌排系统的流量计算和纵横断面设计。(3)力方面划设计及灌、排管理工作。

能独立担当中小型灌区的规2课程特点《灌溉与排水工程农业水利工程专业的一门主干必修专业课基本任务是学生掌握灌溉与排水的基本理论与基本原理排技术排系统规划设计的方法灌程对水环境的影响及其评价生重视灌理；1了解灌排系统管理中的一些现代化技术握灌排工程的经济评价握新疆盐碱土防治的水利措施等基本知识和技能。使用教灌溉排水工程学汪志农主编年5月第一版参考教材

中国农业出版社出版（1利学.郭元裕主编,中国水利水电出版社,1999年8月（2水工程学》汪志农主编

中国农业出版社出版，2000月《农田水利学习题试验集.张增圻、沈荣开合,水利电力出版社,1994年《新疆垦区盐碱地改良雄等编著·水电出版社·19851教学要求由本课程的特点教学过程中始终贯彻从实践中来到实践中去的认识过程堂教学应力求使学生弄清基本概念握基本内容学生对农田水分状况和土壤水分运动物需水量和灌溉制度及灌溉用水量种灌水方法溉渠道溉水源及取水方法间排水及排水沟道系统疆盐碱土防治的水利措施等内容有一个系统清晰的认识于本课程内容繁杂践性很强以授课教师不仅要吃透教材采用全国统编教材时图贯彻灌溉与排水为农业增产服务，拟定灌排措施必须从当地实际出发，紧密的与农业综合技术相结合。还需广泛阅读参考资料、深入生产实践、跟踪学科发展，随时补充新内容，使学生及时了解到本学科的重要进展和发展动向。实验教学学生掌握实验样品的采集准备壤水分的测定分的定性定量分析等技能到理论与实践相结合高解决实际问题的能力养学生严谨认真的工作作风倡创新精神后的科研及工作打下基础。实践环节方面：结合所学内容，让学生进1.5的课程设计，设计题目可为理论内容的一个专题过实际的工程资料和工程要求进行设计训练可直接参与一些实际的工程设计，使设计成果部分或全部用于工程实际。2学生学习方法通过教师引导，启发学生的自学和独立思考，逐渐培养学生自我获取知识的2能力和分析问题、解决问题的能力。道德规范：尊敬师长，关心同学，爱护公物，诚信守信行为规范：遵守课堂纪律，跟着老师授课思路专心听讲，与老师互动，课前预习复习袭他人作业问题多请教老师或找同学商议。作业规范：认真按要求完成各次作业，不拖拉，不漏做或少做，对做错的题认真订正。通过本章学习使学生对农业水利工程专业和灌溉与排水工程课程有较清楚的概念解国家的水利建设方针和国内外灌排技术发展的概况握灌溉排水工程学的研究对象和基本内容。22（一农田灌溉排水事业及发展方向概讲清灌排工程的任务）我国水资源状况和灌溉排水事业节水灌溉的重要性及其目标灌溉排水的发展方向（二）农田灌溉与排水的研究对象和基本内容灌溉与排水工程的研究对象和基本内容及其调节措施。采用多媒体课件授课，以课堂教学和教材内容为主，结合新疆灌排工程现状和新疆及阿克苏地区水资源总量布状况资源开发利用状况讨新疆发展灌排工程的重要性和发展节水灌溉的必要性。§1一、灌溉、排水对我国农业生产的重要意义灌溉排水是水利工程类别之一。其基本任务是通过各种工程技术措施，调节和改变农田水分状况及有关的地区水利条件的发展创造条件。3【农田水利水为防治干旱和盐碱灾害农田实施灌溉水等人工措施的总称。灌溉排水的作用：是人工补充土壤水分或排除农田多余水分的一种水利措施。灌溉排水的目的：是与农业技术措施相结合同为作物生长创造适宜的环境进和保证农业生产持续、高效地发展。灌溉排水的任务：是通过各种工程技术措施，调节和改变农田水分状况及其有关的地区水利条件，以促进农业的发展。常年灌溉地带不稳定灌溉地带水稻灌溉地带二、我国灌溉、排水事业的发展积累的经验和面临的任务1我国灌、排工程的建设和发展积累的经验和面临的任务（1经验1)大力发展灌溉的同时充分重视排水到灌并重泄兼顾；充分利用水资源，节约水资源；因地制宜，针对不同地区的具体情况，采用不同的治理措施。（2面临的任务水资源短缺矛盾突出耕地灌溉面积不到一半程配套不全，老化失修，抗旱除涝标准低等。不能适应今后农业生产和国民经济发展需要。2节水灌溉的重要性及其目标大力发展节水农业，推广节水灌溉，形成节水型社会是我国一项长期的基本国策。从开源与节流两方面入手，解决水资源危机的问题。精量灌溉，是节约灌溉的最高目标借助现代化的电子测试手段、计算机技术与信息技术，实时预测预报。4（5三“S"术在现代农业中的应用，使精量灌溉及精确调控大田的生产过程与资源投入已具有现实的应用前景息技术的迅速发展与更新对未来农业的发展产生不可估量的影响。三、世界灌溉发展的趋势灌溉方法仍以地面灌溉为主水灌溉面积会有较大发展；提高灌溉水利用系数，缓解水资源紧缺程度，渠道防渗，管道输水和非充分灌溉等技术将日益发展；改进灌溉管理，提高自动化程度；电子计算机光外线感控等新技术将广泛得到发展。§1灌溉排水工程学是一门研究农田水分状况和有关地区水情的变化规律及其调节措施，消除水旱灾害和利用水资源为发展农业生产而服务的科学。一、灌溉排水工程的研究对象（一）调解农田水分状况灌溉措施排水措施在调节农田水分状况方面需要研究的问题（个）（二）改变和调节地区水情蓄水保水措施调水、排水措施在改变和调节地区水情方面需要研究的问题（个）二、灌溉排水的研究内容灌溉排水主要研究内容灌溉排水工程面临的任务灌溉排水工程学的任务是什么？灌溉排水工程学灌溉排水工程学的研究对象及基本内容是什么？农田水分状况调节农田水分状况的水利措施有哪些？在调节农田水分状况方面需要研究的问题有哪些？57改变和调节地区水情的措施有哪些？需要研究哪些问题？8灌溉排水工程主要研究的内容是什么？9灌溉排水工程面临的任务是什么？要求通过本章学习使学生了解农田水分的存在形式及特点物对农田水分状况的要求以及农田水分调节措施壤水运动基本方程和考斯加可夫公式；难点为土壤水运动基本方程、入渗速度理论公式的推导、以SPAC论的基本概念。（理论学3，实验学时4）农田水分三种基本形式、凋萎系数、田间持水率。土壤水运动基本方程渗速度理论公式的推导及SPAC论的基本概念。地面水、地下水、土壤水的转化过程。6采用多媒体课件授课课堂教学和教材内容为主合当地实际实际案例引导学生学好本章内容田水分存在的形式和几个特征土壤含水率及在农业生产中的意义，避免繁琐的数学公式推导。通过课后的复习思考题和作业加深本章内容的理解。§2农田水分状况农田水分存在的形式旱作地区农田水分状况水田地区农田水分状况农田水分状况的调节措施§2土壤水分运动土壤水运动基本方程入渗条件下土壤水分运动蒸发条件下土壤水运动§2土壤作物大气连续体水分运动的概念农田水分存在的基本形式有哪些物利用的土壤水是哪些？凋萎系数？农田水分状况调节措施是什么？田间持水率物最大田间持水率间持水率？要求学生了解土壤水分消耗的途径，理解“作物需水量”和“田间耗水量”的基本概念面了解影响作物需水量的因素解作物需水临界期和作物需水模系数的概念。掌握作物需水规律和作物需水量的计算方法握作物灌溉制度的拟定确分析和推求灌溉用水量的原理和方法水率的概念与计算方法。（理论学8）作物需水量和田间耗水量的基本概念及计算方法；灌溉制度的概念及其拟定方法，制定水、旱作物灌溉制度的水量平衡法；73灌溉用水过程线的推算和灌水率的计算。作物灌溉制度的拟定区用水过程的推算水率的计算和灌水率图的修正。讲清作物需水量的概念体课件授课制度和灌溉用水量，结合当地实际，用典型案例引导学生学好本章内容。通过课后的复习思考题和作业练习，以加深对本章内容的理解。§3作物需水量及影响因素作物需水量的计算（一）直接计算需水量的方法以水面蒸发为参数的需水系数法（简称“”值法）以产量为参数的需水系数法（简称“K以气温为参数的需水系数法（简称“”值法）以多种因素为参数的经验公式法（二）通过计算参照作物需水量来计算实际作物需水量的方法基本思路是作物腾发看作能量消耗的过程过平衡计算求出腾发所消耗的能量，然后再将能量折算为水量，即作物需水量。参照作物需水量计算实际需水量的计算§3一、充分灌溉条件下的灌溉制度制定灌溉制度的方法总结群众丰产灌水经验根据灌溉试验资料按水量平衡原理分析制度作物灌溉制度（一）水稻的灌溉制度泡田定额的确定水稻生育期内灌溉制度的确定（二）旱作物的灌溉制度的确定811水量平衡方程式基本资料的收集旱作物播前灌水定额（M）的确定根据水量平衡图解法拟定旱作物生育期的灌溉制度二、非充分灌溉原理与作物水分生产函数非充分灌溉的理论基础水分亏缺对作物的影响及水分亏缺的判别指标土壤水分亏缺及其成因作物水分亏缺及其成因水分亏缺对作物生长的影响（三）作物水分生产函数作物水分生产函数是指在作物生长发育过程中量与投入水量或作物消耗水量之间的数量关系。作物水分生产函数可以确定作物在不同时期遇到不同程度的缺水是对产量带来的影响。（四）作物非充分灌溉制度优化灌溉制度的确定方法优化灌溉制度设计实例§3灌溉用水量是指灌溉土地需从水源取用的水量而言。一、设计典型年的选择在规划设计中需事先选定典型水文年作为规划设计的依据这个特定的水文年份称为“设计典型年象资料计算出的灌溉制度称为“设计典型年的灌溉制度设计灌溉制度用水量称“设计灌溉用水量二、某一具年份灌溉用水量及用水过程线直接推算法间接计算法§3一、灌水率的概念灌水率是指灌区单位面积（如以100hm2称灌水模数（需水模系数）二、灌区设计灌水率的确定1绘制初步灌水率图

计）上所需灌溉的净流量，又92修正灌水率图修正原则与方法：以不影响作物需水要求为原则，尽量不改变主要作物关键用水期的各次灌水时间，若必须调整移动，以往前移动为主，前后移动不超过3调整其它各次灌水时，要使修正后的灌水率比较均匀，连续；为减少输水损失，并使渠道工作制度比较平稳，在调整时不应使灌水率数值相差悬珠，一般最小灌水率不应小于最大灌水率的40%作为设计渠道用的设计灌水率，应从修正后的灌水率途中选取延续时间较长（达到20）的最大灌水率。何谓作物需水量？需水量与耗水量有什么不同？农田水分消耗的途径是什么？何谓腾发量？腾发量又可称为什么？影响作物需水量大小的因素有哪些？如何计算作物需水量？什么叫田间需水规水模系数水临界水关键期什么是灌溉制度？其包括哪些内容？确定方法是什么？灌水定额与灌溉定额有何区别？试述旱作曲水量平衡方程各要素的含义及用图解法确定旱作物灌溉制度步骤。水分亏缺对作物生长有哪些不利和有益作用？土壤计划湿润层深度？灌溉的作用是什么？什么是灌溉用水量？灌区年灌溉用水量及年用水过程线的计算方法？灌水率的含义？在灌溉工程规划设计中，什么条件下需对灌水率图进行修正？修正的原则与方法是什么？灌水率的计算方法？计算题习题集P5２要求学生了解各种地面灌水方法的异同及优缺点宜种植作物条件合灌溉用水等的学习，掌握灌水方法及其设计步骤。水方法的评价标准、分类及适用条件。(2)地面灌溉方法。10（3灌水方法的评价、分类及适用条件；地面灌溉的技术要素；畦灌、沟灌的设计步骤，应掌握的灌水技术要素，计算方法。采用多媒体课件授课清各种地面灌水方法的特点和适应性掌握的灌水技术要素。结合新疆农业灌溉的方式引导学生学好本章内容。通过课后的复习思考题和作业练习的掌握本章学习内容。对喷、滴灌等高效节水技术在《节水灌溉技术》课程中讲授。§4灌水方法是指灌溉水进入田间并湿润作物根区土壤的方法与方式。其目的在于将集中的灌溉水流转化为分散的土壤水分，满足作物对水肥、气的需要。灌水技术是指在一定的灌水方法下，为使供给作物的水分适时适量和均匀一致所采取的一系列科学技术措施。一、灌水方法的类型（一）全面灌溉灌溉时湿润整个农田根系活动层内的土壤，传统常规灌水方法即属此类。比较适用于密植作物1面灌溉畦灌沟灌

适用于密植作物适用于宽行距的中耕作物淹灌漫灌2灌（二）局部灌溉比较适合于灌溉宽行距作物。11微灌灌水方法渗灌（又称浸灌、地下灌）二、对灌水方法的基本要求保证实现定额灌水田间水的有效利用率高田间灌水质量高高效低耗方便与农业技术措施密切配合简单、经济、便于推广三、评价灌水质量的指标田间灌溉水有效利用率田间灌溉水储存率田间灌水均匀度田间灌水质量综合有效利用率§4一、畦田布置主要依据地形条件合考虑耕作方向，保证畦田沿长边方向有一定的坡度。二、畦田规格

畦宽畦长畦埂小畦灌主要指畦田“三改”灌水技术，即“长畦改短畦，宽畦改窄畦，大畦改小畦三、畦灌法的灌水技术灌水技术要素主要指①畦田规格al）的选定②控制入畦流量（即单宽流量③掌握放水时间t四、块灌法与水平畦灌法

块灌法水平畦灌法五、长畦分段短灌法§4一、灌水沟的规格主要指灌水沟的间距、长度和断面结构等而言1200沟灌法灌水技术涌流灌溉法（又称波涌灌溉或间歇灌溉）§4

其它地面灌溉方法。何谓灌水方法和灌水技术？灌水方法有哪几类？各适用什么作物？试比较其优缺点？对灌水方法的基本要求是什么？评估灌水质量的指标主要有哪几项？什么叫畦灌、沟灌、地面灌溉？影响畦灌和沟灌技术参数的因素有哪些？如何选择畦、沟灌的技术参数（要素）？某灌区种植小麦，灌水定额m=50m3/亩，土壤透水性中等。由土壤渗吸试验资料可知：第1小时内平均渗吸速度K0.002。要求算灌水时间（选择畦长和宽度（）计算入畦单宽流量{l/(s.m)}

地面坡度为6某地种植玉米，用沟灌法灌溉，土壤透水性中等，顺沟灌水方向的地面坡度J=0.003,采灌水定额m=40m3/亩。要求定灌水沟的间距，长度与流量（2计算灌水沟的灌水时间。13第章渠道溉统一教目与求要求学生能分析灌区特点握渠系规划的原理法和步骤及渠道设计的内容方法和步骤明确计算各种流量的目的熟练掌握渠道输水损失的估算方法和设计流量推算方法；了解渠道纵、横断面结构，熟练掌握渠道纵、横断面的设计方法握旱田田间工程布置的原理和方法能进行田间工程的规划设计及水田等有一般了解

渠道衬砌的基本方法及防冻害措施。二本学

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（论时）三本重1、灌溉渠道系统规划的原则及布置形式（灌区总体规划）2、干、支渠的规划布置、渠系建筑物的规划布置。灌溉渠道流量的概念及推算方法步骤渠道纵横断面设计方法145渠道防渗衬砌措施灌溉渠道流量的概念及推算方法、步骤渠道纵、横断面设计采用多媒体课件授课课堂教学和教材内容为主合课堂理论教学进行一次灌区参观实习合灌区渠系布置方式和水工建筑物结构形式导学生学好本章内容。通过课后的复习思考题和作业加深本章内容的理解。§5一、渠道灌溉系统概述（一）灌溉渠系的组成及分级渠首工程输配水渠系按使用寿命分：(1)定渠道（2临时渠道按控制面积及设计流量分：干、支、斗、农4固定渠道。大型灌区可多于4；田间渠道为临时渠道田间灌水渠系排水泄水沟道系统组成：视地区排水要求不同有所不同。5渠系建筑物（二）灌溉渠系规划布置的原则条）二、干支渠的规划布置1山、丘区灌区的干、支渠布置遵水高用低用则藤结瓜式溉系统干渠沿等高线布置干渠沿主要分水岭布置2平原区灌区的干、支渠布置（1冲积洪积扇灌区灌溉渠系的布置（山麓平原型灌区）15（2冲积平原灌区灌、排渠系布置圩垸区灌区干、支渠布置盆地型灌区的灌、排渠系布置滨湖感潮灌区三、斗农渠的规划布置斗、农渠的规划要求斗渠的规划布置农渠的规划布置灌溉渠道和排水沟道的配合（1灌排相间布置（2）灌排相邻布置）灌、排合渠四、渠系规划步骤查勘纸上定线定线测量五、渠系建筑物的规划布置引水建筑物配水建筑物（3交叉建筑物（4衔接建筑物（5泄水建筑物

分：有坝和无坝引水建筑物、提水泵站、水库等分水闸、配水闸隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞、桥梁等跌水、陡坡溢流堰、泄水闸、退水闸、退水渠等（6量水建筑物§5一、田间工程规划的（原则）要求二、旱作区条田内部渠系布置。（一）影响条田设计的基本因素1灌溉对条田的要求排水对条田设计的要求农田防护林带与条田的关系4机耕对条田的要求（二）条田内部的田间渠系布置1纵向布置2横向布置三、水田格田16水田灌溉不需毛渠，灌溉水直接从农渠灌入水稻格田。格田规划要点：水稻格田长度与宽度的确定应考虑到有利灌溉，以及有利于提高机耕、机收的效率，一般长约100~150m，宽约15~20m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渠垂直于等高线、顺坡布置；在平原地区，格田方向以南北向为好，利于作物通风采光；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；与早作田块相邻时，应开设隔水沟。四、田、林、路、居民点等的规划布置。（一）道路和林园规划道路规划渠、沟、林、路相互关系的基本形式林带规划（二）居民点的规划布置居民点规划布置原则居民点的规模居民点的位置四、山区和水田田间工程。§5一、设计流量、最小流量与加大流量设计流量最小流量加大流量二、灌溉渠道水量损失自由渗流阶段顶托渗流阶段用经验公式估算输水损失水量用经验系数估算输水损失水量渠道水利用系数渠系水利用系数田间水利用系数17（4灌溉水利用系数三、渠道的工作制度（渠道的输水工作方式）续灌（一般干、支渠采用）轮灌（一般斗农渠采用）集中轮灌插花轮灌四、渠道设计流量推算1轮灌渠道设计流量的推算自上而下分配末级续灌渠道的田间净流量自下而上推算各级渠道的设计流量2续灌渠道设计流量的计算五、渠道最小流量和加大流量的计算最小流量计算加大流量计算§5一、渠道横断面设计原理合理的渠道纵横断面是两满足与两稳即满足水位控制足输水能力向稳定和平面稳定）二、梯形渠道横断面设计方法（一）设计原理用明渠均匀流原理，采用试算法（二）有关参数的选择i的选择n的选择的选择的选择实用经济断面的水力计算公式允许不冲不淤流速渠道过水断面以上部分的有关尺寸（三）渠道水力计算一般断面的水力计算水力最优梯形断面的水力计算三、渠道断面结构1按渠道断面的形状分18ii梯形断面矩形断面U形断面梯弓形断面2按渠道挖、填方情况分挖方渠道填方渠道半挖半填渠道四、渠道的纵断面设计1灌溉渠道水位推算H进0+2渠道纵断面设计中的水位衔接不同渠段间的水位衔接建筑物前后的水位衔接上、下级渠道的水位衔接3渠道纵断面图的绘制§5一、渠道防渗措施概述渠道防渗的意义和作用渠道防渗衬砌措施渠道护面冻胀破坏现象及原因二、衬砌渠道断面设计灌溉渠道系统是什么？包括哪些？分为几级？何谓输水渠道和配水渠道？固定渠道包括哪些？临时渠道包括哪些？排水沟道分为几级？排水系统包括哪些？渠系规划的原则是什么？规划步骤是什么？渠系建筑物按其作用的不同，可分为几种类型？各报刊哪些？条田规划包括哪些内容，影响条田规划的因素有哪些？灌溉、排水、防风、机耕对条田规划有哪些要求？7田间工程规划的原则是什么？居民点位置的选择及道路、林带的布置方法有哪些？在确定渠道设计流量时，如何计算渠道的输水渗漏损失？19某一渠道的田间净流量与渠道的净流量有什么区别？怎样计算田间净水量与净流量？水的利用系数有哪些？它们之间的关系如何？如何计算？渠道的工作制度分为几种？在渠道设计中，为什么要考虑渠道设计流量？加大流量和最小流量？目的何在？轮灌渠道和续灌渠道设计流量如何计算？试述一个灌区由田间净流量推算渠首毛流量的方法步骤。渠道纵、横断面设计的目的是什么？设计原理是什么？设计渠道横断面应满足哪些条件？如何合理选择参数？什么是不冲不淤流速？具有什么意义？怎样选定不冲不淤流速？合理的渠道纵、横断面应满足什么条件？何谓最优经济断面？水力最优断面是否一定是最经济断面？为什么？灌溉渠道进水口处控制水位如何推算？渠道纵断面图包括哪些内容？绘制纵断面的方法步骤？渠道防渗有何作用？防渗的方法有哪些？严寒地区渠道护面冻胀破坏的原因是什么？防治渠道护面冻胀破坏有哪些措施？计算题习题集6２～６—８。第六章灌溉水源与取水方式要求通过本章学习使学生运用水文和水文地质知识分析水源特点源工程规划，针对不同的水源采取不同的取水方式。掌握四种取水方式，有、无坝引水工程的水利计算方法，以及井的类型与结构。206）灌溉水质标准及水源种类。灌溉水的取水方式。灌溉设计标准、灌溉工程水利计算。地下水资源评价利用。灌溉取水方式引水灌溉工程的水利计算采用多媒体课件授课课堂教学和教材内容为主清各种灌溉水源的水量水质特点利计算方法及注意应用性合新疆的水源及取水方式导学生运用在水工认识实习中见到的工程实例进行讲解学生对本章节的理解的感性认识。通过课后的复习思考题和作业加深本章内容的理解。§6灌溉水源的水量及其特点地面水地下水污水§6一、取水方式无坝引水有坝（低坝）引水二、水利计算（一）灌溉设计标准灌溉设计保证率抗旱天数（二）无坝引水工程的水利计算1设计引水流量的确定长系列法设计代表年法2闸前设计水位的确定21闸后设计水位的确定进水闸闸孔尺寸的确定及校核（三）有坝引水工程的水利计算1设计引水流量的确定长系列法设计代表年法拦河坝高度的确定拦河坝的防洪校核及上游防护设施的确定§6一、概述二、井的井型与结构1垂直取水建筑物2水平取水建筑物

管井、筒井坎儿井、卧管井、截潜流工程双向取水建筑物引泉工程三、水井出水量计算什么是灌溉水源？灌溉对水源及水质的要求是什么？利用地面径流灌溉有哪些取水方式？利用地下水有哪些取水方式？灌溉对水源水位及水量有哪些要求？灌溉设计标准包括哪些？灌溉设计保证率的含义？应当怎样确定不同地区的灌溉设计保证率无坝引水工程和有坝引水工程的水利计算？闸前及闸后设计水位如何确定？设计引水流量如何确定？拦河坝高度应满足哪三方面的要求？有坝取水枢纽一般由哪几部分组成？11计算题见《农水习题集P41第七章田间排水

习题5要求学生能根据田间排水的任务，了解农田对除涝、防渍、防盐的要求，正确22分析和确定排水沟的深度和间距握田间排沟的规划设计方法握农田排水对水土环境及作物生长的影响和要求握农田排水对地下水位的调控原理握田间排水系统的布置与结构。了解农田排水的种类与排水标准8（理论学时，实验）农田排水对水土环境及作物生长的影响农田排水对地面水及地下水位的调控原理田间排水系统的布置与结构田间排水系统的布置与结构防治土壤次生盐碱化的排水标准采用多媒体课件授课清排水沟沟深与间距的关系合新疆排水系统的方式进行讲解，加强学生对本章内容的理解。通过课后的复习思考题和作业加深本章内容的理解。§7作物的生长离不开水是生命之源是也不是水越多越好太多也会影响作物的正常生长至使作物死亡。因此缺水时需灌水，水多时则需排水农田水分太多可能造成的灾害有洪、涝、渍和盐碱等。一、涝灾雨过多形成旱地积水或水田淹水过深而造成作物减产或失收的灾害。．涝灾与洪灾的区别涝灾雨引起地面积水。洪灾境引起地面积水。二、渍害定义地下水位过高或连续阴雨致使土壤过湿而危害作物正常生长的灾害。成因：1自然原因：（1降雨过多或阴雨连绵23242433地下水位过高，如滨湖地区耕层滞水、有粘土隔层、犁底层地势低洼如兴化、建湖、泰县溱潼镇等地2人为因素：重灌轻排工程不配套，大水漫灌、串灌串排3渍与涝的区别渍：无地表积水涝：有地表积水渍可视为一种特殊的涝，渍也称为暗涝、地下涝、地涝等。三、盐害（一）定义：土壤中含可溶性盐过多，使作物吸水困难，从而影响作物正常生长的灾害。中性盐：Nacl、NaSO等过多，称盐土碱性盐：NaCO、NaHCO等过多称碱土，或盐碱土（二）盐碱地的形成形成的条件：地下水含盐量大；地下水位过高，上升毛管水能达到地面形成过程：地面蒸发、毛管水上升至地面；水蒸发后，盐分留在土壤表层；盐分积累，形成盐碱地图说明形成过程）次生盐碱地：由于灌溉不当（过量灌水，或只灌不排）引起地下水位上升，形成盐碱地称为次生盐碱地。（三）分布干旱、半干旱地区；滨海地区；§7一、农田排水要求和排水标准（一）农田排水要求．除涝排水要求．降渍排水要求（1土壤含水量与地下水埋深的关系24地下水埋深与产量的关系不同作物、同一种作物不同生育阶段耐渍能力不同，主要作物耐渍能力见表7-3。一般适宜埋：0.5。水田地下水位过高、长期淹水也会产生渍害，因此需要：浅水勤灌；适当晒田；保证一定的深层渗漏。3治盐要求4.农业耕作条件对农田排水的要求。（二）农田排水标准1除涝标准一般可按《规范》或本地区的有关规定确定。按新规范，排涝标准为5年遇。江苏省量日排出一遇。日本：10～15年一遇，澳大利亚15年一遇2降渍标准以设计排渍深度和耐渍深度作为排涝标准。3防盐标准二、涝、渍、盐治理（一）除涝1水利措施：修建排水工程、挖沟、疏河、建闸、站等。排滞并举。2农业措施：易涝地区种耐涝作物。局部洼地可作蓄涝养殖区。（二）防渍1水利措施：修建排水工程，明沟、暗管（鼠道水。控制河网水位，从而控制地下水位。节水灌溉。灌排分开，水旱分开2农业措施：改良土壤，消除滞水层（深耕晒垡、增施有机肥种植耐渍品种应种水稻、不种棉花2544（3生物排水（沿沟、沿路种养、灌木、有利降地下水位（三）防盐（降盐、压盐）1水利措施：兴建排水工程地表水地下水联合运用。2农业措施：种水稻，是改良盐碱地的一个重要方法。种植耐盐作物。3化学措施：施用石酸性成硫酸钠盐土从而减轻危害。四、农田排水对土壤环境及作物生长的影响农田灌溉与农田排水农田排水对土壤理化性质的影响改善土壤结构排除有毒物质降低土壤含水量，改善土壤热状况改善土壤通气状况，提高氧化还原点位降低土壤含盐量，改良土壤盐碱化（三）农田排水对作物生长的影响排水对作物根系生长的影响排水对作物植株生长及产量的影响（四）农田排水对地下水动态的影响排水沟对地下水位的调控作用排水对农田地下水动态影响一、排除地面水的田间排水沟１、排涝水量与排涝时间（１用超蓄产流法计算净雨深算农田排水时田单位面积的蓄水量可用下式：WH(

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26也可用径流深表示：P—Wm0（２）利用超渗产流法计算净雨深

iI1（)1—It)i

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—只有在地下水位埋深很大时才用超渗产流法计算田间蓄水量水位较高时，用超渗产流法计算得到的入渗水I，不能大于用超蓄产流法计算得到的田间蓄水只能取I，W代替，可得：Wt)i

1—

时田面降雨的径流过程田间排水沟的深度与间距除涝排要求排水沟间距遵循成本最小原则耐淹历时校核：

淹没时间

降雨强度能地表坡度地面糙率末级排水沟间距为15～150m；排水沟深度在之间选取。二、控制地下水位的的水平排水沟（防渍田间排水沟）1排水沟对地下水的调控作用地下水变化过程2排水沟深度

§727222222排水方式一般有水平排水直排水及生物排水平排水主要指明沟排水和地下暗管排鼠道式水称井灌井排。一、明沟排水技术按任务不同：分为除涝、防渍和防止土壤盐碱化等。特点：排水速度快、效果好，但工程量大，建筑物多，占地面积大沟坡易坍塌等。（一）田间排水系统的布置灌排相间布置灌排相邻布置灌排合一布置（二）排水沟间距的计算1完整沟，排水沟穿透整个不透水层L

8k(

20c)4k(h)ii式中：—排水沟间距（m—两排水沟中间点处地下水位上升值。hHHcH从不透水层到地下水位的含水层厚度—不透水层底板与排水沟水面之间的距离0—渗透系数i—入渗强度2非完整沟，排水沟底距不透水层顶面有一定距离时

0L

k(hH0i

H

)

H

2H02求解上式可得非完整排水沟的计算式：L(

4H

2H

)

i

4H2H28式中—非完整沟修正系数，—含水层的平均厚度d—明沟时的沟内水面宽，采用暗管时为暗管直径。二、暗管排水技术特点：排水快，降得深，地面建筑物少，土地利用率高，有利交通和机械作业。（一）排水暗管的种类及布置1布置形式单管排水系统复式暗管排水系统①正交形②斜交形（3不规则布置形式2暗管排水系统的组成（1吸水管（2）集水管（沟）（3检查井（4集水井3管材的选择（1土管（2泥土管（3管瓷管（5凝土管（6波纹塑料管（二）排水暗管的间距、深度及流量计算排水暗管埋深和间距经验值见教科书P212排水暗管设计流量：CqA

——排水暗管设计流量（m

3/d）——排水暗管控制面积（m

2）C——排水流量折减系数见教科书P212—2与排水明沟设计流量相似量也可为排水模数和排水控制面积的乘积qBL设——暗管设计流量（设——控制面积（2）

3/s）——排水模数

3/S2}B——暗管间距m——暗管长度（m三排水暗管纵坡与管径的确定四鼠道排水系统（简介）29三、竖井排水技术排水效果好，适宜防治土壤次生盐碱化（一）竖井排水的特点及适应条件1特点：降低地下水位，防止土壤返盐防洪防渍，增加抗旱灌溉水源抽咸补淡，改善水源2适应条件：（二）竖井的规划布置选取合理的井深和井型结构井距的选定及井群布置田间排水的任务是什么？农作物对农田排水有哪些要求？地下水临界深度？什么叫排水模数，排涝模数，排渍模数？灌排渠系田间布置形式有几种，各适应于什么地形？6田间排水网可分为哪三种排水形式？什么是作物的需水临界期（或称需水关键期）？设计排水农沟时，如何确定其深度和间距？在盐碱化地区，排水沟的深度和间距应满足什么条件？10竖井排水的作用有哪些？11井灌井排的任务是什么？30要求通过本章学习使学生了解排水沟系统的组成与类型、河网的组成与特31点解承泄区整治方法握运用水文及水文地质知识分析排水区的特点点掌握排水沟道系统的规划设计水流量的计算方法水沟设计水位推算及排水沟纵横断面设计方法。6）排水沟道系统的组成及规划布置排水流量推算及设计内、外水位的选择明沟排水系统的设计排水沟流量计算计及排水沟的设计内外水位。排水沟断面及排水出口。采用多媒体课件授课课堂教学和教材内容为主合新疆的工程实例讲解排水流量的计算，以加强学生对本章节内容的理解的感性认识。通过课后的复习思考题和作业加深本章内容的理解。§8一、排水系统的组成排水系统一般包括排水区内的排水沟系，排水枢纽工程和承泄区三大部分组成。二、排水地区（包括灌区）的涝渍成因来水过多排水不良管理方面问题三、排水系统规划规划原则排水方式具体规划方法划分排水区输水系统规划布干组成的骨干排水工程溶泄区的选择§8323232一、除涝标准以治理区发生一定重现期的暴雨，作物不受涝为标准。以治理区作物不受涝的保证率为标准。以某一定量暴雨或涝灾严重的典型年作为排涝设计标准。在目前我国除涝规划设计中用最普遍的为第一种除涝标准表达方式是我国《灌溉排水工程设计规范》中采用的表达方式。二、排渍标准在第七章中已介绍。§8排水流量是确定各级排水沟断面建筑物规模以及分析现有排水设施排水能力的主要依据计排水流量分排涝流量和排渍流量涝流量用以确定排水沟断面尺寸渍流量为满足控制地下水位要求的地下水排水流日常排水流量）以此确定排水沟沟底高程和排渍水位。一、设计排涝流量的计算用流量资料推求用暴雨资料推求由降雨推求排涝流量或排涝模数的分析国内计算排涝流量的常用方法1排涝模数经验公式法（适用于大型涝区）qKR

m

n2平均排除法平均排除法是以排水面积上设计净雨在规定的排水时排除的评价排涝流量或平均排涝模数作为设计排涝流量或排涝模数的方法。Q对于水田对于旱地3排涝流量过程线法二、排渍流量的计算

R或：t86.4P田蓄R当地下水位达到一定控制要求时的地下水流量称为日常流量流量高峰是一个比较稳定的较小数值位面积上的排水流量称为地下水排水模数或排渍模数[

m•。防止土壤次生盐碱化地区强烈返盐季节地下水控制在临界深度时的设计排渍模数一般较小。33一、设计内、外水位的选择排涝计算中设计内水位是指排水出口处的沟道通过排涝流量时的水面高程；排渍设计内水位一般应定在农田地下水位降到规定深度的高程上。目前我国部分地区设计外水位采用情况不同用的设计外水位也不同括两点基本规律：1对于选择水位标准采取相应于涝区暴雨重现期的水位；采用多年平均水位当涝区设计降雨与承泄区水位同频率遭遇的可能较大时用前者则采用后者。2对于选择水位特征期，有以下几点：年或汛期最高水位年或汛期最高日平均水位汛期最高5日或旬平均水位最高汛期最高平均水位等。二、排水沟的设计水位设计排水沟应满足两个要求排涝设计流量涝水顺利排入外河足控制地下水位要求等。1排渍水位（又称日常水位）是排水沟经常需要维持的水位，在平原区主要由控制地下水位要求（防渍、防止土壤盐碱化）所决定。AD0农i2排涝水位（又称最高水位）承泄区水位一般较低，汛期干沟出口处排涝设计水位始终高于承泄区水位的情况；在承泄区水位很高、长期顶托无法自流外排的情况。§8根据排涝设计流量确定沟道的过水断面根据通航、养殖要求校核排水沟的水深与底宽根据滞涝要求校核排水沟底宽根据灌溉引水要求校核排水沟道底宽34五、纵断面图的绘制§8承泄区应满足的要求：在排水地区排除日常流量时，承泄区水位应不使排水系统产生壅水，保证正常排渍；在汛期，承泄区应具有足够的数水能力或容蓄能力，能及时排泄或容纳由排水区排出的全部水量；具有稳定的河槽和安全的堤防。一、排水口位置的选择应选择在排水区的最低处或其附近，以便涝水易于集中；要使排水口靠近承泄区水位低的位置，争取自排；确定排水口位置时，应考虑排水口是否会发生淤积，阻碍排水；排水口基础是否适于筑闸建站抽排时排水口附近能否设置调蓄池等二、承泄区整治疏浚河道通过疏浚，可以扩大泄洪断面，降低水位；退堤扩宽，扩大河道过水断面；裁弯取直，整治河道；治理湖泊、改善蓄泄条件修建减流、分流河道清除河道阻碍。35要求通过本章学习使学生了解灌溉排水管理的主要任务及实行计划用水的意义，掌握编制用水计划的基本方法，基本熟悉灌、排系统管理现代化的内容。了解灌排试验的方法，灌溉对环境的影响及评价。4）灌溉用水管理和排水管理灌排系统管理现代化灌溉排水对环境的影响用水计划编制与执行。采用多媒体课件授课课堂教学和教材内容为主意跟踪了解管区的发展趋势合本区的实际工程先进方法和措施讲解一些灌区信息化管理内容加强学生对本章节内容的理解的感性认识。通过课后的复习思考题和作业加深本章内容的理解。§9一、意义灌溉排水管理的主要任务是通过对各种工程设施的管理运行用水资源，合理调配灌、排水量，开展试验研究，实行科学用水和排水，促进农作物高产稳产；采取经济措施，搞好经营管理，发挥工程最大效益。二、灌、排系统管理的内容1组织管理—是保障2工程管理—是基础36用水管理—是中心经营管理（生产管理）—是手段环境管理—是实现可持续发展的必要条件§9计划用水：是有计划地进行蓄水、取水（包括水库供水、饮水和提水等）和配水。一、灌区计划用水管理1灌区各级用水计划的编制（1水源供水流量分析与引水计划编制成因分析法平均流量分析法经验频率分析法mPn河源含沙量的分析与预测确定渠首可能引取的流量供需水量平衡期的划轮期就是一个配水时段衡计算（2灌区配水计划的编制配水方式：续灌和轮灌配水顺序（3灌区用水计划的编制特点因地制宜编制不同类型的用水计划不同地区用水计划的编制特点上、下结合，分级编制统一调度，联合运用（地面水、地下水联合运用）应用微机编制用水计划。2用水计划的执行与渠系水量调配（1用水计划的应变措施渠系轮灌配水措施引用高含沙水的措施设置调配渠道，进行流量调节其它措施应用微机编制动态用水计划。（2渠系水量调配37水量调配原则和方法配水工作的要求渠系水量调配的策略按用水计划和预定的应变措施调配水量实行“流量包段，水量包干”岗位责任制多种水源水量调配渠、井双灌情况下的水量调配高含沙浑水淤灌情况下的水量调配加强观测记载3灌区计划用水总结进行某一天的用水总结进行某一轮期的用水总结进行某一灌季的用水总结进行某一年度的用水总结§9排水管理和灌溉管理具有同等重要的位置。是灌区防洪、排涝、防渍和防治土壤盐碱化、沼泽化的重要工程设施。一、目的与任务：（一）目的是保证排水系统能正常发挥其排水功能。（二）任务正确地控制运用排水系统；养护维修各级排水沟到和建筑物，保证排水系统的通畅；及时排除涝水，免除作物受淹、减产；降低和控制地下水位，排除土壤渍水；在有盐碱化威胁地区，防治土壤盐碱化；作好灌区地下水盐动态观测和分析。加强领导，分级管理，建立健全制度，制定目标责任制。７定期清除杂草及沟底灌木及建筑物前的杂物，防止阻水淤积。二、排水沟塌坡的原因及防治１、排水沟塌坡的原因自然形成和人为因素。２、排水沟塌坡的防治38调整边坡；减轻沟顶的载重量；沟堤护坡。三、排水系统的管护健全管理组织，建立和落实管护责任制，加强巡视和经常性维修工作；制定岁修计划；每隔２～３a制定大修计划，对损坏严重建筑物彻底修复，恢复其功能；系统收集、整理、分析地下水盐动态资料等。§9一、建立严密的管理组织和严格的规章制度一般均实行专业管理和群众管理相结合，统一管理和分级负责相结合的形式。在我国，视灌区面积大小，专业管理组织常设管理局（处（区）和管理站等２～３级。任务：在同一计划安排、规章制度、技术规范、定额指标和调度运行的指导下系统各个环节能够在时间上间上互相协调配合得最好的经济效益。二、灌溉系统管理现代化的基本任务基本任务现代科学技术的最新成就别是现代优化技术息技术、微机技术等运用于灌排系统管理，提高灌排系统管理水平，充分发挥灌排效益，促进农业的发展。1灌溉用水管理现代化的基本内容灌溉用水管理现代化灌溉及灌溉设施管理现代化灌区行政事务及附属设施管理现代化2灌区通信系统现代化）任务）要求（迅速、准确、可靠；操作方便、维修简单、性能价格比适宜类（包括数据、语言、文字、图片等三、微机在灌排系统管理中的应用１、灌溉用水管理水源信息气象信息39土壤信息作物信息农业生产信息四、管理运行中的信息系统综合信息采集子系统；水资源管理子系统；工程技术子系统蓄水预报子系统；计划用水子系统；节水灌溉决策支持子系统；实时监测子系统；人事、财务子系统§9一、田间灌溉试验（一）灌水方法和灌溉制度试验１、试验的基本方法采用小区对比的方法，形成不同的对比“处理划分试验阶段和缺水处理设计对试验小区的要求自然条件和生产条件要有代表性；小区之间的各种自然条件差异最小土地要平整积要适宜积一般为60,宽比为3；周围不受特殊地形等影响；有必要的水源、道路和交通条件附近要有适宜的对比区和隔离带。（3试验小区的排列和重复2观测项目针对各处理各重复试验小区（坑测、筒测和田测）应观测以下项目：各次灌水日期、定额、灌水前后的土壤含水率和水层深度；定期（5）观测土壤含水率及作物需水量；作物生育期的日期、考种、测产；40主要气象参数各阶段作物生长发育形状，重要的作物水分生理指标。土壤理化性状，有关的农田小气候因素。3试验成果分析作物受旱或缺水对作物产量的影响；作物水分生产函数分析；灌水方法和灌水技术试验田间水利用率（灌水效率）灌溉水满足率（储水效率）灌水均匀度（分布效率）§9一、引起灌区环境恶化的原因1规划、设计方面的原因对水资源缺乏统一的规划，引起灌溉水源不足、灌溉面积衰减或水利纠纷。对淹没的库区和移民工作缺乏妥善规划和安置修建水库后引起周围地区地下水位抬高和渍害加重，特别是平原水库问题更严重。重灌轻排，重建轻管，使许多灌区排水系统不健全，特别缺乏田间排水系统。渠道防渗率差。对高含沙量河流取水，泥沙淤积问题和具体的工程措施在沿江滨湖地区盲目围垦，缩小河湖面积，影响生态环境。2管理方面的原因灌溉用水管理不善，缺乏严格用水制度，灌水技术粗放，灌水量过大补给地下水，抬高地下水位，招致土壤盐碱化和沼泽化。缺乏完整的灌区用水、配水计划。大量引取地面水，忽视对地下水的开发利用，引起灌区地下水位上升和土壤盐碱化。灌区内施用大量化肥、农药，污染土壤和地下水给作物和人畜带来不利影响。缺乏对水质监测和管理制度。少数城郊灌区，利用未经处理污水、工业废水灌溉，使作物和土壤严重41污染，影响人民健康。（7缺乏主管灌区环境部门。二、维护灌区环境的措施（一）在规划设计方面必须根据统一的流域规划建新的水库或引水工程必经有关部门批准的水源得到切实保证须根据统一的流域规划合理分配引用水量禁任意建坝蓄水和抽引河水。对拟建水库淹没土地和移民问题仅在规划设计中列出相应费用提出开发性移民规划，切实落实移民安置规划。在规划设计书中对兴建水库后对周边地下水位影响作出评价出相应对策，对兴建平原水库更应慎重。对大面积利用地下水灌溉的井灌地区机井密度采强度等应做出全面规划，严禁计划外随意开挖机井或加大抽水强度。在北方地区兴建灌溉系统规划上必须贯彻地表水下水联合运用的原则，实行井渠结合灌溉，控制引取河水量，保持灌区地下水均衡，防止土壤盐碱化和减少进入灌区泥沙量。规划设计灌溉工程时，对干、支渠道应采取防渗措施。必须贯彻灌排并重原则排水系统规划设计，健全田间排水系统，并使排水出路通畅。引取高含沙量水灌溉时，在渠首必须采取有效防沙措施，加大渠道纵坡，尽量把细沙运到田间。合理整治沿江滨湖圩埦和闸、站、排水系统。做好农村居民和乡镇生产生活用水规划，保证有清洁的饮用水，防止乡镇企业废水污染水资源。（二）在管理方面加强灌区计划用水分配灌溉水量，防止浪费上下游用水均等，受益均衡。做好渠道防渗和推广节水灌溉技术重视完善渠系配套工作，特别是排水系统配套，控制地下水位。实行井渠结合灌溉，严格控制入渠水量和泥沙，防止过量抽取地下水，维持灌区地下水位均衡和改良盐碱土壤。在灌区和库区范围内，建立水情水质监测站定期进行水质监测，防止水质污染。426做好已建水库移民善后工作，协助其发展生产和经济。7做好地方病的防治工作。加强农业措施。加强水利法规和法制教育，防止水事纠纷。灌、排管理包括哪四方面内容？何谓计划用水，如何实行计划用水？计划引取水量的确定可采取哪几个措施？配水流量、配水水量和配水时间的计算？轮灌条件下的灌水顺序是什么？什么是用水计划，它包括哪两部分？执行用水计划时应做好哪些工作？排水管理的主要任务是什么？要求通过本章学习使学生了解水盐运动规律碱土的分类及对作物的危害，并能运用必要的水利措施进行改良盐碱土。642）盐碱土的分类及对作物的危害冲洗定额及水利技术措施种稻改良盐碱土灌区内土壤次生盐碱化的防止盐碱地的冲洗灌区内土壤次生盐碱化的防止。43采用多媒体课件授课灌区的实际讲解新疆盐碱土改良的灌溉排水措施，以加强学生对本章节内容的理解的感性认识。通过课后的复习思考题加深本章内容的理解。—1一、新疆盐碱地冲洗的形式洗盐压盐（也称无排水压盐）管理性洗盐（也叫复洗盐）加大灌水定额压盐二、冲洗前的准备工作1地形图、土壤图和土壤改良规划图的准备洗盐前1/5000～1/10000形图壤图和土壤改良规划图。2编制冲洗计划

冲洗定额m、冲洗时间t、冲洗面积大小，每一冲洗地段冲洗计划等。3土地准备格田1～3土地平整高差～5cm冲洗前对土地耕耙，耕翻，粗耙。三、冲洗脱盐标准冲洗脱盐标准有两个指标：脱盐层的允许含盐量（决定于作物耐盐度）脱盐层的厚度（决定于主要根系活动层厚度）四、冲洗定额冲洗定额划土层的含盐量降到冲洗标准所需要的冲洗水量（m3/与土壤脱盐效果密切相关。