农田水利学：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：主要指水的的化学、物理性状状、水中含有物的成分及其含量量水温含沙量含盐量重金属及有毒物质质有机化合物水温水温偏低，抑制作作物生长水温过高，降低水水中溶解氧含量，，提高水中有毒物物质的毒性适宜温度：麦类15-20℃，≥2℃水稻≥20℃提高水温的措施：：延长输水路径水库分层取水水库分层取水含沙量粒径小的泥沙，有有一定肥力，少量量送入田间有利作作物生长，但过量量送入会影响土壤壤通气粒径大的泥沙，淤淤积渠道，不宜入入渠，更不宜入田田灌溉水允许含沙粒粒径：0.005-0.01mm，允许含沙量视渠渠道输水能力而定定粒径0.01-0.05mm的泥沙可少量入田田粒径0.1-0.15mm的泥沙不允许入渠渠含盐量(矿化度)含盐量过高，作物物根系吸水困难，，土壤产生盐碱化化灌溉水允许含盐量量：＜2g/L含钙盐的灌溉水，，含盐量可较高；；含钠盐的灌溉水，，Na2CO3＜1g/L，NaCl＜2g/L，Na2SO4＜3g/L重金属及有毒物质质重金属：汞、铬、、铅；非金属：砷砷、氰、氟等，应应严格限制使用含含有此类物质的水水源有机化合物无毒：碳水化合物物、蛋白质、脂肪肪有毒：酚、醛、农农药等生物化学需氧量（（BOD）：有机化合物在在微生物的作用下下最终分解成二氧氧化碳和水等无机机物质，这一过程程中需要消耗的氧氧水中溶解氧有限，，BOD过高将导致缺氧乃乃至脱氧含有病原体的水不不能直接进入农田田水质污染生活污水农业污染工业污染造成灌溉水源的污染生活垃圾污染建立生活垃圾处理理制度:一方面需要政府从从政策上引导，法法律上规范，资金金上投入，另一方方面也需要我们基基层组织进行宣传传教育，逐步改变变不良的生活习惯惯，形成爱清洁、、讲卫生的良好社社会风尚灌溉水源污染的防防治生活污水的处理排排放严格执行排污许可可证制度，实现工工业污水的达标排排放控制化肥农药用量量的同时，关键是是控制排水的水量量和水质小结灌溉水源一般有地地表水和地下水灌溉水源的选择一一般要考虑水量、、水质两方面我国水资源相对不不足，且时空分布布不均水污染十分严重，，其主要原因在于于各种废污水和垃垃圾的无序排放防治灌溉水源污染染的关键在于控制制各种废污水和垃垃圾的排放灌溉取水方式一、地表水取水方方式无坝取水有坝取水抽水取水水库取水无坝取水条件：水位流量均均满足要求位置：河流凹岸中中点偏下游组成：进水闸、冲冲沙闸、导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：水量丰富、、水位低组成：拦河坝（闸闸）、进水闸、冲冲沙闸、防洪堤等等侧面引水适用于含沙量较小小的河流正面引水能形成横向环流，，适用于含沙量大大的河流抽水取水适用条件：水量满满足要求，但水位位低，且自流引水水困难或不经济水库取水适用条件：水量、、水位均不满足要要求多水源联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岩层孔孔隙中的地下水，，主要存在于平原原地区潜水层间水基岩裂隙中的地下下水。山丘地区石灰岩、白云岩等等可溶性岩层受侵侵蚀后形成洞穴，，存在于洞穴中的的地下水。山丘地地区地下水的类型地下水的资源的特特点浅层地下水资源补给：降雨入渗河流、湖泊渗漏越层补给灌溉水渗漏消耗：潜水蒸发人工抽水区域外地下水侧向向补给降雨入渗补给（潜潜水蒸发）土壤给水度单位面积含水层中中潜水位每下降一个单位深深度时，由于含水层的疏干干而释放出来的水量降雨入渗补给或蒸蒸发引起的地下水位位上升或下降值越层补给弱透水层渗透系数弱透水层厚度承压含水层压力水水位与潜水位的差承压含水层潜水位m′k′ΔH深层承压水资源补给：越层补给侧向补给消耗：人工抽水承压含水层的弹性性储量弹性释水系数单位面积含水层下下降单位水头时，因水体膨胀和土壤骨架压缩而释放出来的水量量降雨入渗补给或蒸蒸发引起的地下水位位上升或下降值潜水深层承压水主要的灌溉水源一般不宜开采开采之后易于补充充和恢复开采成本小潜水给水度：0.01-0.3直接承受大气降水水、渠道、河流、、灌溉水渗漏以及及区外地下径流侧侧向补给不能接受大气降水水和地表水的直接接补给，越层补给给十分有限，侧向向径流微弱开采之后难以补充充和恢复开采成本高弹性释水系数：5×10-5-6.5×10-4二、地下水取水建建筑物垂直取水建筑物水平取水建筑物双向取水建筑物垂直取水建筑物管井分完整井和非完整整井适用于开采浅层和和深层地下水井台井壁管（实管）滤水管（花管）沉淀管封底塞筒井大口径取水建筑物物，直径一般1-2m，有的3-4m，最大12m。深度一般6-20m。适用于开采浅层地地下水井台井筒进水部分井底水平取水建筑物坎儿井由地下廊道和立井井组成。地下廊道道截取地下潜流并并起输水作用；立立井用于施工出土土和通风。主要分布于新疆山山前冲积扇下部和和冲积平原地区潜水位立井地下廊道渠道融雪水卧管井截潜流工程埋设在地下水位以以下的水平集水管管道，与提水竖井井相通。多用于沼泽地和盐盐碱地排水，灌溉溉上使用较少山区河流河床下部部筑地下坝，拦截截地下潜流河床截水墙引水渠双向取水建筑物辐射井在大口井的下部沿沿径向呈辐射状布布设水平集水管，，以提高井的出水水量。集水井的下部设沉沉沙段引水灌溉工程的水水利计算分析来水情况，协协调与用水的矛盾盾，确定引水工程程的型式与规模一、灌溉设计标准准二、无坝引水工程程的水利计算三、有坝引水工程程的水利计算一、灌溉设计标准准灌溉设计保证率抗旱天数灌溉设计保证率灌区用水量在多年年期间能够得到充分满足的机率灌溉设施供水的总年数灌溉设施能保证正常供水的年数年亏水量≤5%时，也作为水量得到满满足处理灌溉设计保证率的的选取除了考虑来水和用用水情况外，还应应进行经济分析一般用于大中型工工程抗旱天数灌溉设施在无降雨雨情况下能满足作作物需水要求的天天数旱作物和单季稻灌灌区：30-50天双季稻灌区：50-70天一般用于小型灌溉溉工程二、无坝引水工程程的水利计算灌溉面积进水建筑物尺寸设计引水流量闸前设计水位闸后设计水位进水闸闸孔尺寸任务内容1、设计引水流量的的确定长系列法设计代表年法长系列法推求灌区历年灌溉溉用水流量过程线线选择历年灌溉引水水和用水紧张时期期（即灌溉临界期期）内，灌水延续续时间大于或等于于20天的最大灌溉流量量，作为该年的最最大引水流量对历年的最大引水水流量进行频率分分析，选取符合灌灌溉设计保证率的的流量作为设计引引水流量对于一般大中型工工程，只要有足够够的资料，应尽量量采用该方法设计代表年法根据历年灌溉定额额或灌溉期降雨量量，进行频率分析析，选择2-3个相当于灌溉设计计保证率的年份作作为设计代表年；；计算各代表年的灌灌溉用水过程线，，确定灌溉临界期期最大灌溉流量；；从各代表年中选择择最大灌溉流量的的最大者作为设计计引水流量。设计引水流量应小小于或等于频率与与灌溉设计保证率率相同的河流流量量的30%。否则，应按照与灌灌溉设计保证率相相同频率的河流流流量的1/3-1/4确定设计引水流量量，并调整灌溉面面积2、闸前设计水位的的确定闸前（外河）闸后x1x2xzQ1Q2Q引确定外河设计水位位X1计算引水后的外河河流量Q2=Q1-Q引推求引水后的外河河水位X2确定闸前水位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引根据历年灌溉临界界期外河的最低旬旬平均水位排频，，选取与灌溉设计计保证率相同频率率的水位由Q2查河流的水位流量量曲线3、闸后设计水位的的确定闸后设计水位=闸前设计水位-过闸水头损失闸后闸后设计水位应大大于或等于灌区高高程控制要求的干干渠渠首水位ΔH闸前（外河）4、进水闸闸孔尺寸寸的确定闸底板高程闸孔净宽闸底板高程考虑建闸处的地形形、地质条件、河河流挟沙情况、闸闸后水位等，同时时考虑相应的闸孔孔宽度，通过反复复比较确定。闸孔净宽根据设计流量、闸闸前及闸后设计水水位和闸底板高程程等，判别过闸流流态，并采用相应应的水力学公式计计算确定。宽顶堰淹没出流时时的闸孔净宽：进水闸尺寸的校核核进水闸尺寸必须同同时满足各个灌溉临界期的用水要求有坝引水工程的水水利计算有坝引水与无坝引引水所不同的是:河流水位和可引的的流量受到壅水建建筑物的影响设计引水流量(略)拦河坝高度拦河坝上游防护设设施进水闸尺寸1、拦河坝高度应满足灌区要求的的引水高程上游淹没损失尽量量小适当考虑发电、通通航、过鱼等综合合利用要求：溢流坝段的坝顶高高程z溢及溢流坝高度H1干渠渠首设计水位位渠首进水闸