農田水利學複習

農田水利學複習整理：

一、緒論：

1、農田水利：為防治乾旱、漬、澇和鹽鹼災害，對農田實施灌溉、排水等人工措施的總稱。

2、農村水利：提高農業綜合生產能力和改善農村生態環境與農民生活條件服務的水利措施。

3、農田水利狀況：農田中地表水、土壤水、地下水的狀態、變化規律及對作物生長影響的總稱。

第二章：

1、土壤水的分類：吸著水（吸濕水&薄膜水）、毛管水、重力水

2、凋萎係數：植物開始發生永久凋萎時土壤含水率，也稱凋萎含水率或萎焉點。

田間持水量：農田土壤某一深度內保持吸濕水、膜狀水和毛管懸著水的最大含水量。

3、區別澇災和滯害：澇：降水過多形成田面積水並危害作物正常生長的災害。

漬害：地下水位過高、土壤過濕而危害作物正常生長的災害。

4、農田水分消耗的3條途徑：1.植物蒸騰2.株間蒸發3.深層滲漏

3個方程式：植物蒸騰量+株間蒸發量=騰髮量=作物需水量

作物需水量+滲漏量=田間耗水量

作物需水量=田間耗水量

5、需水臨界期：作物全生育期中因需水得不到滿足時最易影響生長發育並導致最大減產的時期。

6、α及k值法的適用條件：

（1）「α」值法

基本公式：ｅt＝αｅ0 或ｅt＝aｅ0 ＋b

式中：ｅt —— 某時段內作物田間需水量，mm

ｅ0 —— 與ｅt同時段的水面蒸發量，mm；

α—— 需水係數或稱蒸發係數。

a，b——經驗常數。

（2）「k 」值法

基本公式：ｅt＝ky 或ｅt＝kyn＋c

式中:ｅt——作物全生育期內的總需水量，m3/畝

作物單位面積產量，kg/畝;

ｋ——以產量為指標的需水係數，ｍ3/kg；

n、c ——分別為經驗指數和常數。

7、灌溉制度：按作物需水要求和不同的灌水方法制定的灌水次數，每次灌水的灌水時間和灌水定額和灌溉定額的總稱。

8、灌水定額：一次灌水在單位灌溉面積上的灌溉量。

9、灌溉定額：各次灌水定額之和。

10、水稻充分灌溉制度的基本方程式及原則：

（一）泡田定額

計算公式：m1＝0.667（h0＋s1＋e1t1－p1）

式中: m1——泡田定額，m3/畝；

h0 ——插秧時田麵所需水深，mm；

s1 ——泡田期滲漏量，mm；

t1 ——泡田期的天數，d,

e1 —— t1時期內水田田麵平均蒸發強度，mm/d；

p1 —— t1時期內的降雨量，mm。

二）生育期灌溉制度

1、水量平衡方程

h1＋p＋m－wc－d = h2

式中：h1、h2——時段初、末田麵水層深度，mm ；

p——時段內降雨量，mm；

d——時段排水量，mm；

m——時段灌水量，mm;

wc——時段內耗水量，mm。

原則：水稻適宜的水層深度範圍：hmin～hmax;

當水層深度降低到灌水下限時，開始灌溉;

若雨後田內水深大於允許蓄水深度，則排水量為：d=ha－hp

式中：ha——雨後水深，mm ；

hp——雨後允許蓄水深度，mm

11、灌水率的定義及計算：

灌水率：單位灌溉面積上的灌溉淨流量q淨

灌水率又稱灌水模數，單位m3/（s·萬畝）或m3/（s·100hm2）或m3/（s·hm2）。

灌水率的計算

某作物第i次灌水計算公式如下：

注意：同一時期各種作物灌水率可以累加。

12、初步灌水率圖的繪製步驟及修正原則：

（一）灌水率圖的繪製

1、先合理確定灌水延續時間（t）;

2、然後計算出灌區內各種作物的各次灌水率；

3、最後以灌水延續時間為橫座標，灌水率為縱座標，並將同時期各種作物灌水率疊加，把乙個灌水週期的灌水率繪製成圖，即為全灌區年度初步灌水率。

二）灌水率圖的修正

1、盡量不改變主要作物關鍵用水期的灌水時間若必須調整，以前移為主，前後不超過三天。

2、調整後灌水率圖均勻、連續，最小灌水率不小於最大灌水率的40％。

灌水率過小（大）時可以縮短（延長）灌水時間進行調整。

3、消除短期停水。

停水時間不少於5-7天

13、灌溉用水量：灌溉用水量：是指灌溉土地需從水源取用的水量，亦稱毛灌溉用水量，包括了水源至田間各級輸水渠道的滲漏損失。

14、灌溉用水量的計算：

一）根據灌溉用水流量計算（「灌水率法」）

灌溉用水流量與灌水延續時間的乘積即為灌溉用水量。

二）根據灌溉制度計算（「直接法」）

（三）根據綜合灌水定額計算（「間接法」）

任一時段的灌溉用水量為：

式中，a——全灌區的灌溉面積，hm2

第三章：

1、灌溉對水源的要求：水位、水質、水溫

2、四種地表取水方式的使用條件：

（1）無壩引水適用條件河流枯水期的水位和流量均能滿足自流灌溉的要求。

（2）有壩引水適用條件河道的流量能滿足灌溉要求，但水位略低於渠首的引水要求；或洪水季節流量、水位均能滿足要求，但洪、枯季節變化較大。

（3）蓄水取水適用條件當河流的天然來水過程不能滿足灌區的灌溉用水過程時，可在河流的適當地點修建水庫等蓄水工程，調節河流的水位和流量，以解決來用水之間的矛盾。

（4）抽水取水適用條件河道水量豐富，但灌區位置較高，且修建其它取水工程困難或不經濟，可在灌區附近的河流岸邊修建抽水站。

3、無壩取水口位置的選擇：最大水深位於凹岸頂點稍偏下游。取水口選在這裡，可加大進流量，有效地防止泥沙入渠。

4、側面進水與正面進水的特點：

側面進水：進水閘過閘水流方向與河流方向正交。一般用於含沙量較小的河道。

正面進水：進水閘過閘水流方向與河流方向一致或斜交。這種取水方式，能在引水口前激起橫向環流，促使水流分層，表層清水進入進水閘，而底層含沙水流則湧向衝沙閘而被排掉

5、分片包乾：

分片包乾是指灌區內的中、小型水庫和引水、提水工程各自分片劃定灌溉面積，自成小型灌溉系統，單獨進行水量平衡計算，不與骨幹工程聯合運用，不承擔反調節任務。

6、設計代表年法確定保灌面積與設計引水流量計算

設計代表年法：首先根據灌區歷年河流流量或灌溉期降雨量資料進行頻率分析，選擇1個或2 ～ 3個接近灌溉設計保證率的年份作為設計代表年；然後用代表年來水過程與用水過程相比較，確定設計代表年的灌溉最大引水流量，並據以求出灌溉面積。

例4－2 某灌區擬建無壩引水工程進行自流灌溉，擬定灌溉面積為3萬畝，試採用設計代表年法推求灌溉設計保證率 p=80％的設計引水流量及保證灌溉面積。

第4章：

1、灌溉渠道系統：

是指從水源取水、通過渠道及

其附屬建築物向農田供水、經由田間工程進行

農田灌溉的工程系統，包括渠首工程、輸配水

工程和田間工程三大部分。

2、灌排相間、灌排相鄰的特點：

灌排相間：地形平坦或有微地形起伏的地區，宜把灌溉渠道和排水溝道交錯布置，溝、渠都是兩側控制，工程量較省。

灌排相鄰：在地面向一側傾斜的地區，渠道只能向一側灌水，排水溝也只能接納一邊的徑流，灌溉渠道和排水溝道只能並行，上灌下排，互相配合

3、節制閘的應用情況及位置

垂直於渠道中心線布置，其作用是控制渠道水位或流量。下列情況需要設定節制閘：

①在上級渠水位不能保證下級渠正常引水時，需在上級渠建節制閘抬高水位，保證下級渠引水。

②實行輪灌時，在輪灌組分界處需設節制閘。

③在重要建築物或險工渠段前需聯合修建節制閘和洩水閘，以防止漫溢，保證建築物和渠道的安全。

4、區別擊中交叉建築物的使用條件

常見的交叉建築物有：隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞、橋梁等。

隧洞當渠道遇到山崗時，或因石質堅硬，或因開挖工程量過大，往往不能採用深挖方渠道，如沿等高線繞行，渠道線路又過長，工程量仍然較大，而且增加了水頭損失。在這種情況下，可選擇山崗單薄的地方鑿洞而過

渡槽渠道穿過河溝、道路時，如果渠底高於河溝最高洪水位或渠底高路面的淨空大於行駛車輛要求的安全高度時，可架設渡槽；渠道穿越窪地時，如採用高填方渠道工程量太大，也可採用渡槽

倒虹吸渠道穿過河溝、道路時，如果渠道水位高出河溝洪水位，但渠底高程卻低於河溝洪水位時；或渠底高程雖高於路面，但淨空不能滿足交通要求時，就要用壓力管道代替渠道，從河溝、道路下面通過，壓力管道的軸線向下彎曲，形似倒虹。

涵洞渠道與道路相交，渠道水位低於路面，而且流量較小時，常在路面下面埋設平直的管道，叫做涵洞。

橋梁渠道與道路相交，渠道水位低於路面，而且流量較大，水面較寬時，要在渠道上修建橋梁，滿足交通要求。

5、區別跌水和陡坡

當渠道經過坡度較大的地段時，為防止渠道沖刷，保持渠道的設計比降，就把渠道分成上、下兩段，中間用銜接建築物聯結，常見的銜接建築物有跌水或陡坡。

（1）跌水水位落差小於３ｍ時，宜建跌水。

（2）陡坡水位落差大於３ｍ時，宜建陡坡。

6、三個特徵流量的定義、計算公式和作用：

設計流量

在灌溉設計標準條件下，為滿足灌溉用水要求，需要渠道輸送的最大流量。

設計淨流量＝設計灌水率×控制灌溉面積

設計流量＝設計毛流量＝設計淨流量＋輸水損失＋田間損失

設計流量是設計渠道斷面和渠系建築物尺寸的主要依據。

最小流量

在灌溉設計標準條件下，渠道工作過程中輸送的最小流量。

最小流量＝灌水率圖上最小灌水率對應的流量

最小流量用於校核對下一級渠道的水位控制要求；確定是否需要修建節制閘，及修建位置。

加大流量

考慮到在灌溉工程執行過程中可能出現一些難以準確估計的附加流量，把設計流量適當放大後得到的安全流量。它是設計渠堤堤頂高程的依據。

7、大中型灌水各級渠道設計流量的推算

（一）調查收集資料

灌區控制的灌溉面積；作物種植結構比例；灌區的設計灌水率；灌區的土壤性質及透水性等。

（二）選擇典型支渠

典型區內作物種植比例、土壤性質、灌溉面積等影響渠道的主要因素具有代表性。

（三）輪灌渠道設計流量的推算

常用的方法：根據輪灌組劃分情況自上而下逐級分配末級續灌渠道（一般為支渠）的田間淨流量，再自下而上逐級計入輸水損失水量，推算各級渠道的設計流量。

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