[精品]农田水利学1_农田水利学1

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1、农田水利学是一门研究土壤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

研究对象：1调节农田水分状况（灌溉措施、排水措施）

2、改变和调节地区水情

2、农田水分状况是指农田地面水、土壤水和地下水的多少及其在时间上的变化

3、农田水分存在形式：地面水、土壤水和地下水

4、干旱：由于根系吸水不足以至破坏了植物体水分平衡和协调的现象

大气干旱：在农田水分尚不妨碍植物根系的吸收，但由于大气温度过高和相对温度低，阳光国强，或遇到干热风造成植物蒸腾耗水过大。都会使根系吸水速度不能满足蒸发需要。这种情况称为大气干旱

土壤干旱：若土壤含水率过低，植物根系从土壤中所吸取的水量很少，无法补偿叶面蒸发的消耗形成土壤干旱

5、农田水分过多的原因，解决措施

原因：

1、降雨量过大

2、河流洪水泛滥，湖泊满溢，海潮侵袭和坡地水进入农田

3、地形低洼，地下水汇流和地下水位上升

4、出流不畅

措施：排水，但在低洼易涝地区，必须与滞洪、滞涝等措施统筹安排，此外还应与农业技术措施相结合，共同解决农田水分过多的问题 土壤水分不足的原因及解决措施

原因：1降雨量不足2形成的地表径流大量流失3土壤保水能力差，水分大量渗漏4蒸发量过大等

措施：增加来睡或减少去水，增加农田水分的最主要措施就是灌溉，减少去水：水稻田中一般采取浅灌深蓄的办法，旱地上：尽量利用田间工程进行蓄水或实行深翻改土、免耕。塑料膜和秸秆覆盖等措施，减少棵间蒸发，增加土壤蓄水能力，无论水田或旱地，都应注意改进灌水技术和方法，以减少农田水分蒸发和渗漏损失

6、菲利普公式：i=

考斯加夫公式

7、土壤—作物——大气连续水分运动的概念：SPAC 田间水分运动是在水势梯度的作用下产生的，各环节之间相互影响相互制约，为完整的解决农田水分运动的问题。必须将土壤——植物——大气看作一个连续体统一考虑称谓SPAC系统是一个物质和能量连续的系统

8、农田水分消耗的途径主要有植物蒸腾、株间蒸发和深层渗漏

植物蒸腾：指作物根系从土壤中吸入体内的水分，通过叶片的气孔扩散到大气中去的想象

株间蒸发：植株间土壤或田面的水分蒸发

深层渗漏：旱田中由于降雨量或灌溉水量太多，使土壤水分超过了田间持水量，向根系活动层以下的土层产生渗漏的现象

9、作物需水量：植株蒸腾和株间蒸发合称为滕发，两者消耗的水量合称为腾发量。通常把腾发量称为作物需水量

田间耗水量：对水稻田来说，也有将稻田渗漏量计入需水量之内，通常称之为田间耗水量

10、作物需水量计算方法分为两类：一类是直接计算出作物需水量，另一类是通过计算参照作物需水量来计算实际作物需水量

直接有：1以水面蒸发为参数的需水系数法2以产量为参数的需水系数法

11、参照作物需水量ET。是指土壤水分充足、地面完全覆盖、生长正常、高矮整齐的开阔矮草地上的蒸发量，一般是指在这种条件下的苜蓿草的需水量而言。

12、农作物灌溉制度：作物播种前及全生育期内的灌水次数，每次的灌水日期和灌水定额及灌溉定额。

灌水定额是指一次灌水单位灌溉面积上的灌水量，各次灌水定额之和称为灌溉定额。

13、充分灌溉条件下的灌溉制度，是指灌溉供水能够充分满足作物各生育阶段的需水量要求而设计制定的灌溉制度

土壤计划湿润层深度：在旱田进行灌溉时，计划调节控制土壤水分状况的土层深度

14、旱作物灌溉制度的确定程序：1列写水量平衡方程2收集基本资料3确定旱作物播前的灌水定额4根据水量平衡图解法拟定旱作物的灌溉制度

15、作物水分生产函数：在作物生长发育过程中，作物产量与投入水量或作物消耗水量之间的数量关系

16、灌溉用水量是指灌溉土地需从水源取用的水而言，它是根据灌溉面积，作物种植情况，土壤、水文地质和气象条件等因素而定

17、灌溉水利用系数：净灌溉用水量

和毛灌溉用水量

之比值，是衡量灌溉水量损失情况的指标。

18、灌水率：灌区单位面积上所需要灌溉的净流量，又称灌水模数

19、为什么要修正灌水率？修正原则？方法？

初步算得的灌水率图的各时期的灌水率大小相差悬殊，渠道输水断断续续，不利于管理，如以其中最大的灌水率计算渠道流量，势必偏大，不经济，因此必须对初步算的的灌水率图进行修正，尽可能消除灌水率高峰和短期停水现象

原则：1作物种植面积百分数

和灌水定额m一定

2调整时，前后移动不超过三天，且以前移为主

3主要作物根据抗旱天数，需水临界期灌水要保证

4修正后的灌水率相差不大

5避免短期停水和流量频繁变动

方法：1改变灌水延续天数T

2移动灌水中间日

3两者结合20、灌水方法：灌溉水进入田间并湿润根区土壤的方法与方式。常见的灌水方法分为全面灌溉与局部灌溉

21、喷灌的主要灌水质量指标：1喷灌强度

2喷灌均匀度

3水滴打击强度

22、灌溉渠道系统是指从水源取水，通过渠道及附属建筑物向田间供水，经由田间工程进行农田灌水的工程系统包括渠首工程，输配水工程和田间工程三大部分。固定渠道一般分为干、支、斗、农渠四级

23、配水建筑物主要包括分水闸和节制闸，常见的交叉建筑物有隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞、桥梁等

衔接建筑物有跌水和陡坡

泄水建筑物：溢流堰或泄水闸

量水堰是常见的量水建筑物，常见三角形薄壁堰，矩形薄壁堰和梯形薄壁堰；此外还用巴歇尔量水槽

24、田间渠系布置有两种基本形式：纵向布置和横向布置

纵向布置适用于地形变化较为复杂，土地平整较差的条田，灌水方向垂直于农渠，毛渠与灌水沟、畦垂直，灌溉水流从毛渠直接流入灌水沟、畦

25、设计流量：在灌溉设计标准条件下，为满足灌溉用水要求；需要渠道输送的最大流量

作用：设计流量是渠道的毛流量，是设计渠道断面和渠系建筑物尺寸的主要依据

最小流量：在灌溉设计标准条件下，渠道在输送过程中输送的最小流量

作用：校核对下一级渠道的水位控制条件和确定修建节制闸的位置等

加大流量：考虑到在灌溉工程运行中可能出现一些难以准确估计的附加流量，把设计流量适当放大后的安全流量

作用：设计渠堤堤顶高程的依据

26、用经验公式估算输水损失水量 Ql=бLQn(需要修正时*修正系数γ)每公里渠道输水损失系数б=A/100Qmn A：渠床土壤透水系数

m：渠床土壤透水指数

Qn：渠道净流量

27、渠道水利用系数：某渠道的净流量与毛流量的比值ηc=Qn/Qg

渠系水利用系数：灌溉渠系的净流量与毛流量的比值η=η干η支η斗η农

田间水利用系数：实际灌入田间的有效水量和末级固定渠道放出水量的比值 灌溉水利用系数：实际灌入农田的有效水量和渠首引入水量的比值

28、渠道的工作制度：就是渠道的输水工作方式，分为续灌和轮灌两种

续灌：再一次灌水延续的时间内，自始至终连续输水的渠道称谓续灌渠道，这种输水工作方式称谓续灌

轮灌：同一级渠道在一次灌水延续时间内轮流输水的工作方式

29、水利最佳断面：水力半径最大或湿周最小的断面。

30、渠道中的不冲流速：在稳定的渠道中，允许的最大平均流速称为临界不冲流速，简称不冲流速，即土粒将要移动而尚未移动时的速度。

不淤流速：允许的最小平均流速，即泥沙将要沉积而尚未沉积时的流速。

31,、田间工程：最末一级固定渠道（农渠）和固定沟道（农沟）之间的条田范围内的临时渠道，排水小沟，田间道路、稻田的格田和田埂、旱地的灌水畦和灌水沟、小型建筑物以及土地平整等农田建设工程。

32、斗农渠规划有两种基本形式：（1）、灌排相间布置

（2）灌排相邻布置 灌排相间布置：在地形平坦或有微地形起伏的地区，宜把灌溉渠道和排水沟道交错布置，沟、渠都是两侧控制，工程量较省。

灌排相邻布置：在地面向一侧倾斜的地区，渠道只能向一侧灌水，排水沟也只能接纳一边的径流，灌溉渠道和排水沟道只能并行，上灌下排，互相配合。

33灌溉水源是指天然资源中可用于灌溉的水体，有地面水和地下水两种形式，其中地面水是主要形式。

34、地下水类型主要为：孔隙水、裂隙水和溶洞水。孔隙水又分为潜水和层间水。

潜水 ： 潜水是在地表以下第一个稳定的隔水层以上含水层中的地下水，又称浅层地下水。

特点：

a、潜水具有自由水面。b 补给来源:主要为大气降水(包括溶雪水);在靠近河流、湖泊、洼地、人工渠道的地区，潜水也可以从附近的地表水得到补给；因而潜水的水位、水量在很大程度上决定于气候条件和附近河流的水文状况。在多雨季节，潜水位因雨水补给而上升，久旱不雨，由于蒸发和开采，潜水位则下降。C、在大多数情况下，潜水的埋藏分布区与补给区基本上是一致的。在山区，如天山山麓玛纳斯地区和河西走廊祁连山北麓，由于溶雪水的渗入，成为浅层地下水的主要补给来源。

35、承水层：埋藏深度较大

灌溉取水方式，随水源类型、水位和水量的状况而定。

地表的取水方式，如无坝引水、有坝（堤坝）引水、抽水取水、水库取水等；

无坝引水：适用于灌区附近河流水位，流量能满足灌溉要求；

有坝引水：河流水源虽然较丰富，但水位较低时，拦河坝、进水闸、冲沙闸、防洪闸

抽水取水：河流水量比较丰富，但灌区位置比较高，修建其他自流饮水工程困难或不经济。泵站

水库取水：河流的流量、水位均不能满足要求时。大坝、溢洪道、进水闸

36、地下水取水建筑物：垂直取水建筑物（管井、筒井）、水平取水建筑物（坎儿井、卧管井、截潜流工程）双向取水建筑物（辐射井、辐射井中大口竖井叫集水井）

37、灌溉设计标准两种：灌溉设计保证率和抗旱天数 灌溉保证率：灌区用量在多年期间能够得到充分满足的几率，一般以正常供水的年数或者供水不破坏的年数占总年数的百分数表示 抗旱天数：灌溉设施在无降雨情况下能满足作物需水要求的天数，反应了灌溉设施的抗旱能力

38、均衡法：是以一定均衡区（或均衡地段）作为一个整体进行分析计算的方法，其优点是概念清楚，方法简便。多年均衡法的基本思想：

将地下水含水层作为一个多年调节的地下水库，根据水量平衡原理按照与地面水库相似的方法进行多年调节计算，确定地下水库的库容和最低静水位。地下水库的调节计算可从正常高水位开始，根据各年(或月)的补给量和开采量，逐年(或月)推算时段未的地下水埋深(或降深)，经过多年调节计算，分析满足一定用水条件下(满足一定灌溉保证率等)多年达到的最大降深和干旱年份动用的地下水储存量(即兴利库容)能否在丰水年份得到完全的回补。

八章

39、田间排水任务：除涝、防渍、防止土壤盐碱化，改良盐碱土以及适时耕作创造条件。40、农田对除涝排水的要求：在降雨量较大的地区，农田排水工程必须满足除涝要求，要能及时排除由于暴雨产生的田面积水，减少淹水时间和淹水深度，以保证作物正常生长。农田对防渍排水的要求：在旱地中如果地下水位过高，作物就会受到渍害而减产，因此田间排水工程还应满足防渍的要求，即满足控制和降低地下水位的要求。

防止土壤盐碱化和改良盐碱土对农田排水的要求，地下水埋深愈小，地下水面以上土壤含水量愈高，蒸腾能力愈强，表层积盐愈快，干旱季节蒸发能力更大，愈易形成土壤盐碱化。农作条件下对农田排水的要求：是农田土壤保持在一定含水率以下。

综上所述，农作物对农田排水的要求，可概括为排除多余的地面径流和控制地下水位

41、地下水临界深度：在一定的自然条件下和农业技术措施条件下，为了保证土壤不生产盐碱化和作物不受盐害所要求的保持的地下水最小埋藏深度。

42、大田蓄水能力：在田块内部拦蓄雨水的能力是有一定限度的，这种限度成为大田蓄水能力

43、控制地下水位的田间工程，有水平排水和垂直排水两种形式，水平排水可分为明沟和暗管，垂直排水：竖井

44、排水沟先确定深度后确定间距

45、暗管排水系统一般由吸水管、集水管、检查井、集水井等部分组成46、暗管布置的基本形式：①吸水管与集水管（沟）呈直角正交连接②吸水管与集水管（沟）呈锐角连接③排水系统不规则布置形式

47、鼠道排水：鼠道是指在田面以下用特殊设备形成的一种无衬砌的地下排水通道，由于其形成与鼠洞相似，故称鼠道。

48、竖井排水的作用：①降低地下水位，防止土壤返盐②腾空地下库容用以除涝防渍③促进土壤脱盐和地下水淡化

49、排水沟系与灌溉渠系相似，一般可分为干支斗农四级固定沟道。50、排水地区的涝渍成因主要两方面：一是来水过多，二是排水不良。过多来水有以下几部分：①当地暴雨形成的地面径流②以地面径流的形式流入本地区的外来水③以地下径流的形式流入本地区的外来水④灌区灌溉多余雨水量以及盐碱土冲洗水量 排水不良原因：①属于承泄区和排水出口方面的问题②属于排水区内部的问题③管理方面的问题

51、内水位：排涝计算中的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；而在排渍情况下，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。

外水位：承泄区的设计排水水位

52、排水方式：

（1）汛期排水和日常排水

汛期排水是为了防止耕地受涝水淹没以及江河泛滥。日常排水是为了控制地区的地下水位和农田水分。两者排水任务虽然不同，但目的都是为了保障农、林、牧业的生产，所以在布置排水沟系时，应能同时满足这两方面要求。（2）自流排水和抽水排水

当承泄区水位低于排水干沟出水口水位时，一般进行自流排水，否则须要采取抽水排水或者抽排与滞蓄相结合的除涝排水方式。

（3）水平（沟道）排水和垂直（或竖井）排水

对于主要由降雨和灌溉渗水成涝的地区，常采用水平排水方式；如由于以地下深层承压水补给潜水而至渍涝，则应考虑采用竖井排水方式；对于旱涝碱兼治地区，地下水质和含水层出水条件较好，宜实行井灌井排，配合田间排涝明渠，形成垂直与水平相结合的排水系统。

（4）地面截留沟（有些地区呈撇洪沟）和地下水截留沟排水

对于由外区流入排水区的地面水或者地下水以及其它特殊地形条件下形成的涝渍，课分别采用地面或者地下截水沟排水系统的方式。

53、除涝设计的三种表达方式：①以治理区发生一定重现期的暴雨作物不受涝为标准（常用）②以治理区作物不受涝的保证率为标准③以一定量暴雨或涝灾严重的典型年作为排涝设计标准。

54排水流量是确定各级排水沟道断面、沟道上建筑物规模以及分析现有排水设施排水能力的主要依据，分为设计排涝流量和设计排渍流量两种，前者用以确定排水沟道的断面尺寸，后者用以确定排水沟的沟底高程和排渍水位。

55、国内的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，需要求出最大排涝流量的情况②平均排除法

内部有调蓄能力的排水地区，面积较小的排水沟，优点是计算简便。③排涝流量过程线法

56、排涝模数：单位面积上的排涝流量

排渍模数：单位面积上的排渍流量

57、排水沟的设计水位可分为排涝水位和排渍水位

排渍水位又称日常水位，是排水沟经常需要维持的水位。

排涝水位：又称最高水位，是排水沟宣泄排涝设计流量（或满足滞涝要求）时的水位

58、排水系统的承泄区是指位于排水区域以外，承纳排水系统排出水量的河流、湖泊或者海洋等

59、山、丘区的灌溉系统式引、蓄结合或者引、蓄、提相结合的灌溉系统

包括三部分：一是渠首引水、蓄水或者提水工程，二是输水配水渠道系统 三是灌区内部小型水库和塘堰以及小型提水工程，又称长藤结瓜式

60、灌排管理包括工程管理、用水管理、生产管理与组织管理四方面内容。

61、计划用水的定义：所谓计划用水，从农业角度讲就是按照作物的需水要求和灌溉水源的供水情况，结合农业生产条件与渠系的工程状况，有计划地引水、蓄水、配水和灌水。适时适量地满足作物高产稳产对水分的需求。在实践中不断提高单位水量的增产效益

62、用水计划是灌区(干渠)从水源取水并向各用水单位或各级渠道配水的计划。它是水利管理单位引水、配水的依据，也是各用水单位安排灌溉的依据。包括灌区取水计划和配水计划 63、配水水量计算

（1）按灌溉面积的比例分配（2）按灌区毛灌溉用水量的比例分配

64、续灌条件下配水流量的计算

在续灌条件下，渠首取水灌溉的时间就是各续灌渠道的配水时间，不必另行计算。编制配水计划的主要任务，是把渠首的取水流量合理地分配到各配水点，即计算出各配水点的流量。

轮灌条件下配水顺序与时间的确定

在轮灌配水的条件下，编制配水计划的主要内容是划分轮灌组并确定各组的轮灌顺序、每一轮灌周期的时间和分配给每组的轮灌时间。65、轮灌周期简称轮期，是轮灌条件下各条轮灌渠道(集中轮灌时)或是各个轮灌组(分别灌时)全部灌完一次总共需要的时间。

66、轮灌时间指在一个轮期内各条轮灌渠道(集中轮灌时)或各个轮灌组(分组轮灌时)所需的灌水时间。

计算题：某灌区灌溉面积A=3.17万亩，干渠长5.7km，三条支渠的长度和灌溉面积见下表，第三支渠引为典型支渠，该支渠有六条斗渠，斗渠间距800m，长1800m，每条斗渠有十条农渠，农渠间距200m长800m，干支渠续灌，斗农轮灌，只要灌溉水稻，q设=0.8㎡、﹙s·万亩﹚，试推求干。