農(nóng)田水利學(xué)基本概念及計算

第一章§1農(nóng)田水分狀況農(nóng)田水分：指農(nóng)田中的地表水、土壤水和地下水。地表水：地表積水。土壤水：包氣帶中的水分。地下水：飽水帶中的水分（可自由流動的水體）。與作物生長最密切的是土壤水。一、 土壤水（一） 土壤水分形態(tài)土壤水又可分為吸著水、毛管水和重力水等幾種水分形態(tài)。1.吸著水（1） 吸濕水分子力、緊緊束縛在土粒表面、不能移動、分子狀態(tài)水吸濕水達到最大時的土壤含水率稱為吸濕系數(shù)。（2） 膜狀水分子力、束縛在土粒表面、可沿表面移動但不能脫離土粒表面、液態(tài)水膜膜狀水達到最大時的土壤含水率稱為最大分子持水率。毛管水對于單個土粒，只能依靠分子力吸附水分，但對于由許多土粒集合而成的土壤，其連續(xù)不斷的孔隙相當于毛細管，因此還存在一種毛管力，依靠毛管力保持在土壤中的水分稱為毛管水。按水份供給情況不同，分懸著毛管水和上升毛管水。（1） 懸著毛管水灌溉或降雨后，在毛管力作用下保持在上部土層中的水分。土壤儲存水的主要形式。懸著毛管水達到最大時的土壤含水率稱為田間持水率。（2） 上升毛管水在地下水位以上附近土層中，由于毛細管作用所保持的水分。上升毛管水達到根系，則可被作物吸收利用，但地下水位不允許上升到根系，以防漬害。鹽堿地區(qū)應(yīng)嚴格控制地下水位，發(fā)防發(fā)生次生鹽堿化。重力水土壤中超過田間持水率的那部分水為重力水。重力水以深層滲漏的形式進入更下的土層，或地下水。旱地應(yīng)避免深層滲漏，以防止水的浪費和肥料的流失。水田保持適宜的深層滲漏是有益的，會增加根部氧分，有利于根系發(fā)育。（二） 土壤水分的有效性土壤對水分的吸力：1000MPa—0.0001MPa作物根系對水分的吸力：1.5MPa左右（1MPa=9.87大氣壓=100m水柱）如果水分受土壤的吸力小于1.5MPa,作物可吸收利用;如水分受土壤的吸力大于1.5MPa,則作物不能吸收利用。1.5MPa是有效水和無效水的分界點。土壤水分的有效性可以用下圖來說明：（圖：土壤水分有效性圖）二、 農(nóng)田水分狀況（一） 旱田適宜的農(nóng)田水分狀況不允許地表積水土壤適宜含水率：凋萎系數(shù)?田間持水率凋萎系數(shù)=0.6P田地下水水質(zhì)較好,則地下水位可較高，但一下水位不能達到根系層。有鹽堿威脅地區(qū),應(yīng)嚴格控制地下水位，以免發(fā)生鹽堿化。（二） 水田適宜的農(nóng)田水分狀況水稻是喜水作物，除適時曬田處,田面要經(jīng)常維持一定的水層。但水層不能過深，否則會使根系缺氧,使根部發(fā)生無氧呼吸，有毒物質(zhì)增加，影響根系生長發(fā)育，甚至爛根。目前多用淺水勤灌，適時曬田。缺水地區(qū)應(yīng)推廣控制灌溉技術(shù)。地下水位不宜過高，應(yīng)保證一定的深層滲漏。適量的深層滲漏對水稻生長有利，可增加根部氧分。深層滲漏也不宜過大，會浪費水，流失肥料。（三）農(nóng)田水分狀況的調(diào)節(jié)農(nóng)田水分狀況并不是總處于適宜的水分狀況，農(nóng)田水分可能過多,也可能過少，水分過多和過少都對作物生長不利。下面分析農(nóng)田水分過多的原因及調(diào)節(jié)措施。農(nóng)田水分過多的原因及措施原因：降水量大；洪水泛濫；地下水位過高等。形成的災(zāi)害洪災(zāi)一一河湖泛濫而形成的災(zāi)害。澇災(zāi)一一降水過多，積水難排，造成災(zāi)害。漬害一一土壤長期過濕，危害作物生長，造成災(zāi)害。措施：防洪一一整治排洪河道，興算修水庫，加固堤防等。防澇一一開挖排水河道，修建排澇閘、站等。防漬一一開挖田間排水溝，防止過量灌溉等。農(nóng)田水分過少的原因及調(diào)節(jié)措施原因：降雨少，土壤滯水能力差（山丘區(qū)）等。措施：灌溉——主要措施；疏松土層一一切斷毛細管，減少土壤蒸發(fā)；地表覆蓋一一用麥桔、地膜覆蓋，阻止土壤蒸發(fā)；化學(xué)抗旱一一減少葉面蒸騰。§2土壤水分運動土壤水分運動的兩種途徑：毛管理論、水勢理論。毛管理論僅適用于對一些簡單的問題分析。水勢理論則是根據(jù)在土壤水勢基礎(chǔ)上推導(dǎo)出的擴散方程，研究土壤的水分運動。這種方法理論嚴謹，適用于各種邊界條件，因而具有廣闊的應(yīng)有前景。一、 土壤水運動基本方程在一般情況下，達西定律同樣適用于非飽和土壤水分運動。根據(jù)達西定律和質(zhì)量守恒原則，可推導(dǎo)出水壤水運動基本方程。土壤水運動基本方程的兩種形式：式（1-11）和式（1-14。在初始條件和邊界條件巳知的情況下，可求解式（1-11）和式（1-14），得各點土壤含水率（或負壓）和土壤水流量的計算公式，或用數(shù)值計算法，直接計算各點土壤含水率（或負壓）和土壤水流量。二、 入滲條件下土壤水分運動除雨和灌水入滲是補給農(nóng)田水分的主要來源。教材中針對地面巳形成一薄水層情況，推導(dǎo)了如下基本公式：（1） 剖面含水率分布，式（1-19'）（2） 入滲速度公式，式（1-20）（3） 入滲速度挖計算公式，式（1-21）（3）在單間t內(nèi)入滲入總量計算公式，式（1-21'）菲利普根據(jù)嚴格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，由一維土壤水運動方程，推導(dǎo)出了入滲速度的近似計算式，式（1-22），以及t時間內(nèi)總?cè)霛B量計算公式，式（1-23）。我國習(xí)慣采用考斯加可夫經(jīng)營公式計算入滲速度和入滲水量。即式（1-25）和式（1-26）。本課程專門安排了一個實驗來驗證考斯大林加可夫公式。第二章§1作物需水量一、 作物田間水分的消耗（三種途徑：葉面蒸騰、棵間蒸發(fā)和深層滲漏）葉面蒸騰：作物植株內(nèi)水分通過葉面氣孔散發(fā)到大氣中的現(xiàn)象;棵間蒸發(fā)：植株間土壤或水面（水稻田）的水分蒸發(fā)；深層滲漏：土壤水分超過了田間持水率而向根系以下土層產(chǎn)生滲漏的現(xiàn)象。解釋：棵間蒸發(fā)能增加地面附近空氣的濕度，對作物生長環(huán)境有利，但大部分是無益的消耗，因此在缺水地區(qū)或干旱季節(jié)應(yīng)盡量采取措施，減少棵間蒸發(fā)（如滴灌〈局部灌溉＞、水田不建立水層）和地面覆蓋等措施。深層滲漏對旱田是無益的，會浪費水源，流失養(yǎng)分，地下水含鹽較多的地區(qū)，易形成次生鹽堿化。但對水稻來說，適當?shù)纳顚訚B漏是有益的，可增加根部氧分，消除有毒物質(zhì)，促進根系生長，常熟、沙河、漣水等灌溉試驗站結(jié)果都表明：有滲漏的水稻產(chǎn)量比無滲漏的水稻產(chǎn)量高3.9%?26.5%。葉面蒸滕量+棵間蒸發(fā)量=騰發(fā)量=作物田間需水量水田：田間需水量+滲漏量=田間耗水量由于水田不同土壤滲漏量大小差別很大，為了使不同土質(zhì)田塊水稻需水具有可比性，因此水稻的田間需水量不包括滲漏量，如計入滲漏量，則稱為田間耗水量。二、 作物需水規(guī)律（一） 影響作物需水量的因素1、 氣象條件主要因素，氣溫高、日照時間長、空氣濕度低、風(fēng)速大、氣壓低等使需水量增加；2、 土壤條件含水量大，砂性大，則需水量大（棵間蒸發(fā)大）3、 作物條件水稻需水量較大，麥類、棉花需水量中等，高粱、薯類需水量較少；4、 農(nóng)業(yè)技術(shù)措施地面覆蓋、采用滴灌、水稻控灌等能減少作物需水量。（二） 作物需水特性1、 中間多，兩頭少；開花結(jié)實期需水量最大2、 存在需水臨界期需水臨界期：在作物全生育期中，對缺水最敏感，影響產(chǎn)量最大的時期。幾種作物的需水臨界期：水稻孕穗至開花期棉花開花至幼鈴形成期小麥撥節(jié)至灌漿期了解作物需水臨界期的意義：1、合理安排作物布局，使用水不至過分集中；2、在干旱情況下，優(yōu)先灌溉正處需水臨界期的作物。三、經(jīng)驗公式法確定作物田間需水量（一）全生育期作物田間需水量的確定1、 a值法（蒸發(fā)皿法）前面巳講過，氣溫、日照、濕度、風(fēng)速、氣壓等氣象因素是影響作物需水量的最重要的因素，而水面蒸發(fā)正是上述各種氣象因素綜合作用結(jié)果，因此作物的田間需水量與水面蒸發(fā)量之間存在一定程度的相關(guān)關(guān)系。因此我們可以用水面蒸發(fā)量作為參數(shù)來估計作物田間需水量。E=aE0式中：E--全生育期作物田間需水量（mm）a--需水系數(shù)，江蘇中稻a=1.15E0--與E同時段的水面蒸發(fā)量（mm）。a值法適用于水稻。（旱作物的E與E0相關(guān)不顯著）2、 K值法（產(chǎn)量法）實踐表明作物的產(chǎn)量與田間需水量之間存在一定的相關(guān)關(guān)系，在一定范圍內(nèi)E隨作物產(chǎn)量的提高而提高。因此可以用產(chǎn)量作為參數(shù)來估計作物的田間需水量。E=KY式中E--需水量，m3/畝；K--需水系數(shù)（m3/Kg），由試驗資料確定；Y--作物產(chǎn)量（kg/畝）由于E與Y實際上并不是成線性關(guān)系，因此有人對上式作了修正。E0為保證作物存活下來，但產(chǎn)量為零（棵粒無收）。E=KYn+C式中：n--經(jīng)驗指數(shù)；C--經(jīng)驗常數(shù)。K值法適用于旱作。（二）各生育階段田間需水量的確定（1）利用需水模系數(shù)有了全生育期田間需水量，可以借助需水模系數(shù)，把總需水量按各生育階段進行分配。需水模系數(shù)是作物某一生育階段田需水量占生生育期需水量的百分比。Ei=KiE式中Ei--第i階段作物田間需水量；Ki--第i階段作物需水模系數(shù)。需水模系數(shù)通過試驗取得，表2-7列出了幾種主要作物的需水模系數(shù)。（2）利用階段需水系數(shù)（水稻）式中ai--第i階段需水系數(shù)；E0i--第i階段的水面蒸發(fā)量（mm）。（三）需水強度的確定需水強度即為某一天的需水量。單位：mm/d或m3/（畝d）公式：ei=Ei/ti式中ei--第i階段的需水強度；Ei--第i階段的需水量；ti--第i階段的天數(shù)。四、彭曼法計算作物需水量英國科學(xué)家彭曼于1949年首次提出，又于1963年簡化了他的公式。聯(lián)合國糧農(nóng)組織推薦采用彭曼法計算作物需水量。彭曼法的特點是：理論基礎(chǔ)可靠，計算精度較高；但計算較復(fù)雜，所需基礎(chǔ)數(shù)數(shù)較多。計算時分兩步。（一） 計算出潛在需水量（參考作物需水量）潛在需水量指：參考作物（如苜蓿muxu、牧草）在供水充足條件下的需水量?！?跖=|RA1+ Pf式中P0--標準大氣壓；P--計算地點平均大氣壓；△--平均氣溫時飽和水氣壓Ea隨溫度變化的變率；Y--濕度計常數(shù)；Rn--太陽凈幅射。（二） 計算實際作物的需水量E=KcxEp式中Kc--作物系數(shù)?！?作物灌溉制度天然降雨可滿足作物的部分需水要求，但降水不強能完全滿足作物的需水要求。在干旱和半干旱地區(qū)更是如此，因此為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，必須進行灌溉。要灌溉就牽涉到什么時候灌、灌多少等問題。本節(jié)討論的作物灌溉制度就是解決上述問題。一、概述1.什么是灌溉制度灌溉制度：為了保證作物適時播種（或栽秧）和正常生長，通過灌溉向田間補充水量的灌溉方案。灌溉制度的內(nèi)容：灌水定額、灌水時間、灌水次數(shù)和灌溉定額。灌水定額：一次灌水在單位面積上的灌水量。單位：水田可用mm，旱田用m3/畝。換算：1mm=0.667m3/畝灌溉定額：生育期各次灌水的灌水定額之和?？偣喔榷~：播前灌水定額（或泡田定額）+灌溉定額為什么要制定灌溉制度（1） 為灌溉工程規(guī)劃設(shè)計提供依據(jù)。（2） 為灌區(qū)用水管理提供依據(jù)。制定灌溉制度的方法（1） 總結(jié)群眾豐產(chǎn)經(jīng)驗；（2） 進行灌溉試驗；（3） 按水量平衡原理進行計算。在生產(chǎn)實踐中，常把上述三種方法結(jié)合起來使用。具體做法是:根據(jù)設(shè)計年份的氣象資料和作物的需水要求，參照群眾豐產(chǎn)經(jīng)驗和灌溉試驗資料，根據(jù)水量平衡原理擬定作物灌溉制度。二、水稻的灌溉制度水稻種植一般采取育秧移栽的方法。育秧的田塊叫秧田。移栽的田塊叫本田或大田。秧田育秧時間短，田塊面積小，灌水量較少，因此下面主要討論的是大田的灌溉制度。秧田的灌溉：先灌淺水，水深10?20mm，苗高3cm后，增加水深至20~40mm，苗高10cm后，排水落干，促進根系生長，拔秧前為便于拔秧，再深水浸泡。本田插秧前需要泡田整田，便于插秧，并為秧苗返青創(chuàng)造條件。所以本田分為泡田期和插秧后的生育期。泡田期灌水定額稱為泡田定額。（一） 泡田定額泡田額一般為80?110m3/畝。江蘇昭關(guān)灌區(qū)多年平均M飽=98.7m3/畝。（二） 生育期灌溉制度1.水田水量平衡方程某時段水量耗損：蒸發(fā)E、滲漏S、排水C水量補給：降雨P(guān)、灌溉M設(shè)時段初水層深為h1，時段末水層深h2,則4+F+M-F-S-C-ki2.計算灌溉制度計算原理見下圖：3、計算方法列表逐日計算編寫電算程序，利用計算機計算三、旱作物的灌溉制度播前灌水定額Mi=審四一次0=667反4莎蘋-667HA=667HA(施宓-阮)播前灌水的作用：保證種子發(fā)芽出苗；儲水。計算公式：式中H--計劃濕潤層深，即計劃到調(diào)節(jié)與控制土壤水分的土層深度，播前灌水時H=0.3?0.4m；A--孔隙率；「max、％--分別為灌水上限含水率和初始含水率(以水的體積占孔隙體積的百分數(shù)表示)。生育期內(nèi)灌溉制度1.水量平衡方程研究對象：計劃濕潤層土壤含水量圖中各變量單位均為m3/畝。.,W1、W2--分別為時段初、末計劃濕潤層內(nèi)含水量，H1--時段初計劃濕潤層深；H2--時段末計劃濕潤層深；E--騰發(fā)量，即作物田間需水量；M--灌水量；P--降水量；C--排水量(地表徑流量)；K--地下水補給量；一般地下水埋深大于3米時，取K=0，地下水埋深小于3米時，K按試驗資料取值。S--深層滲漏；WT--因計劃濕潤層增加而增加的水量。令P0為入滲雨量(m3/畝)，則P0=P-CC=aPP0=P-aP=(1-a)P=oPP--降雨量(m3/畝)；a--徑流系數(shù)。。--降雨入滲系數(shù)，參考表2-15。(參閱本科教材)計劃濕潤層水量平衡方程變?yōu)椋篧1+P0+WT+K+M-E-S=W2各變量單位均為m3/畝。計算灌溉制度的原理計算各時段灌水上下限及田間持水量推算灌溉制度列表或圖解計算時采用旬為時段，電算時可以日為計算時段。先設(shè)無m、無s，計算該時段末含水量W2=W1+WT+P0+K—E如果，則不需灌溉，也無深層滲漏。如果，則m=Wmax—W2(實際計算時宜對m取整)灌水后W2'=W2+m如果，則s=W2—W田持排水后W2'=W田持計算方法列表或圖解逐旬計算編寫電算程序，利用計算機計算列表法計算步驟收集基本資料；計算生育期計劃濕潤層內(nèi)含水量；計算各次降雨的入滲雨量及時段入滲雨量；計算因計劃濕潤層增加而增加的含水量WT；計算各時段地下水補給量；計算各時段田間需水量；逐日計算灌溉制度；校核各生育階段及全生育期的計算結(jié)果?！?灌溉用水量和灌溉用水流量前面介紹了灌溉制度，但還有兩個問題未解決。(1)水庫興利調(diào)節(jié)需要用水過程，因此存在一個如何確定灌區(qū)灌溉用水量的問題。(2)設(shè)計抽水站、引水閘等，應(yīng)以用水流量為依據(jù)，因此還存在一個如何確定灌區(qū)灌溉用水流量的問題。本節(jié)的任務(wù)就是討論如何計算灌溉用水量和灌溉用水流量。一、灌溉用水量(一)直接法直接利用各種作物的灌溉制度來計算。一般以旬為時段來計算。若有K種作物，則某時段的灌溉用水量為明=——

彼式中Wi--第i時段灌區(qū)用水量；Mij--第i時段第j種作物的灌水定額；Aj--第j種作物的種植面積；n水--灌溉水利用系數(shù)；徐一福一希玉全生育期或全年用水量：明=三明1=1直接法適用于小型灌區(qū)。例題:某小型灌區(qū)作物單一為水稻，某次灌水有1000畝需灌水，灌水定額為40mm，灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)為0.75，試計算該次灌水的凈灌溉用水量和毛灌溉用水量。（二）間接法利用綜合灌水定額來計算，綜合灌水定額:是某一時段內(nèi)各種作物灌水定額的面積加權(quán)平均值，稱為該時段的綜合灌水定額.k推綜］=+■■■+⑶阻“=姬」J=i式中al、a2、a3、an--各種作物的種植比（之和為1），mi，1、mi，2、mi，3、mi,n--第i時段各種作物的灌水定額。某時段的灌溉用水量：時哄A

附］?= m綜：1它是衡量全灌區(qū)用水狀況的一個綜合指標；2若全灌區(qū)種植比例相似，可用綜合灌水定額方便地計算出某一局部的灌溉用水量；3在供水水源有限的情況下，可用綜合灌水定額計算保灌面積，即。間接法適用于大中型灌區(qū)。例題：某灌區(qū)A=20萬畝，A水田=16萬畝，A棉花=4萬畝，m水田=45mm，m棉花=40m3/畝。求m綜。二、灌溉用水流量（一）直接法直接根據(jù)灌溉制度或灌溉用水量計算。"AJQ= 2U =J=y一 -頑叩璀水式中T--時段內(nèi)天數(shù)；t--1天灌水時數(shù)，自流為24h,提灌為18?22h.適用于小型灌區(qū)。例題：某小型提水灌區(qū)，作物均為水稻，面積1000畝，用水高峰期最大灌水定額為100m3/畝，灌溉水利用系數(shù)為0.75,灌水延續(xù)4天，每天灌水20小時。試計算水泵設(shè)計流量。（二）間接法利用灌水模數(shù)計算。思考為什么要引入灌水模數(shù)？.灌水模數(shù)灌水模數(shù)（灌水率）：灌區(qū)單位面積上所需的灌溉凈流量，簪?Ajx10436002^7Ajx104 %魂《堡=A=3600^-M=0.367；-/J J用q表示，單位為（m3/s）/萬畝。第i次灌水，第j種作物的灌模數(shù)為：式中aj--第j種作物的種植比例。由上式可見，T短，對作物有利（灌水及時），但流量大，工程大；T長，對作物不利，但流量小，工程小。因此應(yīng)慎重選定T。教材中給出了我國萬畝以上灌區(qū)的灌水延續(xù)時間，可供參考。為直觀起見及修正灌水模數(shù)的方便，需繪出灌水模數(shù)圖.初步灌水模數(shù)圖存在以下問題：（1） 大小懸殊，對工程設(shè)計不利；（2） 灌水時間斷斷續(xù)續(xù)，對管理理不利.因此需要修正.修正方法:調(diào)整灌水時間（消除"大小懸殊"及"斷斷續(xù)續(xù)"）；注意：（1）以不影響作物生長為原則；（2） 盡量不要改變需水臨界期的灌水時間；（3） 調(diào)整灌水時間以前移為主；（4） 最小灌水模數(shù)應(yīng)不小于最大灌水模數(shù)的40%；在修正后的灌水模數(shù)圖中，可取圖中延續(xù)時間達20天的最大灌水模數(shù)為設(shè)計灌水模數(shù)。若按短暫的最大灌水模數(shù)設(shè)計工程，可能是不經(jīng)濟的。2.計算灌溉用水流量（1）計算流量過程線第i時段的灌溉用水流量為：式中qi--第i時段的灌水模數(shù)。（2）計算設(shè)計流量有些情況下，不需計算流量過程，只需計算設(shè)計流量，這時可由設(shè)計灌水模數(shù)計算Q設(shè)。根據(jù)設(shè)計灌水模數(shù)計算設(shè)計流量：球間接法適用于大中型灌區(qū)。第三章§1灌溉水源（一）灌溉水源的主要類型灌溉水源指可以用于灌溉的天然水體，一般分地面水和地下水兩種形式。如進一步細分的話，則可分為河川湖泊徑流、當?shù)氐孛鎻搅鳌⒌叵聫搅骱统鞘形鬯人姆N。江蘇平原地區(qū)主要以河川湖泊徑流為灌溉水源，如長江、淮河、太湖、洪澤湖等。山丘區(qū)主要以當?shù)貜搅鳛樗?，通過修建水庫、塘壩攔蓄當?shù)貜搅?。徐淮地區(qū)，特別是徐州地區(qū)，地下水也是一種重要的水源。地下水的特點是含鹽量通常較高，但含沙量很小。隨著工業(yè)的發(fā)展，污水問題日益突出，發(fā)展污水灌溉將逐步引起重視。發(fā)展污水灌溉，一方面可作為一種灌溉水源，另一方面可避免其它水體受到污染。因此發(fā)展污水灌溉具有很重要的現(xiàn)實意義。（二）灌溉對水質(zhì)的要求首先要明確什么叫灌溉水質(zhì)。灌溉水質(zhì)主要指灌溉水中所含泥沙的粒徑和數(shù)量、可溶鹽的種類和數(shù)量、灌溉水溫以及其它有毒有害物質(zhì)的含量等。1含沙量從多沙河流引水的灌溉工程，必須分析灌溉水中泥沙的含量和組成，以便在灌溉工程設(shè)計和管理時，采取適當?shù)拇胧?，防止有害泥沙入渠入田，防止渠道淤積。（不同粒徑泥沙危害程度不同：（1） 粒徑＜0.005mm的泥沙，具有一定的肥力，可適量輸入田間，但也不能引入過多，引入過多，則會降低土壤的透水性和通氣性。（2） 粒徑為0.005?0.1mm的泥沙，在土壤質(zhì)地粘重的地區(qū)，可少量引入田間，以改善土壤結(jié)構(gòu)，增加透水性和通氣性。（3） 粒徑大于0.1?0.15mm的泥沙，容易在渠中淤積，對于農(nóng)田土壤也不利，因此應(yīng)禁止入渠。渠中水的泥沙含沙量也不應(yīng)超出渠道的輸沙能力，否則會產(chǎn)生淤積。2含鹽量灌溉水中允許含有一定的鹽分，但如果含鹽過多，就會增加土壤溶液的濃度，使作物根系吸水困難，影響作物正常生長，嚴重的甚至?xí)斐勺魑锼劳?。甚至還會引起土壤次生鹽堿化。由于各種鹽類對作物的危害程度不同，不同作物的耐鹽能力也不同，因此灌溉水質(zhì)的標準也隨著含鹽種類和作物種類的不同而不同，對大多數(shù)作物來說，通常要求灌溉水的含鹽量不超過15%（1.5g/l）。以碳酸鈉為主的含鹽量應(yīng)小于0.1%，以氯化鈉為主的含鹽量應(yīng)小于0.2%。以硫酸鈉為主時應(yīng)小于0.3%，鈣鹽危害不大，其允許含鹽量可更高。不同礦化度對作物生長的影響：礦化度（g/l）作物種類及生長情況<1一般作物正常生長1-2水稻棉花正常生長，小麥受抑制5水稻可生長，棉花受抑制，小麥不生長20作物不能生長，只能生長少量耐鹽植物但是，實踐證明，在水源短缺的地區(qū)，只要土壤透水性較好，排水條件較好，灌溉水的含鹽量也可以大一些，有些地區(qū)甚至用含鹽量為0.3?0.6%的咸水進行抗旱灌溉，在夏季雨大而集中，土壤中暫時積累的鹽分很快又沖洗掉，使耕作層仍能保持鹽量的平衡。3水溫灌溉水的溫度，對農(nóng)作物的生長影響也是很大的。水溫過低會抑制作物的生長，水溫過高，會降低水中溶解氧的含量，并提高水中有毒物質(zhì)的毒性。作物對水溫的要求：旱作T=15?20度，最低允許溫度為2度。水稻T不小于20度。均不能大于35度。井灌或引水庫灌溉時，水溫往往偏低，措施是：（1）井灌時延長輸水路線或設(shè)曬水池曝曬。（2）從水庫引水灌溉應(yīng)從溫度較高的表層取水。4其它有毒有害物質(zhì)的含量城市污水中含有較多種類的有毒有害物質(zhì)，灌溉前應(yīng)作水質(zhì)分析，作適當?shù)乃|(zhì)處理，使之滿足灌溉水水質(zhì)要求?！?取水樞紐取水樞紐又稱為渠首。它的任務(wù)是從水源及時取得滿足作物灌溉用水需要的水量。但是作為灌溉水源的河流、湖泊等其水位和流量有其自己特定的變化規(guī)律，往往不能滿足渠首引水要求，這就需要采取工程措施調(diào)節(jié)水源的水位、流量和水量，使之適應(yīng)灌溉用水要求，這些工程措施就是我們下面要講的取水樞紐，按工程措施的不同，取水樞紐可分為無壩取水、有壩取水、抽水取水和水庫取水四種形式。（一） 無壩取水1適用條件：水源（河道）的水位和流量均能滿足灌溉用水的要求。2樞紐組成：進水閘：控制引水流量（一般不大于枯水流量的30%）沖沙閘：沖走進水閘前泥沙（少沙河流上可不需沖沙閘）導(dǎo)流堤：導(dǎo)流及保證引水，平時導(dǎo)流，枯水時截斷河流，保證引水（有些河道要求引水流量不大于河道流量的30%，以保證通航和河道的穩(wěn)定），從大江大河引水時，不需導(dǎo)流堤。3引水口位置的選定：一般選在凹岸中部偏下游處（對順直河流不在存在這一問題）。這是因為河槽的主流總是靠近凹岸一側(cè)，引水可靠，更重要的是在凹岸引水可以利用環(huán)流作用以防止泥沙淤塞進水口和進入渠道。因為在河流拐彎的地方，水流受離心力的作用，表層水流流向凹岸，使凹岸一側(cè)水面壅高，凸岸一側(cè)水面下降，在河道橫斷面上形成一個水位差，由于重力作用使底層水流由凹岸流向凸岸，并把低層泥沙帶到凸岸，在凸岸一側(cè)淤積下來。由于彎道處水流呈螺旋形前進，故稱為“彎道環(huán)流氣如下圖所示，由于環(huán)流作用，主流靠近凹岸一邊，凹岸一側(cè)泥沙淤積較少，河道較深。所以把取水口選在凹岸，不僅引水可靠（靠近主流、水位較高），而且可以防止泥沙入渠。通常把引水口放在彎道中部偏下游的地方，因為在這時環(huán)流作用發(fā)揮得最充分，又避開了凹岸水流頂沖的部位。由于凹岸易受沖刷，因此渠首附近河岸要加以保存護。如果由于客觀條件限制，取水口必須選在凸岸，則應(yīng)選在凸岸中部偏上游處。該處因環(huán)流作用而造成的不利影響較小。（二） 有壩取水1適用條件：河道的流量能滿足灌溉要求，但水位略低于渠首的引水要求。2樞紐組成：壅水壩：抬高水位，滿足灌溉引水要求；進水閘，沖沙閘：作用同上；防洪堤：減免或避免上游淹沒損失。關(guān)于沖沙閘：它是多沙河流低壩引水樞紐中不可缺少的組成部分。沖沙閘的底板高程應(yīng)低于進水閘底板高程，以保證沖沙效果。（三） 揚水取水1適用條件：河道水量豐富，但灌區(qū)位置較高，并且修建其它取水工程困難或不經(jīng)濟時。2樞紐組成：抽水設(shè)備（水泵、動力機、管道、閘閥等）水工建筑物（引水渠、進水池、泵房、出水池等）輔助設(shè)施（供電設(shè)施、泵房內(nèi)供排水設(shè)施、安裝檢修設(shè)施）（四）水庫取水1適用條件：（1）年或多年總來水量較豐富，但有時水量水位都不能滿足灌溉要求；（2）有適當?shù)牡匦危ㄉ焦龋?組成：大壩（重力壩、拱壩、土石壩等）溢洪道（正槽、側(cè)槽；無閘控制、有閘控制等分類）輸水涵洞（涵管式、臥管式）3優(yōu)缺點：優(yōu)點：（1）能調(diào)節(jié)徑流，（2）進入灌區(qū)的泥沙很少；缺點：樞紐復(fù)雜，投資大；（2）淹沒損失大。蓄引提結(jié)合灌溉系統(tǒng)：常見的有引提結(jié)合（如沿運灌區(qū)）蓄提結(jié)合（如儀征山丘區(qū)）§3引水灌溉工程水利計算在山丘區(qū)，灌溉工程系統(tǒng)要比平原地區(qū)的灌溉工程系統(tǒng)復(fù)雜得多，圖中有一骨干水庫，及南干渠和北干渠兩條干渠，這些都屬骨干工程；除骨干工程外，還有兩座小型水庫、三個高塘、兩個低塘、一個河壩，還有三處坡面截流工程。象這樣的灌溉工程系統(tǒng)比單一的灌溉工程水利計算要復(fù)雜得多。下面我們介紹這種灌溉系統(tǒng)的水利計算方法。水利計算時首先要灌溉工程的可供水量。一、小型水利工程供水量計算（一）塘堰供水量估算指塘堰全年能供作物灌溉的總水量。1、復(fù)蓄次數(shù)法年內(nèi)堰塘能重復(fù)蓄滿的次數(shù)（即年供水量7塘堰有效容積），用N表示。一般平水年（P=50%）N=2.0中等干旱年（P=75%）N=1.5大旱年（P=90%）N=1.0塘堰供水量W=NV（萬m3）式中V——塘堰有效容積（萬m3）。2抗旱天數(shù)法塘堰實際能達到的抗旱天數(shù)也能反映塘堰的供水能力大小。因此W=etA（萬m3）式中e——作物耗水強度（m3/d/畝）；t 抗旱天數(shù)；A——灌溉面積（萬畝）。3、徑流系數(shù)法利用徑流系數(shù)和降水資料估算塘堰供水量。W=0.1aPFn式中a——年徑流系數(shù)，可查水文手冊，一般為0.2-0.6；P 年降水量（mm）；F 集水面積（km）；n——塘堰蓄水系數(shù)，考慮蒸發(fā)、滲漏、棄水等，取值0.5?0.7。（二） 小型河壩供水量估算山丘區(qū)小型河道上的有壩取水稱為小型河壩。利用徑流系數(shù)和降水資料估算塘堰供水量。W=0.1aPFn式中a——徑流系數(shù)；P 降水量（mm）；F 集水面積（km）；n——徑流利用率。（三） 小型水庫可供水量的估算1、來水量估算（1）有降水資料和徑流系數(shù)地區(qū)先選設(shè)計代表年，查取設(shè)計代表年各月降水量。W=0.1aP月F式中a、P月、F含義同上。徑流系數(shù)的取值可參考下表：南方地區(qū)月徑流系數(shù)a表月份7?3月4~6月降雨量（mm）30以下30以上50以下50?100100?200200?500山區(qū)0.150.20?0.300.300.30?0.450.45?0.650.65?0.85深丘0.100.15?0.250.250.25?0.400.40?0.630.63?0.82淺丘0.050.10?0.200.200.20?0.350.35?0.600.60?0.78（2）無資料地區(qū)查水文手冊或水文圖集，得多年平均的徑深。例：某?。ㄒ唬┬退畮?，集水面積F=2.93Km2，查水文手冊得該地區(qū)多年平均徑流深為570mm,年徑流變差系數(shù)CV為0.4,偏態(tài)系數(shù)CS=2CV,求該水庫在保證率為75%的年份的來水量.解：由CV、CS和灌溉設(shè)計保證率查《皮III型頻率曲線KP值表》得KP為0.71o設(shè)計徑流深R=0.71*570=404.7設(shè)計來水量W=0.1*404.7*2.93=118.6如果巳知各月來水分配比例，則可計算出各月來水量.2、可供水量估算來水損失：棄水、蒸發(fā)、滲漏。（1） 棄水對巳建小型水庫，如有實測資料，則對實測資料進行分析，可得各種年份的棄水量。在缺乏實測資料時，可將汛期來水量乘以某一百分數(shù)來估算棄水量（只有汛期存在棄水）。（2） 蒸發(fā)根據(jù)水面蒸發(fā)資料進行估算。（3） 滲漏可按各月蓄水量乘以某一損失系數(shù)來估算。庫盆地質(zhì)條件良好：取0.1%?1.0%（或取滲漏深0.3~0.5m/年）庫盆地質(zhì)條件中等：取1.0%?2.0%（或取滲漏深0.5?LOm/年）庫盆地質(zhì)條件較差：取2.0%?3.0%（或取滲漏深1.0-2.0m/年）月可供水量=月來水量-月棄水-月蒸發(fā)-月滲漏二、山丘區(qū)蓄水、引水灌溉工程水利計算（一） 分片包干系統(tǒng)各小型灌溉工程單獨分區(qū)進行供水，用水時，先用小型灌溉工程的供水量，不足部分由骨干工程供水。（二） 長藤結(jié)瓜系統(tǒng)長藤結(jié)瓜系統(tǒng)：用渠道把灌區(qū)內(nèi)分散的塘堰、小水庫等與骨干工程連接起來，形成渠道是“藤”，塘堰是“瓜”的灌溉系統(tǒng)。優(yōu)點：可統(tǒng)一調(diào)度、聯(lián)合運用、充分利用各種水源。長藤結(jié)瓜系統(tǒng)計算比較復(fù)雜，下面作一簡單分析。1.劃分平衡區(qū)一般可分： 塘堰區(qū)一一只有塘堰； 低庫區(qū)一一除有塘堰，還有位置低于渠道的小水庫； 高庫區(qū)一一除有塘堰，還有位置高于渠道的小水庫。水量調(diào)配計算（1） 塘堰區(qū)調(diào)節(jié)計算供水次序：①河壩、坡面徑流，②低塘，③高塘，④骨干水庫河壩、坡面徑流余水補充低塘。（2） 低庫區(qū)調(diào)節(jié)計算供水次序：①河壩和坡面徑流；②低塘、③高塘；④低庫；⑤骨干水庫補低庫；⑦骨干水庫直接補渠入田河壩、坡面徑流有余水時補充低塘或低庫。（3） 高庫區(qū)調(diào)節(jié)計算供水次序：①河壩和坡面徑流；②低塘；③高塘；④高庫；⑤骨干水庫補渠入田。河壩、坡面徑流有余水補充塘堰或高庫。（4） 全灌區(qū)平衡計算統(tǒng)計骨干水庫用水量（各區(qū)要求骨干水庫的供水量之和）；計算骨干水庫的2來水量及可供水量；水量平衡計算。若骨干水庫不能滿足各區(qū)的補水要求，應(yīng)對各區(qū)用水作必要調(diào)整（如適當調(diào)整灌水定額，灌水時間等。思考：蓄、提灌溉工程的水利計算？某蓄、提結(jié)合灌溉系統(tǒng)如下圖所示，考慮如何進行水利計算。第四章§1灌排渠系規(guī)劃布置灌溉系統(tǒng)是指從水源取水并輸送分配到田間的灌溉工程。按輸水方式的不同可分渠道灌溉系統(tǒng)和管道灌溉系統(tǒng)兩大類。本章介紹渠道灌溉系統(tǒng)。管道灌溉系統(tǒng)將在第五章中介紹。一、灌排渠系的組成及布置原則（一） 灌排渠系的組成1、 灌溉系統(tǒng)：（1） 渠首工程（2） 灌溉渠道：干、支、斗、農(nóng)渠等固定渠道（3） 渠系建筑物（4） 田間渠系工程：毛渠（臨時渠道）、灌水溝哇等2、 排水系統(tǒng)（1） 田間排水工程：毛溝、腰溝、墑溝等（2） 排水溝：干、支、斗、農(nóng)溝（3） 排水建筑物：排水閘、涵、站等（4） 排水容泄區(qū)：大江、大湖、大海等（二） 灌排渠系的布置的原則（1） 滿足作物灌排要求。1）渠道應(yīng)布置有高處，排水溝應(yīng)布置在低處。2）渠道和排水溝的長度和間距應(yīng)當適宜，保證灌得上排得出。（2） 灌溉渠道必須與排水溝統(tǒng)一規(guī)劃布置在規(guī)劃布置渠道時，必須同時考慮到排水溝的位置，在平原地區(qū)、圩區(qū)，渠道一般要服從排水溝布置（因為在平原地區(qū)，排水問題更為突出）。（3） 安全可靠如渠道要避免深挖高填，山丘區(qū)渠系上方必須修撇洪溝（截洪溝）。（4） 經(jīng)濟合理渠道要盡量短直，以減少土方量；要盡量減少壓占耕地；排水溝要盡量利用天然河道。（5） 便于管理便于用水管理和工程管理，布置時要考慮行政區(qū)劃；也要考慮機耕方便；建筑物盡量聯(lián)合修建，形成樞紐，以便于管理。（6） 綜合利用如渠道落差較大可布置水電站，較大的渠道或排水溝要考慮通航，水產(chǎn)養(yǎng)殖等。二、丘陵山區(qū)灌排渠系的規(guī)劃布置山丘區(qū)的水利特點是：排水比較通暢，但干旱問題比較突出。在山丘區(qū)雖然可以修建水庫塘壩蓄水灌溉，但是由于其蓄水能力有限，因此干旱問題是山丘區(qū)的主要水利問題。因此山丘區(qū)灌排渠系的布置，以灌渠道布置為重點。山丘灌溉渠道布置的關(guān)鍵是布置干渠。（一） 干渠的兩種布置形式（1） 干渠沿等高線布置（2） 干渠垂直于等高線布置（二） 支、斗、農(nóng)渠布置支渠垂直于干渠，其間距由地形條件決定。斗渠間距一般為：400?800m農(nóng)渠間距一般為：100?200m兩種布置形式：（1） 灌排相鄰適用于單一坡向地形（2） 灌排相間適用于平坦，或有微起伏2渠道建筑物規(guī)劃布置渠系建筑物指與渠道或排水溝配套的水閘、涵洞、橋梁、渡槽、倒虹吸、跌水、陡坡等建筑物。一、 渠系建筑物選型與布置的原則.滿足使用要求如渠道切斷了道路，那么該處需設(shè)涵洞或橋梁；渠道水位不夠則需建節(jié)制閘抬高水位。.盡量采用聯(lián)合樞紐布置的形式目的是為節(jié)省投資和管理方便。如閘與橋常聯(lián)合修建，分水閘與節(jié)制閘常聯(lián)合修建。如總渠樞紐和江都水利樞紐。.盡量采用定型設(shè)計和裝配式建筑物由于渠系建筑物數(shù)量很多，同一類建筑物工作條件常相近。如斗農(nóng)渠上的分水閘，因此采用定型設(shè)計和裝配式結(jié)構(gòu)，對簡化設(shè)計，加速施工進度非常有利。.盡量考慮采用當?shù)夭男藿ㄈ缭谏角饏^(qū)建渡槽、農(nóng)橋可用砌石建筑（句容的北山水庫石拱渡槽），在平原地區(qū)則宜用鋼筋混凝土排架渡槽。.多作經(jīng)濟比較，選擇最優(yōu)方案如渠道穿過河流時，有時可在技術(shù)上和滿足使用要求上可采用渡槽，也可采用倒虹吸，這時就需要進行經(jīng)濟比較。選擇較經(jīng)濟合理的方案。有時同一建筑物可采用不同的施工方案，這時也可通過經(jīng)濟比較來選擇較合理的施工方案。二、 渠系建筑物的類型與布置（一）控制建筑物控制流量和水位。1.進水閘：布置在干渠首端。分水閘：布置在各支渠、斗渠和農(nóng)渠渠首。斗首、農(nóng)首分水閘也叫斗門和農(nóng)門。節(jié)制閘：控制渠道水位或流量。布置：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(jié)制閘抬高水位，保證下級渠引水。實行輪灌時，在輪灌組分界處需設(shè)節(jié)制閘。在重要建筑物或險工渠段前需聯(lián)合修建節(jié)制閘和泄水閘，以防止漫溢，保證建筑物和渠道的安全。交叉建筑物渠道與河流、道路交叉時應(yīng)布置交叉建筑物。交叉建筑物主要的三種：渡槽、倒虹吸、涵洞。選擇方法：不影響交通和航運；技術(shù)上可行；進行經(jīng)濟比較，選擇最優(yōu)的型式。泄水建筑物用于排除渠道中余水或入渠洪水。退水閘布置在較大的干支渠末端，以排泄渠中余水(防止滋生雜草和蚊蟲)。泄水閘與節(jié)制閘聯(lián)合修建，保護重要建筑物和險工渠段。銜接建筑物渠道經(jīng)過一陡坎或坡面，時需建跌水或陡坡。1.跌水水位落差小于3m時，宜建跌水。2.陡坡水位落差大于3m時，宜建陡坡。這時建跌水不安全。量水建筑物1.利用閘、涵、渡槽等量水。在干支渠上量水一般利用這些渠系建筑物量水。如昭關(guān)灌區(qū)。利用特設(shè)計量水備量水。如三角堰、梯形堰、巴歇爾量水槽、噴嘴等。一般斗、農(nóng)渠上可采用特設(shè)量水設(shè)備?！?田間工程與地面灌溉方法一、田間工程田間工程：最末一級固定渠道(農(nóng)渠)和固定溝道(農(nóng)溝)之間的條田范圍內(nèi)的臨時渠道、排水小溝、田間道路、稻田的格田和田埂、旱地的灌水畦和灌水溝、小型建筑物以及土地平整等農(nóng)田基本建設(shè)工程。田間工程的規(guī)劃要求田間工程規(guī)劃應(yīng)滿足以下基本要求：有完善的田間灌排系統(tǒng)，做到灌排配套，消滅串灌串排，并能控制地下水位。田面平整，灌水時土壤濕潤均勻，排水時田面不留積水。田塊的形狀和大小能適機械化需要，有利開提高土地利用率。田間工程規(guī)劃時必須因地制宜，講求實效，實行山、水、田、林、路綜合治理，創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境，促進農(nóng)、林、牧、副、漁全面發(fā)展。條田規(guī)劃條田：末級固定灌溉渠道(農(nóng)渠)和末級固定溝道(農(nóng)溝)之間的田塊。綜合考慮排澇、機械化耕作和田間用水管理方面要求，條田的一般規(guī)格為：寬度100?200m，長度400?800m。旱地田間渠布置田間渠系：指條田內(nèi)部的灌溉網(wǎng)，包括毛渠、輸水壟溝和灌水溝、畦等。有縱向布置與橫向布置兩種布置形式。1、縱向布置水流流向農(nóng)渠一毛渠一輸水壟溝一灌水溝、畦特點毛渠〃灌水溝、畦(即毛渠方向與灌水溝方向一致)布置規(guī)格1） 縱向布置時，輸水壟溝間距等于灌水溝、畦的長度，一般為30?50m。2） 輸水壟溝的長主等于毛渠的間距，一般為50?70m。3） 毛渠的間渠等于輸水壟溝的長度，若毛渠雙向控制，則毛渠的間距是輸水壟溝長度的兩倍。4） 毛渠的長度與條田寬度相近。2、橫向布置（1） 水流農(nóng)渠一毛渠一灌水溝、畦（2） 特點無輸水壟溝；毛渠上灌水溝、畦面垂直（3）布置規(guī)格1） 灌水溝、畦長度一般為30?50m。2） 單向控制時，毛渠間距等于灌水溝、畦的長度，雙向控制時，毛渠的間距是灌水溝、畦長度的兩倍。3） 毛渠長度與條田寬度相近。3、縱向布置與橫向布置選擇方法（1） 灌水溝、畦盡量垂直于等于等高線（便于灌水）；作物行向一般為南北方向（通風(fēng)光照條件好），由此確定灌水溝、畦的方向。（2） 若灌水溝、畦垂直于農(nóng)渠，采用縱向布置；若灌水溝、畦平行于農(nóng)渠，則采用橫向布置。（四）水田格田水田灌溉不需毛渠，灌溉不直接從農(nóng)渠灌入水稻格田。格田規(guī)劃要點：（1） 水稻格田長度與寬度的確定應(yīng)考慮到有利灌溉，以及有利于提高機耕、機收的效率，一般長約100?150m，寬約15?20m；（2） 在山丘區(qū)坡地上布置格田，一般格田長邊方向與等高線平行（有利于減少修筑梯田的工程量），此時農(nóng)渠垂直于等高線、順坡布置；（3） 在平原地區(qū)，格田方向以南北向為好，利于作物通風(fēng)采光；（4） 消滅串灌串排；（5） 田面平整，便于采用淺水勤灌或其它節(jié)水灌溉方法；（6） 與早作田塊相鄰時，應(yīng)開設(shè)隔水溝。一、 渠道設(shè)計流量概論定義：設(shè)計年份灌水期間渠道需要通過的最大流量。一般用Q表示。單位為m3/s?；蛘l件下渠道需要通過的最大流量，因此設(shè)計流量也叫正常流量。作用：（1） 是確定渠道設(shè)計斷面主要依據(jù)。（2） 是確定建筑物規(guī)模尺寸的主要依據(jù)。計算：一般巳知渠道的凈流量，求設(shè)計流量（毛流量）。R毛=編+R損凈流量一般是巳知的，因此計算設(shè)計流量的關(guān)鍵是計算Q損。二、 渠道輸水損失的估算輸水損失水面蒸發(fā)可以忽略不計漏水損失加強管理可避免滲水損失主要的不可避免的輸水損失因此下面所討論的渠道輸水損失均指滲水損失。影響渠道輸水損失的因素有：土壤性質(zhì)、地下水位狀況和渠道施工質(zhì)量等。在地下水位較高時，地下水會對渠道滲水產(chǎn)生頂托作用，從而影響渠道滲水，下面先分析在渠道滲水不受到地下水位的頂托時的滲水損失計算方法。自由滲流情況下的滲水損失不受地下水位頂托的渠道滲流（地下水位未達到渠底）。發(fā)生條件：地下水埋深較深（滲水未到達地下水）或地下水出流較好（滲水到達地下水，但地下水位沒有上升到渠底）估算方法：按經(jīng)驗公式式中：°：每公里長渠道滲水損失占凈流量的百分數(shù)。A、m：土壤滲水系數(shù)和滲水指數(shù)。表4—1。直接計算Q損：R損=咄爭'預(yù)100查表計算Q損：令s為每公里滲水損失，則（由各級渠道組成的渠系可以用渠系水利用系數(shù)來描述其水的ofiixlOOO 1m利用率。）2.渠系水利用系數(shù)sL1000sL1000頂托滲流情況下的滲水損失地下水位到達渠底，影響滲流。發(fā)生條件：地下水位較高；地下水出流條件較差。頂托滲漏情況下的滲水損失小于自由滲流條件下的滲水損失。估算方法：b頂=Fb 或$頂=將:校正系數(shù)（小于1）。查表4—2。采取防滲措施后的滲水損失估算式： —Qb或=C￡sQ：減小系數(shù)（小于1h查表4-覽

渠系：由干、支、斗、農(nóng)四級固定渠道組成。毛渠是臨時渠道，屬田間渠系，或田間工程。渠系的凈流量為：同時工作的農(nóng)渠凈流量之和。渠系的毛流量為：干渠的毛流量。￡0農(nóng)凈=R干凈.￡&凈.￡四凈.ER農(nóng)凈

如爭&毛ER支毛ER斗毛ER農(nóng)毛所以 殯系=叩干腹叫斗叩農(nóng)反映渠系的水的利用效率。田間水利用系數(shù)田間：此處指田間渠系，由毛渠、灌水溝、畦等組成。農(nóng)渠T田間渠系T農(nóng)田R農(nóng)凈 R農(nóng)田凈例：某渠道長10km，凈流量為4.429m3/s,沿渠土質(zhì)為中粘壤土，試計算該渠道的設(shè)計流量。解：（1）直接計算：查表得』=1.9口，m=0.40

R農(nóng)田凈：◎農(nóng)凈中扣除田間渠系輸水損失真正到達“農(nóng)田”的流量?！闞農(nóng)田凈◎農(nóng)凈反映田間渠系水的利用率。1.904.42904=1.051001.05x4.429x10ioo0.465(mVs)~"般打田=H9CI--I198,水田打田較4.灌溉水利用系數(shù)最后我們看反映整個灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù)。如=。爭+R損=4.429+0.465=4.894(m也)（2）查表計算:由0爭、互、狀查表得S=46.80[（l/s）/km]?sL 46.80xlO?he,丁，、R揭= = =0.468?1000 1000R損=Q爭+Q損=4.429+Q.468=4.897(mVs)三、水的利用系數(shù)渠道水利用系數(shù)

水源T渠系T田間渠系T農(nóng)田R干毛 ◎干田凈R干田凈：◎干毛扣除渠系及田間渠系輸水損失后到達農(nóng)田的凈流量?！猂干田凈因為◎干田凈_￡R農(nóng)凈舞毛_舞毛ER農(nóng)田凈￡綜凈所以w=禳系?倔或脈=件明支』斗，服』田如Qa 如Qa ?則?_QbrQb灌溉水利用系數(shù)也可表示為：_H灌區(qū)翩綜凈式中簪凈是灌區(qū)縮合凈灌水定額；性是灌區(qū)該次灌水的毛灌溉用水量.片渠電渠=譬反映某-渠道的水的利用率。支毛再如干渠-干渠-支系田間渠系T農(nóng)田在流量推算中，我們還會遇到叩支系、可支水。下面作一解釋:支系：支、斗、農(nóng)渠組成的渠系。R支毛 ￡&農(nóng)凈 R支田凈? _￡R制爭電系—和

選三支為典型支渠。（為簡化計算，便于推算其它各支流量）（1） 計算農(nóng)渠田間凈流R支田凈=史支偵設(shè)R農(nóng)田凈=R支田凈燮）（2） 計算農(nóng)渠凈流量&支田凈思考:件岐水=? 件叫支系如=?（3）計算農(nóng)渠'斗渠'支渠設(shè)計流量綜設(shè)=&農(nóng)凈+°萩""農(nóng)J1+1UU i. 1UUJ&斗設(shè)=四凈+g凈⑶計=植農(nóng)設(shè)［1+竺國］4攻J爭 100 初氣100）Q +畏&凈螭計+b支￡支計、'&設(shè)-&凈+一面一-g設(shè)［1+F-J2天十2天2天十2天輪灌四、渠道的工作制度什么叫渠道的工作制度？前面巳提到過的輪灌就是渠道的一種工作制度。除輪灌外，還有一種工作制度形式叫續(xù)灌。輪灌：同級渠道分組依次輪流灌溉。續(xù)灌：上級渠同時向其下級分水灌溉，稱各下級渠續(xù)灌。農(nóng)渠的計算長度是實際長度的一半。（因農(nóng)渠的凈流量不是從農(nóng)渠末端流出的，而是整條農(nóng)渠均勻流出。）斗、支渠的計算長度：分水口至輪灌組中點的距離。（為什么？因為若斗、支實際長度為計算長度顯然偏長，若以分水口到輪灌組開始位置，則顯得偏短。）舉例：L計乏 h支水h支水=Q支田凈Q支設(shè)。3.計算其它各條支渠設(shè)計流量輪灌的優(yōu)點：輸水時間短，輸水損失小缺點：渠道斷面大，工程量大續(xù)灌的優(yōu)點：工程量小缺點：輸水損失大一般干、支渠續(xù)灌，斗、農(nóng)渠輪灌。五、推算各級渠道設(shè)計流量以如下渠系為例說明。（因為前面三支是典型支渠，所以可以認為其它各支與支3具有二支:二支:相同的水利用系數(shù)。這也是前面我們選典型支渠的原因。）一支：0支田凈=司支q設(shè)支田凈叫支設(shè)=支田凈叫支設(shè)=確定渠道工作制度干、支續(xù)灌，斗、農(nóng)輪灌。選擇典型支渠推算干渠設(shè)計流量CD段：Rcd=R三支設(shè)+Rcof員虹=R三支設(shè)+w=5華頂L阮段：&配=（&CD+&二壹設(shè)）（】+彳^^）AE段：=（Qsc+&一支設(shè)）（1+ ）_Q干田凈_橢區(qū)弓設(shè)六、渠道的最小流量和加大流量最小流量（1） 定義設(shè)計年分灌水期間渠道通過的最小流量。（2） 如何確定根據(jù)灌水模圖上的最小灌水模數(shù)計算0是小=q是』』g水或陣小=（40%~50%）Q^

Q=AC應(yīng) （1）式中Q：渠道流量乂：過水斷面面積C：謝才系數(shù)R：水力半徑1：水力比降（明渠均勻流，與渠底比降相同）對于梯形斷面渠道:H=（3+mh）h濕周 x=由+2J1+/龍X。=字將以上各式代入式Cl）得（3）有何用途校核在上下級渠水位銜接，確定是否需節(jié)制閘。加大流量（1）定義考慮到灌區(qū)可能擴大灌溉面積或改變種植計劃，因而要求渠道能通過比設(shè)計流量更大的流量。

屆+感）/葉^（b+2/Jl+腕，）2"上式包括6個參數(shù)，一般己知求出仇兩種途徑確定出忱（1）先按經(jīng)驗擬定4再求如（2）引入寬深比歹，即（2）如何確定 p=b!h ⑶.II■?、U..?、 ■I■*,R加大=道設(shè) h°J為加大系數(shù)。取值范圍為LICIT.35也設(shè)大，J取小值，（二）橫斷面最方做查表4血1.計算底寬b和設(shè)計水深h一、渠道橫斷面設(shè)計（一）基本公式一、渠道橫斷面設(shè)計（一）基本公式明渠均勻流公式由式⑷算得乩再由b=爐電算得A優(yōu)點：比試算法簡便，比圖解法精度更高。計算加大水深和最小水深（3）有何用途確定渠道堤頂高程。由加大流量計算加大水深，渠底高程加加大水深，再加安全超高得堤頂高程。布置作業(yè)：渠道流量推算注意：正確確定支、斗、農(nóng)渠的計算長度?！?渠道縱橫斷面設(shè)計簡要解釋“渠道縱橫斷面設(shè)計”橫斷面設(shè)計：確定渠道邊坡、底寬、水深等。縱斷面設(shè)計：確定推算水位、確定渠底線、堤頂高程線等。

（1）試算法擬定4根據(jù)式（2）試算確定如擬定拒，由式（2）和式（3）試算求出如b.（b=歹龍代入式（2）,試算確定加再由出=爐龍確定3）（2） 圖解法利用水力學(xué)救材上的諾謨圖（梯形矩形斷面正常水深川求解圖）（自己聶習(xí)）（3） 直接計算法將&=津代入式⑵得并整理得- I -|3/S_ 5+購沁擠 （）

底寬已確定，求&口大和/^小下面以計算瑜大為例說明（計算編小的方法完全相同）（1） 試算法根據(jù)新大、h和其它己知數(shù)據(jù)，由式⑵試算確定物歐（2） 圖解法利用水力學(xué)教材中的諾模圖.（3）迭代法初擬餉口大為冗（略大于效）代入下式版="+明嚴 ⑥8+部［若|向-炬|>允許誤差，則以加代替加，代入式（5）左式，計算得新的炬.若的-阮|壬允許誤差，則％即為所求的端］大°一般需2?3次迭代即可得到滿意的結(jié)果。（三）設(shè)計參數(shù)的確定1.渠底比降i指單位渠長的渠底降落值。當Q一定時,i大，則過水斷面A小，工程量小，但控制的灌溉面積小。i小，則A大，工程量大，但控制的灌溉面大。取值方法：（1） 接近地面比降（2） Q大，則i宜?。ǚ罌_?。?） 平原地區(qū)i小，山丘區(qū)i大渠床糙率n反映渠床粗糙程度。糙率大，則阻水能力大。取值：（1）渠床光滑順直，n?。?）Q大，則n小參考教材表4-8。請同學(xué)思考：n取值偏大會造成什么后果？n取值偏小會造成什么后果？邊坡系數(shù)mm大，則工程占地多，輸水損失大m小，邊坡不穩(wěn)定4.寬深比b渠底寬與設(shè)計水深之比有三種寬深比（1） 水力最優(yōu)斷面寬深比應(yīng)最憂=2（J1+歐，-m）特點：斷面窄深，適用于小型渠道。（2） 滿足相對穩(wěn)定的寬深比相對平穩(wěn)：不沖不淤或沖淤平穩(wěn)對于一般渠道：戶=3胥_用多沙河流上引水的渠道：Q<1.5展代時?5=2.8g1/10-mg=1.5~50ra3/^時/3=2.6^^-m（3） 實用經(jīng)濟斷面寬深比水力最優(yōu)斷面，雖然過水斷面小，但由于其斷面比較窄深，對大型渠道并不適用（為什么？因為不易施工，易塌）。為克服最優(yōu)水力斷面的缺點（加大底寬，減小水深），同時又使過水斷面面積接近于最優(yōu)水力斷面的斷面面積，因而提出實用經(jīng)濟斷面寬深比。計算方法：?擬定偏離系數(shù)a◎=生一般取cr=1.01~1.04?計算yy為與龍.憂之比。則有y=妒口_Jm-4—I）?計算寬深比例巳知某渠道設(shè)計流量為20.3m3/s，渠底比降i=1/5000,沿線土質(zhì)為粘壤土。分別計算最優(yōu)水力斷面、實用經(jīng)濟斷面、相對穩(wěn)定斷面的設(shè)計水深和底寬。解：（1）最優(yōu)水力斷面爆憂=2（J1+幽'一幽）=0.828取值：（1）取值：（1）土質(zhì)好（粘重），m?。?）流量大，水深大，則m大參考表4-9，4-10。=1.1893/8=1.189=4.88(^)b=0.828*4.88=4.04(m)實用經(jīng)濟斷面取@=1.口4,貝Ur=-山(@4-1)=1.045/2-71■04(1.044-1)=0.683麼=言(?J1+曬'-m)-m=^^(271+12-1)-1=3.080.6832- ■ q3/S卜0以=2.48W(or+跳尸門4i=3.08x2.48=7.64(^)相對穩(wěn)定斷面p=3^iA-m=5.31「 . -|3/8隊°3+2偵^ =2.04W(a+m)5!3^ii=5.37x2.04=10.95(m)最優(yōu)水力斷面水深最大，實用經(jīng)濟斷面次之。相對穩(wěn)定斷面最小。以上分別計算了三斷面只是為了說明計算方法，其中，最優(yōu)水力斷面，過于窄深，本題不適用。本題宜選用實用經(jīng)濟斷面。渠道不沖流速、不淤流速為保證不沖不淤，流速不能過小，也不能過大。即不淤流速〈渠道流速〈不沖流速不沖流速式中K:不沖流速系數(shù)，查表4-13oQ:渠道設(shè)計流量，輸s不淤流速式中C：不淤流速系數(shù)，查表4-14R:水力半徑，m對于清水渠，為防止雜草生長，取峰小=有?"(四)橫斷面設(shè)計步驟擬定或估算各設(shè)計參數(shù)(i、n、m、b等)。計算設(shè)計水深和底寬(h、b)，校核不沖不淤。思考：發(fā)生沖刷或淤積，怎么辦？調(diào)整寬深比或比降流量一定時，b大，則v小，i大，則v大。計算最小水深和加大水深。確定安全超高、堤頂寬。繪制渠道橫斷面圖。第五章§1農(nóng)田排水概述作物的長生離不開水，水是生命之源。但是也不是水越多越好，水太多也會影響作物的正常生長，甚至使作物死亡。因此缺水時需灌水，水多時則需排水。前面巳學(xué)了灌溉理論，本章開始學(xué)習(xí)農(nóng)田排水理論。農(nóng)田水分太多可能造成的災(zāi)害有洪、澇、漬和鹽堿等。下面分別說明什么是澇災(zāi)、漬害和鹽害，并介紹農(nóng)田的排水要求、排水標準和排水措施等。一、澇災(zāi)、漬害和鹽害澇災(zāi)(waterlogging)1.定義降雨過多形成旱地積水或水田淹水過深而造成作物減產(chǎn)或失收的災(zāi)害。澇災(zāi)與洪災(zāi)的區(qū)別澇災(zāi)：當?shù)亟涤暌鸬孛娣e水。洪災(zāi)：客水入境引起地面積水。漬害(subsurfacewaterlogging)定義：因地下水位過高或連續(xù)陰雨致使土壤過濕而危害作物正常生長的災(zāi)害。成因：自然原因(1)降雨過多或陰雨連綿地下水位過高，如濱湖地區(qū)耕層滯水有粘土隔層、犁底層地勢低洼如興化、建湖、泰縣溱潼鎮(zhèn)等地人為因素：(1)重灌輕排(2)工程不配套，大水漫灌、串灌串排3.漬與澇的區(qū)別漬：無地表積水澇：有地表積水漬可視為一種特殊的澇，漬也稱為暗澇、地下澇、地澇等。鹽害定義：土壤中含可溶性鹽過多，使作物吸水困難，從而影響作物正常生長的災(zāi)害。中性鹽：Nacl、Na2SO4等過多，稱鹽土堿性鹽：NaCO3、NaHCO3等過多稱堿土，或鹽堿土鹽堿地的形成形成的條件（1）地下水含鹽量大；（2） 地下水位過高，上升毛管水能達到地面形成過程1）地面蒸發(fā)、毛管水上升至地面；2）水蒸發(fā)后，鹽分留在土壤表層；（3） 鹽分積累，形成鹽堿地。（繪示意圖說明形成過程）次生鹽堿地：由于灌溉不當（過量灌水，或只灌不排）引起地下水位上升，形成鹽堿地稱為次生鹽堿地。3.分布干旱、半干旱地區(qū)；濱海地區(qū)；二、農(nóng)田排水要求和排水標準（一） 農(nóng)田排水要求1.除澇排水要求使作物淹水深度和淹水時間在不影響作物正常生長的允許范圍之內(nèi)。（1）不同作物、同一種作物不同生育階段耐淹能力不同，由表7-1可知旱作物中棉花耐淹能力較差，玉米耐淹能力較高。水稻分孽期耐淹能力較差，其它各階段耐淹能力較高。水稻總體來總耐用淹能力較好，但是水田滯蓄水深和時間也應(yīng)有所限制，見表7-2。2.降漬排水要求土壤含水量的大小與地下水位關(guān)系密切，地下水埋深越淺，土壤含水量越大，因此降漬要求可表示為對地下水埋深的要求。（1） 土壤含水量與地下水埋深的關(guān)系（2） 地下水埋深與產(chǎn)量的關(guān)系（3） 不同作物、同一種作物不同生育階段耐漬能力不同，主要作物耐漬能力見表7-3。一般適宜埋：0.5?1.2m。（4） 水田地下水位過高、長期淹水也會產(chǎn)生漬害，因此需要：淺水勤灌；適當曬田；保證一定的深層滲漏。3.治鹽要求在有鹽堿化威脅的地區(qū)，土壤會不會產(chǎn)生鹽堿化，與地下水位埋深有關(guān)，若地下水很深，則不可能產(chǎn)生鹽堿地。因此治鹽要求也可用地下水埋深要求來表示。地下水臨界進埋深：不致引起鹽堿化的地下水最小埋深稱。治鹽要求：地下水埋深〉地下水臨界埋深。對不同的地下水含鹽量、不同的土質(zhì)，地下水臨界埋深不同，我國北方部分地區(qū)地下水臨界埋深見表7-4。（二） 農(nóng)田排水標準1.除澇標準通常以排除某一重現(xiàn)的暴雨所產(chǎn)生的徑流作為排澇標準。標準太高、排澇效益好，但排澇工程規(guī)模太大、投資太大；標準低、投資低，但不能解決排澇問題，因此需要定出一個高低適宜的排澇標準。有條件時可進行經(jīng)濟分析論證確定。一般可按《規(guī)范》或本地區(qū)的有關(guān)規(guī)定確定。按新規(guī)范，排澇標準為5?10年一遇。江蘇?。喝沼炅?50?200mm，不受澇（二日排出），相當于五年一遇。日本：10?15年一遇，澳大利亞：15?20年一遇2.降漬標準以設(shè)計排漬深度和耐漬深度作為排澇標準。設(shè)計排漬深度：日常情況下地下水位的埋深要求。設(shè)計耐漬深度：暴雨后規(guī)定時間內(nèi)要求地下水位達到的埋深，比如3天內(nèi)地下水位要求降到0.5米深。按規(guī)范，降漬要求為：作物種類設(shè)計排漬深度設(shè)計耐漬深度旱作0.8?1.3m3?4d內(nèi)地下水位降至0.3?0.6m水稻0.4?0.6m另外水田應(yīng)保持適宜滲漏量，2?8mm/d（粘性取小值，沙性土地取大值）。防鹽標準地下水位應(yīng)控制在臨界深度以下。P190，表7-4。江蘇降漬防鹽標準：基本控制地下水位在1?1.2米，鹽堿地區(qū)還要適當加深。三、澇、漬、鹽治理（一） 除澇1.水利措施：（1）修建排水工程、挖溝、疏河、建閘、站等。（2）排滯并舉。2.農(nóng)業(yè)措施：（1）易澇地區(qū)種耐澇作物。（2）局部洼地可作蓄澇養(yǎng)殖區(qū)。（二） 防漬1.水利措施：（1）修建排水工程，明溝、暗管（鼠道）、豎井排水。（2） 控制河網(wǎng)水位，從而控地下水位。（3） 節(jié)水灌溉。（4） 灌排分開，水旱分開2.農(nóng)業(yè)措施：（1）改良土壤，消除滯水層（深耕曬垡、增施有機肥）。（2） 種植耐漬品種，（如圩區(qū)應(yīng)種水稻、不種棉花）。（3） 生物排水（沿溝、沿路種養(yǎng)、灌木、有利降地下水位）。（三） 防鹽（降鹽、壓鹽）1.水利措施：（1）興建排水工程降低度地下水位，有良好排水設(shè)施的前提下，大定額灌溉（洗鹽）。（注：只灌不排則有可能產(chǎn)生次生鹽堿化）（2）地表水地下水聯(lián)合運用。農(nóng)業(yè)措施：（1）種水稻，是改良鹽堿地的一個重要方法。（2）種植耐鹽作物?；瘜W(xué)措施：施用石膏（CaSO4，呈酸性），使堿土變成硫酸鈉鹽土，從而減輕危害。第六早§1排水溝道系統(tǒng)規(guī)劃布置一、 明溝排水系統(tǒng)的組成田間排水工程（毛、腰、墑溝）排水溝道系統(tǒng)（干、支、斗、農(nóng)溝）排水閘、涵、站等建筑物排水承泄區(qū)（江、河、湖、海等）二、 明溝排水系統(tǒng)的類型一般排水系統(tǒng)（1） 排水溝道系統(tǒng)組成：干、支、斗、農(nóng)溝。（2） 作用：一般只起排水作用。（3） 適用：有一定坡度的坡地平原地區(qū)；干旱、半干旱地區(qū)。綜合利用排水系統(tǒng)（也稱河網(wǎng)）（1） 組成1） 骨干河網(wǎng)干河（一級河）支河（二級河） 相當于干溝2） 基本河網(wǎng)大溝（三級河） 相當于支溝中溝（四級河） 相當于斗溝小溝（豐產(chǎn)溝，生產(chǎn)河）相當于農(nóng)溝3） 墑網(wǎng)毛溝腰溝墑溝（2） 作用：除排水作用處、還有滯澇、引蓄水灌溉、養(yǎng)殖、航道等作用。（3） 河網(wǎng)的主要特征（河網(wǎng)的特征是由其綜合利用功能所決定的）：深：溝河要深，能排地面水，也能降地下水，蓄水灌溉。網(wǎng)：水系成網(wǎng)，調(diào)度靈活。平：溝底要平，能排能引，航運、養(yǎng)殖。分：分級分片控制，高低片分級控制。高水高排、低水低排其中“深”為關(guān)鍵。（原因：“深”是綜合利用的關(guān)鍵）（3）適用：地形平坦的平原或圩區(qū)。三、 規(guī)劃布置原則1.低處布置：各片低處。2.分片排水：高水高排、低水低排。洪澇分治：修堤防、撇洪溝等。滯蓄結(jié)合：減少排水量。統(tǒng)籌規(guī)劃：與渠道、道路、林網(wǎng)、居民點、行政區(qū)結(jié)合。灌排分開：各成系統(tǒng)有利于灌、也有利于排。降低造價：可利用天然河道、順直、減少交叉建筑物。安全可靠：土質(zhì)好、防止坍塌。綜合利用：如引水灌溉、船運、水產(chǎn)養(yǎng)殖等。（以上9條原則只板書標題，不板書釋內(nèi)容）四、規(guī)劃布置方法山丘區(qū)干渠：盡可能利用天然河道。支渠：也可利用天然河道。斗、農(nóng)溝：地面有一定坡度時，用灌排相鄰布置；平坦時，作灌排相間。一般斗溝間距400?1000m，深1.5?2m；農(nóng)溝間距100?300m，深1.0?1.5m。平原地區(qū)江蘇河網(wǎng)的一般規(guī)格：（1）徐淮平原中溝小溝大溝間距（m）2000?5000500?1000100?200溝深（m）4?52.5?32底寬（m）4?62?31?2（2）通南和太湖平原大溝間距（m）1000?3000中溝600?1000小溝150?200溝深（m）4.6?6.53.5?6.02底寬（m）3?62?41圩區(qū)外河網(wǎng)：地區(qū)骨干河網(wǎng)（干、支河）內(nèi)河網(wǎng)：由中心河、生產(chǎn)河組成較小的圩區(qū)宜采用豐字形內(nèi)河網(wǎng)。較大的圩區(qū)宜采用井字形內(nèi)河網(wǎng)。（1）豐字形內(nèi)河網(wǎng)豐字形河網(wǎng)布置如下圖。在圩中心或接近中心的位置布置一條干河（中心河），垂直于干河均勻地布置若干支河（生產(chǎn)河），形成豐字形河網(wǎng)。生產(chǎn)河的間距約為200?300m。埒口閘井字形內(nèi)河網(wǎng)圩子面積較大時，縱橫兩方向具有兩條以上干河。此時稱內(nèi)河網(wǎng)為井字形河網(wǎng)?！?排水溝的設(shè)計流量排水設(shè)計流量：排澇設(shè)計流量、排漬設(shè)計流量一、設(shè)計排澇流量(最大設(shè)計流量)設(shè)計排澇流量：排除在某一排澇設(shè)計標準下的暴雨產(chǎn)生的地面徑流的排水流量。作用：確定排水溝斷面(骨干排水溝)排水建筑物的尺寸。地區(qū)排澇模數(shù)經(jīng)驗公式法排澇模數(shù)：排澇區(qū)單位面積(km2)的上排澇流量，單位：m3/s/km2用符號q表示。計算步驟：確定計算暴雨P(guān)計算設(shè)計凈雨R用經(jīng)驗公式計算排澇模數(shù)q計算設(shè)計排澇流量Q確定設(shè)計卜雨P(guān)歷時：F=100?500平方公里選1日暴雨F=500?3000平方公里選3日暴雨暴雨量：由設(shè)計標準進行頻率分析計算得到。求設(shè)計凈雨深R(1)水田地區(qū)采用暴雨扣損法R=F-瞄滯一E式中：P——設(shè)計暴雨量(mm)；如滯 水田滯蓄水深，如滯=龍尸-麻；hp 雨后最大允許蓄水深度，mm；晚——雨前正常水深，可取知=冬虹魚些；E一非水期間水田耗水量(mm).旱田地區(qū)利用P+Pa"天系曲線P:前期影響雨量；Pa:前期影響雨量，Pa= ；戲:前期影響系數(shù)；:最大初損。徑流系數(shù)法(適用于小匯水面積)R=aP式中：&—徑流系數(shù).有水田也有旱田分別計算或水、或旱，然后加權(quán)平均。R=&水「水+及旱「旱_?式中F水、F旱、F一別為水田面積、旱地面積、水旱地總面積。.計算排澇模數(shù)經(jīng)驗公式卜睥時式中：R 設(shè)計凈雨，mm；K——綜合系數(shù)，表8-5；m 峰量指數(shù)，表8-5；n——遞減指數(shù)，表8-5。.計算排澇流量Q=qF適用：地區(qū)性骨干排澇河道。平均排除法1.計算方法特點以排澇歷時內(nèi)的平均排流量作為設(shè)計排澇流量：（2）計算Q、qQ農(nóng)田會受短時間淹沒。適用：規(guī)模較小的排水溝道。（2）計算Q= 3.6近Rq—"我式中：T一排澇歷時（d）；t一每排水時間（h），一般自排t=24h，抽排t=20?22h。自排時上述公式為簡化為_RFQ= 86.4Rq—86.4計算R時注意：①水田和旱地的設(shè)計凈雨計算方法同前；平原河網(wǎng)地區(qū)宜考慮排水溝滯蓄；圩區(qū)應(yīng)考慮預(yù)降滯蓄，圩堤滲漏產(chǎn)水和套閘進水。2.算例例1巳知淮北平原地區(qū)，F(xiàn)=20km2,水田、旱田及溝塘面積分別為12km2、7km2、1km2,稻田耗水e=4mm/d,稻田滯蓄30mm,溝水面蒸發(fā)，溝滯蓄500mm。排澇標準為日雨量200mm兩天排出。求Q、q。解：（1）計算R計算或旱或旱=P+Pa~hPa- 0.6x90=5Amm,&=116〔根據(jù)水文手冊）R旱=200-54-116=138^計算&水 電=尹-如滯-空=200-30-4x2=162mm計算衣溝 氏溝"一燦滯=200一500-3x2=-306mmR_&水開水+&旱尊+成溝尸溝F162x12+138x7+（-306x1）= =130.2?3?320

q=—=—:——=0.75（幽'/s-止幽'）^20例2巳知蘇南某圩區(qū)，F(xiàn)=3.8Km2，其中旱地占15%，水田占80%，河溝占5%。水田日耗水e=5mm/d，水田滯蓄30mm，河溝水面蒸發(fā)e0=3mm/d，預(yù)降滯蓄500mm。圩堤總長7.8Km，滲漏產(chǎn)水i=0.05mm/km/d，套閘進水0.55mm/d。排澇標準為日暴雨200mm2日排出。求Q、q。解：（1）計算R計算R旱：我旱^P+Pa-b=P+al^-b=200+0.6x90-120=\3Amm計算相：晶=尹-約『-福=200-5x2-30=計算&滲： =;ZZ=0.05x7.8x2=0.78^計算&礦=055x2=1.10^爵以 衣旱尊+為頊水+或溝開溝所以R= +隱+殉=a旱&旱+叫E水+a溝鬼+電+跚=0.15x134+0.80x160+0.05x（-306）+0.78+1.10=136.4?（2）計算Q和q：RF136.4x3.8…Q= = =3.73mm3.6近 3.6x2x22。323q-—=——=0.85（洗'/E氐成）F3.8二、設(shè)計排漬流量（日常流量）定義：雨后地下水位回落到控制要求的深度時，地下水的排水流量稱為日常流量。作用：確定排水溝溝底高程，并校核允許最小流速。計算方法：1、確定排漬模數(shù)（1） 采用當?shù)鼗蜞徑貐^(qū)實測資料。（2） 采用公式計算（《規(guī)范》中公式）?！?6.4Z

式中：Qh 設(shè)計排漬模數(shù)（妒3?km2）；白——土壤給水度（釋放水量與土壤體積的比值）;H——地下水位設(shè)計降低深度（m）；T一非漬歷時（h）o（3）采和經(jīng)驗數(shù)據(jù)（P.238，表8-6）。2、計算排漬流量&=*成§2田間排水溝設(shè)計田間排水溝設(shè)計的關(guān)鍵是確定排水溝的深度和間距，比降（i）、邊坡系數(shù)（m）等均按經(jīng)驗確定。一、除澇田間排水溝（一）除澇田間排水溝作用作用：及時排除地表積水，減小農(nóng)田淹沒深度和時間。（二） 田間除澇排水溝的間距與斷面目前田間排澇排水溝間距與斷面的確定還沒有完善的理論方法，多數(shù)按經(jīng)驗確定。我國北方地區(qū)農(nóng)溝間距一般為150?400m，毛光線間距為30?50m。南方農(nóng)溝（小溝）間距一般為100?200m。（三） 田間除澇排水溝的斷面除澇排水溝斷面根據(jù)排澇流量確定。兼有除澇和防漬的排水溝，一般以排漬要求確定溝深，再初步擬定過水斷面，再校核是否滿足除澇要求。二、控制地下水位的田間排水溝（防漬，防鹽堿）（一）田間排水溝對控制地下水位的作用（1） 降雨期間及時排除部分水量，減小地下水位上升高度。（2） 雨后加快地下水位的回落。（二）確定溝深和間距1、溝深與間在要求的地下水位一定時，溝深大則間距大，溝深小則間距也小。因此存在許多方案，宜用經(jīng)濟比較加以確定。2、確定溝深實際計算中，一般先根據(jù)要求控制的地下水埋深、土質(zhì)及施工管理方便等要求擬定DD=AH+Ah+s式中AH：排漬深度或地下水臨界埋深（作物要求的地下水埋深）（m）；Ah：懸掛水頭（m），0.2?0.3m；s：日常水深（m），0.1?0.2m。確定D后，再選擇適當方法確定L。3、確定間距（1） 排水試驗法根據(jù)《農(nóng)田排水試驗規(guī)范》（SL109-95）的要求進行試驗。試驗時，針對某種溝深，擬定一組排水溝間距，測試其排水效果，最終選擇符合排漬標準的排水溝間距。（2） 公式計算法（公式有多種，有于時間關(guān)系，只介紹兩個較常用的公式）1）非恒定流公式可以