农田水利课件第三章灌溉系统

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1、,,,,,,,,,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,,,,,,,,,,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,第三章灌溉系统,,本节要点,灌溉系统的内涵及组成,☺ ☺ ☺ ☺,地下水资源的类型及各自特点,☺ ☺ ☺ ☺,地表取水的方式及各自特点与适用条件,☺ ☺ ☺ ☺ ☺,管井与大口井的组成,☺ ☺ ☺ ☺ ☺,灌溉设计保证率与抗旱天数,☺ ☺ ☺,渠道灌溉系统,管道灌溉系统,灌溉,系统,(irrigation system ),灌溉系统是指从,水

2、源取水,、,通过渠道（管道）及其附属建筑物（管件）向农田供水,、,经由田间工程进行农田灌水,的工程系统,,水源工程,输配水工程,田间工程,第一节 水源工程,一、灌溉水源,,（一）灌溉水源,(water resources for irrigation ),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，地面水是主要形式。,,地面水,包括河川、湖泊径流、以及在汇流过程中拦蓄起来的地面径流。,,地下水,一般是指,潜水和层间水,，潜水又称浅层地下水，补给来源为大气降雨，埋藏较浅，便于开采。,,再生水,（二）地下水资源类型与特点,地下水：,埋藏在地面以下的地层（如砂、砾石、砂砾土及

3、岩层）裂隙、孔洞等孔隙中的重力水,,含水层：,蓄积地下水的上述土层和岩层,,不透水层：,由粘性土质或整块岩石构成地下水不容易通过的岩层（土层）,,不透水层和含水层都不是绝对的，而是相对的,平原地区地下水分布图,二、地下水资源类型与特点,,地下水,裂隙水,孔隙水,溶洞水,潜水,层间水,孔隙水,(pore water),,存在于松散岩层孔隙中的地下水，分为潜水和层间水,,潜水,（,Shallow water,）,地表以下第一个稳定的隔水层以上含水层中的地下水,,特点：,,具有自由水面，主要补给来源,大气降水,,也可地表水补给，水位、水量取决气候条件和水文状况,,雨季潜水位上升，旱季潜水位下降,,潜

4、水位的埋藏分布与补给区是基本一致的,孔隙水,层间水：,埋藏于两个隔水层之间的地下水，分无压层间水和有压层间水,,无压层间水,：在两个隔水层之间的含水层内，如重力水未完全充满，地下水仍具有与潜水相通的自由水面，地下水的运动性质与潜水完全相同,,有压层间水：,在含水层完全充满水，并在压力水头作用下，使上下隔水层都承受压力的层间水,,补给区和分布区并不一致,,压力水头取决于补给区的地面高程与排泄区的高程,裂隙水,(fissure water),,地壳上坚硬的岩层亦称基岩，基岩在其发育的过程中由于风化作用、构造作用或成岩作用形成了纵横交错的裂隙，,贮存和 运动在基岩裂隙中的地下水称裂隙水,,裂隙水可能

5、是有压的承压水，也可能是无压的潜水,，这主要视补给、排泄条件和岩层的构造而定,,溶洞水,(cavern water ),,由于水的作用，使石灰岩，白云岩等可溶性岩层受到侵蚀，并溶蚀成宽大的裂隙和体积不等的洞穴。,埋藏在这些洞穴中的水，叫做溶洞水,,溶洞水有承压的，也有无压的，它多数受大气降水补给， 因而其水量大小随季节而变。,,裂隙水和溶洞水是岩石地层地下水源的主要形式,,地下水分布,山前冲积洪积扇和平原地区,—,潜水和承压水,,山区、基岩裸露,—,裂隙水和洞溶水,,山区丘陵及黄土塬边沟谷处,—,泉,,泉可分为,上升泉和下降泉,两大类,,排泄承压水的水流具有一定压力能自动喷出者称为,上升泉,,

6、排泄潜水者称为,下降泉,泉的示意图,二、地表取水工程,,（一）无坝取水方式,,条件：,水位、流量满足灌溉要求,,,特点：,引水口一般距灌区较远，引水干渠常有可能遇到难工险段,,组成：,进水闸、冲沙闸和导流堤,（一）无坝取水方式,(intake without dam),,都,,江,,堰,（二）有坝取水方式,(,intake with dam,),,条件：,河流水源虽较丰富，但水位较低,,特点：,引水口距灌区较近，可缩短干渠线路长度，减少工程量，便于枯水期引水，但是增加了拦河坝工程,,组成：,拦河坝（闸）、进水闸、冲沙闸及防洪堤,（二）有坝取水方式,,（二）有坝取水方式,,（二）有坝取水方式,,

7、拦河坝,拦截河道，抬高水位，以满足灌溉引水的要求,，汛期则在溢流坝顶溢流，宣泄河道洪水；,,坝顶应有足够的溢洪宽度；,,在高度增长受到限制或上游不允许壅水过高时，可降低坝顶高程，改为带闸门的溢流坝或拦河闸，以增加泄洪能力,。,,进水闸,侧面引水示意图,正面引水示意图,,冲沙闸、防洪堤,冲沙闸是多沙河流低坝引水枢纽中不可缺少的组成部分，它的过水能力一般应大于进水闸的过水能力,,冲沙闸底板高程应 低于进水闸底板高程，以保证较好的冲沙效果,,为减少拦河坝上游的淹没损失，在洪水期保护上游城镇、交通的安全，可在拦河坝上游沿河修筑防洪堤,（三）抽水取水方式,,（三）抽水取水方式,(intake with

8、pump),,条件,,,河流水量比较丰富，但灌区位置较高，修建其他自流引水工程困难或不经济时,,,特点,,,,干渠工程量小，但增加了机电设备和年管理费,（四）水库取水方式,,(intake with,reservoir,),,条件,河流的流量、水位均不能满足灌溉要求时，必须在河流的适当地点修建水库进行径流调节,,特点,充分利用河流水资源，利用率高于其他取水方式；工程较大，且有相应的库区淹没损失,五、多种结合的灌溉系统,,三、地下取水工程,,（一）垂直取水工程,管井：,在开采利用地下水中应用最广泛的取水建筑物，它,不仅适用于开采深层承压水，也是开采浅层水,的有效形式；,,由于水井结构主要是由一系

9、列井管组成，故称为管井。当管井穿透整个含水层时，称为,完整井,， 穿透部分含水层时，称为,非完整井；,,由于管井出水量较大，一般采用机械提水，故通常也称为,机井。,,管井,,管井结构,井壁管（实管）,,滤水管（花管）,,沉淀管,,井台,,井径,,,井深,<60m,，,700,－,1000mm,；,,60m<,井深,<150m,，,300,－,400mm,；,,,200m<,井深,<300m,，,200,－,300mm,。,机,,井,,剖,,面,,图,,,,,,（一）垂直取水工程,筒井,：大口径的取水建筑物，由于其直径较大，一般为,1,～,2m,，有的地区达到,3,～,4m,，最大至,12m,,

10、又称大口井,，多用砖石等材料衬砌，有的采用预制混凝土管作井筒,,筒井具有结构简单、检修容易、能就地取材等优点；但由于口径太大，并不宜过深,,筒井多用于开采浅层地下水，其深度一般为,6~ 20m,，深者达,30m,左右,筒井结构,,井台,,筒井的地上部分，起保护井身，安放提水机械和生产管理之用；,,井筒,,亦称旱筒，是含水层以上的部分；,,,进水部分,,埋藏在含水层的部分，亦称水筒，是筒井中最主要的组成部分。,（二）水平取水工程,,坎儿井,（二）水平取水工程,新疆地区山前洪积冲积扇下部和冲积平原,,由地下廊道和立井组成,,地下廊道起潜流和输水作用；廊道底部高于地下水位部分，起输水作用，低于地下水

11、位部分，起集水作用,,立井与地面垂直，起,出土和通风作用,；立井由数十到百余个组成，坎儿井下游与引水渠相接，可自流灌溉,,（二）水平取水工程,卧管井,：,埋在地下水较低水位以下的水平集水管道,,卧管井在地下水位高的沼泽化和盐渍化地块上，可起暗管排水作用，抗旱具有一定的局限性,,集水管道与提水竖井相通，地下水渗入水平集水管，流到竖井，可用水泵提取灌溉,,为增加卧管井的出水量，集水管埋置深度应在地下水位,最低水位以下,2,～,3m,；集水管,长度,100m,左右,，,间距,300,～,400m,,（二）水平取水工程,在山麓地区，许多中、小河流，由于沙砾、卵石的长期沉积，河床渗漏严重，除洪水季节外，

12、平时河中水量很小，大部分水量经地下沙石层潜伏流走，在干旱季节，河床往往处于干涸状态；,,在河床中筑,地下坝（截水墙,），拦截地下潜流，即称,截潜流工程；,,也称,“,干河取水,”,或,“,地下拦河坝,”,工程,。,,截潜流工程,（三）双向取水工程,水平和垂直两个方向取水；,,在大口井动水位以下，穿透井壁，按径向沿四周含水层安设水平集水管道，以扩大井的进水面积。 由于这些水平集水管呈辐射状，称为,辐射井；,,辐射的作用在于在于集取地下水。也把辐射井中的大口竖井叫做,“集水井”；,,辐射管均匀布设，数量为,3,－,8,个，集水井直径一般为,3m,。,,辐射井,（四）水利计算,,,（一） 灌溉设计标

13、准,,灌溉设计保证率,,灌溉设计保证率,是指灌区用水量在多年期间能够得到充分满足的机率,，一般以正常供水的年数或供水不 破坏的年数占总年数的百分数表示,,,,,,,P,—,灌溉设计保证率，,%,,,m,—,灌溉设施能保证正常供水的年数,,,n,—,灌溉设施供水的总年数,,,,灌溉设计保证率（表）,地区,作物种类,灌溉设计保证率（,%,）,缺水地区,以旱作物为主,50,～,75,,以水稻为主,70,～,80,丰水地区,以旱作物为主,70,～,80,,以水稻为主,75,～,95,抗旱天数,是指灌溉设施在无降雨情况下能满足作物需水要求的天数；,,它反映了灌溉设施的抗旱能力，是灌溉设计标准的一种表达方式；,,旱作物和单季稻灌区抗旱天数可为,30,～,50,天,,,双季稻灌区抗旱天数可为,50,～,70,天；,,我国小型灌区和农田基本建设规划设计，多以抗旱天数作为设计标准。,,请批评指正！,,