农田水利课件第三章灌溉系统

,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,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,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 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,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，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！,