水资源与农田水利5

,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,*,水资源与农田水利5,宋付朋,第四章地面灌溉,第一节灌溉渠道系统的规划,地面灌溉,是水从地表进入田间并借重力和毛管作用浸润土壤的一种灌水方法。,一、灌溉渠道系统的组成,二、灌溉系统的布置,一、灌溉渠道系统的组成,灌溉渠道系统：,指从水源取水，通过渠道及其附属建筑物向农田供水、经由田间工程进行农田灌溉的工程系统。,四大部分：渠首工程、输配水工程、田间工程、排水工程。,渠道分：固定渠道（干、支、斗、农、毛）、临时渠道。,包括下面几个重要组成部分(图41)。,(一)水源和引水部分,(二)输水配水系统,(三)田间渠道系统,(四)排水泄水系统,(一)水源和引水部分(二)输水配水系统,(一)水源和引水部分,主要包括水源(河流、湖泊、水库及井等)、引水建筑物(如具有调节能力的闸坝及抽水站)等。,(二)输水配水系统,输水配水系统,是从水源把水按计划输送分配到各个田块的各级渠道系统，这类渠道是常年保存的，称为固定渠道。并在固定渠道上建筑有调节、控制水流的建筑物来完成输水和配水任务。,根据中国的习惯，把这类渠道一般分为总干渠、干渠、支渠、斗渠、农渠。,由于灌溉面积和地形条件的不同，渠道的分级也不尽相同，渠道的名称可命名为一干、二干；一支、二支；一斗、二斗等。,其编号顺序按水流方向自上而下先左后右。,(三)田间渠道系统(四)排水泄水系统,(三)田间渠道系统,田间渠道系统,是直接将水输送到田，调节土壤水分状况的临时灌水系统。,具体指的是农渠以下的,毛渠、输水垄沟、灌水沟、灌水畦,和在这类系统中的,小型建筑物,等。,(四)排水泄水系统,排水泄水系统,是排除因降雨过多而形成的积水和多余的灌溉水，以及降低地下水位以保证灌区土地的持续生产能力的沟道与容泄区。,排水泄水系统是由,田间排水沟、排水农沟、斗沟等沟道和容泄区,组成的。,容泄区,即容纳排泄出去的多余水量的场所，根据地形可以是河流、湖泊、池塘、水库或井孔等。,干渠、支渠、斗渠、农渠、毛渠,灌溉系统,干沟,、,支沟、斗沟、农沟、毛沟,排水系统,二、灌溉系统的布置,渠系的布置是一项极为重要的工作，渠系布置的优劣，影响着灌溉水和土地的利用率，工程造价和现代化农业的发展。,因此对于不同地区应根据不同的条件进行,合理的渠系布置，做到因地制宜,。,(一)渠系布置应注意的问题,(二)输水系统的布置形式,(一)渠系布置应注意的问题,1渠系的布置必须因地制宜，与自然资源的开发利用、区域的综合治理紧密结合以维持和改善生态平衡。,2在既定水源水位情况下，尽可能全部自流灌溉。干渠应布置在灌区最高地带，以便控制最大的灌溉面积。,3布置渠道时，应同时考虑内部的排水要求，一般情况下，灌区内应有分开的灌溉系统和排水系统。,(一)渠系布置应注意的问题,4布置渠道时，应尽可能减少工程量和输水损失，力求渠道稳固，施工方便，为此要尽量避免深开挖和高填方，避开渗漏较大或者山坡容易坍滑的地段。,5渠系应与土地利用规划结合布置。既考虑当前的需要，又要照顾到发展的前景。,6要考虑综合利用，以充分发挥渠系的效用。如在山丘区渠道的布置中，可集中落差利用水能等。,(二)输水系统的布置形式,1平原地区的布置,1平原地区的布置,平原地区的输水系统，一般干渠沿等高线、垂直等高线或与等高线斜交布置。支渠从干渠的一侧或两侧引出(图42、图43)。,特点：地形平坦，但有明显倾斜，可自流灌溉，排水条件好，无盐渍化问题。因此采用灌排分开形式，胆管牌位相邻布置，地下水比较丰富的冲积扇平原，可以实现井渠双配套。,(二)输水系统的布置形式,2山区丘陵地区的布置,2山区丘陵地区的布置,特点：,支渠单向布置，以低处沟、河为排水出路，注意干渠位置不能过高以免加大石方工程量。,地形特点：,灌区位于分水岭和河流之间，支渠单向布置，灌排没有矛盾。,干渠可沿分水岭或垂直等高线布置。支渠从干渠的一侧或两侧引出，基本上与干渠垂直。,沿分水岭布置的干渠(图44)与天然河沟交叉少，因而渠道建筑物也少，可节省工程。,沿等高线布置的干渠(图45)适用于等高线大致与河流平行的狭长地带。,垂直等高线布置的干渠(图46)，坡度较陡，需修建较多的建筑物，但有利于水力水能的利用。,(二)输水系统的布置形式,3圩垸,(,滩地、三角洲)地区的分布1,这类地区一般分布在沿江沿湖滩地和滨海三角洲地区，地形平坦低洼，多河湖港汊，水网密集，地下水位经常较高。,除沿海和北方部分地区外，地下水矿化度不高，无土壤盐碱化现象，由于降雨的不均，也常出现干旱。,有些地区汛期外河水位常高于两岸农田，因而降雨产生的径流难以向外排出，存在外洪内涝的威胁。,这类地区为防止江河洪水侵袭，四周筑有堤防，形成独立的区域，成为,圩垸,。多见于中国南方河流的下游沿江滨湖地区、三角洲水网地区及北方洼淀地区。,(二)输水系统的布置形式,3圩垸,(,滩地、三角洲)地区的分布2,除涝和控制地下水位是圩垸区的首要问题。因此其灌溉系统的布置都首先考虑除涝和控制地下水位。因此应以排为主，兼顾灌溉，排灌分家，各成系统。,圩垸灌溉渠系的布置是在合理布置排水系统的基础上进行的；在考虑排水时尽量创造自流排水的条件，因而应实行高低分开，高水自排；在规划排水沟道时一般都考虑了一定内河和内湖面积，一般为总排水面积的510，作为滞涝容积，以加快田问排水和减少提排设备。,无自流排灌的地区，普遍实行提排提灌，面积较大的圩垸，可一圩多站，分区灌溉，统一排涝。在北方这类地区往往由于当地地面水渠的不足，需要利用河道和排水沟引水蓄水，在保证能控制地下水位的前提下，采用排、灌、蓄结合的深沟河网系统，而在地下水质较好的地区，则可发展井灌。,圩垸区由于地形平坦，便于布置顺直整齐的灌溉系统，但一般都有很多弯曲零乱，深浅不一的天然河港湖汊，需予以整治，尽量利用，无用的则必须废除。,总之。要使圩垸区内灌排渠系规整，适应农业发展的要求，能灌、能排、能控制地下水位(图47)。,干、支渠道,布置形式的主要目的在于分析各种灌区特点，以供布置和设计主要灌排渠道时参考，要布置好灌排渠系必须根据具体条件和开发任务决定。,斗、农渠(沟),深入田间，负担着直接向用排水单位配水和集水的任务。,在规划布置时，除考虑渠系布置的总的要求外，更要密切地与土地利用规划和土地使用单位界限结合起来，使渠沟力求整齐，地块方正，渠沟的间距和长度便于农事操作等。,三、干、支渠的布置原则,1.干渠应布置在高处，充分利用水土资源，力求控制更大灌溉面积。,2.尽量使工程量和工程费用最小。,3.与土地利用规划和农业区划、行政区划相结合。,4.灌排兼顾，统一布局。,5.确保渠道安全。,6.考虑综合利用，利用落差发电等。,四、支渠以下各级渠道的布置,除以上原则外，还要考虑：,与行政边界相结合，减少用水矛盾。,考虑农业生产与农机运行方便。,土地平整工程量小,上述原则要灵活运用，多做方案比较。,灌排渠系布置方案的确定,在实际工作中应该根据具体情况，抓住影响渠沟布置的主要因素，首先考虑起决定作用的原则，然后照顾其余的要求。,在渠首水位高程已定的情况下,，多应使渠道控制最大的自流灌溉面积；而当灌溉面积已定时，则应设法降低取水水位和干、支渠高程，以节约渠首枢纽和渠道本身的工程费用。,地形平缓的灌区,，灌溉水头极为宝贵，在渠系定线时应十分珍惜工程措施所取得的水头；,地形坡度较大的灌区,，则防止渠道冲刷和减少衔接建筑物显得特别重要；,当地形切割严重,，沟壑交错，渠系横穿或需盘山弯绕时，则需慎重考虑选择恰当的办法；,在石质山区,，布置渠系要考虑减少石方工程量；,在土质不良的地区,，则应注意使渠线尽量避开透水性强的地带或填方大的地段。,总之，要结合灌区的具体条件因地制宜地选用渠系布置的原则，决不可不适当的强调一方面和几个方面的要求，而损害了整个渠系合理的要求。,灌排渠系的规划布置是决定整个灌排系统经济合理的重要因素，一定要深入实际，详细调查，坚持科学态度，讲究经济效益，通过多种方案的比较和技术经济的论证，确定一个最优的灌排渠系的布置方案。,渠道线路的选定程序,灌排渠系布置方案确定之后，接着进行渠道线路的选定，一般分四步进行，即：,1.初步查勘,2.复勘,3.初测和纸上定线,4.定线测量和技术设计,1.初步查勘,一般选用,l：10000,一,l：100000,的地形图，按照渠系布置的原则，作出渠线的大体布置，并邀请熟悉地形的当地群众共同研究，定出几条渠道比较线，然后对渠线的所经地带进行初步查勘。,初步查勘要求用简单仪器测出：,控制点(如渠首、沿线的山垭、跨河点)的相对位置和高程；,支渠分水的位置和支渠渠线方向；,调查各支渠的控制范围，受益田面积和种植比例，记录沿线土壤地质特征；,估计难工和大型建筑物的类型、尺寸，同时调查灌区的社会经济状况，如发展前景、方向、人口分布、交通条件、当地建筑材料等。,通过初步查勘，以选择12条线路作为复勘的依据。,2.复勘,复勘包括干渠线路的复勘和主要支渠的初勘。,在比降很小的渠道上要用视距测量和水准测量把各控制点的相对位置和高程测出来。,比较线路之间的效益和工程大小，难易程度有无显著差别，一般经过复勘就能决定取舍，否则还需经再一次深入比较才能决定。,各支渠的初勘，可以只查勘与干渠较难相接的一段，其他留待测量支渠时再查勘,。,通过干渠线路复勘，渠系布置方案大致可以定下来，接着就可进行初测。对于工程较难的支渠也要经过复勘才能测量。,3.初测和纸上定线初测,对复勘所确定的渠线，在其两侧宽约100200,m,的狭窄地带要进行初测。,初测时应尽可能使导线接近将来准备采用的渠道中线。,必须把沿线的土壤、地质以及下一级渠道的分水口和渠系建筑物位置，当地建筑材料开采地点和对外交通情况等设计资料大体收集起来，并提出渠系建筑物类型和主要尺寸意见。,以上资料均编写在初测报告中。,3.初测和纸上定线纸上定线,纸上定线就是根据初测所提供的资料结合地形图定出渠道中心线的平面位置和纵断面，在确定渠道中心线平面位置之前，要先做好如下的准备工作：,计算渠首到灌区的干渠平均纵坡，以便确定各区段的比降及灌区控制范围；,根据流量大小和渠床的土质条件，大致确定各渠段的纵坡；,设计各渠段标准横断面图；,确定各渠段弯道的最小曲率半径；,预计渠系建筑物的水头损失，初定干渠纵断面。,如何确定渠道中心线,一是在,平原或横坡不大的缓丘地区,可使渠水面高出地面，以形成半挖半填渠道，并使断面填挖方量大体平衡。,根据实践经验，可将渠道中心线定在高程等于“渠道设计水位高程一1/3设计水深”的地面处。,二是在,横坡较大的丘陵山区,，为确保渠道的稳定，一般就取渠道的设计水位高程作为纸上定线的渠道中心线处的地面高程。,必须指出在纸上定线时，切勿过于拘泥于以上规定，否则为片面追求符合中心线计划的地面高程，必使渠线定的过于弯曲，从全局来看未必合理。,确定渠道中心线后，可进行各渠段的纵断面和横断面设计，初步确定各个建筑物的类型和主要尺寸，利用定型设计图纸计算渠道及建筑物工程量，在此基础上作工程概算，编写勘测报告。,4.定线测量和技术设计,定线测量不仅要在实地上测设渠道中心线，还要按中心线各桩号测绘纵横断面图。,在定线测量的过程中，还必须对沿渠地质情况进行勘探和对溪沟作必要的洪水调查。,在地质勘探时，要查明沿渠土壤及地质条件、土石分界线、坍方和漏水可能产生的地段，为渠道开挖及渠系建筑物的设计提供地质资料。,洪水调查主要为溪沟的洪水计算提供资料，以确定泄洪建筑物的类型和尺寸。,按定线测量所提供的资料，进行渠道的渠系建筑物的技术设计。,实际工作需要注意：,在实际工作中还必须根据,工程规模大小,，,灌区地形复杂程度,，,现有资料提供的情况,，特别是,灌区地形图比例,等，进行,反复多次的测量、计算、比较，才能定下来，应设法加快工程的勘测、规划和设计的步伐，减少不必要的返工。,第二节 田间工程,田间工程,指末级固定渠道（一般指农渠）和固定沟道之间的田块内部的临时渠道（毛渠）、排水小沟、田间道路等农田建设工程,。,一、田间工程规划