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灌溉与排水工程学李仪祉生平李仪祉（1882～1938）,原名协，字宜之。陕西蒲城人,是我国著名水利学家和教育家，我国现代水利建设的先驱。他创办了我国第一所水利工程高等学府——南京河海工程专门学校和多所院校，为国家培养了一大批水利人才。倡导和修建了陕西的泾惠渠等水利工程，树立起现代灌溉工程样板，使陕西百万亩农田旱涝保收，造福后代。他主张治理黄河要上中下游并重，把我国治理黄河的理论和方略向前推进了一大步，治黄导淮、整治运河，贡献卓著，被誉为一代水圣。绪论1我国的农田水利事业2古代新疆灌溉的发展状况3本课程的研究对象及基本内容4本课程的基本要求我国的农田水利事业（近代）中国用占全球约6%的淡水资源、9%的耕地,解决了占世界21%人口的粮食问题。目前全世界的灌溉面积为27670万hm2,中国的灌溉面积占全世界灌溉面积的21%,中国正好以占全世界21%的灌溉面积养活了全世界21%的人口。1949年中国的灌溉面积只有1593万hm2,新中国成立以来灌溉事业得到了快速的发展。从1949年起到现在,中国的灌溉发展大致可分为三个阶段。1949~1980年为农田水利发展的第一阶段。本阶段的重点是兴修农田水利工程,包括修建水库、引水工程、大中型灌区,灌区续建配套。在北方开展了大规模开发利用地下水的活动,1980年全国配套机井达到229万眼。依靠国家的投入和群众的大量投劳,我国的灌溉面积从1949年的1593万hm2增加到1980年的4889万hm2,年均增长106万hm2。在这一阶段,我们也经历了黄河下游一些大型引黄灌区由于发生次生盐碱化而被迫停灌,到后来依靠合理引用黄河水、开发利用地下水和兴建配套排水设施恢复引用黄河水灌溉的发展历程。1981~1990年为农田水利发展的第二阶段。本阶段在农村地区进行了改革,包括管理体制、农业结构和投入机制等方面的改革,国家减少了对灌溉工程开发和维护的人力和物力方面的投入,原有的工程设施老化失修。同时,随着工业和城市化的发展,灌溉水源、灌溉面积被工业和城市建设占用。导致灌溉面积从1980年的4889万hm2减到1990年的4839万hm2,年均递减5万hm2。在这一阶段,在改革的新形势下农田水利在发展战略和经营管理上也发生了重大变化,从过去单纯为农业,为粮食生产服务扩大到为整个农村经济服务,走集约经营的道路。在农田水利管理单位积极推行水费改革,开展综合经营,实行经营承包责任制,逐步提高灌区社会、经济效益和本身的财务收益。在这一阶段,全国机电排灌节能技术改造工作取得显著成效,在泵站推广应用了以节能增效为目的八项技术经济指标考核,显著提高了机电排灌站的效率和效益。从1991年至今为农田水利发展的第三阶段。本阶段农田水利工作的重点是推广应用节水灌溉技术,大力发展节水灌溉面积,改善灌溉管理水平,改革管理机构以及对大型灌区进行更新改造。本阶段国家加大了对农田水利事业的投入,灌溉面积从1990年的4839万hm2增加到2008年的5847万hm2,年均增长56万hm2。在这一阶段重点研究并推广应用了渠道防渗技术、低压管道输水技术、喷灌技术、微灌技术和各类非工程节水措施。在全国大型灌区开展了以节水为中心的灌区续建配套建设。我国农田水利现状（现阶段存在的问题）1）灌溉水源日渐短缺，很多灌区用水得不到保证，随着工业用水和城市生活用水的不断增加，今后缺水问题将日益突出。2）水量浪费较大，全国耕地自然降水利用只有45%，灌溉效率低加剧了灌溉水源供需矛盾。3）现有的工程设施尚未全部配套，很多灌区缺乏田间工程，有的有灌无排，有的设施老化，加上管理体制不健全，管理措施不力，工程效益还未充分发挥。4）新建工程难度越来越大，造价越来越高，需要更多的人力物力投入。古代新疆灌溉的发展状况新疆古称西域。在地理上有狭义和广义之分。狭义上是指玉门关以西、葱岭以东地区；广义是指通过西域所能达到的地区，包括亚洲中部、西部，印度半岛，欧洲东部和非洲北部。水利开发基本上是中央政府或者地区政府为了军事政治的要以维护边陲的稳定，保障守军的供给，最终目的是维护中原地区的稳定，而以民为本的因素考虑的比较少。新疆的河流水源，主要靠山地降水和高山融化的雪水供给。全疆常年有水河流320多条，较大的河流，北疆主要有伊犁河、额尔齐斯河、乌伦古河、玛纳斯河等河流，南疆主要有塔里木河、叶尔羌河、开都河、孔雀河、阿苏河、和田河等河流。除额尔齐斯河外，均为内陆河。额尔齐斯河是我国唯一属于北冰洋水系的河流，发源于阿尔泰山南坡在我国境内约550公里、流域面积约5万平方公里。塔里木河，过去被称为我国最大陆河，现在实际上是指阿克苏河、叶尔羌河、和田河的下游段，水量由上述三河补给，本身并不产生径流。额尔齐斯河额尔齐斯河额尔齐斯河简介额尔齐斯河是中国唯一流入北冰洋的河流，源出中国阿尔泰山西南坡，山间两支源头。喀依尔特河和库依尔特河汇合后成为额尔齐斯河，自东南向西北奔流出国，一路上将喀拉额尔齐斯河、克兰河、布尔津河、哈巴河、别列则克河等北岸支流汇入后，流入哈萨克斯坦境内斋桑湖，再向北经俄罗斯的鄂毕河注入北冰洋。全长4248公里，在中国境内546公里，流域面积5.7万平方公里，年径流量多达119亿立方米、水量仅次于伊犁河居新疆第二位。号称新疆第二大河。伊犁河伊犁河大桥伊犁河简介伊犁河上游在中国新疆境内，发源于新疆天山西段，流域面积约57万平方公里，其水量居新疆众河之首，约154亿方，径流量约占全疆河流径流量的确1/5，大约有3/4的水量流出国境。中、下游在哈萨克斯坦境内。主要支流有特克斯河、巩乃斯河、喀什河，河源均出自天山。经婆罗科努山和天山间盆地西流汇合后称伊犁河。塔里木河干流塔里木河大桥塔里木河简介塔里木河干流全长1321公里，自身不产流，历史上塔里木河流域的九大水系均有水汇入塔里木河干流。由于人类活动与气候变化等影响，20世纪40年代以前，车尔臣河、克里雅河、迪那河相继与干流失去地表水联系，40年代以后喀什噶尔河、开都——孔雀河、渭干河也逐渐脱离干流。到2008年与塔里木河干流有地表水联系的只有和田河、叶尔羌河和阿克苏河三条源流，孔雀河通过扬水站从博斯腾湖抽水经库塔干渠向塔里木河下游灌区输水，形成四源一干的格局。1.两汉时期新疆大规模、有组织的水利开发时间始于西汉，地点则开始于塔里木河流域。太初四年（公元前104年），为供应汉武帝在大宛（今乌兹别克共和国费尔干盆地一带）的军队粮食所需，汉政府开始在塔里木河中游的渠犁（今库尔勒之西境）、轮台（在今轮台县境之玉古尔）一带开凿沟渠，进行屯田。近代以来，在南疆的库车、焉耆、罗布泊、若羌等地发现了多处汉代水利工程遗址，不但灌溉工程较大，而且工程设施比较完备。如在今沙雅县东仍有红土所筑的长达100多公里的渠道，渠宽约8米，深约3米，当地人称为“汉人渠”。若羌县发现了米兰古堡一处汉朝灌溉系统，干支渠上甚至设有系统的闸门控制，等等。2.魏晋南北朝屯田地和水利事业主要在吐鲁番地区。此时水利已有相当规模，在葡萄园集中的地方设“平水”官，在汉代吐鲁番已成为屯田中心，魏晋戊己校尉仍在高昌（在今吐鲁番阿斯塔那古城）。南北朝时吐鲁番地区建立高昌政权，当地汉人很多，受中原文化影响较深，水利发展情况也和内地相同。3.隋唐时期隋炀帝大业五年（609年）“于西域之地置西海、鄯善、且末等郡，谪天下罪人，配为戌卒，大开屯田，发西方诸郡运粮以给之”。除西海郡外都属今新疆地区。此外，又在玉门以外的伊吾（今哈密），大开屯田。虽然经营的时间都不长，却为唐代开发此地准备了条件。4.宋元明时期宋元明时代，一方面由于整个中国经济中心逐渐由西北移向东南，新疆的水利发展受到一定程度的影响。一方面海上交通日益发达，过去作为中西陆路交通的桥梁——新疆，在交通上的重要性日益下降，这样也影响到新疆水利的发展。这一时期新疆的水利在北疆得到了一定的发展。据《耶律楚材西游记》、《长春真人西游记》、《常德西使记》的记载，乌伦古河、伊犁河及楚河一带的农田水利都较为发达。宋朝时，在吐鲁番地区还出现了水力驱动的农用加工机械水磑，如《宋史·高昌传》曰：“有水源出金岭，导之周围国城，以溉田园。5.准格尔时期此时期是指明末至清朝乾隆中叶的一百多年时间。这一段时期，新疆的灌溉农业主要集中在天山以南地区，聚居在当地的维吾尔族农民是农业生产的主体力量，在水利技术上，他们精通开渠引水之法。北疆地区由于战乱，农业据点大多荒弃，“逐水草而居”的游牧经济在北疆经济结构上占比重较大，经过准噶尔巴图尔珲台吉、策妄阿拉布坦、噶尔。丹策零三个阶段统治者的努力，北疆的农业经济比重增大，主要灌溉区主要分布在伊犁河流域及额尔齐斯河流域。本课程的研究对象及基本内容【农田水利】为防治干旱、渍、涝和盐碱灾害，对农田实施灌溉、排水等人工措施的总称。——农田水利技术术语【农田水利学】是一门研究农田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发展农业生产而服务的科学。研究对象与基本内容1调节农田水分状况（1）灌溉措施：补充水分不足（2）排水措施：控水，排盐需要研究的内容（1）农田水盐运动规律（2）节水灌溉理论与技术（3）灌排系统布置（4）灌排系统管理研究对象2改变和调节地区水情（1）蓄水保水措施：水库等（2）调水排水措施：渠道等需要研究的内容（1）制定水土资源规划（2）水资源合理配置（3）洪涝规律（4）工程经济要求1、懂得水文及水文统计的基本知识2、对农田排灌规划与设计应该熟练掌握3、对水土保持有一定的工作能力4、了解各类水工建筑物的结构形式及应用范围第一章农田水分状况和土壤水分运动本章主要内容：1农田水分状况2土壤水分运动3土壤－作物－大气连续系统1.1农田水分状况农田水分状况是农田地面水、土壤水和地下水的数量及其在时间上的变化。农田水利措施的目的在于改变和控制农田水分状况。调节土壤中气、热和养分状况，改善田间小气候，使得作物处于良好的生长条件下，达到提高产量和品质的目的。1.1农田水分状况1土壤水存在的形式（按形态分）（1）汽态水：孔隙中的水汽（2）吸着水：吸湿水&薄膜水（3）毛管水：毛管作用下能保持的水（4）重力水：超出毛管含水率的部分1.1农田水分状况1土壤水存在的形式（按有效性分）（1）无效水：＝吸着水（2）有效水：＝田间持水量－凋萎系数（3）过剩水：＝重力水不同的土壤质地，吸力特性不同0.7～4MPa注意：不等于毛管水一、农田水分存在的形式地面水、地下水和土壤水。土壤水分是农田灌溉研究重点土壤水的形态：1、气态水－存在于土壤孔隙，数量较少。有利于微生物活动。2、吸着水包括吸湿水和薄膜水。A、吸湿水：被紧紧束缚于土壤颗粒表面，无法在重力和毛管力作用下移动。吸湿水达到最大时的土壤含水量为吸湿系数。土壤颗粒对吸湿水的吸附力在31～2000atm,无法被作物利用。B、薄膜水：吸附于土壤颗粒表面，只能沿土壤表面进行速度较小的移动。薄膜水达到最大时的土壤含水量为土壤最大分子持水率。最外层水分子所受到的吸附力约为6.25atm。3、毛管水毛管水是在重力作用下土壤中能够保持的水分。即重力作用下土壤中超出吸着水的部分。或者说在毛管力作用下能够保持在土壤中的水分。上升毛管水：地下水能沿土壤毛细管上升的水分。当地下水位较高时，下层水分可通过毛管上升。悬着水毛管：降雨或灌溉后，上层土壤中由于毛细管作用所能保持在土壤孔隙中的水分（由地面渗入〕。毛管悬着水达到最大时的土壤含水量为田间持水量，此时土壤毛管力在0.1~0.3atm之间。该指标是农田灌溉中应用最广泛的指标之一。生产中通常将灌水两后土壤所能够保持的含水量称为田间持水量。4.重力水毛管力随着毛管直径的增加而减小。当土壤含水量超过田间持水量，多余水分在无法为毛管所保持，在重力作用下沿非毛管孔隙下渗排除。这部分水分称为重力水。当土壤中全部孔隙为水分所充满时的含水量为饱和含水量或全蓄水量。土壤水分形态小节1、土壤水分各形态之间并无严格的分界线，其所占比例与土壤质地、结构和有机质含量以及温度有关。相同的含水量下