灌溉管理培训

1灌溉管理培训资料一、基本概念：1、灌溉制度灌溉制度：为了保证作物适时播种（或栽秧）和正常生长，通过灌溉向田间补充水量的灌溉方案。灌溉制度的内容：灌水定额、灌水时间、灌水次数和灌溉定额。灌水定额：一次灌水在单位面积上的灌水量。灌水时间：农作物各次灌水比较适宜的时间。灌水次数：农作物整个生长过程中需要灌水的次数。灌溉定额：作物整个生长过程中单位面积上灌溉的总水量，即各次灌水定额的总和。2．为什么要制定灌溉制度（1）为灌溉工程规划设计提供依据。（2）为灌区用水管理提供依据。3．制定灌溉制度的方法（1）总结群众丰产经验；（2）进行灌溉试验；（3）按水量平衡原理进行计算。在生产实践中，常把上述三种方法结合起来使用。具体做法是：根据设计年份的气象资料和作物的需水要求，参照群众丰产经验和灌溉试验资料，根据水量平衡原理拟定作物灌溉制度。4、某渠道的净流量与毛流量的比值称为该渠道的渠道水利用系数，从渠首到农渠的各级输配水渠系的水的利用率称为渠系水利用系数，农渠以下的水的利用率称为田间水利用系数。全灌区的灌溉水利用系数为田间所需净流量与渠首引入流量之比，其值等于田间水利用系数和渠系水利用系数的乘积。5．上一级渠道同时向所有下一级渠道连续配水的方式称为续灌，上一级渠道逐一或分组向下一级渠道轮流配水的方式称为轮灌。6、渠道输水损失计算每公里长度渠道的渗水损失σ：mQA净2长度为L的一段渠道输水损失Q损：LQ100Q净损上式中：A为土壤透水系数，0.7～3.4；m为土壤透水指数，0.3～0.5。例1：某灌区干渠利用系数为0.87，支渠利用系数为0.96，斗渠利用系数为0.94，农渠利用系数为0.90，田间水利用系数为0.88，计算这个灌区的灌溉水利用系数、渠系水利用系数。若干口引水量是4200万立米，支口、斗口、田间净水量各是多少？例2：某灌区干口引水为880万立米，支口总水量为755万立米，斗口水量为640万立米，干支斗利用系数各是多少？例3：某灌区干、支、斗、农渠及田间水利用系数分别为0.93、0.90、0.91、0.87、0.88，灌溉面积2.6万亩，夏灌一轮灌水定额为78立米/亩，干口需水量是多少？干口灌溉效率是多少？二、灌溉用水量1、直接法直接利用各种作物的灌溉制度来计算。一般以旬为时段来计算。若有K种作物，则某时段的灌溉用水量为水kjjijiAmW1式中：Wi-－-第i时段灌区用水量；Mij-－-第i时段第j种作物的灌水定额；Aj-－-第j种作物的种植面积；η水-－-灌溉水利用系数；全生育期或全年用水量:niiWW1直接法适用于小型灌区。例题：灌区某次灌水有4500亩需灌水，灌水定额为80m3/亩，灌区灌溉水利用系数为0.53，试计算该次灌水的净灌溉用水量和毛灌溉用水量。2、间接法利用综合灌水定额来计算，综合灌水定额:是某一时段内各种作物灌水定额的面积加权平均值,称为该时段的综合灌水定额。3n1i2211＝ｉｉｎｎ综ｍ＝ｍｍｍm式中α1、α2、……、αn-－-各种作物的种植比(之和为1)，mi、m2、……、mn--某时段各种作物的灌水定额。某时段的灌溉用水量：水综综AmWiim综：1、它是衡量全灌区用水状况的一个综合指标；2、若全灌区种植比例相似，可用综合灌水定额方便地计算出某一局部的灌溉用水量；3、在供水水源有限的情况下，可用综合灌水定额计算保灌面积。间接法适用于大中型灌区。例题：乌江灌区A=7.8万亩，A小麦=5.2万亩，A玉米=2.6万亩，m小麦=75m3/亩，m玉米=85m3/亩。求m综。三、灌溉用水流量（一）直接法直接根据灌溉用水量（已知）计算。水TmATWQ64.864.8式中：T-－-时段内天数。适用于小型灌区。例题：某渠系共有灌溉面积6500亩，夏灌三轮全面积灌溉，灌水定额为75m3/亩，灌溉水利用系数为0.52，灌水延续12天。试计算干口引水流量。（二）间接法利用灌水模数计算。1、灌水模数（灌水率）：灌区单位面积上所需的灌溉净流量，用q表示，单位为（m3/s）/万亩。各种作物每次灌水的灌水模数为：TmaTtmaqiiiii64.836.0式中：αi-－-第i种作物的种植比例。由上式可见，T短，对作物有利（灌水及时），但流量大，工程大；T长，对作物不利，但流量小，工程小。4某灌区灌溉面积A=6500hm2，灌区有一条干渠，长15km，下设了4条支渠，各支渠的长度及灌溉面积请见图1，灌区实行小麦、玉米轮作，设计灌水模数=0.0375（m3/（s·100hm2）），土质为中粘壤土。现结合上述方法进行干支渠设计流量计算。农渠的设计流量。已知A三支=2500×4800/106=12，=0.0375，根据（1）式，三支渠的田间净流量为0.45m3/s；同时工作的斗渠有3条，农渠也有3条，可知n=3，k=3，根据（2）式，农渠的田间净流量为0.05m3/s；取田间水利用系数=0.90，根据（3）式，则农渠的净流量为0.056m3/s；根据土质查阅相关参数表，得到土壤透水系数A=1.9，土壤透水指数m=0.4，并代入经验公式，得到农渠每公里长度输水损失系数6.02；农渠平均工作长度取农渠的长度的一半0.4km，将以上数据代入（4）式，可以得到农渠的毛流量（设计流量）为0.057m3/s。斗渠的设计流量。由于斗渠内同时工作的农渠有3条，斗渠净流量为3条农渠的毛流量总和，即为0.171m3/s；根据斗渠的工作长度2.25km和已知A、m，由经验公式可得到斗渠的每公里输水损失系数为3.85，则同样代入（5）式，算得斗渠的毛流量（设计流量）为0.186m3/s；5三支渠的设计流量。斗渠的毛流量之和即为支渠的净流量，同时工作的斗渠有3条，其支渠净流量为0.558m3/s；同上，支渠每公里输水损失系数为2.4；支渠平均工作长度取3.2km，根据（6）式，支渠的毛流量为0.6m3/s；由三支渠田间净流量0.45m3/s和设计流量0.6m3/s，知三支渠渠系水利用系数为0.75；按照上述方法将其用于其他支渠的设计流量的计算，得一二三支渠的设计流量分别为0.5m3/s、0.75m3/s、1.48m3/s；干渠的设计流量。BC段干渠的净流量为三支和四支渠道毛流量之和2.08m3/s；同样计算干渠每公里输水损失系数为1.42，代入（7）式即可得到BC段干渠的毛流量。将其与二支渠毛流量之和作为AB段干渠的净流量，以此类推，可知AB段的设计流量为3.20m3/s；OA为0.633m3/s。3.1轮灌由于轮灌一般在斗渠以下才实行，所以这里主要讨论支渠以下的轮灌渠道的流量设计。由于轮灌渠道是由上级渠道（支渠）集中供水，其设计流量不直接由本身控制面积的大小，而决定于上级渠道的供水流量及轮灌渠道的划分。通常是根据轮灌组划分的情况自上而下逐级分配末级续灌渠道的田间净流量，再自下而上逐级计入输水损失水量，进而推算各级渠道的设计流量。3.3.1从上向下分配末级续灌的田间净流量支渠的田间净流量为：Q支田净=A支qd（1）式中，Q支田净——为支渠的设计田间净流量（m3/s）；A支——为支渠的灌溉面积（100hm2）；6qd——设计灌水模数，（m3/（s·100hm2））；由支渠分配到每条农渠的田间净流量为：其中Q农田净为农渠的田间净流量（m3/s）。3.3.2由下向上计算各级渠道的设计流量计算农渠的净流量。由农渠的田间净流量计入田间损失水量，求的田间毛水量。其中ηf为田间水利用系数。根据经验公式（其中A为土壤透水系数，m为土壤透水指数，Qn为净流量）计算农渠的毛流量：式中，σ农——农渠每公里长度的水量损失（%）；l农——为农渠平均工作长度，一般取农渠长度的1/2；将农渠的毛流量（同时工作的k条农渠的毛流量之和）作为斗渠的净流量，进行同样的计算，可以得到：7同理，支渠毛流量为（n为同时工作的斗渠的数量）：最后，可求得支渠的渠系水利用系数为:，通过公式：，可直接计算其他支渠的设计流量（毛流量）。3.2续灌续灌设计流量的计算比较直观，就是将下级渠道的毛流量总和作为上级渠道的净流量，并考虑输水损失后，即得到上级渠道的毛流量，也就是设计流量，类似于轮灌计算中第二步从下向上的计算。2、计算灌溉用水流量例：大满灌区灌溉面积22.3万亩，夏灌三轮专配制种玉米用水，其种植比例为57%，净灌水定额是78ｍ3/亩，配水轮期20天，灌区灌溉水利用系数为0.525。试计算灌区本轮次灌水率及平均引水流量。解：灌水率q＝Tm64.8=20*64.878*%57=0.257ｍ3/(s.万亩)平均引水流量Q=Aq=525.026.0*3.22=10.9ｍ3/s间接法适用于大中型灌区。四、水利计算Q=ARiC公式的应用8例1：某砼衬砌梯形断面渠道，底坡为1/600，底宽1.6ｍ，边坡系数1，正常水深1.2ｍ，试计算其过水流量及流速。（渠道糙率取0.015）解：A＝(b+mh)*h=(1.6+1*1.2)*1.2=3.36ｍ2X=b+2h21m=1.6+2*1.2*211=4.994ｍR=XA=994.436.3=0.673ｍC=6/11Rn=61673.0015.01=62.41ｍ1/2/ｓQ=ARiC=3.36×62.41×6001673.0=7.02ｍ3/ｓV=09.236.302.7AQｍ/ｓ五、流速仪法测流主要内容：流速仪测流（测速）的方法，断面测量(包括水深和起点距的测量)的方法，流量计算的步骤和方法。（一）概述流量是单位时间内流过江河某一横断面的水量，以m3/s计。流速仪法是用流速仪测定水流速度，并由流速与断面面积的乘积来推求流量的方法。它是目前国内外广泛使用的测流方法，也是最基本的测流方法。在过水断面上，流速随水平及垂直方向的位置不同而变化。从水平方向看，中间流速大，两岸流速小；从水深方向看，河床流速最小。用流速仪测流实际上是将过水断面划分为若干部分，计算出各部分面积，然后用流速仪近似地测算出各部分面积上的平均流速，两者的乘积为通过各部分面积的流量，累积各部分面积上的流量即得全断面的流量。因此流速仪测流工作包括断面测量和流速测量两部分工作。（二）断面测量1、选择断面：选择渠段平直，水流均匀平稳，无漩涡可回流的地方，断面应与水流方向垂直，且稳定规则。2、水深测量：在断面上布设一定数量的测深垂线，标记在用测深杆直接测出每条测深垂线的水深(水面至渠底)。3、起点距的测定9同时测得每条测深垂线与岸上某一固定点（断面的起点桩，一般设在左岸）的水平距离（称为起点距）。注意：断面测量的同时切记读取水尺读数。（三）流速仪测速流速仪是一种专门测定水流速度的仪器，目前使用形式有旋杯式流速仪和旋桨流速仪。流速仪测速原理是利用水流冲动流速仪的旋杯或旋桨，同时带动转轴转动，在装有信号的电路上发出讯号，便可知道在一定时间内的旋转次数，流速愈大，转轴转得愈快，流速与转速之间有一定的关系，是由厂家在仪器出厂之前，把流速仪放在特定的检定水槽里，通过实验方法来确定流速与转速间的函数关系。关系式如下：CTNKv式中：K---水力螺距，表示流速仪的转子旋转一周时，水质点的行程长度；N---流速仪在测速历时T内的总转数，一般是根据讯号数，再乘上每一讯号代表的转数求得；T---测速历时，为了消除水流脉动的影响，测速历时一般不应少于120s；C---附加常数，表示仪器在高速部分内部各运动件之间的摩阻，称仪器的摩阻常数。系数K、C是通过水槽实验事先率定的。如总口水管所的流速仪公式为：V=0.2516N/T+0.0088----流速测量流速仪只能测得某点的流速，为了求得断面平均流速，首先在每一条测速垂线上布设一定数目的测速点进行测速，最后根据测点流速的平均值求得测线平均流速，再由测线平均流速求得部分面积平均流速，进而推得断面流量。测速垂线数目，根据河宽、水深来确定。测速垂线上的测点数，根据垂线的水深和测量精度的要求来确定。渠道水面宽一般小于5～10米，测3～5点即可。（四）流量计算流速仪测流时有专用的记录和计算表格，在测流时随即计算流量。部分断面面积部