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    《灌溉排水工程学》教学用课件-第九章_图文

    《灌溉排水工程学》教学用课件-第九章_图文

    第九章 灌排系统管理

    第一节 灌排系统管理的意义与内容
    一、灌排系统管理的意义
    现代灌溉农业的效益在很大程度上取决于灌排系统管理的水平。 有些地区由于缺乏科学、有效的灌排系统,灌溉的过程中却出现 了人们所意料不到的负效益,如引起地下水位逐年上升,洼地逐 步出现渍化现象,并引发土壤的次生盐碱化,造成农业生产力下 降,生态环境恶化。 四川的都江堰工程,历时2000多年盛而不衰,主要就是有一套比 四川的都江堰工程,历时2000多年盛而不衰,主要就是有一套比 较完整的切合实际、合乎科学的管埋养护和岁修制度。 灌溉管理,需要先进的科学?#38469;?#21644;管理方法,实行有偿服务。

    二、灌排系统管理的内容
    “五大管理”的内容: 五大管理” 1、组织管理 实行按渠系统一管理、分段负责的原则,采取专业管理机构和 群众管理组织相结?#31995;?#21150;法,建立和健全专业管理、民主管理 和群众管理3 和群众管理3套组织管理系统。 2、工程管理 包括水源工程、渠系土程以及田间工程的检查、维修等工作。 3、用水管理 主要指灌溉水量、流量和灌水时间的合理分配,计划用水及合 理灌排?#21462;?4、经营管理 即灌区的人事、生产、财务管理。 5、环境管理 包括灌区土地环境、农业环境、水利环境和生活环境的管理。

    第二节 计划用水管理
    计划用水:从农业角度讲就是按照作物的需水要求和灌溉水源的 计划用水:从农业角度讲就是按照作物的需水要求和灌溉水源的 供水情况,结?#31995;?#22320;农业生产条件与渠系的工程状况,有计划地 蓄水、引水、配水和灌水,达到适时适量地调节土壤水分,满足 作物高产稳产的需求,在实践中不断提高单位水量的增产效益。

    一、灌区计划用水管理
    1、灌区各级用水计划的编制 用水计划是灌区从水源取水并向各用水单位或各级渠道配水的计 用水计划是灌区从水源取水并向各用水单位或各级渠道配水的计 划。灌区用水计划包括渠首引水计划和渠系配水计划。 计划拟订的步骤如下: (1)河流供水流量分析与引水计划编制 (1)河流供水流量分析与引水计划编制 河流供水流量分析的任务是合理地确定某一灌溉时?#25991;?#27827;源的平 均来水流?#32771;?#20854;季、月、旬的流量过程。有如下方法: 1)成因分析法。从成因上分析水文、气象等因子与河源径流的关 1)成因分析法。从成因上分析水文、气象等因子与河源径流的关 系,并绘制相关图或建立降水径流相关方程?#38477;取?有①退水趋势法、②降水径流相关法。 2)平均流量分析法。按日平均流量,将大于渠首引水能力的部分 2)平均流量分析法。按日平均流量,将大于渠首引水能力的部分 削去,再按旬或5 削去,再按旬或5日求其平均值,作为设计的河源来水流量。

    3)经验频?#21490;?#26512;法。 采用经验频?#21490;?#27861;,可按如下两公式推算河源供水流量出现的 频率:

    4)确定渠首可能引入的流量。 当河流水源的设计年来水流量确定以后,即?#19978;?#24212;地确定渠首可 能引入的流量。 5)供需水量平衡 确定了渠首能引入的流量后,根据需要可按灌季或?#21046;?#36827;行供需 水量的平衡计算,以确定渠系引水计划。 ①?#21046;?#30340;划分:?#21046;?#23601;是一个配水时段。 ②供需水量平衡计算:

    (2)灌区配水计划的编制 (2)灌区配水计划的编制 包括确定配水方?#20581;?#37197;水顺序及分配的水量与配水时间?#21462;?1)配水方?#20581;?#37197;水方式常采用续灌和轮灌两种方?#20581;?1)配水方?#20581;?#37197;水方式常采用续灌和轮灌两种方?#20581;?续灌:当水源比较丰富、供需水量基本平衡时,渠首向全灌区 ①续灌:当水源比较丰富、供需水量基本平衡时,渠首向全灌区 的干、支渠道采用同时连续供水的方式,即续灌配水。 ②轮灌:把有限的引水?#32771;?#20013;供给某一条干渠,灌完以后,再供 轮灌:把有限的引水?#32771;?#20013;供给某一条干渠,灌完以后,再供 给另一条干渠,或先供给干渠下游段,后供给干渠上游段。 2)配水顺序。 2)配水顺序。 配水的方法主要有以下两种: ①按灌溉面积的?#22756;?#20998;配。 ②按毛灌溉用水量的?#22756;?#20998;配。

    (3)灌区用水计划的编制特点。 (3)灌区用水计划的编制特点。 1)因地制宜编制不同类型的用水计划。 1)因地制宜编制不同类型的用水计划。 ①年度轮廓用水计划; ②某灌季今渠系用水计划; ③下、支渠段的用水计划; ④用水单位的用水计划。 2)不同地区用水计划的编制特点。 2)不同地区用水计划的编制特点。 ①水源、降水条件比较稳定的干早地区,编制用水计划采取较 长时间; ②水源和降水情况多变的地区,编?#24179;?#30701;历时段的用水计划; ③在水库灌区,可将水库实存水量按用水单位的灌溉面积进行 用水量预分使用。

    3)上下结合、分级编制。 3)上下结合、分级编制。 4)统一调度、联合运用。 4)统一调度、联合运用。 5)应用微机编制用水计划。 5)应用微机编制用水计划。 2、用水计划的执行与渠系水量调配。 (1)用水计划的应变措施。 (1)用水计划的应变措施。 1)渠系轮灌配水措施; 1)渠系轮灌配水措施; 2)引用高含沙水的措施; 2)引用高含沙水的措施; 3)设置调配渠道,进行流量调节; 3)设置调配渠道,进行流量调节; 4)其他措施; 4)其他措施; 5)应用微机编制动态用水计划。 5)应用微机编制动态用水计划。 (2)渠系水量调配 (2)渠系水量调配 1)水量调配原则。原则是“水权集中、统筹兼顾、分级管理、均 1)水量调配原则。原则是“ 衡 受益” 受益?#20445;?2)配水工作要求。工作要求“统一领导,水权集中,专职调配”。 2)配水工作要求。工作要求“统一领导,水权集中,专职调配”

    3)渠系水量调配的策略。 Q x : 渠首的需水流量 Q y:渠首的引水流量 ①全渠系按需配水。当Q x <Q y ②全渠系按?#22756;?#37197;水。当Q x>Q y ③渠系优化配水。即对灌溉水量的时空分配作出最优决策,以寻 求全灌区或灌溉管理部门的最大经济效益。 a、某次灌水全灌区净灌溉增产值最大; b、某次灌水整个灌溉部门的水费收入最高。 4)按用水计划和预定的应变措施调配水量。 5) 实行“流量包段、水量包干”的岗位责任制。 6)多种水源水量调配。 7)渠井双灌情况下的水量调配。 8)高含沙浑水淤灌情况下的水量调配。 9)加强观测记载,作好资料施测和水帐结算。

    3、灌区计划用水总结 用水总结按以下四种时段及要求进行: (1)进行某一天的用水总结; (2)进行某一?#21046;?#30340;用水总结; (3)进行某一灌季的用水总结: (4)进行某一年度的用水总结。

    二、节水灌溉试验
    节水灌溉试验主要有三类: 第一类:作物受旱试验; 第二类:探索节水灌溉的方法与灌水?#38469;?#35797;验; 第三类:水肥耦合试验。

    1、田间试验设计 (1)划分试验阶段和缺水处理设计; (1)划分试验阶段和缺水处理设计; (2)对试验小区的要求; (2)对试验小区的要求; (3)试验小区的排列和重复; (3)试验小区的排列和重复; 2、观测项目 (1)各次灌水的日期、定额、灌水前后的土壤含水量; (1)各次灌水的日期、定额、灌水前后的土壤含水量; (2)定期观测土壤含水率; (2)定期观测土壤含水率; (3)作物生育期阶段; (3)作物生育期阶段; (4)主要气象参数; (4)主要气象参数; (5)各阶段作物生长发育性状; (5)各阶段作物生长发育性状; (6)土壤理化性状。 (6)土壤理化性状。 3、试验成果分析 (1)作物受旱对产量的影响; (1)作物受旱对产量的影响; (2)作物水分生产函数分析; (2)作物水分生产函数分析; (3)灌水方法及灌水?#38469;?#35797;验。 (3)灌水方法及灌水?#38469;?#35797;验。

    以灌水质量3个衡量指标来村比分析各种灌水方法相应灌水?#38469;?的适应程度: 1)田间水利用率E a(%):

    2)灌溉水满足率E s(%):

    3)灌水均匀度E d(%):

    三、渠系量水?#38469;?br />渠系量水的基本任务是: ①由灌区配水中心直接调节、控制各级渠道流量; ②掌握水量供需情况,修正、调整配水方案; ③整理观测资料。 1、利用渠系建筑物量水 (1)利用闸、涵量水:

    (2)利用渡槽量水: 渡槽的长度大于20倍最大水深时,用明渠均匀流公式:

    (3) 利用倒虹吸管量水

    (4)利用跌水量水 1) 矩形断面跌水

    2)梯形断面跌水

    四、利用专门量水设备量水
    1、长喉量水槽

    各断面形式对应的流量Q 的计算公式见P254表9—3。

    2、U型渠道平底抛物线无喉段量水槽

    3、闸前短管式量水放水闸 是在放水建筑物 闸门之前安装一 个短管,使其既 有调节流量的功 能,又具有量水 功能的一种水工 建筑物。

    4、巴歇尔量水槽 是一种由明渠收缩段构成的量水设备。量水槽由进口收缩段、喉 道、出口扩散段三部分组成。

    第三节 排水系统管理
    排水系统管理是指对排水系统的运用、养护、维修、观测和试 排水系统管理是指对排水系统的运用、养护、维修、观测和试 验研究等?#38469;?#21644;组织工作,其目的是保证排水系统能正常发挥 其排水功能。

    一、排水系统管理的任务与要求
    (1)正确地控制运用排水系统; (1)正确地控制运用排水系统; (2)及时排除涝水; (2)及时排除涝水; (3)降低和控制地下水化,排除土壤渍水、预防土壤盐碱化; (3)降低和控制地下水化,排除土壤渍水、预防土壤盐碱化; (4)经常性的检查维修、养护; (4)经常性的检查维修、养护; (5)定期清除沟、渠杂草; (5)定期清除沟、渠杂草; (6)建立有效的管理组织; (6)建立有效的管理组织; (7)作好灌区地下水盐动态的观测和分析。 (7)作好灌区地下水盐动态的观测和分析。

    二、排水沟塌坡的原因及防治
    1、排水沟塌坡的原因 ①自然原因 ②人为因素 2、排水沟塌坡的防治 (1)调整边坡; (1)调整边坡; (2)减轻沟顶的载重量; (2)减轻沟顶的载重量; (3)?#26723;?#25252;坡。 (3)?#26723;?#25252;坡。

    三、排水系统的管护
    (1)健全管理组织,建立和落实管护责任制; (1)健全管理组织,建立和落实管护责任制; (2)制定岁修计划; (2)制定岁修计划; (3)制定大修计划; (3)制定大修计划; (4)系统收集、整理、分析地下水盐动态资料。 (4)系统收集、整理、分析地下水盐动态资料。

    第四节 灌排系统管理现代化?#38469;?br />一、灌排系统管理现代化的基本任务
    1、灌溉用水管理现代化的基本内容 (1)灌溉用水信息管理现代化; (1)灌溉用水信息管理现代化; (2)灌溉及灌溉设施管理现代化; (2)灌溉及灌溉设施管理现代化; (3)灌区行政事务及附属设施管理现代化。 (3)灌区行政事务及附属设施管理现代化。 2、灌区通信系统现代化 (1)任务; (1)任务; (2)要求; (2)要求; (3)通信系统的分类。 (3)通信系统的分类。

    二、微机在灌排系统管理中的应用
    1、灌溉用水信息管理 信息管理的主要的内容有: (1)水源信息; (1)水源信息; (2)气象信息; (2)气象信息; (3)作物信息; (3)作物信息; (4)农业生产信息。 (4)农业生产信息。 2、灌区用水信息管理系统 (1) 灌区用水信息管理中心; (2)灌区用水信息采集—传输子系统; (2)灌区用水信息采集— (3)数据库管理系统; (3)数据库管理系统; (4)用水信息管理子系统。 (4)用水信息管理子系统。

    3、节水灌溉决策支持系统 (1)节水灌溉决策支持系统 (1)节水灌溉决策支持系统 (2)节水灌溉决策支持的专家系统 (2)节水灌溉决策支持的专家系统 4、渠系水位流量的监测系统 (1)浮子式水位传感器 (1)浮子式水位传感器 (2)水位跟踪式传感器 (2)水位跟踪式传感器 (3)超声波水位传感器 (3)超声波水位传感器 (4)水压传感器 (4)水压传感器 (5)渠系水位、流?#32771;?#27979;系统。 (5)渠系水位、流?#32771;?#27979;系统。


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