农业水利工程概论PPT课件【精心编辑后首发】共25页

水利学科导论之
农业水利工程
伍靖伟 副教授
提纲
一、农水专业内涵 二、农水发展历史 三、农水重要性 四、农水发展展望
五、我校农水简况 六、我校农水研究方向 七、我校农水人才培养 八、学生就业前景
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2
一、专业内涵
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3
1.1 什么叫农业水利工程？
农业水利工程即农田水利工程，简称“农水”。
国际上一般称为“灌溉与排水” Irrigation and drainage
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1.2 农水的工作目标和基本内容
具体工作内容 F农田水土保持与整治
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1.2 农水的工作目标和基本内容
具体工作内容 G地区水利规划
中国地形、水文、气 候的多样性，决定了水 利问题的多样性，必须 进行相应的水利规划
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1.2 农水的工作目标和基本内容
具体工作内容 G地区水利规划
进入20世纪后期扩展为“农村水利”，指为农村工农 业生产和生活用水而修建的水利工程设施以及为内容
目标：农田水利工程是水利工程类别之一，其基本 任务是通过各类工程技术措施，调节农田水分基本状 况及其有关的地区水利条件，防治洪、涝、渍、旱、 盐碱等灾害，以促进农业生产，保障乡镇供水、农牧 区人畜饮水以及生态环境用水等。
公元前256年修建都江堰
公元前246年（秦始皇元年）修建郑国渠。。。
《淮南子· 地形训》《周礼》等书籍记载了不同作用的灌溉用水特点
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夏商时期至汉代（公元前21~公元3世纪） 灌溉的起源和主要水利区形成
汉王朝中期（公元1世纪），灌溉工程建设的第一次高潮 汉武帝兴建龙首渠（水工隧洞）； 西汉在新疆创建“坎儿井”，南阳出现长藤结瓜系灌溉系统 江南水利以绍兴鉴湖水利最为突出，江淮之间以塘堰灌溉发展迅速 出现了中国第一个灌溉管理制度“水令”，以有效管理渠道和用水 各类灌排器具与机械大量发明

03
02
材料质量控制
严格控制工程材料的质量，确保材 料质量符合设计要求。
质量检测与验收
对工程质量进行检测和验收，确保 工程质量符合预期目标。
04
水利工程进度管理
进度计划制定
根据工程实际情况和合同要求，制定合理的 进度计划。
进度监控
对工程进度进行实时监控，及时发现和解决 进度延误问题。
资源优化
合理调配资源，确保工程进度不受资源短缺 的影响。
南水北调工程案例分析
总结词
世界上最大的调水工程，旨在解决中国北方 地区严重的水资源短缺问题。
详细描述
南水北调工程是中国的一项大型水利工程， 旨在将长江流域的水调往华北地区，以满足 北方地区日益增长的水资源需求。该工程分 为东线、中线和西线三条线路，总长度超过 4000公里。南水北调工程的建成对于缓解 北方地区的水资源短缺、改善生态环境和促 进经济发展具有重要意义。
灌溉工程
总结词
灌溉工程是用于农田灌溉的水利工程 ，旨在提高农作物的产量和质量。
详细描述
灌溉工程包括灌溉渠道、泵站、水闸 等设施，通过引水、输水和配水等环 节，满足农田灌溉的需求，提高农作 物的产量和质量。
排水工程
总结词
排水工程是用于排除和治理洪涝灾害的水利工程，旨在降低洪水对城市和农田的影响。
详细描述
其他著名水利工程案例分析
总结词
具有重要意义的国际水利工程，包括埃及的 阿斯旺大坝、美国的大峡谷水电站等。
详细描述
除了三峡水利工程和南水北调工程外，世界 上还有许多著名水利工程，如埃及的阿斯旺 大坝、美国的大峡谷水电站、加拿大的哥伦 比亚水电站等。这些工程在各自的国家和国 际社会中都具有重要的意义，为当地经济发 展、民生改善和环境保护做出了巨大贡献。

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三、主要电气设备
（一）电力变压器
• 长距离相同电阻情况下，高压输送电 能损失比低压小得多
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（二）开关设备和熔断器
• 开关设备主要包括：断路器、隔离开关、自动空 气开关、磁力起动器、接触器等
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开关设备种类 断路器
隔离开关 闸刀开关
接触器 磁力起动器 自动空气开关
若相差较大，则可沿管壁每隔一定距离加设一个刚性环，以增加管壁刚度
130
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• 压力水管必须用镇墩和支墩来固定和支承，以保持水管的稳定 • 镇墩多用浆砌石或混凝土浇筑而成。当水管管线为直线时，一般在坡顶与坡脚各设
一镇墩。如水管管线为折线时则在转弯处加设镇墩。有时当管道过长，为了减小温 度变化所产生的轴向力，一般每隔80～120m设一镇墩 • 支墩布置在镇墩之间的管线上，间隔一般为6～10m • 在压力水管的进口或末端有时要设置闸门或阀门
• 为了使水锤压力不致影响引水道，故 常在较长的引水道末端修 第51页/共75页 建调压室
• 调压室的一部分或全部设置在地面以上 的称为调压塔；调压室大部分埋设在地 面之下，则称调压井
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调压室在引水系统中的布置有四种基本型式： • 上游调压室
(引水调压室) • 下游调压室
(尾水调压室) • 上下游
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当坝址河谷狭窄且泄洪 量大时，为了解决枢纽 布置的困难，挡水建筑 物可采用空腹混凝土坝 的型式；将厂房布置在 坝体的空腹内，构成坝 内式水电站
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二、河床式水电站
河床式水电站的特点是水电站水 头较低，厂房本身也起挡水的作 用，是挡水建筑物的一部分，坝 轴线与厂房并列。

1)
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以基质势h为变量的基本方程
t
x
K
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(h)
h x
y
K (h)
h y
z
K (h)
h z
K (h) z
h
t h t
定义容水度： C(h)
h
压力水头下降一个单位时，单位体积土壤释放出来的水体积
C(h)
h t
x
K (h)
h x
y
K (h)
h
y
z
涝（Waterlogging）： 旱地地面积水超过作物耐淹时间或耐淹深度
渍：土壤水分超过田间持水率，影响土壤通气
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旱作地区农田水分状况
2、旱作物对农田水分状况的要求
•地面一般不允许有积水
•根系层允许最大含 水率不超过田间持 水率，最小含水率 不小于凋萎系数
•盐碱土地区，土壤水溶液浓 度不能超过允许最高值
水稻对农田水分状况的要求 ★田面要有适宜的淹灌水层 ★地下水位维持适宜的深度 ★维持适宜的渗漏强度
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四、农田水分状况的调节措施
1、农田水分过多或不足的原因 2、调节措施
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第二节 土壤水分运动
一、土壤水运动的研究概况 二、土壤水运动的基本方程 三、入渗条件下的土壤水分运动 四、蒸发条件下土壤水运动
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一、基本概念
土壤水分的有效性
土壤水
无效水
有效水 过剩水
汽态水 吸着水 毛管水 重力水
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Available Water Content

取水工程（渠首工程）
❖渠首的主要作用是引进河道或水库中的水以满足灌溉 、发电、工业和生活用水需要，是农田水利工程中的重 要建筑物之一。
灌溉取水方式示意图
有坝取水
有坝取水工程示意图
泵站
有引水渠泵站布置图
取水工程（渠首工程）
❖ 无坝取水：不在河流中修建拦河坝，直接引水灌溉。适用 于不经调节，河流水位、流量就能满足灌区用水要求时。
第五章 水利工程概述
你眼中的水利工程？
我国水资源现状
❖ 优点：水资源丰富，可开发利用的水能资源居世界首位。 水资源理论蕴藏量为6.76亿千瓦，其中可开发量3.78亿千 瓦（占全世界可开发水能资源总量的16.7％） ，年发电量 19200亿千瓦时。
❖ 缺点：水资源在时间和地域上的分布经常与对它的需要不 一致。（南多北少，春夏多秋冬少）
水的作用使得水工建筑物工作条件特殊，除一般荷载外，还要 承受水压力、浪压力、冰压力、渗透力、冻胀力等。
水利水电工程地质条件复杂多变，需对地基进行细致周密的处 理和研究。
水利水电工程施工受气候、温度等影响大。
❖ 大型水工结构不仅对社会、经济有很大影响，对自然环 境、生态环境也会产生很大的影响
通过防洪、农田水利、水力发电、港口、航运等为人类造福。 改变自然面貌，对自然环境产生影响（可能是积极的也可能带
中国七大江河
项目
长江
流域面积（万km2） 河长（km）
180.9 6300
年均降水深（mm） 1070
年均径流量（亿m3） 9513
注入
东海黄河 5Leabharlann 2 5464 475 658 渤海
松花江 55.7 2308 527 62 黑龙江
珠江 辽河 海河

进入20世纪后期扩展为“农村水利”，指为农村工农 业生产和生活用水而修建的水利工程设施以及为之服 务的管理工作。
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1.2 农水的工作目标和基本内容
目标：农田水利工程是水利工程类别之一，其基本 任务是通过各类工程技术措施，调节农田水分基本状 况及其有关的地区水利条件，防治洪、涝、渍、旱、 盐碱等灾害，以促进农业生产，保障乡镇供水、农牧 区人畜饮水以及生态环境用水等。
公元前256年修建都江堰
公元前246年（秦始皇元年）修建郑国渠。。。
《淮南子· 地形训》《周礼》等书籍记载了不同作用的灌溉用水特点
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夏商时期至汉代（公元前21~公元3世纪） 灌溉的起源和主要水利区形成
汉王朝中期（公元1世纪），灌溉工程建设的第一次高潮 汉武帝兴建龙首渠（水工隧洞）； 西汉在新疆创建“坎儿井”，南阳出现长藤结瓜系灌溉系统 江南水利以绍兴鉴湖水利最为突出，江淮之间以塘堰灌溉发展迅速 出现了中国第一个灌溉管理制度“水令”，以有效管理渠道和用水 各类灌排器具与机械大量发明
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农田水利的重要性
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农田水利的重要性（当今社会）
历代水利上有贡献的人都受到崇拜
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四、当今世界对农水的需求
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4.1 生存和自然灾害的永恒性决定了农田水 利工作的长期性，水利工作没有一劳永逸 生存第一位，水利是农业命脉 自然灾害永在，农田水利不能放松 自然永远在变，新问题不断涌现 认识和观念在变，新内容不断增加
10.00
5.00
1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
年份
更少的土地生产更多的粮食 .
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2、PE管道与管件
（1）、PE(聚乙烯管)管道性能与规格 PE管道特点： ➢ 内壁光滑，阻力小 ➢ 连续管长,施工容易 ➢ 富有弹性,能适应地面的不均匀沉陷 ➢ 大多为黑色管,易腐蚀老化 ➢ 塑料管的连接：丝口连接、倒扣承插接、焊接(热连接) PE管道选择要求： ➢ 能承受一定的水压力 ➢ 耐腐蚀，抗老化 ➢ 规格齐全，管件配套 ➢ 管道及管件符合规定标准 ➢ 便于运输与安装 PE管件：弯头、三通、直接头、异径接头、螺纹接头
阀门上游到隔膜上腔之间有一个过水小孔，使进入上
游的水流入上腔，调节隔膜上、下游水压力。隔膜上
腔水可通过上腔与电磁头下的小孔流入下游。这样，
从阀门上游到下游之间有一个细小的过水通道，此通
道开与关，由电磁头上的金属塞控制。金属塞落下由
通道关闭，上升由开启。此通道如打开，上游的水流
向下游（微小流量），导致隔膜上腔压力小于隔膜下
喷水效果
F4系列草坪专用喷头
橡皮盖
摇臂旋转喷头
46H系列全圆摇臂喷头
可广泛应用于农业大田灌溉及果园高空喷灌
2、喷头的性能
（1）、喷头流量
是指喷头在单位时间内，喷射出来的水体积。 表示符号：q 常用单位： m3/h 有时也用L/s表示 转换关系： 1L/s＝3.6 m3/h
测定方法：常采用体积法，循环水池三角堰或水表测定。
此即为20%规则
二、分支管道水力计算
5
4 3 2 1
？ ？
第二节 喷灌
一、喷灌设备
喷头 管道 闸阀 水泵 水源过滤设备 微灌灌水器
（一）、喷头
喷头是喷灌机与喷灌系统的重要组成部分。
它的作用是把有压水流喷射到空中，散成细小的水滴，并均匀 喷洒在灌溉土地上。

后首发】
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。

农田灌溉原理
水量平衡制定旱作物灌溉制度
• 考虑计划湿润层增加时的灌溉制度确定。 – 腾发量减去计划湿润层增加的水量、地下水 补给量，是实际消耗的土壤水的数量。 – 当土壤中储水量小于适宜含水量时，需要灌 溉。
农田灌溉原理
4、水田灌溉制度的制定—列表法
• 基本原理，当田面水层低于适宜灌水深度时，灌水至适宜上 限；
• 灌水定额；作物的种植比例；灌水延续时间。 – 当灌水定额；作物的种植比例确定后，主要取决于 灌水延续时间。 • 灌水延续时间与作物种植面积、作物所处的生育 阶段、灌水条件等有关。 • 面积越大，延续时间越长。
农田灌溉原理
2.灌水率图及其修正
• 灌水率随时间变化的直方图。 • 修正的原因：
– （1）不同时间灌水率差异较大，造成渠道水位差异大； – （2）供水连续性差，管理部方便。 – 应该修正，使灌区渠道供水连续，水位差小。
• （1）净灌溉用水量：某作物一次灌水灌到田间的水量： – W＝m×A • A－某作物面积；m-该作物的灌水定额 –各类灌溉作物累加，可达到灌区某个时段的净灌溉 用水量。
n
M净 （Ai mi） i1
农田灌溉原理
（2）综合净灌溉定额
• 相对于整个灌区而言，单位面积上某个时段内的平 均灌溉定额
– 包括不灌溉的耕地。
– 可以通过灌区面积和综合净灌溉定额计算净灌溉 用水量
n
(Ai mi) n
m净 i1 At
(t mi) i1
农田灌溉原理
综合净灌溉定额
–若灌区中面积20000公顷（其中12800公顷不灌溉） ，则5.1-5.15之间，综合净灌溉定额为 978/20000*10000=489方/公顷
农田灌溉原理
– 某些阶段的水分胁迫，具有改善品质的效果。