【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 采取地表水、地下水并用；大、中、小并重，蓄、引、排相結(jié)合；渠、溝、井、塘、庫(kù)聯(lián)合運(yùn)用以及其他合理的方式，充分利用當(dāng)?shù)厮Y源（包括回歸水），提高水利用率。 灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1. 《農(nóng)田排水工程技術(shù)規(guī)范》（SL/T41999）；2. 《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/5028899）；3. 《節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范》（GB/T503632006）；4. 《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范》（SL182004）；5. 《土地開發(fā)整理項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》（TD/T10122000）；6. 《灌溉排水渠系設(shè)計(jì)規(guī)范》（SDJ 21784）7. 《灌溉與排水渠系建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》（2007征求意見稿）8. 《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》SL26520019. 《水利水電工程制圖標(biāo)準(zhǔn)》（SL731995）； 灌區(qū)工程布局灌區(qū)總體規(guī)劃布置根據(jù)旱、澇、洪、漬綜合治理及經(jīng)濟(jì)合理的原則，與當(dāng)?shù)乜傮w規(guī)劃相結(jié)合，對(duì)灌區(qū)水源工程、灌排渠系、灌排建筑物等進(jìn)行合理布置，繪制灌區(qū)總體布置圖。 灌溉工程布局灌溉工程布局就是對(duì)灌溉渠系進(jìn)行規(guī)劃，灌溉渠道系統(tǒng)是從水源取水，通過(guò)渠道及其附屬建筑物輸、配水，經(jīng)由田間工程進(jìn)行農(nóng)田灌水的工程系統(tǒng)。將項(xiàng)目區(qū)可分為十個(gè)灌溉區(qū)域，分別由十條支渠控制灌溉。，各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)見下表：21 各支渠長(zhǎng)度和控制面積表渠道名稱控制面積灌溉面積長(zhǎng)度hm2hm2m一干一支一干二支520一干三支900一干四支一干五支1280一干六支2699,65一干七支一干八支總計(jì)二干一支2520二干二支2220總計(jì) 排澇工程布局排水系統(tǒng)有著重要的作用，收集從田間排出的水，將水輸送到容泄區(qū)，以及將農(nóng)業(yè)區(qū)的棄水排出，以達(dá)到排出地面水和降低地下水位的目的，即起到除澇、排漬、治堿的目的。在規(guī)劃排水系統(tǒng)時(shí)，必須從實(shí)際出發(fā)，分析和搜集有關(guān)資料，摸清澇、漬的情況及原因，以此確定規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)和措施。在布置排水系統(tǒng)時(shí)有以下原則：（1）充分利用水土資源，盡量擴(kuò)大自然排水面積，減少占地面積，節(jié)省投資。（2）系統(tǒng)分級(jí)合理，長(zhǎng)短適當(dāng)，排水與行政區(qū)劃相結(jié)合，以便于機(jī)耕和統(tǒng)一管理。（3）建筑物盡量集中，做到一物多用。（4）盡量利用現(xiàn)有水利設(shè)施，尤其要注意不打亂自然排水流勢(shì)，保證排水流暢。（5）系統(tǒng)線路在滿足排水要求的前提下，盡量做到“一直、二短、三安全”。線路盡量避免深挖高填、風(fēng)化巖層、節(jié)理發(fā)育的破碎帶和強(qiáng)透水帶。（6）灌排配套，有灌有排，保證及時(shí)灌溉與排水。排水方式一般有水平排水、垂直排水兩種，而水平排水又分為明溝排水和地下暗管排水，本設(shè)計(jì)采用的是水平排水方式中的明溝排水。所謂明溝排水就是建立一套完整的地面排水系統(tǒng)，把地面、地下和土壤中多余的水排走，控制適宜的地下水位和土壤水分。本設(shè)計(jì)排水溝布置在地勢(shì)較低處，布置形式有灌排相鄰和灌排相間兩種方式。地面向一側(cè)傾斜的地區(qū)采取灌排相鄰的方式，當(dāng)?shù)匦纹教够蛭⒂衅鸱?，則采取灌溉相間的方式。為了節(jié)省投資，不便占用過(guò)多土地，減少人力和物力，在某些灌溉區(qū)域，應(yīng)充分利用原有的排水溝，以及灌區(qū)內(nèi)本有的河流與塘，將多余的水排出。3 灌區(qū)灌溉制度設(shè)計(jì)農(nóng)作物的灌溉制度是指作物播種前（或水稻插秧前）及全生育期內(nèi)的灌水次數(shù)，每次灌水的灌水日期、灌水定額以及灌溉定額。它是灌區(qū)規(guī)劃及管理的重要依據(jù)。作物灌溉制度隨作物種類、品種、自然條件及農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的不同而變化。因此，在確定作物灌溉制度時(shí)，必須結(jié)合地區(qū)與農(nóng)時(shí)的具體情況進(jìn)行具體分析。本設(shè)計(jì)按水量平衡原理并結(jié)合群眾豐產(chǎn)灌水經(jīng)驗(yàn)分析制定作物灌溉制度，主要制定典型作物小麥、棉花、玉米、谷子的灌溉制度。 作物布局設(shè)計(jì)灌區(qū)主要農(nóng)作物以小麥為主，小麥種植面積約占耕地面積的70％，早秋作物有旱谷，約占耕地面積的20％，晚秋作物有晚玉米、棉花等，約占耕地面積的80％。各種作物的播種面積見表11。 灌溉保證率的選擇 灌溉設(shè)計(jì)保證率是作物灌溉制度確定的前提，它指灌區(qū)灌溉用水量在多年期間能夠得到充分滿足的機(jī)率。因?yàn)楦鞯氐慕涤曩Y料很多，需要選擇一個(gè)達(dá)到某一灌溉保證率的年份（即典型年），利用其降雨資料制定灌溉制度。而且，它的選定，直接影響著工程建筑物的規(guī)模（如壩高、庫(kù)容、渠系建筑物的尺寸、抽水站裝機(jī)容量）或灌溉面積的大小。灌溉設(shè)計(jì)保證率可用下式計(jì)算： （31）式中：——灌溉設(shè)計(jì)保證率，%； ——水源供給灌溉用水的數(shù)量大于或等于灌溉用水量的年份，年； ——計(jì)算系列的總年份，年。本設(shè)計(jì)取灌溉設(shè)計(jì)保證率是75%，表示平均在100年中可能有75年滿足設(shè)計(jì)灌水要求，即有75年水源供給灌溉用水的數(shù)量大于或等于灌溉用水量。 根據(jù)1971~1980年系列降水量資料，按式（31）計(jì)算，保證率為75%的年份為1979年。因此，確定1979年為典型年。灌溉工程規(guī)劃設(shè)計(jì)就是在這個(gè)保證率前提下，依據(jù)典型年所擁有的基本資料逐步展開。表31 灌溉設(shè)計(jì)保證率標(biāo)準(zhǔn)參考值灌水方法地區(qū)作物種類灌溉設(shè)計(jì)保證率（%）地面灌溉干旱地區(qū)或水資源緊缺地區(qū)以旱作為主50~75以水稻為主70~80半干旱、半濕潤(rùn)地區(qū)或水資源不穩(wěn)定地區(qū)以旱作為主70~80以水稻為主75~80濕潤(rùn)地區(qū)或水資源豐富地區(qū)以旱作為主75~80以水稻為主80~95噴灌、微灌各類地區(qū)各類作物85~95 作物需水量的計(jì)算作物需水量的計(jì)算是作物灌溉制度制定的前提，只有知道作物個(gè)生育期的耗水量（需水量），再結(jié)合降雨資料，才能制定出詳細(xì)合理的灌溉制度。作物需水量的確定是灌排工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和管理的基本依據(jù)，它是指生長(zhǎng)在大面積上的無(wú)病蟲害作物，在最佳水、肥等土壤條件和生長(zhǎng)環(huán)境中，取得高產(chǎn)潛力所需滿足的植株蒸騰和棵間蒸發(fā)之和，又稱作物蒸發(fā)蒸騰量或騰發(fā)量。作物需水量的大小與氣象條件（溫度、日照、濕度、風(fēng)速）、土壤含水狀況、作物種類及其生長(zhǎng)發(fā)育階段、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施、灌溉排水措施等有關(guān)，而且各因素對(duì)需水量的影響相互聯(lián)系，錯(cuò)綜復(fù)雜。因項(xiàng)目區(qū)資料有限，本設(shè)計(jì)參照陳玉民等所編的《中國(guó)主要農(nóng)作物需水量與灌溉》選取與灌區(qū)自然條件較接近地區(qū)的作物需水量，作為本區(qū)作物需水量。各作物各生育期的需水量見表32,33,34,35。 表32 冬小麥各生育期的需水量 （mm）生育期播種~越冬越冬~返青返青~拔節(jié)拔節(jié)~抽穗抽穗~成熟全期需水量 表33 棉花各生育期需水量 （mm）生育期苗期蕾期花鈴期絮期全期階段需水量模系數(shù)日需水量表 34 玉米各生育期需水量 (mm)生育期播種~出苗出苗~拔節(jié)拔節(jié)~抽雄抽雄~灌漿灌漿~成熟全生育期需水量日需水量表35 谷子各生育期需水量 (mm)生育期播種～拔節(jié)拔節(jié)～抽穗抽穗～灌漿灌漿～收獲全期需水量模系數(shù)日需水量 作物灌溉制度的制定 灌溉制度制定的方法作物的灌溉制度隨作物種類、品種、自然條件及農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的不同而變化。因此，在制定作物灌溉制度時(shí)，必須結(jié)合地區(qū)與農(nóng)時(shí)的具體情況進(jìn)行具體分析。在灌區(qū)規(guī)劃、設(shè)計(jì)或管理中，常采用以下三種方法來(lái)制定灌溉制度。（1）根據(jù)群眾豐產(chǎn)灌水經(jīng)驗(yàn)，確定作物灌溉制度。在長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐中，根據(jù)作物生長(zhǎng)的特點(diǎn)，廣大勞動(dòng)人民已積累了適時(shí)適量的進(jìn)行灌水和奪取作物高產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)。（2）根據(jù)灌溉試驗(yàn)資料制定灌溉制度。我國(guó)各地的灌溉試驗(yàn)站以從事多年灌溉試驗(yàn)工作，積累了一大批相關(guān)的觀測(cè)試驗(yàn)資料，為我們制定灌溉制度提供了重要的依據(jù)。（3）按水量平衡原理分析制定作物的灌溉制度。在用此原理分析制定灌溉制度時(shí)，一定要參考群眾豐產(chǎn)灌水經(jīng)驗(yàn)和田間試驗(yàn)資料，這樣制定的灌水制度才是比較完善的。本設(shè)計(jì)按水量平衡原理并結(jié)合群眾豐產(chǎn)灌水經(jīng)驗(yàn)分析制定作物灌溉制度。 灌溉制度的制定本設(shè)計(jì)采用旱作物水量平衡方程來(lái)制定作物的灌溉制度，尋找并計(jì)算水量平衡方程式中的相關(guān)參數(shù)，進(jìn)而推求灌水量。旱作物依靠其主要根系從土壤中吸取水分，滿足其正常生長(zhǎng)發(fā)育需要。因此水量平衡主要分析其主要根系吸水層的儲(chǔ)水量變化范圍是否適合作物生長(zhǎng)要求，所以旱作物灌溉要以主要根系吸水層作為灌溉時(shí)計(jì)劃濕潤(rùn)的深度，并使計(jì)劃濕潤(rùn)層的土壤水分變化保持在土壤允許最大與允許最小儲(chǔ)水量范圍之間，使土壤的水、氣、熱狀態(tài)適合作物生長(zhǎng)。所以，時(shí)段計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的儲(chǔ)水量、有效降雨量、計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量以及計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)允許的上限、下限貯水量是本設(shè)計(jì)重點(diǎn)討論的4個(gè)部分。 小麥播前灌水定額的確定播前灌水的目的在于保證作物種子發(fā)芽和出苗所必須的土壤含水量或儲(chǔ)水于土壤中以供作物生育后期之用。播前灌水定額可按下式計(jì)算： （32）式中：——播前灌水定額，畝；——土壤計(jì)劃層深度，本設(shè)計(jì)?。? ——允許最大的含水率，以占孔隙率的%計(jì)， ==50%； ——土層內(nèi)的平均含水率，占孔隙率%，本設(shè)計(jì)； ——土壤孔隙率，占土體%，=40%。 經(jīng)計(jì)算，= m3/畝= m3/hm2=。取50mm。 生育期灌溉制度的制定（1）水量平衡方程在旱作物整個(gè)生育期中任何一個(gè)時(shí)段t，土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層H內(nèi)儲(chǔ)水量的變化可用水量平衡方程式表示： （33）式中： 、——分別為時(shí)段初和任一時(shí)間t時(shí)的土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的儲(chǔ)水量，mm； ——由于計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量，mm； ——計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)保存的有效雨量，mm； ——時(shí)段內(nèi)的地下水補(bǔ)給量，mm。本設(shè)計(jì)不予考慮； ——時(shí)段內(nèi)的灌溉水量，mm； ——時(shí)段內(nèi)的作物田間需水量，mm。本設(shè)計(jì)不考慮滲漏， 即冬小麥的需水量。（2）相關(guān)參數(shù)的確定①時(shí)段初劃濕潤(rùn)層內(nèi)的貯水量時(shí)段初劃濕潤(rùn)層內(nèi)的貯水量取80%，故=80%40050%40%=64mm。②計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量在作物生育期內(nèi)，計(jì)劃濕潤(rùn)層是變化的，由于它的增加，可以利用深層土壤原有的儲(chǔ)水量,可按下式計(jì)算： (34)式中：——時(shí)段初計(jì)劃濕潤(rùn)層深度，m； ——時(shí)段末劃濕潤(rùn)層深度，m； ——計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量，m/畝； ——土壤孔隙率，占土體%，=40%； ——深度土層內(nèi)的平均含水率，取90%=45%。冬小麥各生育期土壤的計(jì)劃濕潤(rùn)層深度依據(jù)《灌溉排水工程學(xué)》第39頁(yè)表113，具體數(shù)據(jù)見表36。表36 冬小麥各生育期土壤的計(jì)劃濕潤(rùn)層深度生育期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度（cm）幼苗期30~40分蘗期40~50拔節(jié)期50~60抽穗期60~80灌漿期60~100③有效降雨降雨有一部分會(huì)隨著地面徑流而損失，剩下的入滲到土壤中，有效降雨可用下式入滲系數(shù)法來(lái)計(jì)算： (35)式中：——降雨量，mm； ——有效降雨量，mm； ——降雨入滲系數(shù)；其值與一次降雨量及雨型、雨前地下水埋深、前期降雨、降雨延時(shí)、土壤性質(zhì)、地面覆蓋、田間工程情況及地形等因素有關(guān)。一般認(rèn)為一次降雨量小于5mm時(shí)，為0；一次降雨量在5~50mm時(shí)，~，；一次降雨量大于50mm時(shí)，~。冬小麥生育期為10月10日至5月25日，其有效降雨量見表37。表37 冬小麥各生育期的有效降雨量日期降雨量P(mm)入滲系數(shù)有效降雨量P0（mm）12月8日5．0012月15日1月28日1月30日2月21日2月22日3月22日3月29日3月31日4月6日4月7日4月18日4月25日5月11日5月14日11．4注：表中數(shù)據(jù)為全生育期內(nèi)各天的有效降雨量，有效降雨為零時(shí)數(shù)據(jù)略。④時(shí)段t內(nèi)的灌溉水量M若階段末計(jì)劃層內(nèi)貯水量小于計(jì)劃層內(nèi)允許貯水量下限，則需灌水；若階段末計(jì)劃層內(nèi)貯水量大于計(jì)劃層內(nèi)允許貯水量上限，則需排水。冬小麥各個(gè)生育期有不同的計(jì)劃濕潤(rùn)層，因此在各生育期計(jì)劃層內(nèi)所允許的上、下限貯水量也不同。為了使作物正常生長(zhǎng)，土壤含水率應(yīng)控制在土壤允許最大及最小含水率之間，土壤允許最大含水率本通常以不致造成深層滲漏為原則，所以采用，為土壤田間持水率，本設(shè)計(jì)取50%。土壤允許最小含水率應(yīng)大于凋萎系數(shù)，本設(shè)計(jì)取60%計(jì)劃層內(nèi)所允許的上、下限貯水量可用下式計(jì)算： （36） （37）式中： ——計(jì)劃層計(jì)劃層內(nèi)所允許的上限貯水量，m3/畝； ——計(jì)劃層計(jì)劃層內(nèi)所允許的下限貯水量，m3/畝；、——計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)土壤含水率上、下限，占空隙%； A——土壤孔隙率，占土體%； ——計(jì)劃濕潤(rùn)層深度，m。⑤時(shí)段t內(nèi)的地下水補(bǔ)給量K地下水補(bǔ)給量指地下水借土壤