渠道灌溉工程規(guī)劃

1、 HYPERLINK 5.4渠道灌溉工程灌排工程是屬于農(nóng)田水利學的研究內(nèi)容，農(nóng)田水利學是一門研究農(nóng)田水分狀況和地區(qū)水情的變化規(guī)律及其調(diào)節(jié)措施，消減水旱災害和充分利用水資源，為創(chuàng)造良好農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務的科學。農(nóng)田水分狀況一般指農(nóng)田中的土壤水、地面水和地下水的狀況及與其相關的養(yǎng)分、通氣和熱量狀況。農(nóng)田水分不足或過多，都會影響作物的正常生長和產(chǎn)量。引起農(nóng)田水分過多或不足的主要原因是水旱災害。調(diào)節(jié)農(nóng)田水分不足或過多的主要措施是灌溉和排水。5.4.1灌溉用水量分析計算灌溉用水量及其年內(nèi)變化過程，是灌區(qū)水利計算的基本內(nèi)容之一，并為灌溉工程的規(guī)劃設計和用水管理以及水資源的合理開發(fā)利用提供重要的

2、依據(jù)。而作物需水量和灌溉制度又是進行作物灌溉和計算灌溉用水量的主要依據(jù)。農(nóng)田水分狀況則是分析作物需水量、制定作物灌溉制度和計算灌溉用水量的基礎。1土壤水農(nóng)田水分存在三種基本形式。即地面水、土壤水和地下水，而土壤水是與作物生長關系最密切的水分存在形式。土壤水主要來自降水和灌水，按其形態(tài)不同可分為汽態(tài)水、吸著水、毛管水和重力水等。（1）汽態(tài)水：是存在于土壤空隙中的水汽，有利于微生物的活動，故對植物根系有利。由于數(shù)量很少，在計算時常略而不計。（2）吸著水：包括吸濕水和薄膜水兩種形式；吸濕水被緊束干土粒表面，不能在重力和毛管力的作用下自由移動；吸濕水達到最大時的土壤含水率稱為吸濕系數(shù)。薄膜水吸附于吸濕

3、水外部，只能沿土粒表面進行速度極小的移動；薄膜水達到最大時的土壤含水率稱為土壤的最大分子持水率。（3）毛管水：毛管水是在毛管作用下土壤中所能保持的那部分水分，亦即在重力作用下不易排除的水分中超出吸著水的部分。毛管水是能被作物吸收利用的最主要的土壤水分。（4）重力水：土壤中超出毛管含水率的水分在重力作用下很容易排出，這種水稱為重力水。重力水雖能被作物吸收，但由于它在根系分布層中停留的時間很短，可被作物利用的數(shù)量是很少的。2土壤水分的有效性土壤中持有的水分，并不是都能被作物吸收利用的，這取決于作物根系和土壤對水分吸力的對比。作物根系的吸水力因作物種類、品種等而異，大約在0.33.0MPa之間，平均

4、在1.5MPa左右。土壤對水分的吸力為1.5MPa時，是有效水和無效水的分界限，這時相應的土壤含水率叫做凋萎系數(shù)。土壤對水分的吸力超過1.5MPa，也就是土壤實際含水率小于凋萎系數(shù)時，作物很難從土壤中吸收到水分而呈現(xiàn)永久性凋萎，所以，這時的土壤含水率又叫永久凋萎系數(shù)，它是作物吸收土壤水分的下限含水率，約相當于吸濕系數(shù)的1.52倍。田間持水率是土壤有效水分的上限，常用。所以，永久凋萎系數(shù)至田間持水率之間的那部分水量是土壤的最大有效水量。不同土壤的田間持水率及最大有效水量如表5.4-1所示。表5.4-1不同土壤的田間持水率及有效水量（占干土質(zhì)量分數(shù)）土壤質(zhì)地田間持水率（）凋萎系數(shù)（）有效水量（）砂

5、土81635511砂壤土、輕壤土122257715中壤土2028891219重壤土22289121315粘土233012171113根據(jù)上述分析可知，土壤中的吸濕水為無效水；膜狀水中的大部分為無效水，少部分為有效水；毛管水為有效水。當土壤含水率降至永久凋萎系數(shù)時，作物將呈現(xiàn)永久性凋萎，這時再灌水已為時過晚，因此，在生產(chǎn)實踐中，通常以作物生長開始受到抑制，下部葉子開始萎蔫時的土壤含水率作為控制土壤含水率的下限，并把它叫做初期凋萎系數(shù)。這時相應的土壤對水分的吸力約為0.8MPa，其值約為田間持水率的60%左右。即當土壤含水率降至初期凋萎系數(shù)時，作物吸水不足，呈現(xiàn)旱象，需要及時灌水。3農(nóng)田水分狀況農(nóng)

6、田水分狀況是指農(nóng)田中的地面水、土壤水和地下水的數(shù)量、分布、形態(tài)及其變化的狀況。一切農(nóng)田水利設施，歸根結底都是為了調(diào)節(jié)和控制農(nóng)田水分狀況，從而改善土壤的水、肥、氣、熱狀況和農(nóng)田小氣候，以達到促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的目的。農(nóng)田中的地面水、土壤水和地下水的狀況必須適宜，才能有利于作物的生長發(fā)育。首先明確一個概念土壤含水率，又叫土壤含水量，也叫土壤濕度，它是衡量土壤含水多少的指標。它的表示方法有多種，如：以土壤水分質(zhì)量占干土質(zhì)量百分數(shù)表示；以土壤水分體積占土壤體積百分數(shù)表示等，這里用土壤實際含水率占田間持水率的百分數(shù)表示。（1）旱作地區(qū)適宜的農(nóng)田水分狀況旱作地區(qū)的土壤水分形態(tài)及其對作物的有效性已如前述，結論是：

7、適宜土壤含水率的下限是初期凋萎系數(shù)，上限是田間持水率，即適宜于作物生長的土壤含水率應在(0.61)之間。旱作地區(qū)的農(nóng)田田面是不允許長期積水的，一般只允許地面積水12d，淹水深度10cm左右。作物對地下水的要求主要是地下水位適宜。地下水位過高，會使作物遭受漬害，甚至造成土壤鹽堿化。為了防止?jié)n害和土壤鹽堿化，不同土壤、各種作物要求的地下水埋深一般應距地面l米以下。（2）水稻地區(qū)適宜的農(nóng)田水分狀況水稻是一種喜水作物，除烤田期外，田面需要經(jīng)常維持一定深度的水層，以滿足水稻的生理要求，調(diào)節(jié)稻田溫度，減少晝夜溫差，防止過冷或過熱對水稻生長的不利影響，使土壤中有較多的營養(yǎng)物質(zhì)處于有效狀態(tài)，便于水稻根系吸收，

8、還可抑制某些雜草的滋生。但是，稻田的淹水也不宜深度過大和時間過長，否則，會使土壤空氣缺乏，微生物活動減弱，有機質(zhì)分解緩慢，有毒物質(zhì)增多，根系發(fā)育不良，吸收能力衰減，且易造成發(fā)病條件。因此，生產(chǎn)實踐中，多采用淺水勤灌、適時曬田的灌水技術，使淹水層經(jīng)常處于適宜水層的上、下限之間。適宜水層的上、下限，隨水稻種類、品種和生育階段而不同，應根據(jù)灌溉試驗成果和群眾豐產(chǎn)灌水經(jīng)驗確定。表5.4-2給出長江中下游地區(qū)水稻各生育階段的適宜水層深度，可供參考。表5.4-2水稻各生育階段適宜水層下限上限最大蓄水深度表（mm）水稻地區(qū)的地下水狀況，因地形、土壤等條件而不同。地勢低平、出流條件差的地區(qū)，地下水可與地面水連

9、為一體；地勢較高、出流條件好的地區(qū)，地下水與地面保持一定的距離。水稻地區(qū)地下水位過高或過低，對水稻生長都不利。據(jù)廣東省農(nóng)科院調(diào)查，高產(chǎn)稻田的地下水埋深應在0.50.7m之間。4作物需水量作物在生長發(fā)育過程中必定要消耗水量。研究作物的需水特性和需水規(guī)律，對及時滿足作物需水要求，促進作物生長發(fā)育，有著積極的意義。確定作物需水量是制定灌溉制度、計算灌溉用水量和灌溉引水流量的基本參數(shù)，也是進行灌溉工程規(guī)劃設計重要依據(jù)。（1）農(nóng)田水分消耗的途徑農(nóng)田水分消耗的途徑主要有植株蒸騰、株間蒸發(fā)和深層滲漏（或田間滲漏）。植株蒸騰是指作物根系從土壤中吸入體內(nèi)的水分，通過葉片的氣孔擴散到大氣中去的現(xiàn)象。試驗證明，植株

10、蒸騰要消耗大量水分，作物根系吸入體內(nèi)的水分有99以上是消耗于蒸騰，只有不足1的水量是留在植物體內(nèi)，成為植物體的組成部分。株間蒸發(fā)是指植株間土壤或田面的水分蒸發(fā)。株間蒸發(fā)相植株蒸騰都受氣象因素的影響，但蒸騰因植株的繁茂而增加，株間蒸發(fā)因植株造成的地面覆蓋率加大而減小，所以蒸騰與株間蒸發(fā)二者互為消長。深層滲漏是指旱田中由于降雨量或灌溉水量太多，使土壤水分超過了田間持水量向根系活動層以下的土層產(chǎn)生滲漏的現(xiàn)象。深層滲漏一般是無益的，且會造成水分和養(yǎng)分的流失。田間滲漏是指水稻田的滲漏。由于水稻田經(jīng)常保持一定的水層，所以水稻田經(jīng)常產(chǎn)生滲漏，且數(shù)量較大。在上述幾項水量消耗中，植株蒸騰和株間蒸發(fā)合稱為騰發(fā)，兩

11、者消耗的水量合稱為騰發(fā)量，通常又把騰發(fā)量稱為作物需水量。騰發(fā)量的大小及其變化規(guī)律，主要決定于氣象條件、作物特性、土壤性質(zhì)和農(nóng)業(yè)技術措施等，而滲漏量的大小與土壤性質(zhì)、水文地質(zhì)條件等因素有關，它和騰發(fā)量的性質(zhì)完全不同。因此，一般都是將騰發(fā)量與滲漏量分別進行計算。對水稻田來說，也有將稻田滲漏量計入需水量之內(nèi)，通常則稱之為“田間耗水量”，以使與需水量概念有所區(qū)別。根據(jù)大量灌溉試驗資料分析，作物需水量的大小與氣象條件（溫度、日照、濕度、風速）、土壤含水狀況、作物種類及其生長發(fā)育階段、農(nóng)業(yè)技術措施、灌溉排水措施等有關。這些因素對需水量的影響是互相聯(lián)系的，也是錯綜復雜的目前尚難從理論上對作物需水量進行精確的

12、計算。在生產(chǎn)實踐中，一方面是通過田間試驗的方法直接測定作物需水量；一方面常采用某些計算方法確定作物需水量。（2）作物需水量的確定作物需水量受上述諸多因素的影響，在不同地區(qū)和不同水文年份里都有很大的變化。但是，由于氣候條件是主要影響因素，所以，作物需水量的變化也有一定的規(guī)律，如干旱年比濕潤年多；干旱地區(qū)比濕潤地區(qū)多，生長期長的比生長期短的多；灌水技術差的比灌水技術好的多等。我國主要作物的需水量如表5.4-3所示，可供參考。在土地整理項目中，設計單位可以從項目區(qū)所在地的水利部門收集相關作物需水量的資料，不需要計算，但是如果相關資料無法搜集，可以采用計算法計算出需水量。表5.4-3幾種主要作物需水量

13、大致范圍表（m3/畝）5作物灌溉制度的確定農(nóng)作物的灌溉制度是指作物播種前（或水稻栽秧前）及全生育期內(nèi)的灌水次數(shù)、每次的灌水日期和灌水定額以及灌溉定額。灌水定額是指一次灌水單位灌溉面積上的灌水量，各次灌水定額之和，叫灌溉定額。灌水定額和灌溉定額常以m3/畝或mm表示，它是灌區(qū)規(guī)劃及管理的重要依據(jù)。充分灌溉條件下的灌溉制度，是指灌溉供水能夠充分滿足作物各生育階段的需水量要求而設計制定的灌溉制度。長期以來，人們都是按充分灌溉條件下的灌溉制度來規(guī)劃、設計灌溉工程的。灌溉制度的確定常采用以下三種方法：（1）總結群眾豐產(chǎn)灌水經(jīng)驗多年來進行灌水的實踐經(jīng)驗是制定灌溉制度的重要依據(jù)。灌溉制度調(diào)查應根據(jù)設計要求的

14、干旱年份，調(diào)查這些年份的不同生育期的作物田間耗水強度（mm/d）及灌水次數(shù)、灌水時間間距、灌水定額及灌溉定額。根據(jù)調(diào)查資料，可以分析確定這些年份的灌溉制度。一些實際調(diào)查的灌溉制度舉例如表5.4-4。對于旱作物，濕潤年份及南方地區(qū)的灌水次數(shù)少，灌溉定額?。桓珊的攴菁氨狈降貐^(qū)的灌水次數(shù)多，灌溉定額大。我國北方地區(qū)幾種主要作物的灌溉制度如表5.4-5。表5.4-4湖北省水稻泡田定額及生育期灌溉定額調(diào)查成果表（中等干旱年）表5.4-5我國北方地區(qū)幾種旱作物的灌溉制度（調(diào)查）（2）根據(jù)灌溉試驗資料制定灌溉制度我國許多灌區(qū)設置了灌溉試驗站，試驗項目一般包括作物需水量、灌溉制度、灌水技術。試驗站積累的試驗資

15、料，是制定灌溉制度的主要依據(jù)。但是，在選用試驗資料時，必須注意原試驗的條件，不能一概照搬。（3）按水量平衡原理分析制定作物灌溉制度根據(jù)農(nóng)田水量平衡原理分析制定作物灌溉制度，利用這種方法分析計算比較復雜，在土地整理項目中，灌溉制度的確定，一般由項目區(qū)所在地的相關部門提供，不屬于土地整項目中的主要研究內(nèi)容，在此不做詳細介紹，需要時可參考農(nóng)田水利學相關資料。6作物灌溉用水量和灌溉用水流量灌溉用水量和灌溉用水流量是指灌區(qū)需要從水源引入的水量和流量。它們可以根據(jù)灌溉面積、作物組成、灌溉制度及灌水延續(xù)時間等直接計算。但當灌溉面積較大，渠道及渠系建筑物較多時，如果逐個計算，工作量很大。為了簡化計算，常用灌水

16、模數(shù)來推求灌溉用水流量。（1）灌水模數(shù)灌水模數(shù)是指單位灌溉面積上的作物所需要的凈灌水流量，又叫灌水率。這里所指的灌溉面積不是某次灌水的實際受水面積，而是灌區(qū)的總灌溉面積。根據(jù)灌水模數(shù)的定義，可以得出它的計算公式為：（5.4-1）式中某種作物某次灌水的凈灌水模數(shù)，m3/（s萬畝）；某種作物的種植面積，萬畝；灌區(qū)總灌溉面積，萬畝，；某種作物種植比例，/100（）；某種作物某次灌水的凈灌水定額，m3/畝；某種作物某次灌水的延續(xù)時間，d；每天灌水的小時數(shù)，h；自流灌區(qū)按24h計，抽水灌區(qū)按1822h計。灌水延續(xù)時間是指某種作物灌一次水所需要的天數(shù)。它與作物種類和種植面積及農(nóng)業(yè)技術條件等因素有關。它的長

17、短直接影響著灌水模數(shù)的大小。灌水延續(xù)時間越短，作物的需水越容易得到及時滿足，但灌水模數(shù)越大，渠道和渠道建筑物的設計流量也越大，這不僅會提高工程造價，而且還會造成灌水時勞力緊張和灌水后耕作困難；反之，灌水延續(xù)時間越長，則灌水模數(shù)越小，渠道和渠道建筑物的設計流量也越小，相應的工程投資也較少，但作物的生長可能由于灌水不及時而受到影響，所以，必須慎重選定。我國萬畝以上灌區(qū)的灌水延續(xù)時間大致如下：水稻泡田期715d，生育期35d；小麥播前灌1020d，生育期1015d；棉花播前灌1025d，苗期和花鈴期812d，吐絮期815d；玉米播前灌1020d，拔節(jié)和抽穗期1015d，開花期813d。下面是幾種主要

18、作物的灌水模數(shù)計算表，可供參考：表5.4-6灌水模數(shù)計算表根據(jù)公式（5.4-1）可以計算出灌區(qū)各種作物各次灌水的灌水模數(shù)，如表5.4-6所示。然后，以灌水時間為橫坐標，以灌水模數(shù)為縱坐標，即可繪出初步灌水模數(shù)圖，見圖5.4-1。從圖中可以看出，各時期的灌水模數(shù)高高低低，相差懸殊，灌水時間斷斷續(xù)續(xù)，不利管理。如以最大灌水模數(shù)值推算設計流量，勢必加大渠系工程量和工程投資，而以最小值推算，又不能滿足灌溉用水的要求。所以，必須對初步灌水模數(shù)圖進行必要的修正。修正時，應以不影響作物的需水要求為原則，盡可能消除灌水模數(shù)高峰和短暫停水現(xiàn)象，最小灌水模數(shù)應不小于最大灌水模數(shù)的40；盡量保持主要作物關鍵時期的灌

19、水時間不變，必須變動時，灌水中間日的前后移動時間不應超過3d，并且最好向前移動；盡量調(diào)整次要作物、非關鍵期的灌水日期和灌水延續(xù)時間，使修正后的灌水模數(shù)圖比較均勻、連續(xù)，見圖5.4-1。圖5.4-1灌水模數(shù)圖根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，我國萬畝以上灌區(qū)的設計灌水模數(shù)為，水稻灌區(qū)0.450.60m3/（s萬畝），旱作灌區(qū)0.200.35m3/（s萬畝）。（2）灌溉用水流量灌區(qū)所需要的灌溉用水流量在年內(nèi)的變化過程叫做灌溉用水流量過程線。從灌水模數(shù)圖的定義可知，灌水模數(shù)圖實質(zhì)上是設計年單位灌溉面積上的凈灌溉用水流量過程線。因此，只需把修正后的灌水模數(shù)圖中的各縱坐標值分別乘以灌區(qū)總灌溉面積A，再除以灌溉水利用系數(shù)水，

20、即把灌水模數(shù)圖擴大A/水倍，便可得到全灌區(qū)設計年的灌溉用水流量過程線，見圖5.4-1。灌溉用水流量的計算公式為（5.4-2）式中某時段的灌溉用水流量，m3/s；相應時段的灌水模數(shù)，m3/（s萬畝）；灌區(qū)總灌溉面積，萬畝；灌溉水利用系數(shù)，為進入田間的凈水量與同時期渠首引水量的比值，一般可取0.60.8。灌溉用水流量過程線形象、直觀、使用方便，設計時可用于來、用水量計算，如用于可發(fā)展灌溉面積計算、灌溉水庫徑流調(diào)節(jié)計算，引水灌溉工程設計引水流量計算等；管理階段可用于編制水庫調(diào)度計劃、渠系引水計劃及渠系配水計劃等。（3）年灌溉用水量年灌溉用水量的大小及其在年內(nèi)的變化過程，與灌區(qū)的氣候、土壤、作物、渠系

21、質(zhì)量、灌水技術、管理水平等因素有關。一般用下列方法進行計算：根據(jù)灌溉用水流量計算灌溉用水流量與灌水延續(xù)時間的乘積即為灌溉用水量。因此，當繪出設計年的灌溉用水流量過程線后，就可用它來計算設計年各時段和全年的灌溉用水量，其公式為：（5.4-3）式中某時段的灌溉用水量，m3；該時段的灌溉用水流量，m3/s；該時段的長度，s。根據(jù)灌溉制度計算某種作物某次灌水的灌溉用水量等于該作物該次灌水的灌水定額與該作物的灌溉面積的乘積再除以灌溉水利用系數(shù)，即（5.4-4）當設計年的各種作物的灌溉制度和灌溉面積確定后，即可用公式（5.4-4）計算出各種作物各次灌水的灌溉用水量。全灌區(qū)任一時段的灌溉用水量等于該時段內(nèi)各

22、種作物灌溉用水量之和。根據(jù)綜合灌水定額計算某一時段內(nèi)各種作物灌水定額的面積加權平均值稱為該時段的綜合灌水定額，即（5.4-5）式中某時段的綜合凈灌水定額，m3/畝；作物種植比例，；灌水定額，m3/畝。任一時段的灌溉用水量為（5.4-6）式中全灌區(qū)的灌溉面積，畝。在現(xiàn)代灌區(qū)建設中，灌溉渠道系統(tǒng)和排水溝道系統(tǒng)是并存的，兩者互相配合，協(xié)調(diào)運行，共同構成完整的灌區(qū)水利工程系統(tǒng)，如圖5.4-2所示。圖5.4-2灌溉排水系統(tǒng)組成示意圖灌溉渠道系統(tǒng)是指從水源取水、通過渠道及其附屬建筑物向農(nóng)田供水、經(jīng)由田間工程進行農(nóng)田灌水的工程系統(tǒng)，包括渠首工程、輸配水工程和田間工程三大部分。下面主要介紹灌溉渠系規(guī)劃布置、渠

23、道設計流量推算和渠道縱橫斷面設計和田間工程等內(nèi)容。5.4.2灌溉渠系規(guī)劃布置1灌溉渠系的劃分灌溉渠系由各級灌溉渠道和退（泄）水渠道組成。灌溉渠道按其使用壽命分為固定渠道和臨時渠道兩種；按控制面積大小和水量分配層次又可把灌溉渠道分為若干等級：大、中型灌區(qū)的固定渠道一般分為干渠、支渠、斗渠、農(nóng)渠四級，如圖5.4-2所示；在地形復雜的大型灌區(qū)，固定渠道的級數(shù)往往多于四級，干渠可分成總干渠和分干渠，支渠可下設分支渠，甚至斗渠也可下設分斗渠；在灌溉面積較小的灌區(qū)，固定渠道的級數(shù)較少；如灌區(qū)呈狹長的帶狀地形，固定渠道的級數(shù)也較少，干渠的下一級渠道很短，可稱為斗渠，這種灌區(qū)的固定渠道就分為干、斗、農(nóng)三級。農(nóng)

24、渠以下的小渠道一般為季節(jié)性的臨時渠道。2灌溉渠道的布置原則（1）沿高地布置，力求控制灌溉面積最大。（2）灌排系統(tǒng)結合考慮，統(tǒng)一規(guī)劃布置。（3）力求經(jīng)濟合理，盡可能做到渠線短，交叉建筑物少，土石方量少，占用耕地少，拆遷民房少。（4）要安全可靠，盡可能避免深挖方、高填方和難工險段，以求渠床穩(wěn)固，施工方便，輸水安全。山丘區(qū)渠道盡量不沿河，溪邊緣布置，以防被山洪沖毀。渠道沿線應有良好的地質(zhì)條件。沿渠應有足夠的防洪設施，以確保渠道安全。（5）便于管理。渠系布置要和行政區(qū)劃與土地利用規(guī)劃相結合，每個用水單位最好有單獨的用水渠道，以便于管理和維護。（6）要考慮綜合利用，盡可能滿足其它用水部門的要求。（7）積

25、極開源節(jié)流，充分利用水土資源。有條件的灌區(qū)應建立長藤結瓜灌溉系統(tǒng)，以發(fā)揮塘庫的調(diào)蓄作用，擴大灌溉水源。（8）建筑物要盡量聯(lián)合修建，形成樞紐；要充分利用現(xiàn)有水利設施，降低工程造價。3干、支渠的規(guī)劃布置形式干、支渠的布置形式主要取決于地形條件，大致可以分為以下三種類型：（1）山區(qū)、丘陵區(qū)灌區(qū)的干、支渠布置山區(qū)、丘陵區(qū)地形比較復雜，崗沖交錯，起伏劇烈，坡度較陡，河床切割較深，比降較大，耕地分散，位置較高。一般需要從河流上游引水灌溉，輸水距離較長。所以，這類灌區(qū)干、支渠道的特點是：渠道高程較高，比降平緩，渠線較長而且彎曲較多，深挖、高填渠段較多，沿渠交叉建筑物較多。渠道常和沿途的塘壩、水庫相聯(lián)，形成長

26、藤結瓜式水利系統(tǒng)，以求增強水資源的調(diào)蓄利用能力和提高灌溉工程的利用率。山區(qū)、丘陵區(qū)的干渠一般沿灌區(qū)上部邊緣布置，大體上和等高線平行，支渠沿兩溪間的分水嶺布置，如圖5.4-3所示。在丘陵地區(qū)，如灌區(qū)內(nèi)有主要崗嶺橫貫中部，干渠可布置在崗脊上，大體和等高線垂直，干渠比降視地面坡度而定，支渠自干渠兩側分出，控制崗的兩側的坡地。圖5.4-3山區(qū)、丘陵區(qū)干支渠道布置（2）平原區(qū)灌區(qū)的干、支渠布置這類灌區(qū)大多位于河流中、下游地區(qū)的沖積平原，地形平坦開闊，耕地集中連片。山前洪積沖積扇，除地面坡度較大外，也具有平原地區(qū)的其他特征。河谷階地位于河流兩側，呈狹長地帶，地面坡度傾向河流，高處地面坡度較大，河流附近坡度

27、平緩，水文地質(zhì)條件和土地利用等情況和平原地區(qū)相似，這些地區(qū)的渠系規(guī)劃具有類似的特點，可歸為一類。干渠多沿等高線布置，支渠垂直等高線布置。如圖5.4-4所示。圖5.4-4平原區(qū)干支渠道布置（3）圩垸區(qū)灌區(qū)的干、支渠布置分布在沿江、濱湖低洼地區(qū)的圩垸區(qū)，地勢平坦低洼，河湖港汊密布，洪水位高于地面，必須依靠筑堤圈圩才能保證正常的生產(chǎn)和生活，一般沒有常年自流排灌的條件，普遍采用機電排灌站進行提排、提灌。面積較大的圩垸，往往一圩多站，分區(qū)灌溉或排澇。圩內(nèi)地形一般是周圍高、中間低。灌溉干渠多沿圩堤布置，灌溉渠系通常只有干、支兩級如圖5.4-5所示。圖5.4-5圩垸區(qū)干支渠布置4斗、農(nóng)渠的規(guī)劃布置（1）斗、

28、農(nóng)渠的規(guī)劃要求斗、農(nóng)渠的規(guī)劃和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求關系密切，除遵守前面講過的灌溉渠道規(guī)劃原則外，還應滿足下列要求： = 1 * GB3 適應農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理和機械耕作要求； = 2 * GB3 便于配水和灌水，有利于提高灌水工作效率； = 3 * GB3 有利于灌水和耕作的密切配合； = 4 * GB3 土地平整工程量較少。（2）斗渠的規(guī)劃布置斗渠的長度和控制面積隨地形變化很大。山區(qū)、丘陵地區(qū)的斗渠長度較短，控制面積較小，平原地區(qū)的斗渠較長，控制面積較大。我國北方平原地區(qū)一些大型自流灌區(qū)的斗渠長度般為35km，控制面積為30005000畝。斗渠的間距主要根據(jù)機耕要求確定，和農(nóng)渠的長度相適應。（3）農(nóng)渠的規(guī)

29、劃布置農(nóng)渠是末級固定渠道，控制范圍為一個耕作單元。農(nóng)渠長度根據(jù)機耕要求確定，在平原地區(qū)通常為5001000m，間距為200400m，控制面積為200600畝。丘陵地區(qū)農(nóng)渠的長度和控制面積較小。在有控制地下水位要求的地區(qū)，農(nóng)渠間距根據(jù)農(nóng)溝間距確定。（4）灌溉渠道和排水溝道的配合灌溉系統(tǒng)和排水系統(tǒng)的規(guī)劃要互相參照、互相配合、統(tǒng)盤考慮。斗、農(nóng)渠和斗、農(nóng)溝的關系則更為密切，他們的配合方式取決于地形條件、有以下兩種基本形式： = 1 * GB3 灌排相間布置在地形平坦或有微地形起伏的地區(qū)，宜把灌溉渠道和排水溝道交錯布置，溝、渠都是兩側控制，工程量較省。這種布置形式稱為灌排相間布置，如圖5.4-6（a）所

30、示。 = 2 * GB3 灌排相鄰布置在地面向一側傾斜的地區(qū)，渠道只能向一側灌水，排水溝也只能接納一邊的徑流灌溉渠道和排水溝道只能并行，上灌下排，互相配合。這種布置形式稱為灌排相鄰布置。見圖5.4-6（b）。圖5.4-6溝、渠配合方式（a）灌排相間布置；（b）灌排相鄰布置5渠系建筑物的規(guī)劃布置（1）引水建筑物從河流無壩引水灌溉時的引水建筑物就是渠首進水閘，其作用是調(diào)節(jié)引入干渠的流量；有壩引水時的引水建筑物是由攔河壩、沖沙閘、進水閘等組成的灌溉引水樞紐。其作用是壅高水位、沖刷進水閘前的淤沙、調(diào)節(jié)干渠的進水流量、滿足灌溉對水位、流量的要求，需要提水灌溉時修筑在渠首的水泵站和需要調(diào)節(jié)河道流量滿足灌溉

31、要求時修建的水庫，也均屬于引水建筑物。（2）配水建筑物配水建筑物主要包括分水閘和節(jié)制閘。 = 1 * GB3 分水閘建在上級渠道向下級渠道分水的地方。上級渠道的分水閘就是下級渠道的進水閘。斗、農(nóng)渠的進水閘慣稱斗門、農(nóng)門。分水閘的作用是控制和調(diào)節(jié)向下級渠道的配水流量，其結構形式有外敞式和涵洞式兩種。 = 2 * GB3 節(jié)制閘節(jié)制閘垂直渠道中心線布置，其作用是根據(jù)需要抬高上游渠道的水位或阻止渠水繼續(xù)流向下游。在下列情況下需要設置節(jié)制閘：a在下級渠道中，個別渠道進水口處的設汁水位和渠底高程較高，當上級渠道的工作流量小于設計流量時，就進水困難，為了保證該渠道能正常引水灌灌，要在分水口的下游設一節(jié)制閘

32、，壅高上游水位，滿足下級渠道的引水要求，見圖5.4-7。圖5.4-7節(jié)制閘與分水閘b下級渠道實行輪灌時，需在輪灌組的分界處設置節(jié)制閘，在上游渠道輪灌供水期間，用節(jié)制閘欄斷水流，把全部水量分配給上游輪灌組中的各條下級渠道。c為了保護渠道上的重要建筑物或險工渠段，退泄降雨期間匯入上游渠段的降雨徑流，通常在它們的上游設泄水閘，在泄水閘與被保護建筑物之間設節(jié)制閘，使多余水量從泄水閘流向天然河道或排水溝道。（3）交叉建筑物渠道穿越山崗、河溝、道路時，需要修建交叉建筑物。常見的交叉建筑物有隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞、橋梁等。（1）隧洞當渠道遇到山崗時，或因石質(zhì)堅硬，或因開挖工程量過大，往往不能采用深挖方渠道

33、，如沿等高線繞行，渠道線路又過長，工程量仍然較大，而且增加了水頭損失。在這種情況下，可選擇山崗單薄的地方鑿洞而過。（2）渡槽渠道穿過河溝、道路時，如果渠底高于河溝最高洪水位或渠底高于路面的凈空大于行駛車輛要求的安全高度時，可架設渡槽，讓渠道從河溝、道路的上空通過；渠道穿越洼地時，如采取高填方渠道工程量太大，也可采用渡槽。圖5.4-8表示渠道跨越河溝時的渡槽。圖5.4-8渡槽（3）倒虹吸渠道穿過河溝、道路時，如果渠道水位高出路面或河溝洪水位，但渠底高程卻低于路面或河溝洪水位時；或渠底高程雖高于路面，但凈空不能滿足交通要求時，就要用壓力管道代替渠道，從河溝、道路下面通過，壓力管道的軸線向下彎曲，形

34、似倒虹，見圖5.4-9。圖5.4-9倒虹吸（4）涵洞渠道與道路相交，渠道水位低于路面，而且流量較小時，常在路面下埋設平直的管道，叫做涵洞。當渠道與河溝相交，河溝洪水位低于渠底高程，而且河溝洪水流量小于渠道流量時，可用填方渠道跨越河溝，在填方渠道下而建造排洪涵洞。（5）橋梁渠道與道路相交，渠道水位低于路面，而且流量較大、水面較寬時，要在渠道上修建橋梁，滿足交通要求。（4）銜接建筑物當渠道通過坡度較大的地段時，為了防止渠道沖刷，保持渠道的設計比降，就把渠道分成上、下兩段，中間用銜接建筑物聯(lián)結，這種建筑物常見的有跌水和陡坡。見圖5.4-10和圖5.4-11。一般當渠道通過跌差較小的陡坎時，可采用跌水

35、；跌差較大、地形變化均勻時，可采用陡坡。圖5.4-10跌水圖5.4-11陡坡（5）泄水建筑物為了防止由于沿渠坡面徑流匯入渠道或因下級（游）渠道事故停水而使渠道水位突然升高，威脅渠道的安全運行，必須在重要建筑物和大填方段的上游以及山洪入渠處的下游修建泄水建筑物，泄放多余的水量。通常是在渠岸上修建溢流堰或泄水閘，當渠道水位越過加大水位時，多余水量即自動溢出或通過泄水閘渲泄出去，確保渠道的安全運行。泄水建筑物具體位置的確定，還要考慮地形條件，應選在能利用天然河溝、洼地等作為泄水出路的地方，以減少開挖泄水溝道的工程量。從多泥沙河流引水的干渠，常在進水閘后選擇有利泄水的地形，開挖泄水渠，設置泄水閘。根據(jù)

36、需要開閘泄水，沖刷淤積在渠首段的泥沙。為了退泄灌溉余水，干、交、斗渠的末端應設退水閘和退水渠。對于以上部分渠系建筑物的型式和水利計算請見本章5.11節(jié)，在此不作詳細介紹。5.4.3田間工程規(guī)劃田間工程通常包括最末級固定渠道（農(nóng)渠）和固定溝道（農(nóng)溝）之間的條田范圍內(nèi)的臨時渠道，排水小溝、田間道路、稻田的格田和田埂、旱地的灌水畦和灌水溝、小型建筑物以及土地平整等農(nóng)田建設工程。做好田間工程是進行合理灌溉、提高灌水工作效率、及時排除地面徑流和控制地下水位、充分發(fā)揮灌排工程效益、實現(xiàn)旱澇保收、建設高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)的基本建設工作。1田間工程的規(guī)劃要求和規(guī)劃原則（1）田間工程的規(guī)劃要求田間工程要有利于調(diào)

37、節(jié)農(nóng)田水分狀況、培育土壤肥力和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。為此，工程規(guī)劃應滿足以下基本要求： = 1 * GB3 有完善的田間灌排系統(tǒng)，旱地有溝、畦，種稻有格田，配置必要的建筑物，灌水能控制，排水有出路，消滅旱地漫灌和稻田串灌串排現(xiàn)象，并能控制地下水位，防止土壤過濕和產(chǎn)生土壤次生鹽漬化現(xiàn)象。 = 2 * GB3 田面平整，灌水時土壤濕潤均勻，排水時田面不留積水。 = 3 * GB3 田塊的形狀和大小要適應農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化需要，有利于農(nóng)業(yè)機械作業(yè)和提高土地利用率。（2）田間工程的規(guī)劃原則 = 1 * GB3 田間工程規(guī)劃是農(nóng)田基本建設規(guī)劃的重要內(nèi)容，必須在農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和水利建設規(guī)劃的基礎上進行。 = 2 * GB

38、3 田間工程規(guī)劃必須著眼長遠、立足當前，既要充分考慮農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的要求，又要滿足當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的實際需要，全面規(guī)劃，分期實施，當年增產(chǎn)。 = 3 * GB3 田間工程規(guī)劃必須因地制宜，講求實效，要有嚴格的科學態(tài)度，注重調(diào)查研究，走群眾路線。 = 4 * GB3 田間工程規(guī)劃要以治水改土為中心，實行山、水、田、林、路綜合治理，創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境。2條田規(guī)劃未級固定灌溉渠道（農(nóng)渠）和末級固定溝道（農(nóng)溝）之間的田塊叫做條田，有的地方稱為耕作區(qū)。它是進行機械耕作和田間工程建設的基本單元，也是組織田間灌水的基本單元。條田的基本尺寸要滿足以下要求：（1）排水要求在平原地區(qū)，當降雨強度大于土壤入滲速度時

39、，就要產(chǎn)生地面積水，積水深度和積水時間超過作物允許的淹水深度和允許的淹水時間時，就會危害作物生長。在地下水位較高的地區(qū)，當上升毛管水到達作物根系集中區(qū)時，就會招致土壤過濕。若地下水礦化度較高，還會引起表土層積鹽。為了排除地面積水和控制地下水位，最常見的排水措施就是開挖排水溝，排水溝應有一定的深度和密度，排水溝太深時容易坍塌，管理維修困難。因此，農(nóng)溝作為末級固定溝道，間距不能太大，般為100200m。（2）機耕要求機耕不僅要求條田形狀方整，還要求條田具有一定的長度。若條田太短、拖拉機開行長度太小，轉彎次數(shù)就多，生產(chǎn)效率低，機械磨損較大，消耗燃料也多。若條田太長，控制面積過大，不僅增加了平整土地的

40、工作量，而且由于灌水時間長，灌水和中耕不能密切配合，會增加土壤蒸發(fā)損失，在有鹽堿化威脅的地區(qū)還會加劇土壤返鹽。因此，從有利于機械耕作這一因素考慮，條田長度以400800m為宜。（3）田間用水管理要求在旱作地區(qū)，特別是機械化程度較高的大型農(nóng)場，為了在灌水后能及時中耕松土，減少土壤水分蒸發(fā)，防止深層土壤中的鹽分向表層聚積，一般要求一塊條田能在l2天內(nèi)灌水完畢。從便于組織灌水考慮，條田長度以不超過500600m為宜。綜上所述，條田大小既要考慮除澇防漬和機械化耕作的要求，又要考慮田間用水管理要求，寬度一般為l00200m，長度以400800m為宜。3稻田區(qū)的格田規(guī)劃水稻田一般都采用淹灌方法，需要在田間

41、保持一定深度的水層。因此，在種稻地區(qū)，田間工程的一項主要內(nèi)容就是修筑田埂，用田埂把平原地區(qū)的條田或山丘地區(qū)的梯田分割成許多矩形或方形田塊，稱為格田。田埂的高度要滿足田間蓄水要求，一般為2030cm，埂頂兼作田間管理道路，寬約3040cm。格田是平整土地、田間耕作和用水管理的獨立單元。格田的長邊通常沿等高線方向布置，其長度一般為農(nóng)渠到農(nóng)溝之間的距離。溝、渠相間布置時，格田長度一般為100150m；溝、渠相鄰布置時，格田長度為200300m，格田寬度根據(jù)田間管理要求而定，一般為1520m。在山丘地區(qū)的坡地上，農(nóng)渠垂直等高線布置，可灌排兩用。格田長度根據(jù)機耕要求確定，格田寬度視地形坡度而定，坡度大的

42、地方應選較小的格田寬度，以減少修筑梯田和平整土地的工程量。稻田區(qū)不需要修建田間臨時渠網(wǎng)。在平原地區(qū)，農(nóng)渠直接向格田供水，農(nóng)溝接納格田排出的水量，每塊格田都應有獨立的進、出水口，如圖5.4-12所示：圖5.4-12稻田區(qū)田間灌排工程布置5.4.4灌溉渠道流量推算渠道流量是渠道和渠系建筑物設計的基本依據(jù)。渠道流量計算是渠道設計的重要內(nèi)容。正確地計算渠道流量，關系到工程造價、灌溉效益和農(nóng)業(yè)增產(chǎn)。設計渠道時，需要用到設計流量、最小流量和加大流量，分別作為設計與校核之用。下面主要介紹這三種流量的計算方法。1渠道的設計流量渠道設計流量是指在設計年內(nèi)作物灌水期間渠道需要通過的最大流量，或者說渠道在正常工作條

43、件下需要通過的流量，因而又叫正常流量。它是設計渠道縱橫斷面和渠系建筑物的主要依據(jù)。渠道的設計流量與渠道的灌溉面積、作物組成和灌溉制度、渠道的工作制度以及渠道的輸水損失等因素有關。（1）渠道流量的有關術語灌溉水從渠首引入并經(jīng)各級渠道輸送到田間，各處的流量都不相同。因而在渠道流量計算中就會遇到不同的流量術語和概念，為以后敘述方便，先介紹如下： = 1 * GB3 渠道田間凈流量該流量是指渠道應該送到田間的流量，或者說田間實際需要的渠道流量，用表示。 = 2 * GB3 渠道凈流量和毛流量對一個渠段而言，段首處的流量為毛流量，段末處的流量為凈流量。對一條渠道來說，該渠道引水口處的流量為毛流量，同時自

44、該渠道引水的所有下一級渠道分水口的流量之和為凈流量。毛流量和凈流量分別用和表示。渠道的設計流量應該是毛流量。 = 3 * GB3 渠道損失流量該流量是指渠道在輸水過程中損失掉的流量，用表示。很顯然，渠道的毛流量、凈流量和損失流量之間有如下的關系：+（5.4-8）（2）渠道輸水損失的估算渠道在輸水過程中一定要損失掉一部分流量或水量，稱為渠道的輸水損失。在進行渠道流量計算時，必須計入輸水損失流量。渠道輸水損失包括水面蒸發(fā)損失、漏水損失和滲水損失三部分。水面蒸發(fā)損失是指由渠道水面蒸發(fā)掉的水量，其數(shù)量很小，一般只占輸水損失的1.5左右，可以忽略不計。漏水損失是指由于地質(zhì)條件不良、施工質(zhì)量較差、管理維修

45、不善以及生物作用等因素而形成的漏洞、裂隙、或渠堤決口和建筑物漏水等所損失的水量，一般約占輸水損失的15左右。而這些損失都應該是可以避免的，如提高施工質(zhì)量；加強管理養(yǎng)護等，其數(shù)值可以大大減小。漏水損失的具體數(shù)值，可根據(jù)渠道的實際情況估算確定，在渠道流量計算時，一般不予計入。經(jīng)渠床土壤的滲水損失是指通過渠床土壤孔隙滲漏掉的水量，是渠道輸水損失的主要部分，是經(jīng)常存在的、不能完全避免的水量損失，一般占輸水損失的80以上。渠道的輸水損失估算主要是滲水損失的估算，并把它近似的作為渠道的總輸水損失。渠道輸水損失，在已成灌區(qū)的管理運用中，應通過實測確定；在新建灌區(qū)的規(guī)劃設計中，可用經(jīng)驗公式和水的利用系數(shù)進行計

46、算和表示。 = 1 * GB3 用經(jīng)驗公式估算影響滲水損失的主要因素有：渠床土壤物理性質(zhì)、渠床斷面形式和渠中水深、沿渠地下水埋深和出流情況、渠道工作制度、渠道施工質(zhì)量和淤積情況以及渠道的防滲措施等。渠道的滲水損失隨著渠道的滲流過程而變化?，F(xiàn)將渠道的滲流過程簡介如下：渠道的滲流過程一般可分為自由滲流和頂托滲流兩個階段。渠道開始輸水時，渠水沿垂直渠底和邊坡的方向下滲，首先濕潤緊靠渠床的土層，形成濕潤圈，隨著滲水時間的增長，滲水量逐漸增多，濕潤層不斷增大，濕潤圈也隨之擴大。直到濕潤層和地下水面相接觸為第一階段。這一階段以垂直下滲為主，稱為濕潤渠底以下土層階段或垂直滲流階段，見圖5.4-13（a）。之

47、后，渠水繼續(xù)下滲，并補給地下水，使渠床正下方的地下水面首先抬高，形成水峰，隨著滲水時間的延長，滲水量逐漸增多，地下水峰也越來越高，直至和渠底相接為第二階段，稱為形成地下水峰階段，見圖5.4-13（b）。以上兩個階段，渠道滲水都不受地下水的頂托影響，屬于自由滲流階段。自地下水峰上升至渠底，渠中水和地下水連為一體開始，渠道的滲水將受到地下水的頂托作用，渠道滲流進入頂托滲流階段，見圖5.4-13（c）。這時，滲水將向兩側擴展，轉入以側向滲流為主。自由滲流發(fā)生在渠道過水的初期，或地下水埋藏較深，以及地下水出流條件較好的地區(qū)。而當渠道長期輸水、地下水位較高和出流條件較差的地區(qū)則可能出現(xiàn)頂托滲流。圖5.4

48、-13渠道滲流過程示意圖（a）濕潤渠底以下土層階段渠道自由滲流（b）形成地下水峰階段渠道自由滲流（c）渠道頂托滲流a自由滲流情況下的滲水損失估算。滲流情況下，滲水損失常用下列經(jīng)驗公式進行估算，即（5.4-9）（5.4-10）（5.4-11）式中：每公里長渠道的輸水損失系數(shù)；、分別為渠床土壤透水系數(shù)和透水指數(shù)，可根據(jù)實測資料確定，無實測資料時，可采參見灌溉與排水工程設計規(guī)范中的數(shù)值；渠道凈流量（m3/s）；每公里長渠道滲水損失流量L/（skm）；渠道長度（km）；渠道滲水損失流量（m3/s）。b頂托滲流情況下的滲水損失估算。頂托滲流時，渠道的滲水損失將減小，常用自由滲流損失流量公式（5.4-10

49、）計算出s值，再乘以修正系數(shù)進行計算，即（5.4-12）校正系數(shù)可根據(jù)渠道流量和沿渠地下水埋深參考灌溉與排水工程設計規(guī)范中的土渠滲水損失修正系數(shù)表中的數(shù)值。c有防滲措施時的滲水損失估算。渠道采取防滲措施后，其滲水損失將顯著減少，無實測資料時，可用未防滲時的s值乘以減少系數(shù)進行估算，即（5.4-13）減少系數(shù)的值可參考灌溉與排水工程設計規(guī)范中的襯砌渠道滲水損失修正系數(shù)表中的數(shù)值。應當指出，以上各式都是建立在渠道凈流量沿程不變的基礎上，這與實際不符。事實上渠道凈流量是沿程減少的，它是渠長的函數(shù)。因此，當渠長較大（如大于l0km）時，用上述各式算出的結果誤差較大。此時，可用積分法直接計算渠道的毛流量

50、，需要時可參考農(nóng)田水利的相關書籍。 = 2 * GB3 用水的利用系數(shù)估算水的利用系數(shù)是反映渠道輸水損失大小和灌溉水有效利用程度的一個重要指標，也是衡量灌區(qū)工程質(zhì)量好壞、管理水平和灌水技術水平高低的一個綜合指標。用水的利用系數(shù)，可以估算渠道的損失流量，也可直接用來計算渠道的設計流量。常用的水的利用系數(shù)有以下四種：a田間水利用系數(shù)：是指農(nóng)渠的田間凈流量與農(nóng)渠的凈流量之比值，即（5.4-14）在田間工程完善、灌水技術良好的條件下，旱作農(nóng)田的田間水利用系數(shù)可以達到0.9以上，水稻田的田間水利用系數(shù)可以達到0.95以上。b渠道水利用系數(shù)：是指某一條渠道的凈流量與毛流量的比值，即（5.4-15）c渠系水

51、利用系數(shù)：是指某渠道系統(tǒng)控制灌溉面積上的田間凈流量與該渠系最上一級渠道引水口處的毛流量的比值，也可用該渠道系統(tǒng)中各級渠道的渠道水利用系數(shù)與田間水利系數(shù)的連乘積來表示，如（5.4-16）（49）d灌溉水利用系數(shù)：是指實際進入全灌區(qū)灌溉面積上的田間凈流量與干渠渠首毛流量的比值，即（5.4-17）灌溉與排水工程設計規(guī)范（GB52088-99）規(guī)定，渠系水利用系數(shù)一般不應低于表5.4-7所列的數(shù)值。旱作灌區(qū)田間水利用系數(shù)設計值不應低于0.90，水稻灌區(qū)田間水利用系數(shù)設計值不應低于0.95。表5.4-7渠系水利用系數(shù)灌區(qū)面積（萬畝）303011渠系水利用系數(shù)0.550.650.75（3）渠道的配水方式渠

52、道的配水方式是指渠道的供水秩序，又叫渠道的工作制度，一般有續(xù)灌和輪灌兩種。 = 1 * GB3 續(xù)灌和輪灌灌溉時上一級渠道同時向所有下一級渠道供水的配水方式叫續(xù)灌；灌溉時上一級渠道對預先劃分好的下一級渠道輪灌組進行輪流供水的配水方式叫輪灌。灌溉期間連續(xù)輸水的渠道叫續(xù)灌渠道，輪流輸水的渠道叫輪灌渠道。輪灌的優(yōu)點是，渠道流量集中，同時工作的渠道長度短，輸水時間短，輸水損失小，有利于與農(nóng)業(yè)措施結合和提高灌水工作效率。缺點是，渠道流量大，渠道和建筑物工程量大；流量過于集中，會造成灌水和耕作時勞力緊張；在干旱季節(jié)還會影響各用水單位受益均衡。續(xù)灌的優(yōu)缺點與輪灌相反。選擇配水方式，應根據(jù)灌區(qū)實際情況，因地制

53、宜地確定。在規(guī)劃設計階段，為了減少輸水損失，節(jié)省工程量，便于管理和滿足各用水單位的用水要求，一般多采用干、支渠續(xù)灌，斗、農(nóng)渠輪灌。在管理運用階段，如遇天氣干旱，水源供水不足，干、支渠也可實行輪灌，以保持渠道必要的控制水位和減少輸水損失。一般當渠首引水流量低于正常流量的4050時，干、支渠即應進行輪灌。 = 2 * GB3 輪灌方式輪灌的方式有如下兩種：a分組集中輪灌。按相鄰的渠道進行編組，上級渠道自下而上的按組依次輪流供水，見圖5.4-14（a）。b分組插花輪灌。將渠道插花交叉編組，上級渠道按組輪流供水，見圖5.4-14（b）。分組集中輪灌，上級渠道的工作長度短，輸水損失小，但可能引起勞力緊張

54、和用水單位受益不均衡。分組插花輪灌的優(yōu)缺點與集中輪灌的相反。圖5.4-14輪管方式示意圖（a）分組集中輪灌；（b）分組插花輪灌 = 3 * GB3 輪灌組的劃分原則a應使各輪灌組的灌溉面積基本相等，以利于配水。b應使輪灌組內(nèi)的渠道相對集中，以縮短渠道工作長度，減少輸水損失，提高水的利用系數(shù)。c盡量使各用水單位受益均衡。d不致使渠道流量過大，以減少工程量和降低工程造價。e要照顧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和群眾用水習慣，盡量把一個生產(chǎn)單位的渠道劃分在一個輪灌組內(nèi)，以利于與農(nóng)業(yè)措施和灌水工作配合，便于調(diào)配勞力和組織灌水。f對已成灌區(qū)，還應與渠道的輸水能力相適應。輪灌組的數(shù)目不宜過多或過少，一般以23組為宜。（4）

55、渠道設計流量推算因為輪灌渠道的輸水時間小于灌水延續(xù)時間，所以，不能直接根據(jù)設計灌水模數(shù)和灌溉面積自下而上的推算渠道設計流量。常用的方法是：根據(jù)輪灌組劃分情況自上而下逐級分配末級續(xù)灌渠道（般為支渠）的田間凈流量，再自下而上逐級計入輸水損失水量，推算各級渠道的設計流量。 = 1 * GB3 輪灌渠道設計流量a自上而下分配末級續(xù)灌渠道的田間凈流量以圖5.4-15為例，支渠為末級續(xù)灌渠道，斗、農(nóng)渠的輪灌組劃分方式為集中編組，同時工作的斗渠有兩條，農(nóng)渠有四條。為了使討論具有普遍性，設同時工作的斗渠為n條，每條斗渠里同時工作的農(nóng)渠為k條。圖5.4-15渠道輪灌示意圖1）計算支渠的設計田間凈流量。在支渠范圍

56、內(nèi)，不考慮損失水量的設計田間凈流量為：（5.4-18）式中一支渠的田間凈流量，m3/s；一支渠的灌溉面積，萬畝；設計灌水模數(shù)，m3/（s萬畝）。2）由支渠分配到每條農(nóng)渠的田間凈流量：（5.4-19）式中農(nóng)渠的田間凈流量，m3/s。在丘陵地區(qū)，受地形限制，同一級渠道中各條渠道的控制面積可能不等。在這種情況下，斗、農(nóng)渠的田間凈流量應按各條渠道的灌溉面積占輪灌組灌溉面積的比例進行分配。b自下而上推算各級渠道的設計流量1）計算農(nóng)渠的凈流量。先由農(nóng)渠的田間凈流量計入田間損失水量，求得田間毛流量，即農(nóng)渠的凈流量。按公式（5.4-20）計算，（5.4-20）式中符號意義同前。2）推算各級渠道的設計流量（毛流

57、量）。根據(jù)農(nóng)渠的凈流量自下而上逐級計入渠道輸水損失，得到各級渠道的毛流量，即設計流量。由于有兩種估算渠道輸水損失水量的方法，由凈流量推算毛流量也就有兩種方法。 = 1 * roman i用經(jīng)驗公式估算輸水損失的計算方法。根據(jù)渠道凈流量、渠床土質(zhì)和渠道長度用公式（5.4-21）計算。（5.4-21）式中渠道的毛流量，m3/s；渠道的凈流量，m3/s；每公里渠道損失水量與凈流量比值；最下游一個輪灌組灌水時渠道的平均工作長度，km。計算農(nóng)渠毛流量時，可取農(nóng)渠長度的一半進行估算。 = 2 * roman ii用經(jīng)驗系數(shù)估算輸水損失的計算方法。根據(jù)渠道的凈流量和渠道水利用系數(shù)用公式（5.4-22）計算渠

58、道的毛流量。（5.4-22）在大、中型灌區(qū)，支渠數(shù)量較多，支渠以下的各級渠道實行輪灌。如果都按上述步驟逐條推算各條渠道的設計流量，工作量很大。為了簡化計算，通常選擇一條有代表性的典型支渠（作物種植、土壤性質(zhì)、灌溉面積等影響渠道流量的主要因素具有代表性），按上述方法推算支、斗、農(nóng)渠的設計流量，計算支渠范圍內(nèi)的灌溉水利用系數(shù)，以此作為擴大指標，用下式計算其余支渠的設計流量。（5.4-23）同樣，以典型支渠范圍內(nèi)各級渠道水利用系數(shù)作為擴大指標，可計算出其他支渠控制范圍內(nèi)的斗、農(nóng)渠的設汁流量。 = 2 * GB3 續(xù)灌渠道設計流量計算續(xù)灌渠道一般為干、支渠道，渠道流量較大，上、下游流量相差懸殊，這就要

59、求分段推算設計流量，各渠段采用不同的斷面。另外，各級續(xù)灌渠道的輸水時間都等于灌區(qū)灌水延續(xù)時間，可以直接由下級渠道的毛流量推算上級渠道的毛流量。所以，續(xù)灌渠道設汁流量的推算方法是自下而上逐級、逐段進行推算。由于渠道水利用系數(shù)的經(jīng)驗值是根據(jù)渠道全部長度的輸水損失情況統(tǒng)計出來的，它反映出不同流量在不同渠段上運行時輸水損失的綜合情況，而不能代表某個具體渠段的水量損失情況。所以，在分段推算續(xù)灌渠道設計流量時，一般不用經(jīng)驗系數(shù)估算輸水損失水量，而用經(jīng)驗公式估算。具體推算方法以圖5.4-16為例說明如下：圖5.4-16干渠流量推算圖圖中表示的渠系有一條干渠和四條支渠，各支渠的毛流量分別為，支渠取水口把干渠分

60、成三段，各段長度分別為，各段的設計流量分別為、，計算公式如下：（5.4-24）（5.4-25）（5.4-26）2渠道的最小流量從設計年的灌溉用水流量過程線可知，在灌溉用水過程中，渠道通過的流量是變化的，有時大有時小。其中最大的流量就是前面所講的渠道設計流量，而最小的流量也是在設計年份渠道中必定要通過的一種流量，稱為渠道最小流量。渠道中之所以會出現(xiàn)最小流量，一方面是由于灌溉種植面積較小或灌水定額較小的作物時需要的流量較??；另一方面是當水源來水流量較小時，渠道中也可能會出現(xiàn)最小流量。當渠道通過最小流量時，其渠中水位和流速必定相應降低和減小，這就可能造成下一級渠道引水困難和渠道淤積。因此，需要計算最