《农田灌溉》课件

农田灌溉目录第一部分灌溉概述第二部分灌溉水源与水质了解灌溉的基本概念、发展历史、分类方法以及与农业生掌握不同类型水源特点、水质要求、资源调配与保护措施产的关系第三部分灌溉系统与渠道第四部分灌溉方法与技术学习灌溉工程系统设计、渠道建设、泵站配置等基础设施第一部分灌溉概述学习目标重点内容通过本部分学习，深入理解灌溉的基本概念和重要意义掌握灌重点掌握灌溉与农业生产的内在关系，学会运用科学方法分析灌溉发展的历史脉络，了解我国古代灌溉工程的伟大成就溉对作物生长的影响机理•灌溉定义与分类方法•灌溉增产机理分析•灌溉历史发展脉络•作物需水规律研究•灌溉需水量计算基础•灌溉分类体系建立灌溉的定义与意义增产增效抗旱保障土壤改良灌溉通过及时补充在干旱年份，灌溉科学灌溉能够改善作物需水，可使粮能够有效减轻自然土壤结构，促进土食作物增产20-灾害影响，保障农壤微生物活动，提50%，经济作物业生产稳定，维护高土壤肥力，为作增产幅度更大，显国家粮食安全物创造良好生长环著提高农业生产效境益战略意义灌溉农业是保障国家粮食安全的重要基础，对维护社会稳定和经济发展具有重要战略意义灌溉发展历史古代灌溉公元前256年都江堰建成，战国时期郑国渠开凿，我国古代灌溉工程技术达到世界先进水平，为农业文明奠定基础近代发展19-20世纪，引入现代水泵技术和混凝土材料，灌溉工程规模扩大，机械化程度提高，灌溉面积快速增长现代技术21世纪以来，节水灌溉技术快速发展，智能化、精准化成为主要趋势，滴灌、喷灌等技术广泛应用智慧灌溉物联网、大数据、人工智能等新兴技术与灌溉深度融合，智慧灌溉系统实现精准控制和智能决策灌溉与农业生产关系灌溉分类按水源分类•地表水灌溉利用河流、湖泊、水库等•地下水灌溉开采浅层或深层地下水•非常规水源雨水收集、污水处理回用按灌溉方法分类•地面灌溉畦灌、沟灌、漫灌•喷灌固定式、移动式、半固定式•微灌滴灌、微喷灌、渗灌按灌溉对象分类•农田灌溉粮食作物、经济作物•园林灌溉果树、花卉、草坪•林地灌溉人工林、防护林按灌溉周期分类•常规灌溉定期按需供水•补充灌溉降雨不足时补水•调节灌溉调节土壤温度湿度灌溉需求计算基础参考蒸发蒸腾量采用彭曼-蒙蒂斯方程计算参考作物蒸发蒸腾量ET0，考虑气温、湿度、风速、日照等气象因子的综合影响作物系数确定根据作物种类和生育期确定作物系数Kc，计算实际蒸发蒸腾量ETc=ET0×Kc，体现不同作物需水特性有效降雨计算统计分析历年降雨资料，计算有效降雨量Pe，扣除径流损失和深层渗漏，确定对作物有效的降雨贡献灌溉需水量灌溉需水量等于作物需水量减去有效降雨量，再考虑灌溉水利用系数，确定实际灌溉用水定额第二部分灌溉水源与水质地表水源地下水源河流、湖泊、水库等天然和人工水体，水量浅层和深层地下水，水质稳定但开采成本较丰富但季节变化大高，需防止过度开采雨水资源再生水源收集利用自然降水，成本低廉但受气候条件处理后的生活污水、工业废水，经济环保但限制较大需严格水质控制灌溉水源类型地表水资源地下水资源我国地表水资源总量约

2.8万亿立方米，但分布极不均匀南方全国地下水资源量约8700亿立方米，主要分布在松辽平原、华水资源丰富，占全国总量的81%，北方仅占19%主要包括江河北平原、江汉平原等地区地下水水质相对稳定，受污染程度较径流、湖泊蓄水、水库调蓄等形式轻，是重要的战略储备水源地表水具有补给来源广泛、开发利用相对容易的优点，但受降雨但地下水开采成本较高，过度开采导致地下水位下降、地面沉降影响较大，年际和季节变化显著，需要建设调蓄工程保障供水安等问题华北地区地下水超采严重，形成大面积漏斗区，亟需加全强保护和治理灌溉水质要求水质指标一级标准二级标准三级标准pH值

6.5-

8.

56.0-

9.

05.5-

9.5全盐量mg/L≤500≤1000≤2000氯离子mg/L≤250≤350≤500硫酸根mg/L≤300≤500≤1000灌溉水质直接影响作物生长和土壤环境高盐分水质会导致土壤盐碱化，影响作物根系吸水；重金属超标会在作物中富集，威胁食品安全因此必须建立完善的水质监测体系，定期检测各项理化指标，确保灌溉用水符合农业用水标准要求水资源调配与管理优化配置统筹考虑多种水源，实现效益最大化联合调度协调地表水与地下水开发利用区域规划因地制宜制定水资源开发策略基础调查摸清水资源家底和开发潜力水资源调配需要综合考虑水源条件、用水需求、工程条件和环境约束等因素建立流域-区域-灌区三级调配体系，实现跨流域、跨区域水资源统一调度，提高水资源配置效率和保障程度水源保护与可持续利用源头保护建立水源地保护区，实施严格的环境准入制度，控制污染源排放，维护水源地生态环境质量加强流域上游植被恢复，提高水源涵养能力节约利用推广节水灌溉技术，提高灌溉水利用效率建立用水总量控制和定额管理制度，促进水资源集约利用和循环利用综合治理实施地下水超采区综合治理，通过限采、节水、调水等措施，逐步实现地下水采补平衡，保障水资源可持续利用第三部分灌溉系统与渠道渠首工程包括取水枢纽、沉砂池、引水渠等设施，负责从水源安全可靠地引水进入灌溉系统输配水工程由干渠、支渠、斗渠、农渠组成的四级渠系，将水源输送分配到各灌溉区域田间工程包括田间灌溉设施、排水沟渠、道路交通等，实现田间精准配水和排水配套建筑物分水闸、量水设施、跌水建筑物等，保障灌溉系统安全稳定运行灌溉渠道系统概述渠系分级系统特点灌溉渠系按功能和规模分为四级干渠承担主要输水任务，设计灌溉渠系具有树状分布特征，水流从主干向支脉逐级分流渠道流量大，输水距离长；支渠从干渠分水，向各灌溉片区配水；斗断面自上而下逐渐减小，输水能力逐级降低整个系统需要协调渠进一步细分水流；农渠直接向田间供水运行，统一调度，确保各级用水需求得到满足•干渠控制灌溉面积5-50万亩•分级输水，逐级减量•支渠控制灌溉面积1-10万亩•重力自流，节约能耗•斗渠控制灌溉面积

0.2-2万亩•多级控制，灵活调节•农渠控制灌溉面积200-2000亩•配套完善，管理便民渠首工程拦河坝进水闸沉砂池拦蓄河水，抬高水位，控制引水流量，调节水去除水中泥沙杂质，减保证渠道能够引到足够位，防止洪水倒灌，保少渠道淤积，延长工程的水量，是渠首工程的障引水安全和渠道运行使用寿命，降低维护成核心建筑物稳定本提水设施在水位较低或地形不利时，通过泵站提升水位，保证渠道正常引水输配水工程田间灌溉工程田块规整沟渠配套合理划分田块大小，平整土地，建设田建设灌水沟、排水沟，形成完整的田间间道路系统，为机械化作业创造条件水利网络，实现灌排分离配套设施控制设施建设田间道路、桥涵、通讯设施等，提安装闸门、量水设备等控制设施，实现高田间管理便利性和效率精准配水和用水计量渠系建筑物分水建筑物量水设施包括分水闸、分水箱等设施，用于将上级渠道来水按需分配到下级采用三角堰、矩形堰、巴歇尔槽等量水设备，准确计量通过流量，渠道设计时需要保证分水比例准确，水位稳定，操作方便为灌溉管理和水费征收提供依据跌水建筑物交叉建筑物在地形陡峭地段设置跌水、陡坡等消能设施，防止渠道冲刷破坏，渡槽、倒虹吸、涵洞等设施解决渠道与河流、道路、管线的交叉问保障工程安全运行题，保证渠道连续畅通灌溉泵站水泵选型根据扬程、流量确定水泵类型和型号泵房设计合理布置泵房建筑和设备安装自动控制安装自动化控制系统实现远程操作运行维护建立完善的运行管理和维护制度泵站设计需要根据灌溉面积、作物需水规律、水源条件等确定装机容量和运行方式现代泵站普遍采用变频调速技术，能够根据用水需求自动调节水泵转速，既节约能耗又延长设备寿命建立泵站群联合调度系统，可以实现多个泵站协调运行，提高供水保证率渠道防渗技术40%95%渗漏损失防渗效率未防渗土渠的典型渗漏损失率混凝土衬砌渠道的防渗效果年倍302-3使用寿命投资回收优质防渗工程的设计使用年限防渗工程通过节水获得的经济效益渠道防渗是提高灌溉水利用效率的重要措施土质渠道渗漏损失严重，特别是在透水性强的砂土地区采用混凝土衬砌、塑料薄膜、膨润土防水毯等防渗技术，可以显著减少渗漏损失，提高输水效率防渗技术选择需要综合考虑工程投资、防渗效果、施工条件和维护成本等因素第四部分灌溉方法与技术灌溉方法的选择直接影响灌溉效果、工程投资和运行成本传统的地面灌溉方法简单易行，投资较少，但水利用效率相对较低喷灌和微灌等现代灌溉技术能够显著提高水利用效率，实现精准灌溉，但设备投资和技术要求较高近年来智能灌溉技术快速发展，为实现精准、高效、节水灌溉提供了新的解决方案地面灌溉技术畦灌技术沟灌技术将田地划分为若干畦田，四周筑埂，从畦首放水，水流在畦田内在作物行间开挖灌水沟，水从沟内渗透到作物根部适用于行距平铺流动适用于地势平坦、土质较好的地区，特别适合水稻、较大的作物如玉米、棉花、果树等，能够避免水分直接接触作物小麦等作物灌溉茎叶，减少病害发生•畦田长度50-100米•沟深20-40厘米•畦宽3-10米不等•沟间距60-200厘米•灌水定额100-150mm•灌水定额80-120mm•水利用系数

0.6-

0.8•水利用系数

0.7-

0.85喷灌技术精确控制可精确控制灌水时间和水量适应性强适用于各种地形和作物类型省水省工水利用效率高，减少人工投入水质要求需要清洁水源，防止喷头堵塞喷灌系统主要由水源、加压设备、输水管道和喷头组成根据移动方式分为固定式、半固定式和移动式喷灌喷灌强度应与土壤入渗速率相匹配，避免产生地表径流喷灌水利用系数可达

0.8-

0.9，特别适用于透水性强的土壤和经济价值较高的作物微灌技术精准供水水肥一体自动控制直接向作物根可以同时进行配合传感器和部供水，避免灌溉和施肥，控制系统，可水分蒸发损提高肥料利用实现全自动化失，水利用效效率，减少环精准灌溉管理率可达95%以境污染上经济效益虽然初期投资较高，但通过节水增产可获得良好的经济回报智能灌溉技术传感器监测土壤水分传感器、气象站等设备实时监测土壤湿度、气温、降雨等环境参数，为灌溉决策提供准确数据支撑智能决策基于作物需水模型和环境监测数据，系统自动计算最佳灌溉时间和水量，制定个性化灌溉方案自动执行通过电磁阀、变频器等设备自动控制灌溉系统启停，实现无人值守的精准灌溉作业数据分析收集分析历史灌溉数据，不断优化算法模型，提高灌溉决策的准确性和系统运行效率灌溉机械与设备特殊灌溉技术水肥一体化技术将灌溉与施肥相结合，通过灌溉系统将液体肥料直接输送到作物根部，实现精准施肥该技术可提高肥料利用率30-50%，减少环境污染，特别适用于设施农业和经济作物种植调亏灌溉技术在作物对水分不敏感的生育期适度控制灌水量，使作物承受一定程度的水分胁迫，从而提高水分利用效率该技术能够在保证产量的前提下显著节约用水，在干旱地区应用前景广阔间歇灌溉技术采用间歇供水方式，既满足作物需水要求，又避免水分过量供应该技术特别适用于水稻等水田作物，可以节水20-30%，同时减少甲烷等温室气体排放，具有良好的环境效益作物需水规律灌溉制度设计灌溉定额确定根据作物需水量、降雨量、土壤持水能力等因素计算灌溉定额一般粮食作物灌溉定额为300-500mm，经济作物为400-800mm灌水时间安排结合作物生育期、土壤墒情、气象预报等信息确定灌水时间关键生育期必须保证充足供水，其他时期可适当调节灌水量计算单次灌水量以湿润计划湿润层为准，一般为30-80mm要避免过量灌溉造成深层渗漏和养分流失灌水次数确定根据作物全生育期需水总量和单次灌水量确定灌水次数，通常为3-8次不等，需要统筹考虑劳动力和设备条件灌溉与施肥技术肥料溶解浓度控制选择水溶性好的肥料品种，确保完全溶严格控制肥液浓度，一般不超过

0.3%，解，避免堵塞灌溉系统，常用尿素、磷过高浓度会烧伤作物根系，影响养分吸酸二铵等速溶肥料收效果精准投放施肥时机通过滴灌或微喷系统将肥液直接输送到结合作物营养需求规律安排施肥时间，根部土壤，提高肥料利用率，减少环境苗期以氮肥为主，花果期增加磷钾肥比污染例节水灌溉技术体系农艺节水工程节水通过选育抗旱品种、调整种植结构、改进栽培方式等农艺措施实通过完善灌溉基础设施，采用先进灌溉技术设备实现节水重点现节水推广覆盖保墒、深松整地、合理密植等技术，提高天然发展管道输水、喷灌滴灌、渠道防渗等工程措施，减少水分损降水利用效率失•选育节水抗旱品种•渠道防渗衬砌•地膜覆盖保墒技术•管道输水系统•深松整地蓄水技术•喷滴灌精准技术•合理密植调控技术•智能控制设备第五部分灌溉与排水灌排平衡统筹考虑灌溉和排水需求系统配套建设完整的灌排工程体系生态保护维护农田生态环境健康循环利用实现水资源循环高效利用灌溉与排水是农田水利建设的两个重要方面，既相互独立又密切关联科学的灌排系统能够在保证作物正常生长用水的同时，及时排除多余水分，防止涝渍灾害现代农田水利建设强调灌排并重，统筹规划，建设高标准农田，为现代农业发展提供坚实的基础设施保障农田灌排关系互补关系灌溉补充水分，排水排除积水，两者协调配合维持土壤适宜含水量平衡关系通过灌排调节实现农田水盐平衡，防止土壤次生盐碱化和地下水位异常循环关系排水可以回收利用，与灌溉形成良性循环，提高水资源利用效率合理的灌排系统设计需要充分考虑当地的气候条件、土壤性质、地形地貌等自然因素，以及作物种类、种植制度等农业生产条件在湿润地区以排水为主、灌溉为辅，在干旱地区以灌溉为主、排水为辅，在半干旱半湿润地区则需要灌排并重，灵活调节农田排水系统地面排水•排水沟渠系统建设•田间坡度合理规划•排水口科学布置•雨水快速排放通道地下排水•暗管排水系统•排水管材选择•埋深间距设计•出水口防淤措施排水建筑物•排水泵站设计•闸门控制设施•沉砂池除污设施•渠道维护设施排水管理•排水标准制定•运行调度管理•维护保养制度•水质监测体系涝渍灾害防治预警监测建立气象水文监测网络，及时发布暴雨洪水预警信息，为防汛抗涝提供科学依据工程防护建设排涝泵站、排水渠道、蓄滞洪区等工程设施，提高排涝能力和防洪标准应急响应制定应急预案，组织应急排涝，及时抢排积水，最大程度减少农业损失灾后恢复开展生产自救，修复水毁工程，补种改种作物，尽快恢复农业生产盐碱地改良年15%3-5盐碱地比例改良周期全国耕地中盐碱地所占比例轻中度盐碱地综合改良时间50-80%

0.3%产量提升含盐临界改良后作物产量增长幅度大多数作物耐受的土壤含盐量上限盐碱地改良需要采用水利、农艺、化学、生物等综合措施通过大水洗盐、种植耐盐作物、施用改良剂等方法，逐步降低土壤盐分含量，改善土壤理化性质建立完善的排水系统是盐碱地改良的关键，能够及时排除洗盐水和地下咸水，防止盐分重新积累排水技术与环境保护水质净化生态修复资源回用通过沉淀池、人工湿地建设生态排水沟渠，种收集处理农田排水用于等设施处理农田排水，植水生植物，营造良好灌溉，实现水资源循环去除泥沙和污染物，保的田园生态景观，促进利用，提高水资源利用护水环境质量生物多样性效率监测管控建立排水水质监测体系，严格控制农药化肥使用量，从源头减少农业面源污染第六部分灌溉管理与效益评价组织管理经济管理建立健全灌区管理体制，明确管理职责，提完善水价机制，加强用水计量，建立合理的高管理效率水费征收制度效益评价调度管理建立综合效益评价体系，定量分析灌溉的经科学制定灌溉调度方案，优化水资源配置，济社会生态效益提高供水保证率。