当前课程知识点:水文水利计算 > 第十一章 灌溉工程水利计算 > 11.5 地下水灌溉工程水利计算 > 11.5 地下水灌溉工程水利计算
同学们
今天我们来学习地下水灌溉工程水利计算
地下水分布广泛
水量较稳定
抽水灌溉的同时可调控地下水位
但要做好规划
防止过量开采而造成不良后果
本节主要介绍利用潜水进行井灌
在中国
地下水灌溉有着悠久的历史
很多古籍中记有利用桔槔
和辘轳等工具提取井水浇灌园圃的技术
本节课主要学习地下水补给量计算
地下水消耗量计算
地下水均衡计算以及井灌区规划等内容
地下水补给项有
降雨入渗补给
河渠渗漏补给 灌溉回归水补给 越层补给
人工回灌和区外侧向补给等
雨降到地面后
一部分形成径流
一部分渗入土壤
补给地下水
如果当地具有地下水位的长期观测资料
可由公式1估算降雨的补给量
其中Pr为降雨对地下水的补给量
谬为地下水面以上土层的给水度
德尔塔Z为雨后地下水位上升值
II如果地下水位观测资料较少
降雨量的观测年份较长
可由公式2估算降雨的补给量
其中耳法为降雨入渗补给系数
P为一次降雨量
Pa为该次降雨的前期影响雨量
其反映降雨前土壤的含水量
河流和大型骨干沟渠
其渗漏损失流量就是对地下水的补给量
如果河渠有实测流量资料
则其区间损失量
可由河渠首尾实测流量差值确定
无水文测验资料
也可根据河渠两侧地下水观测井资料
利用公式3估算
其中q为河渠单位长度向一侧的渗漏量
K为地下水含水层平均渗漏系数
h为地下含水层平均厚度
J为地下水水力坡降
灌溉水入渗补给地下水
与降雨入渗补给相似
它与土质 灌水定额 土壤含水量及灌水前
地下水的埋深等因素有关
灌溉对地下水的补给
主要来源于灌溉渠系的渗漏
其渗漏量一般可根据渠系有效利用系数
利用公式4进行估算
其中W为灌溉渠系引用水量
一塔为渠系水量有效利用系数
表1为引黄人民胜利渠忠义灌溉试验站
所取得的资料
其中数据表明
在灌水适量
地下水埋深大于2m的情况下
田面灌水对地下水的补给量较小
由于相邻含水层具有不同压力水头
因而承压水可通过
对透水层顶托渗漏补给浅层潜水
越层补给强度可按达西公式计算
如公式5所示
其中伊普斯龙为越层补给强度
K为弱透水层的渗透系数
m为弱透水层的厚度
△H为承压水与潜水位的水头差
地下含水层往往是相互连通的
当规划区开发利用地下水时
由于地下水位下降会使规划区内外产生水头差
从而增加水力坡度
这时便会产生周边对规划区的侧向补给
其补给强度也可按达西公式计算
人工回灌是指当灌区外的地表水
或其他水源有余时
将其通过渠道引入灌区
经过沉淀和过滤
再注入井中
以便灌溉需水时取用
地下含水层作为地下水库起调蓄作用
地下水消耗项有
农业用水 潜水蒸发 越层排泄 地下补给河流
侧向流出等
对于灌区来说
地下水消耗项中
农业用水是最重要的项目
灌溉用水量等于
灌区毛综合灌水定额乘以灌面积
灌区毛综合灌水定额由公式6计算
其中M为灌区净综合灌水定额
我们第八章第三节学过
一塔为渠系水量利用系数
对于井灌区因一般渠系较短
防渗处理较好
可选用较高数值
如0.85~0.9
潜水蒸发强度与土壤输水性能
地下水埋深和气候条件有着密切关系
根据各地资料
一般潜水蒸发强度
与水面蒸发强度关系如公式7所示
式中德尔塔为地下水埋深
为地下水蒸发极限深度
或潜水停止蒸发的深度
n为指数
与土壤性质有关
其他消耗项
如越层排泄 流入河沟及侧向流出等
分别与上述越层补给 河渠渗漏补给 侧向补给等
只是流向不同
计算方法类似
井灌区民用饮水量相对较小
可不考虑
但如城镇 工矿区以地下水为水源
则应考虑其需水量
折合成水深作为消耗项
地下水均衡区的水量平衡方程如公式8
其中W1为时段内地下水补给总量
W2为时段内地下水消耗总量
△Z为时段始末地下水位的变化
上升为正
下降为负
μ为给水度
地下水均衡计算时
时段不宜取得太短
否则许多数据难以确定
误差较大
计算工作繁重
一般可按作物生长期划分为若干计算时段
有时也可以灌溉年作为时段
井型主要根据水文地质条件
和当地实际情况而定
含水层厚 分选性好的浅层地区
和有数层含水层的中深层地区
一般均应选管井
地下水埋藏浅的地区
包括承压水位高的地区
可选用封闭管井
含水层埋藏深度浅
含水层厚度尚能满足农田灌溉需水量时
可选用筒井或筒管井
当含水层薄
含水层分选性较差
满足农田供水有困难时
一般可选用大口井
井深除考虑利用含水层的层数和厚度外
还应考虑沉淀管的长度
终孔的深度
应尽量位于非含水层中
这样既可增加滤水管下入长度
加大机井出水量
又可避免因井底处理不善而引起井孔涌砂
在抽水灌溉时
一般需要井群合作
因此需要确定井距
在大面积水文地质条件差异不大
地下水补给比较充足
地下水源丰富
地下水水位降深在一定时间内
可达到相对稳定时
机井的间距主要决定于井的出水量
和所能灌溉的面积
可用公式9计算
其中欧米伽为单井控制的灌溉面积
Q为单井流量
T为整个灌溉面积一次灌水所需要的天数
t为每天灌水时间
一塔为渠系水量有效利用系数
m为灌水定额
如果按正方形网状布井
则机井间距可用公式10计算
群井同时抽水时
由于水位下降
相互干扰
使出水量减少
总出水量减少系数司格马耳法
可用公式11计算
S为单井抽水降深
司格马h为周围井同时抽水时
本井总水位消减值
干扰后的出水流量可用公式12计算
每眼机井实灌溉面积可用公式13计算
从而求出井间距
同学们
本节课的内容就讲到这里
再见
-1.1 水资源开发利用及洪水灾害治理
--1.1 小节测试
--1.1 课后讨论
-1.2 水文水利计算的任务与内容
--1.2 小节测试
--1.2 课后讨论
-1.3 水文水利计算的主要研究方法
--1.3 小节测试
--1.3 课后讨论
-2.1 洪水资料的分析处理
--2.1 小节测试
-2.2 历史洪水的调查和考证
--2.2 小节测试
-2.3 考虑历史洪水资料信息的洪水频率计算方法
--2.3 小节测试
--2.3 课后讨论
-2.4 设计成果的合理性分析
--2.4 小节测试
-2.5 设计洪水值的抽样误差和安全修正值问题
--2.5 小节测试
--2.5 课后讨论
-3.1 防洪安全设计
--3.1 小节测试
-3.2 设计洪水概念
--3.2 小节测试
-3.3 设计洪水过程线的拟定
--3.3 小节测试
--3.3 课后讨论
-3.4 设计洪水的地区组成
--3.4 小节测试
-3.5入库设计洪水
--3.5 小节测试
--3.5 课后讨论
-4.1 暴雨特性分析
--4.1 小节测试
-4.2 点暴雨量频率计算
--4.2 小节测试
-4.3 面暴雨量频率计算
--4.3 小节测试
--4.3 课后讨论
-4.4 设计暴雨量的时空分布计算
--4.4 小节测试
-4.5 由设计暴雨推求设计洪水
--4.5 小节测试
--4.5 课后讨论
-5.1 小流域设计暴雨
--5.1 小节测试
-5.2 由推理公式推求设计洪水
--5.2 小节测试
--5.2 课后讨论
-5.3 由地区经验公式推求设计洪水
--5.3 小节测试
-5.4 城市化对水文的影响
--5.4 小节测试
-5.5 城市排水管网设计流量计算
--5.5 小节测试
--5.5 课后讨论
-6.1 可能最大暴雨的基础理论
--6.1 小节测试
-6.2 可能最大暴雨的估算
--6.2 小节测试
-6.3 可能最大洪水
--6.3 小节测试
-7.1 年径流及其表征指标
--7.1 小节测试
-7.2 影响年径流的要素
--7.2 小节测试
-7.3 具有长期实测资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.3 具有长期实测资料时的设计年径流量及年内分配计算与分析
--7.3 具有长期实测资料时的设计年径流量及年内分配计算与分析
--7.3 小节测试
--7.3 课后讨论
-7.4 具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.4 具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.4 具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.4 小节测试
--7.4 课后讨论
-8.1 用水户分类及其层次结构
--8.1 小节测试
-8.2 工业需水量的计算与预测
--8.2 小节测试
--8.2 课后讨论
-8.3 灌溉用水量的计算与预测
--8.3 小节测试
-8.4 生态需水的计算与预测
--8.4 小节测试
--8.4 课后讨论
-8.5 其他用水的计算与预测
--8.5 小节测试
-9.1 径流调节的定义及分类
--9.1 小节测试
--9.1 课后讨论
-9.2 水库特性
--9.2 水库特性
--9.2 水库特性
--9.2 小节测试
--9.2 课后讨论
-9.3 水库的水量损失
--9.3 小节测试
-9.4 设计保证率
--9.4 小节测试
-9.5 径流调节计算基本原理
--9.5 小节测试
--9.5 课后讨论
-9.6 根据用水过程确定水库的兴利库容
--9.6 小节测试
-9.7 根据兴利库容确定调节流量
--9.7 小节测试
-9.8 根据既定兴利库容和水库操作方案推求水库运用过程
--9.8 小节测试
--9.8 课后讨论
-10.1 水能利用与电力系统负荷
--10.1 小节测试
-10.2 保证出力与多年平均发电量计算
--10.2 小节测试
-10.3 水电站装机容量的选择
--10.3 小节测试
-10.4 正常蓄水位与死水位选择
--10.4 小节测试
-11.1 灌溉工程水利计算概述
--11.1 小节测试
-11.2 引水灌溉工程水利计算
--11.2 小节测试
-11.3 蓄水灌溉工程水利计算
--11.3 小节测试
-11.4 提水灌溉工程水利计算
--11.4 小节测试
-11.5 地下水灌溉工程水利计算
--11.5 小节测试
-12.1 水库调洪的任务
--12.1 小节测试
-12.2 水库调洪计算的原理
--12.2 小节测试
-12.3 水库调洪计算的列表试算法
--12.3 小节测试
-12.4 水库调洪计算的半图解法
--12.4 小节测试
-12.5 其他情况下的水库调洪计算
--12.5 小节测试