高效節水灌溉排水工程施工問答與實例（簡體書）

《高效節水灌溉排水工程施工問答與實例》為適應我國大規模發展農業節水灌溉和農田防澇的實際需要，采用一問一答的形式，重點介紹了農業節水灌溉和農田排水技術，如抽水灌溉技術、地面灌溉節水技術、渠道節水防滲技術、噴灌工程節水技術、微灌工程節水技術、農田排水系統和骨干排水系統工程施工技術等,并列舉了大量節水灌溉和排水工程實例。在編寫過程中，除參考現有寶貴經驗和成熟技術成果之外，還盡量編入最新研究進展，以充分提高《高效節水灌溉排水工程施工問答與實例》先進性。全書內容通俗易懂，實用性和可操作性強。
《高效節水灌溉排水工程施工問答與實例》可供廣大從事農業節水灌溉排水技術推廣人員、水利技術人員及廣大基層農業技術人員、干部、農民以及欲采用節水灌溉技術的果園、苗圃和城市綠化部門人員使用。

水資源短缺已成為制約我國農業發展的長期制約因素。盡管我國農業用水總量占全國用水總量約70％，但仍將進入長期缺水期。與此同時，我國農業用水浪費現象比較嚴重：一是灌溉水利用率低(僅為33％左右)，灌溉定額嚴重超標；二是水分利用效益低。農業是我國耗水大戶，同時也是節水潛力很大的產業。如果通過各種措施，把灌溉水利用率在現有水平上提高10％～15％，全國將“新增”相當于黃河一年的水量。鑒于我國水資源如此緊缺的現狀，發展節水灌溉就成為我國農田水利建設的一項無可替代的重要戰略措施。
我國幅員遼闊，各地區的自然條件差異甚大。因此，經常出現豐枯交錯和旱澇交替，歷史上就存在水旱頻發的現象。當前，即使在實施高標準、高效率節水灌溉後，田間水分已大量減少，但是仍有不少地區，在汛期遭遇較大降雨或暴雨襲擊時，仍然會產生多余的地表徑流，而又無法加以消耗利用。若不及時排除，并且隨即降低地下水位，內澇和漬害的威脅依然存在。排除農田里多余的地表水和地下水，控制地表徑流以消除內澇，控制地下水位以防治漬害和土壤沼澤化、鹽堿化，為改善農業生產條件和保證高產穩產創造良好條件，這就是農田排水的根本任務。
本書為適應我國大規模發展農業節水灌溉和農田防澇的需要，著重介紹了農業節水灌溉和農田排水技術，如抽水灌溉技術、地面灌溉節水技術、渠道節水防滲技術、噴灌工程節水技術、微灌工程節水技術、農田排水系統和骨干排水系統規劃設計等。在編寫過程中，除參考現有寶貴經驗和技術成果以外，還盡量編入最新研究進展，以達到充分提高本書的科學性、先進性、綜合性和適用性的目的。
本書由王玉峰擔任主編，何茂農、戴景軍擔任副主編，張偉、王海峰、李妮參加了編寫。編寫的具體分工如下：王玉峰撰寫第1章、第10章；張偉撰寫第2章、第8章；戴景軍撰寫第3章、第9章；李妮撰寫第4章、第7章；何茂農撰寫第5章；王海峰撰寫第6章。
本書由李繼業教授擔任主審。在本書的編寫過程中，李教授提出很多修改意見和中肯建議。
由于編者時間倉促等原因，書中疏漏之處在所難免，敬請有關專家、同行和廣大讀者提出寶貴意見。
編者
2012年1月

第一部分農村水利工程
第1章農村水利現狀與問題1
1 1農村水利的基本概念1
1 1 1什么是農村水利？我國建設社會主義新農村的農村水利的含義是什么？1
1 1 2現代農村水利主要包括哪些類型？1
1 1 3我國目前農村水利工程的現狀是什么？2
1 2農村水利的主要作用3
1 2 1水利工程在國民經濟中的重要作用是什么？3
1 2 2農村水利在社會發展中具有哪些重要作用？4
1 3農村水利存在的問題5
1 3 1我國在農村水利建設中存在的主要問題是什么？5
1 3 2我國在農村水利發展中面臨的困難與問題主要有哪些方面？5
1 4農村水利的發展方向7
1 4 1胡錦濤同志在2011年中央水利工作會議上對農村水利提出的發展方向是什么？7
1 4 2在2011年的中央一號文件中對農村水利提出的發展方向是什么？8
1 4 3我國今後農村水利工程建設管理的發展方向是什么？9
1 4 4我國今後農村水利工作應堅持的原則是什么？10
1 5我國在節水方面的法規與政策10
1 5 1我國在節水方面的法律法規主要有哪些？11
1 5 2我國在農業節水方面政策主要有哪些？12
1 5 3我國現行的節水灌溉標準主要有哪些？13
第2章農業水利水源工程14
2 1農業水源工程概述14
2 1 1什么是水資源和水資源管理？水資源具有哪些重要作用？14
2 1 2我國水資源現狀的基本特點是什么？15
2 1 3農業水源的主要類型有哪些？灌溉水源如何進行選擇？16
2 2農村小型蓄水工程17
2 2 1小型蓄水工程主要有哪些類型？小水庫設計標準、水庫特征水位和特征庫容各是什么？蓄水池如何進行選址？17
2 2 2土壩如何分類及壩址如何選擇？土壩斷面設計包括的具體內容有哪些？19
2 2 3土壩由哪些部分組成？各部分在設計中的具體標準是什么？21
2 2 4砌石壩斷面設計包括哪些具體內容？砌石壩壩體的構造是什么？23
2 3農田水井灌溉工程24
2 3 1管井的形式有哪些？管井的主要組成及各部分的作用是什么？24
2 3 2管井的主要建造過程包括哪些？25
2 3 3大口井主要具有哪些特點？大口井的主要組成及各部分的作用是什么？大口井有哪些施工方法？27
2 3 4井灌區進行規劃的原則是什么？進行井灌區規劃需要的基本資料有哪些？30
2 3 5井灌區規劃主要的內容包括哪些？31
第3章抽水灌溉技術36
3 1流量與揚程的確定36
3 1 1抽水灌溉中所用的水泵有哪些基本性能參數？36
3 1 2抽水灌排中的農田灌溉設計流量和農田排水設計流量如何進行確定？37
3 1 3泵站設計揚程中的特征水位和特征揚程各包括哪些具體內容？設計揚程和管道損失估算如何確定？37
3 2抽水水泵選型40
3 2 1水泵有哪些類型和特點？離心泵有哪些類型？灌溉工程常用的離心泵型號及性能指標是什么？40
3 2 2水泵選型的原則是什么？在水泵選型時應注意哪些方面？43
3 2 3水泵選型的方法和步驟是什么？45
3 3水泵機組配套46
3 3 1在進行水泵機組配套時如何選擇動力機？46
3 3 2水泵采用電動機配套有何優點？在選擇電動機時主要應考慮哪些因素？46
3 3 3如何確定電動機的功率、備用系數和轉速？46
3 3 4柴油發動機的工作原理是什么？47
3 3 5水泵采用柴油機配套時應考慮哪些性能指標？如何進行柴油機的選型？48
3 4抽水站的布置49
3 4 1抽水站由哪些部分組成？抽水站如何進行布置？49
3 4 2抽水站的前池有哪些功能？分為哪幾種類型？前池的尺寸如何確定？50
3 4 3抽水站的進水池的構造形式是什么？進水池的尺寸如何確定？51
3 4 4抽水站的出水池有哪些類型？52
3 4 5抽水站的進水管設計不合理的危害是什么？進水管的管徑怎樣確定？進水管如何連接？53
3 4 6抽水站的出水管道怎樣選擇？出水管道如何鋪設？管道支承結構怎樣設置？54
第4章渠系建筑物56
4 1渠系建筑物概述56
4 1 1什么是灌溉渠道系統？灌區中的渠道系統主要由哪些部分組成？56
4 1 2灌溉渠道的規劃原則是什么？干渠和支渠主要有哪些布置形式？斗渠和農渠主要有哪些布置形式？57
4 1 3渠系建筑物主要有哪些類型？它們各自所起的作用是什么？58
4 1 4灌區田間工程規劃的基本要求和原則是什么？田間工程中的條田如何規劃？田間的渠系怎樣布置？60
4 1 5灌區中的渠道設計具體包括哪些內容？61
4 2農業橋梁類型與組成64
4 2 1灌區中所用的橋梁如何進行分類？64
4 2 2板橋的主要特點和設計標準是什么？不同跨度常用鋼筋混凝土板橋的主要參數和材料用量是什么？64
4 2 3整體式簡支板橋的構造是什么？裝配式簡支板橋的構造是什么？65
4 2 4拱橋的分類方法是什么？拱橋的力學特征是什么？什么是圬工拱橋？圬工拱橋具有哪些優點和缺點？67
4 2 5拱橋上部結構主要由哪些部分組成？拱橋主要細部構造主要有哪些？細部構造各部分的組成是什么及如何進行設置？69
4 2 6拱橋的主要尺寸如何擬定？拱軸線型怎樣進行選擇？71
4 3水閘的作用與組成72
4 3 1水閘的主要作用是什么？按其任務不同灌區中的水閘有哪幾種？72
4 3 2水閘的工作特點是什么？73
4 3 3水閘主要由哪幾部分組成？各部分的作用與組成是什么？73
4 3 4水閘的閘孔形式和孔口尺寸如何確定？水閘對下游河床的保護如何進行設置？74
4 3 5閘門由哪幾部分組成？其主要作用是什么？閘門的安裝形式和啟閉機的形式有哪些？75
4 4農田涵管與倒虹吸管76
4 4 1農田涵管的特點及適用條件是什么？鋼筋混凝土涵管的布置形式及主要參數是什么？76
4 4 2農田涵管鋪設的具體質量要求有哪些？涵管的布置任務、依據、原則各是什么？77
4 4 3倒虹吸管的組成及特點是什么？倒虹吸管主要包括哪些類型？各適用于什么場合？78
4 4 4倒虹吸管的管路、進出口各自如何進行布置？79
4 4 5倒虹吸管的管身及鎮墩的形式和構造各是什么？81
第5章農業灌溉節水技術83
5 1農業節水灌溉概述83
5 1 1什么是節水灌溉工程？節水灌溉主要包括哪些方面？83
5 1 2發展節水灌溉的重大意義是什么？83
5 1 3我國在節水灌溉技術方面的發展趨勢和方向是什么？85
5 1 4目前國外農業節水方面的發展動態是什么？87
5 1 5節水灌溉技術體系主要包括哪些方面？88
5 2地面灌溉節水技術89
5 2 1什么是地面灌水方法？地面灌水有哪幾種類型和特點？89
5 2 2什么是畦灌？畦灌如何進行分類和畦田布置？89
5 2 3什么是溝灌？溝灌如何進行分類和灌水溝布置？90
5 2 4什么是淹灌和漫灌？在什么情況下采用淹灌和漫灌？91
5 3渠道節水防滲技術92
5 3 1渠道防滲工程主要有哪些類型？各適用于什么條件？渠道防滲有何作用？92
5 3 2土料防滲主要有什么優缺點？土料防滲對原材料有何質量要求？93
5 3 3水泥土防滲主要有什么優缺點？水泥土防滲對原材料有何質量要求？94
5 3 4砌石防滲主要有什么優缺點？95
5 3 5膜料防滲主要有什么優缺點？95
5 3 6瀝青混凝土防滲主要有什么優缺點？水泥混凝土防滲主要有什么優缺點？96
5 3 7渠道防滲工程規劃設計的原則是什么？其斷面形式怎樣進行確定？97
5 3 8渠道防滲的各設計參數怎樣確定？98
5 3 9渠道各種防滲結構如何進行設計？101
5 4噴灌工程節水技術108
5 4 1噴灌主要具有哪些優缺點？108
5 4 2噴灌系統主要由哪些部分組成？各部分的作用和具體要求是什么？108
5 4 3噴灌系統的分類方法有哪些？各類噴灌系統的特點及適用條件是什么？109
5 4 4噴灌系統所用的噴頭如何分類？其基本性能參數包括哪些方面？110
5 4 5噴灌系統規劃和設計的原則是什么？規劃設計的內容主要包括哪些方面？111
5 4 6噴灌系統規劃設計的具體方法是什么？113
5 4 7常見的輕小型噴灌機組有哪幾種？各自適用的場合是什么？117
5 5微灌工程節水技術119
5 5 1什么是微灌？微灌具有哪些優點和缺點？119
5 5 2微灌系統主要由哪些部分組成？微灌按照出流的方式不同如何進行分類？120
5 5 3對微灌系統中的灌水器有哪些基本要求？各種灌水器的類型和具體要求是什么？121
5 5 4對微灌系統中的管道與連接件有哪些基本要求？各種微灌管和連接件的種類有哪些？123
5 5 5對微灌系統中的其他設備和裝置有何具體要求？124
5 5 6微灌工程規劃的原則和內容是什么？規劃時應收集哪些資料？125
5 5 7微灌工程如何進行水源分析與用水計算？怎樣進行微灌系統的具體布置？126
5 5 8微灌工程規劃設計的參數有哪些？各自如何進行確定？128
5 5 9微灌系統的設計具體包括哪些內容？129
第二部分農田排水工程
第6章農田排水設施作用與類型133
6 1農作物對農田排水的要求133
6 1 1農田排水設施對農田具有哪些作用？133
6 1 2農田排水設施有哪些類型？其根本任務和必要性是什么？133
6 1 3農田排水與節水灌溉的區別是什么？兩者并行具有哪些優點？135
6 1 4農田對除澇排水的具體要求是什么？農田對除漬排水的具體要求是什么？135
6 1 5防止土壤鹽堿化和改良鹽堿土對農田排水的要求是什么？農業耕作條件對農田排水的要求是什么？137
6 2農田排水系統布置與構造138
6 2 1農田明溝排水系統的布置原則是什么？不同情況下明溝排水系統如何布置？138
6 2 2明溝的布置形式和線路選擇應符合哪些具體要求？末級固定排水溝的深度與間距如何確定？末級固定排水溝的排水標準是什么？140
6 2 3什么是截水溝？截水溝布置的要點是什么？截水溝的設計標準、設計流量和設計流速各自如何進行確定？144
6 2 4暗管排水系統由哪些部分組成？有哪幾種基本布置形式？145
6 2 5暗管排水系統末級排水管的深度與間距如何確定？147
6 2 6暗管排水系統所用的管材有哪幾種？暗管排水系統的管材和濾料如何進行選擇？148
6 2 7暗管排水系統的管徑和坡降怎樣進行確定？暗管排水系統如何進行施工？150
6 2 8什么是鼠道排水？鼠道排水是怎樣形成的？鼠道排水系統怎樣進行合理布置？在布置中應符合哪些要求？150
6 2 9豎井排水的作用和特點是什么？豎井排水的井深和井型如何確定？152
6 2 10豎井排水主要有哪些類型？其適用條件是什么？排水水井怎樣進行規劃布置？153
第7章骨干排水系統規劃設計156
7 1骨干排水系統的規劃156
7 1 1骨干排水系統規劃布置前應進行哪些準備工作？骨干排水系統規劃布置的原則是什么？156
7 1 2按所擔負的任務不同骨干排水系統有哪些基本類型？157
7 1 3不同的地形區其排水溝道各自如何進行布置？157
7 2排水溝設計流量的確定158
7 2 1什么是排水溝設計流量？排水溝設計流量主要包括哪幾種？各種設計流量的作用是什么？158
7 2 2排水溝除澇設計標準如何進行確定？159
7 2 3什么是單位排澇模數？如何計算平原地區的排澇模數？159
7 2 4排澇設計暴雨P和設計徑流深R怎樣進行計算確定？160
7 2 5什么是平均排除法？各種農田中的排澇模數如何進行計算？162
7 2 6什么是排漬流量？各種排漬模數怎樣進行確定？163
7 3排水溝設計水位的確定163
7 3 1排水溝中的排漬水位如何計算確定？163
7 3 2排水溝中的排澇水位如何計算確定？165
7 4排水溝的斷面設計166
7 4 1排水溝斷面設計的任務是什么？在設計中應注意哪些方面？166
7 4 2排水溝橫斷面的設計參數如何進行選用？166
7 4 3排水溝水力計算應按哪些步驟進行？167
7 4 4綜合利用的溝道斷面設計還需要哪些方面的校核驗算？168
7 4 5排水系統的排水口位置如何進行選擇？169
第三部分農田灌溉與排水工程實例
第8章噴灌工程規劃設計實例171
8 1灌區基本資料171
8 2噴灌制度擬定171
8 2 1設計灌水定額171
8 2 2設計噴灌周期172
8 3噴灌系統選型172
8 4噴頭選型與組合間距確定172
8 4 1噴頭類型的選擇172
8 4 2組合間距確定173
8 4 3設計灌溉強度173
8 5噴灌管道系統布置174
8 6噴灌工作制度擬定174
8 6 1噴頭在一個噴點上的噴灑時間174
8 6 2噴頭每日可工作的噴點數175
8 6 3每次需要同時工作的噴頭數175
8 6 4每次同時工作的支管數175
8 6 5確定輪灌編組及輪灌順序176
8 7管道水力計算176
8 7 1管徑的選擇176
8 7 2管道水力計算178
8 8水泵及動力選擇178
8 9管網系統結構設計179
8 10噴灌工程所用材料與設備179
第9章微灌工程規劃設計實例181
9 1滴灌工程區基本情況181
9 2滴灌系統規劃設計參數181
9 3灌水器的選擇182
9 4系統的規劃布置182
9 4 1系統的規劃182
9 4 2管網內的布置183
9 5滴灌灌溉制度的確定183
9 5 1設計灌水定額m的確定183
9 5 2設計灌溉周期T的確定184
9 5 3一次灌水延續時間t的確定184
9 6滴灌系統工作制度確定184
9 7系統流量的推算185
9 7 1毛管流量的計算185
9 7 2支管流量的計算185
9 7 3干管流量的推求186
9 8管網的水力計算186
9 8 1毛管水力計算186
9 8 2干、支管水頭損失計算及系統總揚程確定187
9 8 3對抽水用的水泵選型188
9 8 4系統壓力的均衡校核189
9 9首部樞紐的設計190
9 10材料設備、預算及工程技術經濟分析191
第10章山東省某市小型農田高效節水灌溉工程規劃設計實施方案192
10 1項目的基本概況192
10 1 1基本情況192
10 1 2小型農田水利現狀及存在問題196
10 2建設的必要性和可行性198
10 2 1建設的必要性198
10 2 2建設的可行性199
10 3建設的主要目標與任務199
10 3 1全市三年建設目標199
10 3 22011年度建設目標200
10 3 3主要建設任務200
10 4工程規劃設計技術方案201
10 4 1規劃設計的依據201
10 4 2建設范圍和總體布局202
10 4 3主要建設內容202
10 5典型工程設計203
10 5 1塘壩典型設計203
10 5 2攔河閘典型設計207
10 5 3小型灌溉泵站典型設計208
10 5 4低壓管道工程的典型設計209
10 5 5噴灌帶的典型設計212
10 5 6涌泉灌的典型設計214
10 5 7集水塘的設計218
10 5 8信息自動監測控制系統219
10 5 9土壤墑情監測系統220
參考文獻221