农田水利学

1. 农田水利学 水利土木工程学院 水利系 2011年6月

2. 绪 论 本章主要内容： 一、课程绍介 二、我国农田水利事业 三、农田水利学的研究对象和基本内容 教学要求： 一、了解课程特点、基本要求及相应的学习方法 二、了解我国灌排事业的发展概况 三、明确学科需研究的问题及今后发展的方向

3. 一、课程介绍 李仪祉先生（1882-1938） 1909年毕业于京师大学堂，1915年创办了南京河海工程学校（现河海大学的前身），主持兴建了陕西泾惠渠、渭惠渠等灌溉工程。曾任陕西省水利局局长、渭北水利工程总局总工程师、担任中国水利工程学会第一任至第六任会长，黄河水利委员会委员长兼总工程师等职，是我国近代治水的先驱。 学习本课程的主要任务: 了解和掌握灌溉与排水的基本原理；灌排系统的规划、设计，以及灌排工程管理的基本知识。 《农田水利学》是水利水电工程专业的主干必修专业课程。 课程发展与沿革: 我国农田水利事业早在两千多年以前已有很大的规模，并有较高的技术。明代著名科学家、我国农田水利的先驱者徐光启所写的《农政全书》，系统地论述农田水利有关问题，阐述了水利为农业服务的思想。 上世纪二十年代，我国近代著名水利专家李仪祉（zhǐ）先生在主持兴建关中灌溉工程实践中，开始形成了以现代科学技术为基础的农田水利科学。

4. 上世纪30年代中期李仪祉先生编写的《农田水利讲义》与沙玉清教授1935年所著《农田水利学》，对“农田水利”作了进一步的科学概括，形成了我国农田水利科学的初步体系。上世纪30年代中期李仪祉先生编写的《农田水利讲义》与沙玉清教授1935年所著《农田水利学》，对“农田水利”作了进一步的科学概括，形成了我国农田水利科学的初步体系。 1950年修订再版了沙玉清教授的《农田水利学》，其范畴包括：农田水利基本原理和方法、灌溉、排水、放淤及洗碱、垦泽及与农田水利有关的内容，如沟洫、整理土地和护田所必须的堤防、治河等内容。 沙玉清先生（1907—1966），农田水利学家和教育家，我国现代农田水利学科的创始人。1937年他主持建立了我国第一个农业水利教育机构——西北农学院农业水利系。 武汉大学（原武汉水利电力大学）郭元裕教授主编的《农田水利学》，分别于1980、1986、1997由水利电力出版社连续出版了3版。 其内容主要包括农田土壤水分状况及其变化规律、作物需水量计算与灌溉制度、灌水方法研究、灌溉水源选择及引水方式的确定、灌溉系统的规划设计、排水原理与工程设计、灌溉与排水工程管理等内容。作为高等学校农田水利专业统编教材。

5. 课程特点： 一是内容多、涉及的知识面广，且具有交叉学科的特点；涉及水力学、土力学、结构力学、混凝土结构、土壤学，以及水文水利计算、气象、水文地质及农业经济等学科。 二是实践性较强，叙述性内容比较多，要求面向生产与科研实际，注重分析问题和解决实际问题的能力。

6. 二、我国农田水利事业 农田水利是水利工程类别之一，其任务是通过各种工程技术措施，调节和改变农田水分状况，及其有关地区水利条件，促进农业生产。 1. 我国水资源状况 中国的水资源因受海陆位置、水汽来源、地形地貌等因素的影响，在地区上分布极不均衡，总趋势从东南沿海向西北内陆递减。 如：黄河、淮河与海河三个流域耕地面积约占全国的38.5％，人口约占33.4％，而水资源却仅占全国的7.5％。这种水、土资源和人口组合不平衡的状况造成了我国北方用水量紧缺的局面。

7. 2. 我国农田水利事业的发展 夏商时期——沟洫 2600年前——芍陂quèbēi 在今安徽寿县，利用洼地构筑了100里的水库，引蓄淠河水灌溉，是我国最早的蓄水灌溉工程。 2400年前，兴建引漳十二渠，是我国早期最大的引水灌溉工程。

8. 2200年前——都江堰 宝瓶口 位于四川都江堰市城西，是中国古代建设并使用至今的大型水利工程，被誉为“世界水利文化的鼻祖” 。是全世界迄今为止，年代最久、唯一留存、以无坝引水为特征的宏大水利工程。

9. 2200年前——郑国渠：它西引泾河水东注洛水，长达 300 余里面，灌溉面积号称4万顷。 芍陂、都江堰、漳河渠、郑国渠称为我国古代四大水利工程。

10. 解放初，我国有灌溉面积2.4亿亩。 六七十年代，打井发展井灌，注重田间配套和灌水技术的发展，特别是七十年代，我国灌溉面积达到7亿亩，喷灌面积也有相当大的发展。 九十年代，由于持续干旱，全国重新掀起了发展节水灌溉的高潮，水利事业也逐步走向良性循环的发展道路。今年中央一号文件的实施，水利事业将大力发展。

11. 至2000年总灌溉面积 8.9亿亩 林果牧草灌溉面积 0.65亿亩 有效灌溉面积 8.25亿亩 旱涝保收面积6亿亩，占有效灌溉面积的73% 提水灌溉面积4.89亿亩，占有效灌溉面积的55% 渠道防渗和管道输水面积2.46亿亩，占有效灌溉面积的27.6% 喷灌和微灌面积3426万亩，占有效灌溉面积的4% 农田达到 3 年以上除涝标准的面积3.15亿亩

12. 3、存在问题 • 大江大河防洪能力仍然有待于提高；中小河流洪水频繁，威胁农业生产。 • 农田水利工程不配套，管理不善，不能发挥应有效益； • 灌区老化问题严重； • 水资源不足，用水紧张，农业作为用水大户，浪费严重； • 水源污染，环境恶化； • 山区、牧区水利条件有待进一步提高。

13. 三、 发展趋势 • 灌水方法仍将以地面灌溉为主，喷、微灌面积会有较大发展； • 由丰水灌溉转向节水灌溉，进一步研究生物节水理论； • 为提高灌溉水利用系数, 渠道衬砌、管道输水等节水技术将日益得到发展； • 加强灌溉管理,提高自动化程度,电子技术、计算机技术、量测技术、激光、红外遥测遥感、遥控技术将得到广泛应用； • 灌排工程对环境影响将作为重要研究内容。 我国幅员辽阔，各地自然条件和经济发展情况多有不同。因此，应根据各地区的特点和对水利的要求，应因地制宜地确定方向。

14. 四、农田水利学的研究对象和基本内容 (一)调节农田水分状况 1. 农田水分状况 农田水分状况一般是指农田土壤水、地面水和地下水的状况及其相应的养分、通气、热状况。农田水分的不足或过多，都会影响作物的正常生长和产量。

15. 2、调节农田水分状况的措施 （1）灌溉措施 灌溉措施即按照作物的需水要求，通过灌溉系统有计划地将水量输送和分配到田间，并采用一定的灌溉技术以补充农田水分的不足。 （2）排水措施 通过修建排水系统将农田内多余的水分(包括地面水和地下水)排入容泄区(江、河或湖泊等)，使农田处于适宜的水分状况。在易涝易碱地区，排水系统还有控制地下水位和排盐的作用。

16. 3、调节农田水分状况需要研究的问题 1）把土壤—作物—大气作为一个连续体，来研究农田水分的微循环过程和水、盐运动规律，为节水农业提供理论和实际应用的依据，并指导灌排实践和中、低产田的改造。 2）研究节水灌溉技术和理论。充分利用水资源、提高灌溉效益、促进农业持续、稳步发展。特别是水资源日趋紧张的北方地区，必须进一步深入试验研究和示范推广各种节水灌溉技术。 3）研究不同地区灌排系统的合理布置，做到山水田林路综合治理，既便于灌排和控制地下水位，又适应机耕。 4）研究灌排系统管理。管理好坏直接影响灌排工程效益的发挥。针对当前灌排系统中实际存在的问题，改革管理体制，研究切实可行的工程管理和用水管理措施。 5）要研究和重视现代的电子技术、计算机技术、信息技术在灌排管理中的应用，提高灌排系统管理的技术水平。 6）研究和重视灌排工程对水环境的影响及经济评价。

17. （二） 改变与调节地区水情 地区水情主要指地区水资源的数量、分布情况及其动态。 我国幅员辽阔，水资源在不同地区以及不同年份和季节分配不均，供水与需水在时间和空间上亦常不一致，时旱、时涝或旱涝交替出现，这是影响农业高产稳产的一个重要原因。 因此，发展灌溉排水，首先要根据水土资源条件，采用不同的工程措施，尽量保证农业的正常发展。一般可分为以下两种： (1)蓄水保水措施 (2)调水、排水措施

18. (1)蓄水保水措施 • 通过修建水库、河网和控制利用湖泊、地下水库以及大面积的水土保持和田间蓄水措施（如坡改梯），拦蓄当地径流和河流来水，改变水资源在时间上(季节或多年范围内)和地区上(河流上下游之间、高低地之间)的分布状况（如蓄洪补枯措施）。 三峡

19. (2)调水、排水措施 • 主要是通过引水渠道，使地区之间或流域之间的水资源互相调剂，从而改变水资源在地区上的分布状况。 • 用水时期借引水渠道及取水设备，自水源(河流、水库、河网、地下含水层等)引水，以供地区用水。某一地区水源缺乏时，可借人工河道自水源充足地区调配水量。 • 因此，研究最有效地利用水资源的科学理论，合理调配水资源，最大限度地保证各部门用水要求，同时解决好洪涝等灾害，便成为我国水资源工程现代化的一个重要内容。 • 我国已建成的引滦入津、引黄济青工程，以及在建的南水北调工程等，都是调水工程的典型范例。

20. （三）需要研究的问题： 1)在深入调查水量供、需情况的基础上，研究制定地区长远的水资源规划及水土资源平衡措施。 3)研究洪涝规律，采取有效措施，解除洪涝威胁，并同水资源开发利用结合起来统一规划，做到洪涝旱碱综合治理。 2)研究当地地面水、地下水和外来水的统一开发及联合运用。寻求水资源系统的最优规划、扩建和运行方案。 4)研究水资源开发、利用和保护等方面的经济效益、生态环境和社会福利问题。

21. 小结： 本章主要学习了： 我国农田水利事业的发展及农田水利学的研究对象和基本内容。

22. 再见！