农田水利工程设计教学大纲.docx

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1、农田水利工程设计课程教学大纲、课程简介1 .课程名称、编号课程名称(中文)：农田水利学课程名称(英文)：Irrigation Projects课程简称(中文)：农田水利工程课程编号：032211052 .课程简介(1)教学对象教学对象：招收普高生或三校生生源的三年制全日制地籍测绘与土地管理 技术专业二年级学生。(2)学时数与学分本课程学时总数48学时，其中理论教学学时34学时，实践课教学14学时。 本课程总学分为3分。(3)先修课与后续课学习本课程需先学习土地资源学、测量学、土地法规土地 利用规划与设计、地籍管理、土地管理技术等课程，后续不动产 估价、城市规划课程的学习与本课程相关。(4)课程

2、主要内容简介农田水利工程是研究灌溉排水的理论和技术、学习各种灌溉排水工程的规 划设计方法的学科。本学科是一门涉及自然、社会、经济、技术等多学科知识 的综合性学科。通过教学使学生掌握农田水利工程设计的基本理论和方法。课程内容体系为本课程教学分理论教学。理论教学内容包括水文基本知识、作物灌溉制度、灌溉渠道系统规划、田 间排水系统规划、骨干排水系统规划等。3.教材、教学参考书选用建议本课程所选教材及参考书以基本概念和实际实践应用为主，通过讲述农田 水利灌溉渠道系统规划、田间排水系统规划、骨干排水系统规划等，对土地利 用规划与设计起到指导作用。建议教材选用黄河水利出版社出版的高职高专统编教材：樊惠芳，

3、农田水利学M,黄河水利出版社，2005年.建议参考书：1卢荣安主编，农田水利学，华中农业大学教务处，1994年。2 土地整理工程设计，国土资源部，2006年。二、课程性质、教学目标和任务1.课程的性质和目的农田水利学是一门专业课，是研究农田水利建设中的规划、治理措施、 直接的农业生产服务的一门学科。是从事农田水利工程规划设计、施工、管理 所必备的专业知识。通过农田水利学课程的讲授、作业、习题、实验和课 程设计等教学环节，使学生掌握农田水利灌排的基本理论和基础知识，培养学 生具有初步收集、分析、应用资料的能力，具有中小型灌区规划设计的能力， 具有一定的绘制规划图和编制设计文件的能力，具有运用所学

4、知识解决实际问 题的能力，为毕业后从事灌排区规划设计和施工管理工作打下基础。（一）、知识教学目标1 .掌握农田水利灌排的基本理论和基础知识；2 .从事农田水利工程规划设计、施工、管理所必备的专业知识。，（二卜能力培养目标1 .能够综合运用土地经济学、土地法学、土地信息系统、测量学、农学、 信息技术等专业基础知识和理论对农田水利工程的设计；2,各种灌溉排水工程的规划设计方法。（三）、思想教育目标1 .培养团结协作精神和热爱国土工作的情感。2 .培养学生的动手能力与创新能力。三、课程内容和要求第一章水文学基本知识（8学时）第一节水分循环与水量平衡第二节降水与蒸发第三节径流与下渗第四节水文统计基本知

5、识第五节年径流量的分析与计算【教学提示】本章主要介绍水分循环与水量平衡、降水与蒸发、径流与下渗的概念。重 难点是水文统计基本知识和年径流量的分析与计算。第二章作物灌溉制度与灌溉用水量（8学时）第一节作物灌溉制度第二节灌溉用水量【教学提示】本章主要介绍作物灌溉制度与灌溉用水量。重点是作物灌溉制度设计方法。第三章灌溉渠道系统规划（14学时）第一节灌溉渠系规划第二节渠系建筑物规划布置第三节田间工程规划第四节灌溉渠道流量推求第五节渠道纵横断面的设计第六节渠道防渗【教学提示】理解渠系布置的原则和不同地形、地貌条件下渠系布置的方法;了解渠系建筑物的类型、作用及适用条件；掌握田间工程规划的原则及方法；掌握各

6、级渠道流量推求的方法；掌握渠道纵横断面设计的基础理论和基本方法。第四章田间排水系统（8学时）第一节作物对农田排水的要求第二节 农田排水沟的深度和间距第三节田间排水系统的布置【教学提示】掌握排水沟深度和间距的确定方法；掌握除涝标准的确定，排涝模数、排涝流量和排水沟道水位的推求方法;掌握排水沟道断面设计的基本步骤；理解控制地下水适宜深度，临界深度的概念和排水沟深度与间距的关系;了解暗管排水的有关知识。第五章骨干排水系统（8学时）第一节骨干排水系统的规划布置第二节排水沟的设计流量第三节排水沟的设计水位第四节 排水沟断面设计第五节容泄区整治【教学提示】掌握排水系统的规划与方法；学习排水沟设计流量与推求

7、的方法；掌握排水沟断面设计的原理方法。四、学时分配建议序 号主要内容学时分配作业题量备注合计理论 教学课内 实训1水文学基本知识882作物灌溉制度与灌溉用水量883灌溉渠道系统规划14864田间排水系统8445骨干排水系统844总计4832142五、课程各教学环节要求除课堂讲授以外的各教学环节主要包括：课堂理论授课和课后作业。1 .该课程的教学环节主要是采用课堂讲授，作业，考试。其中课堂讲授为 了活跃课堂气氛，提高学习的效率采取提问的方式进行。作业主要是为了巩固 所学的知识，提高学生的理解能力，采取课堂布置，课后完成，并在下一次的 教学之前讲解作业中出现的问题。采取闭卷考试的方式来检查学生对一

8、门课程 的掌握情况，所出的题是在教科书中不能直接找到答案，而是要在对教科书理解的基础上，用自己的语言来组织论述。2 .灌溉渠道系统规划。灌溉渠道的规划设计(6学时)。3 .田间排水系统。田间排水系统的规划设计(4学时)。4 .骨干排水系统。骨干排水系统的规划设计(4学时)。5 .课后作业每节课后安排适量的作业来督促学生对所学知识的理解和掌握。作业范围 应包括概念题、计算步骤或方法题、论述题、计算题和综合题，以及土地利用 规划方案的编制。六、说明1 .课程教学组织建议尽量采用讲授法、案例法和讨论法。2 .课程教学方法建议(1)由于本课程理论性，系统性强，教学中在正确讲授概念的同时，应指 出思考问

9、题的方法，并应及时归纳综合，并重视土地规划方法的应用。(2) 土地调查实习中，结合江陵县规划修编项目，使学生逐步掌握改技能0(3)在理论课的教学过程中，理论联系实际，提高同学们分析问题解决问 题的能力。3 .学生学习本课程的方法建议(1)课后要加强复习，通过课后做作业来理解和掌握。(2)每一章学完后要善于进行总结和归纳，掌握知识要点。(3) 了解土地管理行业的动态和特点，指导学生多读课外书籍，拓宽知识 面。4 .教学条件七、附件1 .参考课程授课计划2 .考核方案考核方案由平时成绩、实训成绩和试卷成绩三项成绩组成，采用百分制记 分，具体权重如下：平时成绩：30 具中：出勤40%作业60%实验成

10、绩：10 具中：出勤40%实验报告60%3 卷成绩：60授课计划理论教学授课计划表周次星 期节 次授课内容学 时作业章、节、内容提要、实习(实验)内容第一章水文学基本知识(8学时)2末成习题11.1 水分循环与水量平衡1.2 降水匕蒸发1.3径流与卜渗21.4水文统计基本知识2：末成习题21.5年径流量的分析与计算2第二章作物灌溉制度与灌溉用水量（8学时）4P26-27页计算2. 1作物灌溉制度2. 2灌溉用水量4P41页计算第三章 灌溉渠道系统规划（理论8学时，实验6学时）3.1 灌溉渠系规划3.2 渠系建筑物规划布置2P77页规划 图，P80页 规划图，P83 页规划图，3.3田间工程规划

11、2P85页规戈U 图3.4灌溉渠道流量推求2P96页例题3.5 渠道纵横断面的设计3.6 渠道防渗2P105页例题第四章 田间排水系统（理论4学时，实验4学时）4. 1作物对农田排水的要求4. 2农田排水沟的深度和间距2农田排水沟 的深度和问 距要求4. 3田间排水系统的布置2P168页规划 图第五章 骨干排水系统（理论4学时，实验4学时）5. 1骨干排水系统的规划布置5. 2排水沟的设计流量2骨干排水系 统的规划布 置要求5. 3排水沟的设计水位5. 4排水沟断面设计5. 5容泄区整治2排水沟断面 设计要求补充习题集第一章水文学基本知识一、名词解释1、径流一一沿地面或地下流 动着的水流。2、

12、经验频率曲线一一根据一定年限的 实测资料，用数理统计的方法算出实测资料的频 率-经验频率，以年降雨量 为纵坐标，经验频率P为横坐标，点绘制在方格上，通过点群联 成光滑曲线为经验频率曲线。3、 理论频率曲线一一选用数理统计上已知的频率曲线来配合经验频率曲线上的点得出 来的曲线-理论频率曲线。4、径流深-将径流总量均匀的分布在流域明基上的水 层深度（mm）。5、径流模数-单位流域面 积的径流量-m3/ S* km2）。6、径流系数-某一时段内径流深与同一 时期降水量之比。7、重现期-平均多少年出现一次（或多少年一遇）。二、简答题1、在实际水文计算中，直接用经验频率曲线的缺点？理 论频率曲线有何优势

13、？答：经验频率曲线的缺点：1）水咬计算中往往要求得 较稀遇频率的设计洪水和较高保证率的径流，如P=1%或0。1%, 曲线外延有一定任意性。2）水文要素的统计规律有一定的地域性，但很 难直接利用 经验频率曲线把地区性的 规律结合起来。无法解决无实际 水文资料的小流域的水文 计算和兴利防洪问题。理论频率曲线优势：1）克月婚验频率曲线外延的任意性2）数理统计的数学曲线有相应的方程式，有一定的参数，对这些参数地区 综合，可以求 得参数的地区分布 规律，因而可以解决无 实际水文资料的小流域的水文 计算和兴利防洪问 题。2、农田水利学研究对象是什么？答：研究对象包括两方面：一是调节农田水分状况，二是改变和

14、调解地区水情。（举例）3、频率（T）与重现期的关系是什么？试举例说明。答：T=1/PP=5%,则，T=1/5%=20 年如果是为了发电、灌溉 或其他而进行设计年径流量都位于 P>50%的一段频率 曲线上， 比如P=95%,等于或大于此年径流量的机会 为95%,等于或小于此径流量的机会 为5%,1-P%。 为用水目的而 进行频率 设计时，频率 与重现期的关系为：T=1/（1-P%）=1/（1-95%）=20,表示等 于或小于此径流量的机会为20年一遇。归纳如下：当 PW 50%T=1/P当 PR 50%T=1/（1-P%）三、计算（利用配线法计算）某站共有 实测径流资料24年，求相应于十年

15、的丰水年径流深和十年一遇的枯水年径流深.表1 1某站年径流深 频率计算表资料经验频 率及统计考数计算年 份年径流 深毫米序 号按大小 排列的Y舟模比系数KK-1(Ki1)2mP=*100%n 1123456781962538.311064.51.600.600.36041963624.92998.01.500.500.25081964663.23964.21.450.450.202121965591.74883.51.330.330.104161966557.25789.31.180.180.032201967998.06769.21.150.150.022241968641.57732.91

16、.100.100.010281969341.18709.01.070.070.005321970964.29678.31.030.030.001361971687.310663.21.0000401972546.711641.50.96-0.040.002441973509.012624.90.96-0.060.004481974769.213615.50.92-0.080.006521975615.514606.70.91-0.090.008561976417.115591.70.89-0.110.012601977789.316587.70.88-0.120.014641978732.91

17、7586.70.88-0.120.0146819791064.518567.40.85-0.150.022721980606.719557.20.84-0.160.026761981586.720546.70.82-0.180.032801982567.721538.30.81-0.190.036841983586.722509.00.77-0.230.053881984709.023417.10.63-0.370.137921985883.524341.10.51-0.490.24096总计15993.515993.524.02-0.021.592解答计算步骤如下：(1)将原始资料Y(径流一

18、般用Y表示)由大到小加以排列，列入表16中第四栏.(2)用公式P= *100%计算频率，如表16第八栏，并将Y与P对应点绘于频率格纸上,n 1如下图ny1 计算系列的多年平均年径流深Y= - " 666.4毫米n 24(4)计算各项的模比系数ki史,记入表中第五 栏淇总和应等于N,今有0.02的误差，这是y可以允许的. 计算各项的KI1,如表中第六 栏,其总各应为零，今为0.02.(6)计算(KI1)2，如表中第七 栏，由此求出cvCv=2(ki 1)11.592 0.263,23假定cv=0.30,并假定cs=2cv=0.60,查附表得出相对应于各种频率的模比系数k1,如表16 中

19、第二栏，以均值Y=666.4毫米得相对应于各种频率的Y值，如表中第三 栏.将表16中1,3两栏的对数值点绘于图1 10上,发现理论频率曲线的中段与经验频率点据 配合尚好，但头部和尾部偏听偏信于经验频率点据之下.（8）改变参数，重新配线因为上述曲线头部和尾部偏低，帮需增大Cs,Cs增大后尾部都可以上升，假定Cv=0.30,Cs=3Cv=0.9a查表求出各K值和计算出丫值，列表16第四,五栏中，以点绘曲线，发现曲线的 头部和尾部反而有些偏高，配线仍不够理想.（9）再次改变参数，第三次配线现在需要把Cs稍微改小一些，假定3=0.30, ©=2.53=0.75，查表求出各K值和计算出各丫值,

20、 列入表16第六，七栏中,绘出频率曲线，该线与经验点据配合较好，即为最后采用的理 论频率 曲线.（10）由此求得十年一遇的丰水年年径流深和十年一遇的枯水年年径流深如下频率1090重现期T（年）10（丰水年）10（枯水年）年径流深Y（毫米）933433第二章农田水分状况与灌溉用水量、 名词解释1、灌水定额。2、作物需水量一一植株蒸腾和棵间蒸发量之和。3、灌溉制度一一根据作物需水特性和当地节约用水而制定的适时适量的灌水方案。4、灌溉定额。5、综合灌溉定额。、填空1、农田水分存在的三种基本形式为（地面水）、（土壤水）、（地下水）2、液态水按其受力和运动特性可分为吸着水、毛管水、重力水 。3、。4、农

21、田水分消耗的途径主要有植株蒸腾、棵间蒸发、深层渗漏。5、确定灌溉制度的方法有总结群众丰产灌水经验、根据灌溉试验资料、按水.6、水稻的水量平衡方程式为（h1+p+m-E-C=h2）。7、。8、。9、。三、简答题1、简述灌溉用水量的计算过程？2、综合灌溉定额除了可以推求灌溉用水量，还有何作用? 四、计算题第三章 灌溉渠道系统规划a 1=60%a 2=40% a 0一、名词解释1、渠道设计流量一一指在设计标准条件下，为满足灌溉用水要求，需要渠道输送的最大 流2、灌溉水利用系数 一一是指实际灌入农田的有效水量和渠首引入水量的比值。3、最小流量一一是在设计标准条件下，渠道在正常工作中输送的最小流量。4、

22、田间净流量一一指渠道应该输送到田间的流量，即田间实际需要的渠道流量。5、不冲流速一一使渠床土壤将要移动而尚未移动时的水流速度。二、填空1、灌溉系统包括 渠首工程、输配水工程、田间工程三大部分。2、田间水利用系数主要是指实际灌入田间的有效水量与农渠末端流量 的比值。3、当渠道通过地势陡峻或地面坡度较大的地段时应修建衔接建筑物。4、条田规划时条田尺寸应综合考虑排水要求、机耕要求、田间管理和灌水要求 三个因素。5、轮灌渠道不计算加大流量。6、渠道的工作制度分为轮灌 和续灌 两种，一般干支渠 续灌 多采用，而 轮灌斗农渠多采用。7、设计出的渠道流速必须满足不冲不淤 的条件，才能保证断面的稳定。8、渠系

23、建筑物按其作用的不同，可分为控制建筑物、交叉建筑物、泄水建筑物、衔接建筑物、量水建筑物等。9、渠道横断面的形式有挖方断面、填方断面、半挖半填断面 。10、渠道输水损失包括蒸发损失、渗水损失、漏水损失 三种，一般在计算时主要考虑蒸发 损失。11、灌溉渠道一般要求布置在控制范围的高 处，而排水沟道一般布置在田块较低的地方。12、在田间渠系布置时，若灌水方向垂直于农渠称为纵向 布置；若灌水方向与农渠平行则称为 横向 布置。40% 为宜。13、为保证对下级渠道正常供水，渠道的最小流量以不低于渠道设计流量的14、一般渠道流量大时，其比降应选择小 些，流量小时，比降可选择大 些。15、在渠道设计时，若选择

24、的糙率大于实际糙率，则渠道过流能力比实际大 ，若选择的糙率小于实际糙率，则渠道过流能力比实际小 。三、简答题1、计算渠道的设计流量、加大流量和最小流量各有什么作用？2、简述U形渠道的优点？四、计算题长度为2km的一条渠道，其进口断面的流量为7.5m3/s ,渠道水利用系数为 0.88 ,求：（1）渠道出口断面的流量为多少？ （ 2）每公里长度渠道损失流量S为多少？已知：L=2km Q进第四章 田间排水系统=7 一、名词解释1、田间排水系统 一一指末级固定沟道（一般为农沟）控制范围内的田间沟网或暗管系统。2、渍灾由于地下水位持3、地下水的临界深度一一为保证土壤不产生盐碱化和作物不受盐害所要求保持

25、的地下水 最4、除盐一一消除作物根系活动层中有害于作物生长的盐分的措施。5、涝灾一一田面积水过多，超过作物耐淹能力而造成作物减产的灾害。二、填空1、田面积水如果超过了作物的允许淹水深度和淹水时间，作物将会减产甚至死亡。2、作物允许的淹水时间和淹水深度与作物的种类 和 生育阶段 有关。3、为使作物不受渍，地下水埋深应该大于适宜埋藏深度。4、为防止土壤盐碱化，地下水埋藏深度应大于临界深度。5、在排除涝水时，田间排水沟间距越小 ，排水效果越好。6、在田间排水沟深度一定时，沟距越小，地下水位的下降速度越快，在一定时间内地下水下降值越 大；沟距一定时，沟深越小，地下水下降速度越慢，下降值越 小。7、在确

26、定末级排水沟深度和间距时，一般先定沟深，然后在确定 沟的间距。8、根据田间排水方式的不同，田间排水系统有明沟 和 暗管排水 两种形式。9、大田蓄水能力一般是由储存在地下水面以上 土层中的水量和使地下水位 升高到允许高度所需要的水量两部分组成。10、地下水适宜埋藏深度等于根系集中层深度 加上毛管饱和区高度 。三、简答简述农田排水的任务。第五章骨干排水系统一、名词解释1、排涝设计流量一一指在发生除涝设计标准规定的设计暴雨时，排水狗中应通过的最大流2、排涝模数一一单位排涝面积上的最大排涝流量。3、日常流量一一为控制非降雨区的地下水位，防止作物受渍，而需要经常排除的地下水流4、日常水位一一排水沟道通过

27、排渍流量时的水位，也就是沟道中需要经常维持的水位。5、最高水位一一排水沟道通过排涝设计流量时的水位。二、填空1、骨干排水系统与 田间排水系统、排水容泄区、排水闸站、湖泊等共同构成完整的排 水系统。2、各级排水沟道尽量布置在各自控制范围内的最低 处，以便能自流排水。3、排水系统按照地形、气象等自然条件的不同，所担负的任务也不同，一般可分为一般排水系统和综合利用的排水系统 两种。4、一般情况下，排涝模数随排涝面积的增大而减少。5、排水沟道的设计流量一般有排涝设计流量和排渍设计流量 ，对应的水位也有 排涝水位 和 日常水位 两种。6、设计排涝标准一般用某一设计频率的几日暴雨在几日排除，使作物不受淹来表示，它包括 重现期、暴雨历时 和排除时间 三方面的内容。7、骨干排水沟的作用是汇集田间排水系统 排出的水量，并逐级输送至排水容泄区，以达到排除地面多余水量和有效降低地下水位的目的。8、在排水沟道纵断面设计时，一般要求下级沟道的沟底不应高于下级沟道的沟底。三、简答1、简述排水系统规划布置原则。