第七章 荒漠化地区水资源合理利用技术
第一节 水资源分类及特征
第二节 节水技术
第三节 水资源开发利用中的环境问题
第一节 水资源分类及特征
一、地表水
二、地下水
三、大气降水及特征
一、地表水
（一）河川径流资源及特征
一、地表水
（一）河川径流资源及特征
1．以短河道小流量河流居多
2．河流河床游荡不定、易改道
3．径流补给类型多样、时空分布不平衡
4．内陆河流经流形成区与散失区分带明显
5．内陆河径流年际变化系数较小、河流水量稳定
一、地表水
（二）湖泊资源及特征
一、地表水
（二）湖泊资源及特征
一、地表水
（三）荒漠化地区其他形式的地表水
1．冰川资源
2．凝结水
3．人工水库
二、地下水
二、地下水
荒漠化地区地下水的类型主要有：
（一）山前倾斜平原荒漠化边缘中
的潜水和承压水
（二）古河道中的地下水
（三）沙丘地下水
图 7-1
三、大气降水及特征
降水稀少，年变率大。
我国沙区降水主要集中在 6~8月（ 表 7-5）
季节分配或小于月的时间段上
的降水分配也极不均匀。
第二节 节水技术
一、水资源合理调配
二、喷灌
三、滴灌
四、渗灌
五、雨水收集利用
一、水资源合理调配
（一）蓄水保水措施
（二）调水排水措施
（ 1）制定平衡措施；
（ 2）寻求最优方案；
（ 3）采取有效措施。
二、喷灌
（一）喷灌系统组成
分为管道式和机组式喷灌系统，常采
用管道式喷灌系统 （ 图 7-2） 。
管道式喷灌系统主要包括以下各组成部分：
（ 1）水源 （ 2）水泵 （ 3）动力
（ 4）管道系统 （ 5）喷头
二、喷灌
（一）喷灌系统组成
1．固定式管道喷灌系统
2．半固定式管道喷灌系统
（ 1）人工移动支管
（ 2）机械移动支管
目前使用较多的有钢管、铸铁管、钢筋混凝
土管、石棉水泥管。
二、喷灌
（一）喷灌系统组成
目前国内外对地面移动管道采用的有：
（ 1）薄壁铝管
（ 2）薄壁钢管
（ 3）塑料软管
二、喷灌
（二）喷灌系统的规划和设计
1．选择喷灌系统形成
2．确定喷洒方式和喷头组合形成
3．选择喷头（或喷灌机）与工作压力
4．布置管道系统
图 7-3
二、喷灌
（二）喷灌系统的规划和设计
布置管道系统一般应考虑以下几点原则：
（ 1） 使管道总长度短；
（ 2） 考虑用水单位的需要；
（ 3） 支管与作物种植方向一致；
（ 4） 管线的纵剖面力求平顺；
（ 5） 各喷头工作压力要接近一致；
（ 6） 抽水站布置在中心地点。
二、喷灌
（三）喷灌制度的制定
1．设计灌水定额 公式 7-1
2．设计灌水周期 公式 7-2
3．一次灌水所需的喷洒时间 公式 7-3,7-4
二、喷灌
（四）喷灌系统工作制度的制定
2．确定支管的轮灌方式
以 2根支管同时工作为例，可能的轮灌方式有 3种：
（ 1） 2根支管集中在干管一头，依次向另一头轮换；
（ 2） 2根支管分别由干管首、尾两端反向更换；
（ 3） 2根支管都从干管中间开始，向相反方向轮换。
图 7-4
1．同时工作的喷头数和支管数 公式 7-5,7-6
三、滴灌
（一）滴灌系统的组成
滴灌系统由水源、首部枢纽、各级输水管道
和滴头等四部分组成（ 图 7-5、图 7-6）。
三、滴灌
（一）滴灌系统的组成
其主要组成部分有,1．过滤器
2．肥液注入装置
3．滴头
4．管道
5．压力调节器
三、滴灌
（一）滴灌系统的组成
滴头按耗能方式可分为以下 3种基本类型：
（ 1） 长流道滴头 图 7-7
（ 2） 孔口滴头 图 7-8,7-9,7-10
（ 3） 微孔毛管 图 7-11
三、滴灌
（二）滴灌系统的布置和设计
1．滴灌系统的规划布置
遵循以下原则：
（ 1） 各级管道互相垂直；
（ 2） 毛管沿等高线布置；
（ 3） 毛管应与耕作方向一致；
（ 4） 毛管应尽可能在支管两侧对称布置；
（ 5） 水源位置尽可能布置在灌区中间。
三、滴灌
（二）滴灌系统的布置和设计
2．滴灌制度的制定
（ 1） 设计灌水定额 公式 7-7
（ 2） 设计灌水周期 公式 7-8
（ 3） 1次灌水延续时间 公式 7-9,7-10
3．轮灌区的划分
公式 7-11,7-12,7-13
四,渗灌
（一）管道埋设深度
（二）灌水定额
（三）管道间距
（四）管道长度与坡度
一般为 40~60cm
通过田间试验测定
一般为 2~3m
长度为 20~50m
坡度为 0.001~0.005
五、雨水收集利用
（一）雨水收集系统的组成
通常由集流面、输水渠、沉沙池、拦污栅、
进水管、蓄水设施、放水口等组成。
图 7-12
五、雨水收集利用
（一）雨水收集系统的组成
2．输水系统
3．蓄水设施
包括输水渠、沉沙池、拦污栅、进水管等几部分。
常用的蓄水设施有水窖、水窑、水池和涝池 4大类。
1．集流面 表 7-6,7-7 公式 7-14
五、雨水收集利用
（二）水窖的类型及结构
五、雨水收集利用
三种常见，施工也方便，结构较合理可靠的水窖为：
（ 1） 混凝土球形水窖 图 7-13 容积大小确定参见 表 7-9
图 7-15
（ 2） 混凝土薄壳圆柱形水窖 图 7-14
（ 3）红胶泥 水窖 结构尺寸可参考 表 7-10
（二）水窖的类型及结构
第三节 水资源开发利用中的环境问题
一、湖水及地表径流矿化度升高
二、上中游不合理开发地表水，
引发下游地区环境危机
三、远距离调水对环境的影响
一、湖水及地表径流矿化度升高
为控制和降低其矿化度：
第一步、需要废弃不合理的开都河改道工程。
第二步、应适当控制焉耆盆地的开荒速度。
二、上中游不合理开发地表水，
引发下游地区环境危机
荒漠化是当前干旱区和半干旱区的主要
环境问题。
干旱地区某些地区的荒漠化，大多与地表
水利用不合理和河流改道有关。
在进一步开发大、中型内陆河流域时，必
须搞好流域规划。
三、远距离调水对环境的影响
工程对环境的影响可分为：
（ 1） 对自然环境的影响
如对水循环、气候、土壤、水文、地质、河道
冲淤、生物群落等。
（ 2） 对社会环境的影响
如对土地利用、交通、人口、风景区、文物古迹、
卫生健康等。
表 7-5
图 7-1
图 7-2
图 7-3
公式 7-1
作物生长期内最大的灌水定额：
公式 7-2
设计灌水周期
公式 7-3,7-4
平均喷灌强度：
公式 7-5,7-6
图 7-4
图 7-5
图 7-6
图 7-7
图 7-8
图 7-9
图 7-10
图 7-11
公式 7-7
设计灌水定额：
公式 7-8
设计灌水周期：
公式 7-9
对蔬菜和大田作物：
公式 7-10
公式 7-11,7-12
公式 7-13
根据选用的毛管管径计算水头损失，确定毛管长度：
图 7-12
表 7-6
表 7-7
公式 7-14
集流面的面积公式：
图 7-13
表 7-9
图 7-14
图 7-15
表 7-10
第一节 水资源分类及特征
第二节 节水技术
第三节 水资源开发利用中的环境问题
第一节 水资源分类及特征
一、地表水
二、地下水
三、大气降水及特征
一、地表水
（一）河川径流资源及特征
一、地表水
（一）河川径流资源及特征
1．以短河道小流量河流居多
2．河流河床游荡不定、易改道
3．径流补给类型多样、时空分布不平衡
4．内陆河流经流形成区与散失区分带明显
5．内陆河径流年际变化系数较小、河流水量稳定
一、地表水
（二）湖泊资源及特征
一、地表水
（二）湖泊资源及特征
一、地表水
（三）荒漠化地区其他形式的地表水
1．冰川资源
2．凝结水
3．人工水库
二、地下水
二、地下水
荒漠化地区地下水的类型主要有：
（一）山前倾斜平原荒漠化边缘中
的潜水和承压水
（二）古河道中的地下水
（三）沙丘地下水
图 7-1
三、大气降水及特征
降水稀少，年变率大。
我国沙区降水主要集中在 6~8月（ 表 7-5）
季节分配或小于月的时间段上
的降水分配也极不均匀。
第二节 节水技术
一、水资源合理调配
二、喷灌
三、滴灌
四、渗灌
五、雨水收集利用
一、水资源合理调配
（一）蓄水保水措施
（二）调水排水措施
（ 1）制定平衡措施；
（ 2）寻求最优方案；
（ 3）采取有效措施。
二、喷灌
（一）喷灌系统组成
分为管道式和机组式喷灌系统，常采
用管道式喷灌系统 （ 图 7-2） 。
管道式喷灌系统主要包括以下各组成部分：
（ 1）水源 （ 2）水泵 （ 3）动力
（ 4）管道系统 （ 5）喷头
二、喷灌
（一）喷灌系统组成
1．固定式管道喷灌系统
2．半固定式管道喷灌系统
（ 1）人工移动支管
（ 2）机械移动支管
目前使用较多的有钢管、铸铁管、钢筋混凝
土管、石棉水泥管。
二、喷灌
（一）喷灌系统组成
目前国内外对地面移动管道采用的有：
（ 1）薄壁铝管
（ 2）薄壁钢管
（ 3）塑料软管
二、喷灌
（二）喷灌系统的规划和设计
1．选择喷灌系统形成
2．确定喷洒方式和喷头组合形成
3．选择喷头（或喷灌机）与工作压力
4．布置管道系统
图 7-3
二、喷灌
（二）喷灌系统的规划和设计
布置管道系统一般应考虑以下几点原则：
（ 1） 使管道总长度短；
（ 2） 考虑用水单位的需要；
（ 3） 支管与作物种植方向一致；
（ 4） 管线的纵剖面力求平顺；
（ 5） 各喷头工作压力要接近一致；
（ 6） 抽水站布置在中心地点。
二、喷灌
（三）喷灌制度的制定
1．设计灌水定额 公式 7-1
2．设计灌水周期 公式 7-2
3．一次灌水所需的喷洒时间 公式 7-3,7-4
二、喷灌
（四）喷灌系统工作制度的制定
2．确定支管的轮灌方式
以 2根支管同时工作为例，可能的轮灌方式有 3种：
（ 1） 2根支管集中在干管一头，依次向另一头轮换；
（ 2） 2根支管分别由干管首、尾两端反向更换；
（ 3） 2根支管都从干管中间开始，向相反方向轮换。
图 7-4
1．同时工作的喷头数和支管数 公式 7-5,7-6
三、滴灌
（一）滴灌系统的组成
滴灌系统由水源、首部枢纽、各级输水管道
和滴头等四部分组成（ 图 7-5、图 7-6）。
三、滴灌
（一）滴灌系统的组成
其主要组成部分有,1．过滤器
2．肥液注入装置
3．滴头
4．管道
5．压力调节器
三、滴灌
（一）滴灌系统的组成
滴头按耗能方式可分为以下 3种基本类型：
（ 1） 长流道滴头 图 7-7
（ 2） 孔口滴头 图 7-8,7-9,7-10
（ 3） 微孔毛管 图 7-11
三、滴灌
（二）滴灌系统的布置和设计
1．滴灌系统的规划布置
遵循以下原则：
（ 1） 各级管道互相垂直；
（ 2） 毛管沿等高线布置；
（ 3） 毛管应与耕作方向一致；
（ 4） 毛管应尽可能在支管两侧对称布置；
（ 5） 水源位置尽可能布置在灌区中间。
三、滴灌
（二）滴灌系统的布置和设计
2．滴灌制度的制定
（ 1） 设计灌水定额 公式 7-7
（ 2） 设计灌水周期 公式 7-8
（ 3） 1次灌水延续时间 公式 7-9,7-10
3．轮灌区的划分
公式 7-11,7-12,7-13
四,渗灌
（一）管道埋设深度
（二）灌水定额
（三）管道间距
（四）管道长度与坡度
一般为 40~60cm
通过田间试验测定
一般为 2~3m
长度为 20~50m
坡度为 0.001~0.005
五、雨水收集利用
（一）雨水收集系统的组成
通常由集流面、输水渠、沉沙池、拦污栅、
进水管、蓄水设施、放水口等组成。
图 7-12
五、雨水收集利用
（一）雨水收集系统的组成
2．输水系统
3．蓄水设施
包括输水渠、沉沙池、拦污栅、进水管等几部分。
常用的蓄水设施有水窖、水窑、水池和涝池 4大类。
1．集流面 表 7-6,7-7 公式 7-14
五、雨水收集利用
（二）水窖的类型及结构
五、雨水收集利用
三种常见，施工也方便，结构较合理可靠的水窖为：
（ 1） 混凝土球形水窖 图 7-13 容积大小确定参见 表 7-9
图 7-15
（ 2） 混凝土薄壳圆柱形水窖 图 7-14
（ 3）红胶泥 水窖 结构尺寸可参考 表 7-10
（二）水窖的类型及结构
第三节 水资源开发利用中的环境问题
一、湖水及地表径流矿化度升高
二、上中游不合理开发地表水，
引发下游地区环境危机
三、远距离调水对环境的影响
一、湖水及地表径流矿化度升高
为控制和降低其矿化度：
第一步、需要废弃不合理的开都河改道工程。
第二步、应适当控制焉耆盆地的开荒速度。
二、上中游不合理开发地表水，
引发下游地区环境危机
荒漠化是当前干旱区和半干旱区的主要
环境问题。
干旱地区某些地区的荒漠化，大多与地表
水利用不合理和河流改道有关。
在进一步开发大、中型内陆河流域时，必
须搞好流域规划。
三、远距离调水对环境的影响
工程对环境的影响可分为：
（ 1） 对自然环境的影响
如对水循环、气候、土壤、水文、地质、河道
冲淤、生物群落等。
（ 2） 对社会环境的影响
如对土地利用、交通、人口、风景区、文物古迹、
卫生健康等。
表 7-5
图 7-1
图 7-2
图 7-3
公式 7-1
作物生长期内最大的灌水定额：
公式 7-2
设计灌水周期
公式 7-3,7-4
平均喷灌强度：
公式 7-5,7-6
图 7-4
图 7-5
图 7-6
图 7-7
图 7-8
图 7-9
图 7-10
图 7-11
公式 7-7
设计灌水定额：
公式 7-8
设计灌水周期：
公式 7-9
对蔬菜和大田作物：
公式 7-10
公式 7-11,7-12
公式 7-13
根据选用的毛管管径计算水头损失，确定毛管长度：
图 7-12
表 7-6
表 7-7
公式 7-14
集流面的面积公式：
图 7-13
表 7-9
图 7-14
图 7-15
表 7-10
