灌溉与排水工程课程教案

1《灌溉与排水工程》课程教案一、课程的基本要素1、课程中文名称：灌溉与排水工程2、课程英文名称：IrrigationandPrainageEngineering3、课程编号：0312094、学科分类：农业工程4、课程类别：专业课。5、课程性质：必修课。6、适用层次：汉族本科7、适用专业：农业水利工程。9、学时：总学时60（理论课学时52，实验课学时8）。10、学分：311、先修课程水力学、水文与水资源学、土壤与农作、地下水利用等有关基础课12.并修课程水工建筑物、水利工程经济、水利工程概预算等二、课程介绍：1、教学目的：通过本课程的教学使学生掌握灌溉与排水的基本理论和灌排技术、灌排系统规划设计方法及地区水利规划的基本知识和方法等。具体要求为：(1)知识方面了解农田水分变化规律，掌握控制农田土壤水分以及进行合理灌排的基本理论和知识；掌握灌溉排水系统的规划设计方法；掌握灌区田间工程的规划方法；了解灌区水利规划的方法步骤以及掌握有关基本知识；明确农田水利管理工作的重要性，掌握灌排管理的基本知识。(2)技能方面能根据水源条件选择合理的取水方式，能进行引水工程的水利计算；能进行灌区灌排系统的规划布置；能进行灌排系统的流量计算和纵横断面设计。(3)能力方面能独立担当中小型灌区的规划设计及灌、排管理工作。2、课程特点《灌溉与排水工程》是农业水利工程专业的一门主干必修专业课。其基本任务是：使学生掌握灌溉与排水的基本理论与基本原理，灌排技术，灌排系统规划设计的方法；了解灌、排工程对水环境的影响及其评价；使学生重视灌、排管理；了解灌排系统管理中的一些现代化技术；掌握灌排工程的经济评价，掌握新疆盐碱土防治的水利措施等基本知识和技能。3、使用教材《灌溉排水工程学》.汪志农主编中国农业出版社出版，20052年5月第一版4、参考教材（1）《农田水利学》（第三版）.郭元裕主编,中国水利水电出版社,1999年8月（2）《灌溉排水工程学》汪志农主编中国农业出版社出版，2000年5月（3）《农田水利学习题试验集》.张增圻、沈荣开合编,,水利电力出版社,1994年（4）《新疆垦区盐碱地改良》.罗家雄等编著·水电出版社·1985．4三、教学要求与学习方法1、教学要求由本课程的特点，要求在教学过程中始终贯彻从实践中来到实践中去的认识过程。课堂教学应力求使学生弄清基本概念，掌握基本内容。使学生对农田水分状况和土壤水分运动、作物需水量和灌溉制度及灌溉用水量、各种灌水方法、灌溉渠道、灌溉水源及取水方法、田间排水及排水沟道系统、新疆盐碱土防治的水利措施等内容有一个系统清晰的认识。由于本课程内容繁杂、实践性很强，所以授课教师不仅要吃透教材，在采用全国统编教材时，力图贯彻灌溉与排水为农业增产服务，拟定灌排措施必须从当地实际出发，紧密的与农业综合技术相结合。还需广泛阅读参考资料、深入生产实践、跟踪学科发展，随时补充新内容，使学生及时了解到本学科的重要进展和发展动向。实验教学，使学生掌握实验样品的采集准备、土壤水分的测定、盐分的定性定量分析等技能，做到理论与实践相结合，提高解决实际问题的能力，培养学生严谨认真的工作作风，并提倡创新精神，为今后的科研及工作打下基础。实践环节方面：结合所学内容，让学生进行1.5周的课程设计，设计题目可为理论内容的一个专题，通过实际的工程资料和工程要求进行设计训练，也可直接参与一些实际的工程设计，使设计成果部分或全部用于工程实际。2、学生学习方法通过教师引导，启发学生的自学和独立思考，逐渐培养学生自我获取知识的能力和分析问题、解决问题的能力。四、基于学业规范的其他要求1、道德规范：尊敬师长，关心同学，爱护公物，诚信守信2、行为规范：遵守课堂纪律，跟着老师授课思路专心听讲，与老师互动，课前预习，课后复习，不抄袭他人作业，遇到问题多请教老师或找同学商议。3、作业规范：认真按要求完成各次作业，不拖拉，不漏做或少做，对做错的题认真订正。五、理论课教学内容与要求3第一章、绪论一、教学目的与要求通过本章学习使学生对农业水利工程专业和灌溉与排水工程课程有较清楚的概念，了解国家的水利建设方针和国内外灌排技术发展的概况。掌握灌溉排水工程学的研究对象和基本内容。二、本章学时2（理论学时2）三、教学重点（一）我国的农田灌溉排水事业及发展方向概况（讲清灌排工程的任务）1、我国水资源状况和灌溉排水事业2、节水灌溉的重要性及其目标3、灌溉排水的发展方向（二）农田灌溉与排水的研究对象和基本内容四、教学难点灌溉与排水工程的研究对象和基本内容及其调节措施。五、教学设计采用多媒体课件授课，以课堂教学和教材内容为主，结合新疆灌排工程现状和新疆及阿克苏地区水资源总量，分布状况，水资源开发利用状况，探讨新疆发展灌排工程的重要性和发展节水灌溉的必要性。六、教学内容第一章、绪论§1—1、我国的灌溉排水事业一、灌溉、排水对我国农业生产的重要意义灌溉排水是水利工程类别之一。其基本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有关的地区水利条件。为农业的发展创造条件。【农田水利】（灌溉排水）：为防治干旱、渍、涝和盐碱灾害，对农田实施灌溉、排水等人工措施的总称。灌溉排水的作用：是人工补充土壤水分或排除农田多余水分的一种水利措施。灌溉排水的目的：是与农业技术措施相结合，共同为作物生长创造适宜的环境，促进和保证农业生产持续、高效地发展。灌溉排水的任务：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的地区水利条件，以促进农业的发展。41、常年灌溉地带2、不稳定灌溉地带3、水稻灌溉地带二、我国灌溉、排水事业的发展积累的经验和面临的任务1、我国灌、排工程的建设和发展积累的经验和面临的任务（1）经验1)在大力发展灌溉的同时，充分重视排水，做到灌、排并重，蓄泄兼顾；2）充分利用水资源，节约水资源；3）因地制宜，针对不同地区的具体情况，采用不同的治理措施。（2）面临的任务水资源短缺，供需矛盾突出，现有耕地灌溉面积不到一半，灌、排工程配套不全，老化失修，抗旱除涝标准低等。不能适应今后农业生产和国民经济发展需要。2、节水灌溉的重要性及其目标（1）大力发展节水农业，推广节水灌溉，形成节水型社会是我国一项长期的基本国策。（2）从开源与节流两方面入手，解决水资源危机的问题。（3）精量灌溉，是节约灌溉的最高目标（4）借助现代化的电子测试手段、计算机技术与信息技术，实时预测预报。（5）三“S技术在现代农业中的应用，使精量灌溉及精确调控大田的生产过程与资源投入已具有现实的应用前景。信息技术的迅速发展与更新，将对未来农业的发展产生不可估量的影响。三、世界灌溉发展的趋势1、灌溉方法仍以地面灌溉为主，高效节水灌溉面积会有较大发展；2、提高灌溉水利用系数，缓解水资源紧缺程度，渠道防渗，管道输水和非充分灌溉等技术将日益发展；3、改进灌溉管理，提高自动化程度；4、电子计算机、激光、红外线、遥感、遥控等新技术将广泛得到发展。§1—2、灌溉排水工程学的研究对象和基本内容灌溉排水工程学是一门研究农田水分状况和有关地区水情的变化规律及其调节措施，消除水旱灾害和利用水资源为发展农业生产而服务的科学。一、灌溉排水工程的研究对象（一）调解农田水分状况1、灌溉措施2、排水措施5在调节农田水分状况方面需要研究的问题（9个）（二）改变和调节地区水情1、蓄水保水措施2、调水、排水措施在改变和调节地区水情方面需要研究的问题（4个）二、灌溉排水的研究内容（一）灌溉排水主要研究内容（二）灌溉排水工程面临的任务七、复习思考题与作业1、灌溉排水工程学的任务是什么？2、灌溉排水工程学3、灌溉排水工程学的研究对象及基本内容是什么？4、农田水分状况5、调节农田水分状况的水利措施有哪些？6、在调节农田水分状况方面需要研究的问题有哪些？7、改变和调节地区水情的措施有哪些？需要研究哪些问题？8、灌溉排水工程主要研究的内容是什么？9、灌溉排水工程面临的任务是什么？6第二章农田水分状况和土壤水分运动一、教学目的与要求要求通过本章学习使学生了解农田水分的存在形式及特点、掌握作物对农田水分状况的要求以及农田水分调节措施、理解土壤水运动基本方程和考斯加可夫公式；难点为土壤水运动基本方程、入渗速度理论公式的推导、以及SPAC理论的基本概念。二、本章学时7（理论学时3，实验学时4）三、本章重点、农田水分三种基本形式、凋萎系数、田间持水率。四、教学难点土壤水运动基本方程、入渗速度理论公式的推导、以及SPAC理论的基本概念。地面水、地下水、土壤水的转化过程。五、教学设计采用多媒体课件授课，以课堂教学和教材内容为主，结合当地实际，用实际案例引导学生学好本章内容。讲清农田水分存在的形式和几个特征土壤含水率及在农业生产中的意义，避免繁琐的数学公式推导。通过课后的复习思考题和作业加深本章内容的理解。六、教学内容§2—1农田水分状况一、农田水分存在的形式二、旱作地区农田水分状况三、水田地区农田水分状况四、农田水分状况的调节措施§2—2土壤水分运动一、土壤水运动基本方程二、入渗条件下土壤水分运动三、蒸发条件下土壤水运动§2—3土壤-作物-大气连续体水分运动的概念七、复习思考题与作业1.农田水分存在的基本形式有哪些，能够被作物利用的土壤水是哪些？2.凋萎系数？3.农田水分状况调节措施是什么？4.田间持水率？（旱作物）土壤的最大田间持水率，最小田间持水率？7第三章作物需水量和灌溉用水量一、教学目的与要求要求学生了解土壤水分消耗的途径，理解“作物需水量”和“田间耗水量”的基本概念；全面了解影响作物需水量的因素，理解作物需水临界期和作物需水模系数的概念。掌握作物需水规律和作物需水量的计算方法，掌握作物灌溉制度的拟定，正确分析和推求灌溉用水量的原理和方法。掌握灌水率的概念与计算方法。二、本章学时8（理论学时8）三、本章重点、1、作物需水量和田间耗水量的基本概念及计算方法；2、灌溉制度的概念及其拟定方法，制定水、旱作物灌溉制度的水量平衡法；3、灌溉用水过程线的推算和灌水率的计算。四、教学难点作物灌溉制度的拟定，灌区用水过程的推算，灌水率的计算和灌水率图的修正。五、教学设计讲清作物需水量的概念，采用多媒体课件授课，讲解灌溉制度和灌溉用水量，结合当地实际，用典型案例引导学生学好本章内容。通过课后的复习思考题和作业练习，以加深对本章内容的理解。六、教学内容§3—1作物需水量一、作物需水量及影响因素二、作物需水量的计算（一）直接计算需水量的方法1、以水面蒸发为参数的需水系数法（简称“”值法）2、以产量为参数的需水系数法（简称“K”值法）3、以气温为参数的需水系数法（简称“β”值法）4、以多种因素为参数的经验公式法（二）通过计算参照作物需水量来计算实际作物需水量的方法基本思路是：将作物腾发看作能量消耗的过程；通过平衡计算求出腾发所消耗的能量，然后再将能量折算为水量，即作物需水量。1、参照作物需水量计算2、实际需水量的计算§3—2作物的灌溉制度8一、充分灌溉条件下的灌溉制度制定灌溉制度的方法1、总结群众丰产灌水经验2、根据灌溉试验资料3、按水量平衡原理分析制度作物灌溉制度（一）水稻的灌溉制度1、泡田定额的确定2、水稻生育期内灌溉制度的确定（二）旱作物的灌溉制度的确定1、水量平衡方程式2、基本资料的收集3、旱作物播前灌水定额（M1）的确定4、根据水量平衡图解法拟定旱作物生育期的灌溉制度二、非充分灌溉原理与作物水分生产函数（一）非充分灌溉的理论基础（二）水分亏缺对作物的影响及水分亏缺的判别指标1、土壤水分亏缺及其成因2、作物水分亏缺及其成因3、水分亏缺对作物生长的影响（三）作物水分生产函数作物水分生产函数是指在作物生长发育过程中。作物产量与投入水量或作物消耗水量之间的数量关系。作物水分生产函数可以确定作物在不同时期遇到不同程度的缺水是对产量带来的影响。（四）作物非充分灌溉制度1、优化灌溉制度的确定方法2、优化灌溉制度设计实例§3—3灌溉用水量灌溉用水量是指灌溉土地需从水源取用的水量而言。一、设计典型年的选择在规划设计中，常需事先选定典型水文年作为规划设计的依据，把这个特定的水文年份称为“设计典型年”，由其气象资料计算出