用水与防洪
水利工程有两项工作，它们是连在一起的：
- 用水：从河流、湖泊、水井或水库取水，供庄稼、牲畜、家庭和工厂使用。
- 防洪：不让多余的水伤害人、房屋和农田。
水坝后面的水库两件事都能做。雨季，它把多余的雨水存起来，下游的河水就不会太高。旱季，它放水给农田用。水田和池塘的作用也一样，因为它们把雨水留在地面上，不让雨水一下子全部流走。
防洪的办法有：蓄水（水坝、池塘、农田）、让河水安全地向两侧漫开（河漫滩）、给水留出出路（排水沟、堤坝）。
灌溉与排水
灌溉是给庄稼补充雨水不能提供的水。常见方法有：
- 地面灌溉（漫灌或沟灌）：水漫过整块田，或沿着一行行作物流动。方法简单，但浪费很多水。
- 喷灌：用管道把水像下雨一样喷出来。
- 滴灌：细管把水一滴一滴送到根部，最节水。
排水是把多余的水排走。需要排水是因为：
- 水太多，根部就没有空气（这叫渍涝）；
- 排水后地面结实，拖拉机和收割机才能下田干活；
- 在干旱地区，排水还能冲走土壤里积累的盐分。
地表排水是敞开的水沟。地下排水是埋在土里、带小孔的管子，用来收集土壤里的水。好的农场会把灌溉和排水一起规划。
灌溉设施
水要经过一连串的设施。请在3D画面里从左往右看：
- 水坝和水库：储存河水。
- 拦河堰或渠首：一道矮墙或闸门，抬高河水水位，把一部分水引进渠道。
- 干渠和支渠：把水送过田野，越分越细。
- 管道和水泵：在光靠重力送不到的地方，把水抽高或压过去。
- 闸门和水闸：可调节的门，控制多少水流向哪里。
- 农用池塘和蓄水池：田边的小型蓄水处。
- 排水渠：把多余的水送回河里。
渠道主要靠重力输水，所以要向下游缓缓倾斜。这些设施需要维护。泥沙、杂草和裂缝都会让水流变小，所以农民和当地的合作组织每年都要清理和修补。
农业用水的多种功能
农业用水除了养庄稼，还有别的好处，这些叫做多种功能：
- 帮助防洪：田埂高起的水田能存住雨水。
- 补充地下水：田里的一部分水会渗到地下，给水井补水。
- 降温：天热时，田地和植物里的水分蒸发，使附近的空气变凉。
- 栖息地：池塘、渠道和湿润的农田是青蛙、鱼、昆虫和鸟类的家。
- 景观与文化：绿色的梯田和水渠让环境宜人，也让乡村传统延续下去。
如果农田被荒废，或者被水泥铺满，这些免费的好处也就没有了。这就是要好好保护农田和水渠的原因之一。
动手试试：追踪水的路线
去附近看看渠道、池塘或水沟，或者看一张地图或照片。画出水从水源到农田、再从农田回到河里的路线。把你能找到的闸门、水泵或排水沟标出来。然后问问农民或老人：闸门什么时候打开，什么时候关上？
重点公式和概念
- 水的体积 (m³) = 水深 (m) × 面积 (m²)
- 1 公顷上 1 mm 的水 = 10 m³
- 渠道流量 Q (m³/s) = 横截面积 (m²) × 流速 (m/s)
- 体积 = 流量 × 时间
- 节水率 (%) = (原用水量 − 现用水量) ÷ 原用水量 × 100
- 关键词：灌溉、排水、水库、拦河堰、渠道、水闸、渍涝
例题讲解
1. 一块 2 公顷的水田需要 60 mm 的水。这是多少 m³？（1 公顷 = 10,000 m²）
面积 = 20,000 m²。水深 = 0.06 m。体积 = 20,000 × 0.06 = 1,200 m³。
2. 一条渠道每秒流过 0.5 m³ 的水。一小时流过多少水？
一小时 = 3,600 秒。体积 = 0.5 × 3,600 = 1,800 m³。
3. 一条渠道宽 2 m，水深 1 m，水流速度为 0.5 m/s。求流量 Q。
面积 = 2 × 1 = 2 m²。Q = 2 × 0.5 = 1 m³/s。
4. 100 公顷的水田，田埂能多存 10 cm 的雨水。它们能存多少洪水？（1 公顷 = 10,000 m²）
面积 = 1,000,000 m²。水深 = 0.1 m。体积 = 100,000 m³。
5. 一块田里多出 80 mm 的水。排水沟每小时排走 20 mm。要多久才能排完？
80 ÷ 20 = 4 小时。
6. 漫灌一季作物用水 900 mm，滴灌用水 600 mm。滴灌节约了百分之多少的水？
节水率 = (900 − 600) ÷ 900 × 100 = 33.3%，大约三分之一。
常见错误
- 以为只有多雨的地方才需要排水。许多灌溉农田也需要排水，以防渍涝和盐分积累。
- 把灌溉（水进来）和排水（水出去）搞混。
- 以为水坝只提供水。其实它还能蓄存洪水。
- 忘了 1 公顷等于 10,000 m²，结果算出的体积差 10 倍。