农田水利复习资料.doc

农田水利自我知识整理·绪论【农田水利】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【我国古代4大灌溉工程】 夏商时期，黄河流域就出现了“沟洫”，即兼作灌溉排水的渠道。 -现在的“水渠” 公元前六世纪，楚国人民兴建了芍陂，利用洼地建筑了长约100里的水库。 -楚国孙叔敖修建的大型陂塘蓄水工程 公元前四世纪，魏国西门豹治邺时，创建了引漳十二渠。 -河南安阳邺西12道拦河低溢流堰 公元前三世纪，李冰在四川兴建了我国古代最大的灌溉工程都江堰仍然发挥作用的是：都江堰、郑国渠（现在改为陕西泾惠渠是中国最古老的灌溉工程，由单一的渠道灌溉发展为渠井双灌、灌排结合、旱涝保收的大型灌区）【我国农田水利目前存在的问题】1、防洪能力低，洪涝灾害严重。2、干旱缺水严重，水资源供需矛盾尖锐。3、水土流失严重，水环境不断恶化。【发展农田水利的必要性和迫切性】（1）中国水资源的主要特点 总量并不丰富，人均占有量更低；地区分布不均，水土资源不相匹配；年内年际分配不匀，旱涝灾害频繁；城市地下水超采与水资源污染严重 ；江河水资源高泥沙含量，水土流失问题严重（2） 干旱：我国每年因干旱缺水少产粮食1000亿公斤。（3） 灌溉水资源短缺：我国水资源人均占有量2200m3，不足世界人均占有量的1/4。工业和城市发展将进一步的挤占农业用水；灌溉水源的污染性使农业灌溉形式更严峻；农业内部的用水矛盾加剧：农业、造林、人工草场、水产都需要。（4） 农业用水浪费现象十分严重：灌溉水利用系数低，我国灌溉水利用系数0.4左右（总饮水量5000多亿m3 ），先进国家0.8-0.9，如提高0.1-0.2，每年可节约水量400-800亿m3农田水利利用效率低【目前解决农业用水危机的途径】渠道防渗技术；低压管道输水灌溉技术；改进地面灌溉技术；喷灌技术；围观技术；雨水汇集利用技术【简述农田水利学的研究对象与内容】 调节农田水分状况：调节农田水分状况的水利措施一般有：（1）灌溉措施：补充水分不足（2）排水措施：控水，排盐调节农田水分状况需要研究的内容：（1）农田水盐运动规律（2）节水灌溉理论与技术（3）灌排系统布置（4）灌排系统管理 改变和调节地区水情：改变和调节地区水情的措施有：（1）蓄水保水措施：水库等（2）调水排水措施：渠道等改变和调节地区水情需要研究的内容：（1）制定水土资源规划（2）水资源合理配置（3）洪涝规律 【为必备问题】 （为自主选择问题）·第一章、农田水分状况和土壤水分运动【农田水分存在的形式】农田水分有地面水、土壤水（是一种稀薄的溶液，吸附于土壤颗粒表面和土粒间孔隙中的水分，土壤的重要组成；土壤肥力主要因素；作物需水的基本来源；）和地下水三种形式，土壤水又可分为汽态水吸着水毛管水和重力水，其中对农作物有效的主要是毛管水；液态水根据其受力和运动特征可分三种形态，分子引力、毛管力和重力作用毛管水是土壤对水分子的吸附力水分子之间的粘着力以及水的表面张力三者共同作用的结果对作物有效的土壤含水量为田间持水率与凋萎系数之差(一) 土壤水存在的形式（按形态分）（1） 汽态水：存在于土壤空隙中的水汽（2） 吸着水：吸湿水（被紧束于土粒表面，不能在重力和毛管力作用下自由移动的吸着水）&薄膜水（吸附于吸湿水外部，只能沿土粒表面进行速度极小的移动的吸着水 ）（3） 毛管水：悬着毛管水&上升毛管水）（4） 重力水：超出毛管含水率的部分(二)土壤水存在的形式（按有效性分）-【简述土壤的有效性】（1） 无效水：吸着水（2） 有效水：田间持水量（注意：不等于毛管水0.01-0.03MPa）凋萎系数（1.5MPa）（3） 过剩水：重力水 不同的土壤质地，吸力特性不同【土壤水吸力】为土壤颗粒对水分的吸附力，是基质势与溶质势之和的负数。表示土壤水分和土壤吸力（负压）之间的关系曲线称为【土壤水分特征曲线】（旱作地区农田水分运动的几个过程）（1）灌水、降雨入渗（2）水分再分布（向着水分低处）（3）灌溉水、降雨补给地下水（4）地下水向上补给土壤水，甚至腾发 根系是作物的吸收器官，毛管水是作物水分的最主要来源。各种形态的水分转化成土壤水才能被作物根系所吸收。 重力水和凋萎系数以上的水分无法利用。 地面积水和地下水位过高会引起渍、涝灾害。地下水位必须在根系吸水层以下才能保持良好的通气和热状况。 不允许地表积水；土壤适宜含水率: 凋萎系数田间持水率；凋萎系数=0.6田；地下水水质较好,则地下水位可较高, 但地下水位不能达到根系层；有盐碱威胁地区,应严格控制地下水位,以免发生盐碱化，土壤水溶液浓度不能超过允许最高值。（水稻的农田水分状况）（1）长期淹灌（2）灌溉水、降雨下渗（3）灌溉水、降雨补给地下水（4）对淹灌水层深度、地下水埋深有要求-灌溉方式以水层为主的理论根据 水稻是喜水作物,除适时晒田处,田面要经常维持一定的水层。但水层不能过深, 否则会使根系缺氧,使根部发生无氧呼吸,有毒物质增加, 影响根系生长发育, 甚至烂根。 目前多用浅水勤灌, 适时晒田。缺水地区应推广控制灌溉技术。除萌芽与腊熟期最适宜的水分状况为田间持水率的70%-80%外，其余各时期都要求土壤水分达到饱和才能满足水稻生理上的水分需求。 地下水位不宜过高, 应保证一定的深层渗漏。适量的深层渗漏对水稻生长有利, 可增加根部氧分。深层渗漏也不宜过大, 会浪费水, 流失肥料。（农田水分状况调节）（1）旱：水分不足（2）涝：地面水过多（3）渍：地下水位过高 （1）农田水分过多的原因及措施：原因: 降水量大; 洪水泛滥、河流、湖泊水浸入农田（山东、天津）; 典型低洼、地下水位上升（珠江三角洲）、出流不畅（圩垸地区）等形成的灾害：【洪灾】河湖泛滥而形成的灾害。【涝灾】降水过多，积水难排，造成灾害。旱田积水或水田淹水过深，导致农业减产。【渍害】土壤长期过湿，危害作物生长，造成灾害。 地下水位过高或土壤上层滞水，土壤潮湿影响作物生长发育和产量。渍涝灾害是南方农业生产的主要灾害措施：防洪整治排洪河道，兴算修水库，加固堤防等。防涝开挖排水河道，修建排涝闸、站等。防渍开挖田间排水沟，防止过量灌溉等。 （2）农田水分过少的原因及调节措施：原因：降雨少（西北），降雨形成的地表径流大量流失（黄土高原）；土壤滞水能力差、水分大量渗漏（山丘区）、蒸发量大（新疆地区）等。措施：灌溉主要措施；（地膜覆盖、秸秆还田、中耕、增加土壤有机质、采用保水剂）降疏松土层切断毛细管，减少土壤蒸发；地表覆盖用麦桔、地膜覆盖，阻止土壤蒸发； 化学抗旱减少叶面蒸腾。 【干旱】干旱是我国北方农业上层，当植物根部从土壤中吸收的水分来不及补给叶面蒸腾时，便会使植物体内水分不断减小，特别是叶片的水分迅速降低，而影响植物体水分平衡和协调，这种现象称为干旱（大气干旱、土壤干旱、作物生理干旱）【土壤水分运动的两种理论极其优缺点】【何谓凋萎系数和田间持水率？两者各有什么用途】 【凋萎系数】:当土壤含水率降至吸湿系数的1.52.0倍时，使植物发生永久性凋萎现象时的含水率，也称凋萎含水率或萎蔫点。 【田间持水率】: 田间持水量是指毛管悬着水达到最大时的土壤含水量， 在生产实践中，常将灌水两天后土壤所能保持的含水率 (他们的用途没找到:)一般来说，凋萎系数与田间持水量之间的土壤水，属于有效水分, 土壤适宜含水率: 凋萎系数田间持水率, 有效水：田间持水量凋萎系数，凋萎系数=0.6田【吸湿系数】 吸湿水达到最大时的土壤含水率 1、土壤水分中与作物关系最密切的是（b ）A.膜状水 B.毛管水 C.重力水 D.吸湿水2、作物因缺水而产生凋萎，当作物产生永久性凋萎时的土壤含水率称（ d）A.吸湿系数 B.田间持水率 C.最大分子持水率 D.凋萎系数3、吸湿水最大时的土壤含水率称之为（ a）A.吸湿系数 B.田间持水率 C.毛管持水率 D.凋萎系数 4、悬着毛管水达到最大时的土壤含水率称之为（c ）A.最大分子持水率 B.毛管持水量 C.田间持水率 D.饱和含水率5、由于降雨过大或降雨连绵造成地下水位抬高、土壤含水量过大，形成的灾害称（C ）A.洪灾 B.涝灾 C.渍灾 D.洪涝灾害 （以下内容简单理解即可！）微小单元体质量变化：（后面的略太难了）（入渗）：降雨或灌溉水通过土壤表面进入土壤的过程。 不同灌水方法时的土壤入渗问题：事实上整个蒸发过程的蒸发强度都是随外界蒸发力和土壤输水能力而变化。只是当土壤水分充足，输水能力能够满足外界蒸发力消耗的水分，这时蒸发强度的大小随外界蒸发力而变。当土壤含水率降低到一定程度时，向上供水的能力减小，蒸发强度不仅受到外界蒸发力的影响，而且受到土壤向上供水能力的制约。 稳定蒸发阶段-土壤含水率减少到某一个临界值-地表形成一干土层后【SPAC系统 】水分经由土壤被植物根系吸收，经根、茎移动到叶部，在叶部细胞间的空隙中蒸发，水汽穿过气孔腔进入与叶面相接触的空气层，再穿过这一空气层进入湍流边界层，最后再转移到大气层中去，形成一个连续的系统-土壤作物大气系统（soil-plant-atmosphere continum）作物根系吸取土壤水 水分在作物体内依靠根压及叶水势的作用向叶面输送 叶面水分向大气蒸腾（水势）在土壤中、植物体内和大气中水分与其它物质一样，具有能量，能量有动能和势能两种形式。水在土壤和作物体内运行的速度较慢，因此动能可忽略不计。水的势能简称为水势。 水分总是从水势高的地方向水势低的地方运动。土壤中的水分运动、以及水分从土壤到作物，再从作物到大气的运行都是水势作用的结果。重力起的作用相对很小，产生水势主要原因是毛管力和分子力。【含水率相同的粘土和砂土靠在一起时，水会向哪一侧运动？为什么？】 见下题答案【为什么盐碱地上，或施肥过多，会使作物枯死】 田间水分运动是在水势梯度的作用下产生的,各环节之间是相互作用和相互制约的,为了完整地解决农田水分运动问题,必须将土壤植物大气作为一个连续体统一考虑,.SPAC系统是一个物质和能量连续的系统,在这个系统中,水分运动受势能支配,水流总是从水势高的地方,向水势低的地方运动，所以水会向粘土运动，由于盐碱地或施肥过多都将使势能降低，砂土吸水性差，势能比粘土势能高，水分会向势能低的运动。【为什么盛夏午午间时分，作物叶片会出现暂性凋萎】 在SPAC中,从土壤到作物,再到大气,水势由高低,从而保证作物的水分吸收,以及叶面蒸腾会带走一部分水分.补充：固相土粒依其表面的分子引力和静电引力从大气和土壤空气中吸附汽态水，附着在土粒表面成单分子或多分子层，称土壤吸湿水。被紧束于土粒表面，不能在重力和毛管力的作用下自由移动。特点：受土粒的吸力大（最里层1万-2万atm，最外层31atm），排列紧密，不能自由移动，（当空气相对湿度9498%时，土壤吸湿水量达最大值，相应土壤含水量称最大吸湿量或吸湿系数）。影响因素：土粒的比表面积和大气相对湿度、吸湿水量、粘粒、有机质等。吸湿水达到最大后，土粒还有剩余的引力吸附液态水，在吸湿水的外围形成一层水膜，称为薄膜水（膜状水）。薄膜水达到最大时土壤含水率称最大分子持水率。（最外层水分约6.25atm）。土壤含水率超过最大分子持水量后，水分可以自由移动，靠毛管力保持在土壤孔隙中的水分称为毛管水。特点：（）可以自由移动；（）溶解养分能力；（）植物容易吸收。影响因素：质地，有机质，结构等毛管悬着水：当地下水位较深，不受地下水影响，靠毛管力将降雨或流水保持在土壤土层田间持水率：毛管悬着水达到最大时的土壤含水量。(0.1-0.3atm)。从薄膜水到田间持水率的土壤含水率是作物容易利用的有效水。是农田土壤保持的最大水率，是旱地土壤灌溉的上限（质地，腐殖质）。毛管上升水： 地下水借毛管力上升进入并保持在土壤中的水分影响因素：地下水位，质地粘砂壤，地下水位过深，毛管支持水达不到根系，地下水位过浅，发生渍害，盐多，盐害。毛管持水率：毛管上升水达到最大，包括吸湿水，膜状水，毛管上升水。土壤重力水：土壤水分含量超过田间持水率，过量水分不能被毛管吸持，而在重力作用下沿大孔隙向下渗漏成为多余的水。当重力水达到饱和，即土壤所有孔隙都充满水分时的含水量称为土壤全蓄水率或饱和含水率土壤水有效性指土壤水分是否可被作物利用及其被利用的难易程度。土壤水是否被作物吸收利用，取决于作物根系与土壤对水分吸力的对比根据水分对作物的有效性，土壤水分可分为无效水、有效水和过剩水（重力水）当土壤水分受到的吸引力超过1.5Mpa（15atm），作物便无法从土壤中吸收水分而呈现永久凋萎，此时的土壤含水率称凋萎系数。受土壤吸力小于15atm的那部分土壤水分，可被作物吸收利用，称为有效水。受土壤吸力大于和等于15atm的那部分土壤水分，不能被作物吸收利用，称为无效水。凋萎系数是无效水与有效水分界限；田间持水率是毛管水与重力水分界限；也是有效水和过剩水的分界线毛管断裂含水量：土壤中的毛管悬着水减少到其连续状态受到破坏而断裂时的含水量。 饱和含水量（Saturation)：土壤中所有土壤孔隙都充满水时含水量。 土壤含水率：一定量的土壤中所含水分的数量称为土壤含水量又称土壤含水率，是衡量一定量的土壤中所含水分的多少。土壤含水量是研究土壤水分变化的基本指标和依据，广泛应用于灌溉排水工程或作物需水量以及灌溉制度的研究之中。直接法：通过测量从土中移去的水分来确定含水量。其特点是需要采取土样并移去其中的水量，例如烘干法；间接法：通过对土壤的某些物理与化学性质的测定来确定土壤含水量的方法；为了将土壤所含实际水量与降雨量、蒸发量进行比较，常需要将一定深度土层中的含水量换算成水层深度（mm），换算公式如下：水层厚度（mm）=土层厚度（mm）×土壤含水量（体积比） =土层厚度（mm）×土壤含水量（重量比）×土壤干容重由于灌水量常用由于灌水量常用1m3/亩 （m3/667m2）或m3/ha来表示，为了便于比较和计算，常用水的体积来表示土层内的储水量1m3/亩 = 1.5 mm ；水层厚度（mm） = 1.5×储水量（m3/亩）地下水位埋深较小时，降雨入渗对土壤水的补给及降雨停止后土壤水分变化过程土壤水是农田水分存在的主要形式，土壤水分运动是农田水分循环的一个重要环节。 饱和水达西定律(1856)-毛管假设(1877)-水分形态分类(1877)-毛管势概念（1907）-达西定律推广(1931土水势：衡量土壤水能量的指标，是在土壤和水电平衡系统中，单位数量的纯自由水体在恒温条件下，移动到参照状况所能做的功。任一物体所具有的能量由动能和势能组成，由于水分在土壤孔隙中的运动速度很慢，其动能一般可忽略不计。因此，土壤水分所具有的能量即只考虑势能-用土水势来表示，决定了土壤水分的能态和运动。土壤中任一点的土水势的大小是该点的土壤水分状况与标准参照状况的势能差重力势、基质势、压力势、溶质势、温度势等构成，水分运动达到稳定，所以各点得总势均为0土壤水分的变化过程有关土壤水分特征曲线存在滞后现象 (Hysteresis)原因：土壤孔隙的不规则性; 吸水过中，空气常被封闭与土壤孔隙中·第二章、作物需水量与灌溉用水量 【农田水分消耗途径】：植株蒸腾、株间蒸发、深层渗漏 叶面蒸腾：作物根系从土壤中吸入体内的水分，通过叶片的气孔扩散到大气中的现象 株间蒸发：植株间土壤或田面的水分蒸发 深层渗漏：由于降雨或灌溉水量太多，土壤水分超过了田间持水量而向根系以下土层产生渗漏的现象 叶面蒸滕量株间蒸发量腾发量作物田间需水量 水田：田间需水量渗漏量田间耗水量 【影响作物需水量的因素 】 气象条件 主要因素，气温高、日照时间长、空气湿度低、风速大、气压低等使需水量增加； 土壤条件 含水量大，砂性大，则需水量大（棵间蒸发大） 作物条件 水稻需水量较大，麦类、棉花需水量中等，高粱、薯类需水量较少； 农业技术措施 地面覆盖、采用滴灌、水稻控灌等能减少作物需水量。 （1） 作物因素：不同种类的作物需水量有很大的差异，如就小麦、玉 米、水稻而言，水稻小麦玉米； 不同品种的作物需水量有很大差异，如耐旱品种需水量小； 不同生育阶段需水量不同； 不同长势的作物需水量不同（2） 气象因素 影响作物需水量的主要因素，它不仅影响蒸腾速率，也直接影响作物的生长发育。气象因素对作物需水量的影响，往往是几个因素同时作用，很难将各个因素的影响一一分开；当气温高、日照时数多、相对湿度小时，需水量会增加（3） 土壤因素影响作物需水量的土壤因素主要有质地、颜色、含水量、有机质含量、养分状况等；砂土持水力弱，蒸发较快，因此，在砂土上的作物需水量就大； 就土壤颜色而言，黑褐色土壤吸热较多，其蒸发较大，而颜色较浅的黄白色土壤反射较强，相对蒸发较少；土壤含水量较高时，蒸发强烈，作物需水量较大；相反，土壤含水量较低时，作物需水量较少。（4） 农业技术 农业栽培技术水平的高低直接影响水量消耗的速度；粗放的农业栽培技术，可导致土壤水分的无效消耗； 灌水后适时耕耙保墒、中耕松土，将使土壤表面形成一个疏松层，这样可减少水量的消耗【作物需水量】：生长在大面积上的无病虫害作物，土壤水分和肥力适宜时，在给定的生长环境中能取得高产 潜力的条件下为满足植株蒸腾、棵间蒸发、组成植株体所需要的水量。 作物需水量=植株蒸腾量和棵间蒸发量之和，即所谓的“蒸发蒸腾量” 【什么是作物需水临界期？了解作物需水临界期有何意义】作物全生育期中因需水得不到满足，最易影响生长发育并导致减产最大的时期。【作物耗水量】简称耗水量：就某一地区而言，指具体条件下作物获得一定产量时实际所消耗的水量。需水量是一个理论值，又称为潜在蒸散量（或潜在腾发量），而耗水量是一个实际值，又称实际蒸散量。 需水量与耗水量的单位一样，常以 m3 亩-1 或 mm 水层表示。作物需水量计算方法可分为两类： 【直接计算作物需水量的方法有哪些？（两道作业题）】 以水面蒸发为参数的需水系数法（值法或蒸发皿法） 值法（产量法） 实践表明作物的产量与作物需水量之间存在一定的相关关系，在一定范围内T随作物产量的提高而提高。 一类是根据田间试验直接测定的作物需水量（作物需水量的田间测定方法主要包括器测法、田测法、坑测法等）与其影响因素之间经验关系，直接计算出作物需水量的方法; 在我国采用较多的有蒸发皿法、产量法和多因素法。 方法简易，根据实验资料，得出经验公式 作物全生育期内各生长阶段的值是各不相同的，其最大值出现在作物生长旺期，所以在分阶段计算作物需水量时，各阶段应分别选取不同的值。值法只需水面蒸发资料，容易获取且稳定，一般适用于水稻地区,具有很强的地域局限性.注意非气象条件（土壤、水文地质、农业技术、水利措施）的影响2.产量法（K值法）：作物产量反映了水、土、肥、热、气、光等因素的协调及农业措施的综合作用的结果。因此，在一定的气象条件下和一定范围内，作物田间需水量将随产量的提高而增加，如图所示。但是需水量的增加并不与产量成比例，单位产量的需水量随产量的增加而逐渐减小，说明当作物产量达到一定水平后，要进一步提高产量就不能仅靠增加水量，必须同时改善作物生长所必需的其它条件。此法只要确定计划产量后便可算出需水量；同时，此法使需水量与产量相联系，便于进行灌溉经济分析。对干旱作物，在土壤水分不足而影响高产的情况下，需水量随产量的提高而增大，用此法推算较可靠。但对于土壤水分充足的旱田以及水稻田，需水量主要受气象条件控制，产量与需水量关系不明确，用此法推算的误差较大。3.以多种因素为参数的作物需水量计算法。 以多种因素为参数的经验方法则是选取几个影响因素，探求它们与作物需水量之间存在的数量关系。以多种因素为参数推求作物需水量的经验公式在国内外很多，有的选取水面蒸发量和产量作参数，有的以水面蒸发量和土壤含水率作参数，也有选取更多因素作参数的。 【何谓需水模系数？有何作用】需水模系数是作物某一生育阶段田需水量占生生育期需水量的百分比。作用：Ei=Ki ET Ei -第i阶段作物田间需水量； 可计算各生育阶段的需水量。 另一类是先计算参照作物的蒸发蒸腾量或潜在蒸发蒸腾量，再根据不同作物的实际情况及土壤实际含水率状况计算实际作物的需水量的半经验方法。理论上较完备 -简介计算方法（1）计算参照作物的蒸发蒸腾量或潜在蒸发蒸腾量【参照作物需水量（ET0】是指土壤水分充足、地面完全覆盖、生长正常、高矮整齐的开阔（地块大于200*200m2）绿草地（高315cm）的蒸腾蒸发量。参考作物（如苜蓿mu xu、牧草)在供水充足条件下的需水量。 经验公式法中常采用辐射、温度、水汽压、相对湿度、风速及日照等气象数据作为参数，按照某种与参考作物蒸发蒸腾量的经验函数关系进行估值。 理论公式有能量平衡法、水汽扩散法和综合法等。理论公式中最常应用的是Penman法和PenmanMonteith法。 彭曼公式：在能量平衡原理的基础上，引用干燥力的概念，经过简捷地推导，得到了一个用普通气象资料就可计算参考作物蒸发蒸腾量的公式（2） 实际作物需水量的计算 用于关联实际作物耗水量与参考作物蒸发蒸腾量的因子称为作物系数(kc)。 ET=Kc·ET0 Kc为综合作物系数，与作物种类、品种、生育期、作物的群体叶面积指数等因素有关，是作物自身生物学特性的反映。根据各地的试验，作物需水系数kc不仅随作物而变化，更主要的是随作物的生育阶段而异。生育初期和末期的值较小，而中期的kc较大。观测仪器：气象观测场、百叶箱、虹吸式雨量计、风速风向仪、蒸发皿、地温计、日照仪【灌溉制度】指特定作物在一定的气候、土壤、供水等自然条件和一定的农业技术措施下，为了获得高产或高效，实现节约用水，所制定的适时适量的农田灌水方案。包括作物播种前（或水稻插秧前）及全生育期内的灌水次数、灌水日期、灌水定额和灌溉定额【灌水定额】一次灌水在单位面积上的灌水量【灌溉定额】生育期各次灌水的灌水定额之和。灌水定额的单位：m3/hm; m3/亩；mm；1mm=0.667 m3/亩;；1 m3/亩=1.5mm作物灌溉制度影响因素：作物种类、品种；自然条件：水文年份（气象）；地形；农业技术措施；灌溉方式【作物灌溉制度-制定方法】总结群众丰产经验（生产实践法）；根据灌溉试验资料制度（灌溉试验法；根据作物的生理、生态指标制定灌溉制度（生理生态指标法）；按水量平衡原理分析制定灌溉制度（理论分析法）;【依据水量平衡方程计算灌溉定额（作业题），如何计算播前灌溉定额】按水量平衡原理分析制定：以作物各生育期内水层变化（水田）或土壤水分变化（旱田）为依据，从对作物充分供水的观点出发，要求在作物各生育期内水层变化（水田）或计划湿润层内的土壤含水量维持在作物适宜水层深度或土壤含水量的上限和下限之间，降至下限时则应进行灌水，以保作物充分供水。 水稻灌溉制度的设计：水稻不同生育阶段需在田面维持一定深度的水层，根系层土壤多数时间处于饱和状态，应考虑稻田的深层渗漏问题（排水）；确定水稻灌溉制度时，应以淹灌水层深度的变化为依据；水稻灌溉制度可分为泡田期和生育期两个阶段。 泡田定额：水稻在插秧前，首先必须对本田进行灌水，使土壤达到饱和，并在田面建立一定的水层。这部分需要的灌水量称为泡田定额。计算实例：收集基本资料，主要包括1)水稻各生育阶段的耗水强度;2)各生育阶段降雨量;3)各生育阶段适宜水深及最大蓄水深度。雨后最大蓄水深度：为充分利用降雨量而允许短期水深。逐日计算水层变化。低于下限时灌溉，高于雨后最大蓄水深度时排水至该值。灌水至适宜水深上限，灌水定额一般取整数。适宜上下限并非绝对不可改变。6月20日：初始水深28mm，日需水量5mm/d，日渗漏量3mm/d,适宜水深103050mm；6月22日降雨量100mm，此后无降雨，确定下次灌水日期及灌水定额。排水6月22，灌溉6月28日。旱作物灌溉制度：计划湿润层：计划调节和控制土壤水分状况的土层 确定：旱作物生育期任一时段（时间）计划湿润层（空间）土壤含水量变化 取决：旱作物生育期任一时段（时间）计划湿润层（空间）需水量和来水量（实例完整过程）生育期的总灌溉定额：统计生育期的灌水次数、各次的灌水定额和灌水时间生育期的灌溉定额：灌溉用水量：指某一灌溉面积上需要从水源提供的水量直接影响着灌溉工程的规模【设计典型年有哪些】确定灌溉设计保证率：某灌溉工程在长期使用工程中灌溉用水得到保证的年数占总年数的百分数。P50（平水年）、75中等干旱年。 频率计算：列出历年的降雨量资料（年降雨量或灌溉季节降雨量、灌溉用水量），进行频率分析，确定不同干旱程度的典型年份。根据设计标准（如设计灌溉保证率），选择合适的典型年。 例如，灌溉设计保证率为75，则选择降雨（或用水量）频率为75的年份作为设计典型年。相同或相近降雨量的年份可能有多个，这时应选择降雨分配对作物生长不利的年份作为设计典型年。【灌溉用水量和灌溉用水流量如何计算】灌溉用水量：（1）直接法 :直接利用各种作物的灌溉制度来计算。一般以旬为时段来计算。 (2)间接法 ：利用综合灌水定额来计算灌溉用水流量：（一）直接法 ：直接根据灌溉制度或灌溉用水量计算 T-时段内天数；t -1天灌水时数，自流为24h,提灌为18-22h . 适用于小型灌区。（二）间接法 利用灌水模数计算。例题：某小型灌区作物单一为水稻，某次灌水有1000亩需灌水，灌水定额为40mm，灌区灌溉水利用系数为0.75，试计算该次灌水的净灌溉用水量和毛灌溉用水量 【综合灌水定额有什么作用？如何计算】综合灌水定额:是某一时段内各种作物灌水定额的面积加权平均值,称为该时段的综合灌水定额. 作用：它是衡量全灌区用水状况的一个综合指标； 若全灌区种植比例相似，可用综合灌水定额方便地计算出某一局部的灌溉用水量；3 在供水水源有限的情况下，可用综合灌水定额计算保灌面积 例题：某灌区A=20万亩，A水田=16万亩，A棉花=4万亩，m水田=45mm，m棉花=40m3/亩。求m综。 两种方法的比较！【为什么要对初拟灌水模数图作必要的修正？如何修正】1.水系数法一般适用于（C ）作物需水量的估算。A.小麦 B.玉米 C.水稻 D. 棉花 2.灌区的灌水率是指灌区（C ）过程线。A.单位面积用水量 B.单位面积灌水定额C.单位面积上的净灌水流量 D.净灌水流量 ·第三章.灌水方法 灌水方法是指灌溉水进入田间或作物根区土壤内转化为土壤水分要素的方法，亦即灌溉水湿润田面或田间土壤的形式。 灌水技术包括从田间渠道网或管道向灌水地块配水，向灌水沟、畦、格田或灌水设备、灌水机械灌水方法分类：根据灌溉水向田间输送与湿润土壤的方式不同把灌水方法分为四大类：1.地面灌水方法（使灌溉水通过田间渠沟或管道输入田间，水流呈连续薄水层或细小水流沿田面流动，主要借重力作用兼有毛细管作用下渗湿润土壤的灌水方法，又称重力灌水法；灌溉水向田间输送的形式或湿润土壤的方式不同，地面灌水方法可分为畦灌法、沟灌法和淹灌法三类）；2.喷灌灌水方法（利用一套专门的设备将灌溉水加压或利用地形高差自压，并通过管道系统输送压力水至喷洒装置(即喷头)喷射到空中分散成细小的水滴，象天然降雨一样降落到地面，随后主要借毛细管力和重力作用渗入土壤灌溉作物的灌水方法）；3.微灌灌水方法（通过一套专门设备，将灌溉水加低压或利用地形落差自压、过滤，并通过管道系统输水至末级管道上的特殊灌水器，使水和溶于水中的化肥以较小的流量均匀而又经常地、缓慢地湿润作物根系区附近的土壤表面或地表下土壤。微灌法主要借毛细管作用，也有部分重力作用湿润根系区附近局部范围的土体，所以又称局部灌溉法。微灌法依细小水流由灌水器流出的方式不同，可分为滴灌法、微喷灌法和涌泉灌法等多种类型）；4.渗灌灌水方法。（利用修筑在地下的专门设施(管道或鼠洞等)将灌溉水引入田间耕作层，借毛细管作用自下而上湿润土壤灌溉作物的灌水方法）或根据土壤湿润情况分为全部灌溉、局部灌溉。内供水、分水与灌水等技术。 【适用于各种复杂地形的灌水方法是什么】喷灌【微喷灌主要适用于哪些作物】果树、花卉、蔬菜。【局部灌溉及其类型】只湿润作物周围局部土壤，其他远离作物根系的土壤保持干燥。亦称为微灌（micro-irrigation）局部灌溉类型：（1）渗灌(2)滴灌（3）微喷灌（4）涌灌（5）膜上灌（6）膜上膜侧灌(7)膜下灌（8）蒸馏灌溉【采用沟灌的作物是什么？畦田灌溉适宜的坡度是多少】宽行距中耕作物（棉花、烟草、玉米等）某些蔬菜。畦田灌溉坡度均匀，坡度不超过0.2%。【论述先进合理的灌水方法的评价要求】（1）灌水均匀（均匀系数）灌溉水在田间点上分布的均匀程度；2）灌溉水利用效率 根区水量与实际灌溉水量的比值（高）90% ；（3）贮水效率 根区水量与所需水量的比值；4）占地少；5）适应性强；6）经济合理；7）较高的劳动生产率；8）保持土壤的团粒结构；9）与农业措施相结合；10）能提高作物产量或质量对灌水方法的基本要求 ：各种灌水方法都应以节水、省工、增产和取得最大经济效益为总目标。合理的灌水方法、灌水技术一般应满足下述基本要求： (1)保证实现定额灌水； ( 2)田间水的有效利用率高； (3)田间灌水质量高；(4)高效低耗，灌水成本低；(5)方便与农业技术措施密切配合； (6)简单、经济，便于推广。 【各种灌水方法的适用条件？表31 】 三. 评估灌水质量的指标1田间水有效利用率：主要表征对农田灌溉水有效利用的程度，是标志农田灌水质量优劣的一个重要评估指标。对于地面灌溉一般要求田间水有效利用率Ea90%。定义为储存于作物根系土壤区内的水量与实际灌入田间的总水量的比值。即：EaVs/V100 = (Vl十V4)V (Vl十V4)(Vl十V2十V3十V4)  式中：Ea为田间水的有效利用率()；Vs为灌溉后储存于计划湿润作物根系土壤区内的水量(m3或mm)； Vl为作物有效利用的水量，即作物蒸腾量(m3或mm)；V2为深层渗漏损失水量(m3或mm) V3为田间灌水径流损失水量m3或mm)； V4为蒸发量和水分漂移损失水量(m3或mm)，对于地面灌水方法V4主要指作物植株之间的土壤蒸发量；V0为灌水量不足区域所欠缺的水量(m3或mm)；V为输入田间实施灌水的总水量(m3或mm)。2.田间灌溉水储存率：为储存于作物根系土层区内的水量与该区所需要的总水量的比值。 EsVs/Vn100(Vl十V4)(Vl十V4十V0) 式中：Es为田间水储存率()；Vn为灌前作物根系土壤区内所需要的总水量(m3或mm)；其余符号意义同前3.田间灌水均匀度：对地面灌水方法一般要求Ed85以上。定义为应用田间灌溉水湿润作物根系土壤区的均匀程度，或者表征为田间灌溉水在田面上各点分布的均匀程度。 式中：Ed为田间灌水均匀度()；Z为灌水后各测点的实际入渗水量与平均入渗水量离差绝对值的平均值（m3或mm）；Zd为灌水后土壤内的平均入渗水量(m3或mm)4.田间灌水质量综合有效利用率：为有效入渗水量与有效入渗水量、深层渗漏水量、田间灌水径流流失量、土壤蒸发量和水分漂移损失水量以及灌水不足区域所欠缺水量总和的比值。 Eg = V1/(V1 + V2 + V3 + V4 + V0) 式中：Eg为田间灌水质量综合有效利用率()；其余符号意义同前。 、【地面灌溉】水从地表面进入田间并借重力和毛细管作用浸润土壤的灌溉方法。【灌溉基本类型】 畦灌（畦田入渗要均匀、避免产生地表弃水和深层渗漏、避免冲刷） 沟灌 淹灌(水稻) 漫灌(牧草) 波涌灌改进畦灌的灌水技术 ：可根据田间的实际灌水实验，如采用不同的单宽流量、不同的改水系数来实际测定灌溉水的利用效率与灌水的均匀度；可通过 “三改”灌水技术，也就是“长畦改短畦，宽畦改窄畦，大畦改小畦”以及采用水平畦灌法、波涌灌法、或长畦分段短灌法等改进的灌水技术。沟灌：在作物种植行间开挖灌水沟，灌溉水由输水沟或毛渠进入灌水沟后，在流动的过程中主要借土壤毛细管作用从沟底和沟壁向周围渗透而湿润土壤的；因此，沟灌法与畦灌法相比较，更具有明显的优点。适用于灌溉宽行距的中耕作物，如棉花、玉米和薯类和蔬菜等作物。沟灌灌水后不会破坏作物根部附近的土壤结构，可以保持根部土壤疏松，通气良好；不会形成严重的田面土壤板结，能减少深层渗漏；在多雨季节，还可以利用灌水沟汇集地面雨水，并起排水沟的作用；能减少作物植株之间的土壤蒸发损失，有利于土壤保墒；开灌水沟时还可对作物兼起培土作用，对防止作物倒伏效果显著；但是劳动强度较大。沟灌法的灌水技术主要是控制和掌握输入灌水沟的单沟流量与灌水沟改口长度。 一般可分两种情况：第一种情况是停水改口，沟内有存水；第二种情况是细流沟灌，即灌水停止后，沟内不存水。 涌流灌溉，是对地面沟、畦灌的发展，又称波涌灌溉或间歇灌溉。把灌溉水断续性地按一定周期向灌水沟(畦)供水，它向灌水沟(畦)供水不连续，灌溉水流也不是一次就推进到灌水沟(畦