节水灌溉复习题 (2)

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1、第一章：1.土壤含水量的换算：此外，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： m3/667m2 = 1.5 mm 水层厚度（mm） = 1.5储水量（m3/667m2） 水层厚度（mm） = 10 储水量（m3/ha）2、土壤水分的有效性：o 土壤水分对作物生长的有效性是指土壤水分是否可被作物利用及其被利用的难易

2、程度。o 土壤水分对作物生长有效性主要取决于其存在的形态、性质和数量、土水之间的吸力，以及作物根系吸水力与土粒吸水力之差。o 当土壤中的水分不能满足作物需水时，作物蒸腾大于根系吸水，作物便会呈现缺水状态，缺水严重时会呈现凋萎。由于作物所需的水分是通过根系吸收土壤中的水分而得到的，对于不同的作物、同一作物不同生育期对农田水分状况的要求是不一样的。旱作物要求农田具有适宜的含水率，对水稻而言则要求农田具有适宜的淹灌水层。3、农田水分不足的原因及调节措施：o 农田水分不足的原因： 降雨量不足； 降雨入渗量少，径流损失较多； 土壤保水能力差，渗漏及蒸发损失水量过大。 o 调节措施： 灌溉是补充土壤水分的

3、主要方法。 采用适当的农业技术措施可以改善土壤结构，增加降雨利用量，提高土壤的蓄水保墒能力。4、四害：o 因河湖泛滥而形成的灾害称为“洪灾”； o 降雨过多，积水难排，酿成灾害，叫做“涝灾”； o 因降雨、灌溉水量太多，或因地下水补给水量太 多，使土壤长期过湿，危害作物生长，叫做“渍害”； o 在我国北方地区，当地下水位过高，蒸发强烈时， 往往诱发土壤次生盐碱化。 o 这四种灾害有时单独发生，有时同时出现。需要根据灾害发生的原因，采取不同措施或综合措施5、大气干旱和土壤干旱 大气干旱：由于大气的温度过高和相对湿度过低，阳光过强，或遇到干热风造成植物蒸腾耗水过大，都会使根系吸水速度不能满足蒸腾需

4、要，这种情况谓之大气干旱； 土壤干旱：当土壤含水率过低，会出现植物根系从土壤中所能吸取的水量难于满足叶面蒸腾的消耗，而影响作物的生长，这种现象称为土壤干旱。 大气干旱和土壤干旱都会造成作物生理干旱。 6、作物需水量和耗水量及影响因素：o 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+棵间蒸发量+组成植株体的水分作物需水量=植株蒸腾量+棵间蒸发量“蒸散量”、“农田总蒸发量”、 “腾发量”o 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

5、所消耗的水量。 o 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。田间需水量=作物需水量+改善田间条件所需水量田间耗水量=作物耗水量+创造农业生态环境所需水量7、灌溉制度：o 1、灌溉制度定义l 农作物的灌溉制度：作物播种前(或水稻栽秧前)及全生育期内的灌水次数，每次灌水的灌水日期、灌水定额以及灌溉定额。l 灌水定额：指一次灌水单位面积上的灌水量。l 灌溉定额：作物全生育期各次灌水定额之和。l 灌水定额及灌溉定额常以m3/hm2或mm表示。8、水分平衡对灌溉制度的影响：水分平衡原理

6、：WtW0WTP0METo W0、Wt分别为时段初和任一时间t时的土壤计划湿润层内的储水量；o WT由于计划湿润层深度增加而在单位面积上增加的水量（mm或m3/hm2）；o P0为土壤计划湿润层内保存的有效雨量（mm或m3/hm2）；o K为时段t内的地下水补给量（mm或m3/hm2），即K=kt，k为t时段内平均每昼夜地下水补给量（mm/d或m3/hm2/d）；o M为时段t内的灌溉水量（mm或m3/hm2）；o ET为时段t内的作物田间需水量（mm或m3/hm2），即ET=et, e为t时段内平均每昼夜的作物田间需水量（mm/d或m3/hm2/d）。 为了满足作物正常生长的要求，土壤计划湿

7、润层内的土壤含水量（或储水量）必须经常保持在一定的范围之内，即通常要求不小于最小允许含水量min（或最小允许储水量Wmin）和不大于最大允许含水量max（或最大允许储水量Wmax）。 当计划湿润层内的平均土壤含水量（或储水量）降低到或接近于最小允许值（min或Wmin）时，即需进行灌溉，以补充土壤水分，维持作物的正常生长 c、土壤适宜含水量及上、下限的确定 最适宜作物生长的含水量称为土壤适宜含水量。土壤适宜含水量介于max与min之间，随作物品种及其生育阶段、土壤性质等因素而变化。 土壤含水量的上限应满足以下两个条件：既不产生深层渗漏，又要满足作物对土壤空气含量的要求，故一般可取为田间持水量。

8、 土壤含水量的下限土壤允许最小含水率(min )应大于凋萎系数，以作物生长不受抑制为准，根据经验取60%左右的田间持水量（毛管断裂点）比较适宜。 采用水量平衡图解分析法拟定灌溉制度，其步骤为： 1)根据各旬的计划湿润层深度H和作物所要求的计划湿润层内土壤含水量的上限和下限，求出H土层内允许储水量上限Wmax及下限Wmin，绘于图上。 2)绘制作物田间需水量(ET)累积曲线，由于计划湿润层加大而获得的水量(WT）累积曲线、地下水补给量(K)累积曲线以及净耗水量(ET-WT-K)曲线。 3)根据设计年雨量求出渗入土壤的降雨量P0，逐时段绘于图上。 4)自作物生长初期土壤计划湿润层储水量W0。逐旬减

9、去(ET-WT-K)值，即至A点引直线平行于(ETWTK)曲线，当遇有降雨时再加上降雨入渗量P0，即得计划湿润土层实际储水量(W)曲线。5)当W曲线接近于Wmin时，即进行灌水。灌水时期除考虑水量盈亏的因素外，还应考虑作物各发育阶段的生理要求，与灌水相关的农业技术措施以及灌水和耕作的劳动组织等。灌水定额的大小要适当，不应使灌水后土壤储水量大于Wmax，也不宜给灌水技术的实施造成困难。灌水定额值也象降雨入渗量一样加在W曲线上。 6)如此继续进行，即可得到全生育期的各次灌水定额、灌水时间和灌水次数。 第三章：喷灌1、喷灌的优缺点优点：资料缺点：受风的影响大 一般在34级风以上，部分水滴在空中被吹走

10、，灌溉均匀度大大降低，就不宜进行喷灌在空气中的损失大 空气相对湿度过低时，水滴未落到地面之前在空中的蒸发损失可以达到10 % 对土壤表层湿润比较理想，而深层湿润不足。 需要一定的机械设备，在水源比较丰富的平原地区一般投资较高，相对能耗高。2、喷灌系统的组成： 水源河流、渠道、塘库、井泉、湖泊 水泵离心泵、潜水泵、喷灌专用泵 动力机电动机、柴油机、汽油机、拖拉机 管道系统主管、支管、竖管、管件、阀门 喷头 附属设备（工程） 拦污、排气、调压阀 田间工程田间渠道3、喷灌的分类：p224、喷灌的技术参数：喷灌强度、喷灌均匀度、水滴的打击强度 （p24）5、影响水量分布的因素：压力、风速，风向、喷头转

11、速（均匀与否）、喷头布置形式和间距压力对水量分布的影响压力适中灌水深度压力过低：压力过高：6、喷头的工作压力：喷头要求在一定的水压力下才能正常工作。水压力由水泵供给或利用天然水头。故：工作压力：喷头正常工作时，所要求的喷头前20cm处测取的静水压力表示符号：H 常用单位：米水柱高或公斤平方厘米转换关系： 1公斤平方厘米10米水柱 高= 98.07kPa 测定方法：一般用压力表测定 7、评估灌水质量的指标：1田间水有效利用率 、2.田间灌溉水储存率、3.田间灌水均匀度、4田间灌水质量综合有效利用率8、喷灌管网的布置形式、原则P40 平原地区地势平坦，地块整齐，管网布置常采用“丰字”形或“梳子”形

12、； 山区、丘陵区由于地形复杂，地块不整，长用“树枝”形布置。9、管道系统工作制度：轮灌： 将支管分成若干组，由干管轮流向各组支管供水，而支管部分则同时向毛管供水。轮灌方式比较适合于灌溉系统面积不大，灌区内用水单位少，各用水单位作物种植比较单一的情况。喷灌系统、低压管道系统常采用轮灌方式。 优点：干管流量小，克服续灌的缺点。缺点：易造成轮灌组之间的用水矛盾。续灌：对系统内全部管道同时供水，灌溉面积内所有作物同时灌水。适于面积小、作物单一的灌区，微灌系统采用较多。 优点:每株作物都能得到适时灌水，灌溉供水时间短，有利于其它田间操作。 缺点：干管流量大，增加工程的投资和运行费用，设备的利用率低，在水

13、源流量小的地区可能缩小灌溉面积。随机取水：根据灌水需要可以任一开启某一取水口进行取水灌溉，即“按需分配”。 适用于灌溉系统面积较大，区内用水单位多，而且各种植物种植面积分散，各用水单位在各时期用水要求各不相同，带有较大的任意性。 优缺点：介于续灌、轮灌之间。10、管网的布置原则：1、管道总长 短，造价低 2、有利于管理3、平原区，支管与作物种植方向一，在山区，支管沿等高线布置 4、管线纵剖面应力求平顺，减少折点（避免 负压）5、支管上各喷头的工作压力力求一致，或在允许的范围内，遵循水利设计准则。陡坡（下坡）缩小管径 （上坡）管道不宜太长 6、水源应在地块中央，经济。 11、喷灌的灌水定额： p

14、3712、20%原则： 支管设计主要的设计任务是限制喷头间的流量偏差，获得满意的均匀度和灌水效率。 一般原则为：控制同一支管上任意两个喷头的喷水量之差在10以内。此原则也等同于：控制支管上任意两个喷头的工作压力水头之差不超过喷头设计工作压力水头的20%第三章：微灌1、微灌的优缺点：P47微灌系统堵塞的原因是：物理因素（过滤器）、化学因素、生物因素。（氯化处理和加酸处理）2、微灌土壤湿润比：定义： 微灌时被土壤湿润的土体占计划湿润层深度土体的百分比影响湿润比的因素： 毛管的布置方式，灌水器的类型和布置方式，灌水器的流量和大小，土壤的种类和结构3、微灌的工作制度：1、灌水定额 灌水定额：是指作为微

15、灌系统设计的单位面积上的一次灌水量，如果用灌水深度表示，可用下式计算，即式中： 设计灌水定额 土壤田间（体积百分率持水量，） 凋萎含水量（体积百分率持水量，） 计划湿润层深度（m），一般蔬菜0.200.30m；果树0.31.0m 土壤湿润比，70%90%2、设计灌水周期设计灌水周期：滴灌设计灌水周期是指按一定的灌水定额灌水后，在作物适宜土壤含水率的条件下，保障作物正常生长的可能延续时间T，用下式计算，即 式中： T灌水日期（d）； e作物需水旺盛日平均耗水量（mm/d）3、一次灌水延续时间：一次灌水延续时间是指把设计灌水定额水量，在不产生径流的条件下，均匀分布于保护地田间所用的灌水时间，用下式

16、计算，即 式中：t 次灌水延续时间（h）； 设计灌水定额（mm）； 滴头间距（m）； 毛管间距（m）； 滴头流量（l/h） n安装滴头数第四章：灌溉管道系统1、优缺点：管道系统的主要优点：（1）省地。一般少占地713。（2）减少输水损失。（3）便于控制。（4）对地形的适应性更强。（5）灌水及时，促进作物增产增收。缺点或存在的主要问题是：(1)需要的材料和设备较多；(2)投资较高；(3)规划设计内容较复杂；(4)对水源的水质要求较高，尤其是微灌系统，对水质的要求更高。 2、管道系统的组成（1）首部枢纽（从水源取水并处理）（2）输配水管网（输水并分配）（3）灌水器（将水分布到田间）（4）附属建筑物

17、（5）附属装置第五章：1、地面灌水技术（1）畦灌：畦灌法，是用临时修筑的土埂将灌溉田块分隔成一系列的长方形田块，即灌水畦，又称畦田。灌水时，灌溉水从输水垄沟或直接从田间毛渠引入畦田后，在畦田田面上形成很薄的水层，沿畦长坡度方向均匀流动，在流动的过程中主要借重力作用及毛细管作用，以垂直下渗的方式逐渐湿润土壤的地面灌水方法（2）淹灌：淹灌法是先使灌溉水饱和士壤，然后在士壤表面建立并维持一定深度水层的地面灌水方法。它仅适用于水田，如水稻、水生蔬菜以及盐碱地的冲洗改良。（3）沟灌：沟灌法是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

18、透而湿润土壤的；与此同时，在沟底也有重力作用浸润土壤。2、畦灌的改进方法：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； “三改”灌水技术长畦改短畦 宽畦改窄畦 大畦改小畦波涌灌法 长畦分段短灌法（节水、省地、适应性强、经济、便于田间操作）3、涌流灌溉法涌流灌溉，是对地面沟、畦灌的发展，又称波涌灌溉或间歇灌溉。 涌流灌溉是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)末端；而是水在第一次供水输入灌水沟(畦)达一定距离后，暂停供水，然后过一定时间后，再

19、继续供水，如此分几次间歇反复地向灌水沟(畦)供水的地面灌水新技术。4、农艺节水技术：一、地面覆盖技术、（地膜覆盖、秸秆覆盖、砂石覆盖）二、化控节水技术（土壤保水剂、土壤抗蒸发剂、植物抗蒸腾剂、土壤结构改良剂、植物生长调节剂）渠道防渗工程技术：1、土料防渗、2、砌石防渗、3、砖砌防渗、4、混凝土衬砌防渗、5、沥青材料防渗、6、塑料薄膜防渗第六章1、雨水利用的3种形式：聚集利用（指对雨水的就地直接利用。 通过蓄水保墒技术增加雨水的就地入渗，减小径流、土壤冲蚀及蒸发，从而最大限度地利用自然降水。）叠加利用（指在农田就地聚集雨水，将非耕地上的雨水引导到耕地中，或减少有效耕作面积以实现“雨量叠加增值”的

20、技术。）自然利用（指利用一系列工程措施，将天然降水聚集并储存起来用于生活或灌溉，使自然降水变成时空均可调节的现实水资源。）2、雨水集蓄工程的组成：雨水径流集蓄灌溉工程包括集导引技术、储水技术和灌溉利用技术三个方面，由三大部分组成，即集水工程、蓄水工程和灌溉工程。集水工程与导引工程是雨水集蓄工程的基础；蓄水工程为雨水聚集工程的核心；灌溉工程是雨水聚集工程的目的。3、雨水径流集水技术的组成：拦截与聚集雨水径流技术一般包括集水面的处理、集水效率的确定和聚集水量的分析计算等三部分内容。4、集水效率：集水效率通常是指某时段内或某次集水面的集水量占同一时期内的降雨量的比值。 对于经特别处理过的集水区，其集水面积都很小，表面平整，集流路径和汇流时间短，故集水效率都较高。 影响集水效率的因素主要是降水特征（次降雨量、降雨强度）和集水面质地、坡度、前期含水量与集水面尺寸。