1、 農(nóng)田水利學(xué)作業(yè)1、用“水面蒸發(fā)為參數(shù)的需水系數(shù)法”求水稻的需水量根據(jù)某地氣象站觀測資料，設(shè)計年4月至8月80cm口徑蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量(E0)的觀測資料見表1-1。水稻各生育階段的需水系數(shù)a值及日滲漏量，見表1-2。表1-1某地蒸發(fā)量(E的觀測資料月份45678蒸發(fā)量ET0(mm)182.6145.7178.5198.8201.5表1-2水稻各生育階段的需水系數(shù)及日滲漏量生育階段返青分蘗拔節(jié)育穗抽穗開花乳熟黃熟全生育期起止日期月4至55至55至66至67至77至74至7日2634282915163011011192619天數(shù)825181510985階段a值0.7841.0601.3411.178

2、1.0601.133日滲漏量（mm/a）1.51.21.01.00.80.8解：(1)各月日蒸發(fā)量月曰蒸發(fā)量ET04=182.6/30=6.09mm/d月曰蒸發(fā)量ET04=145.7/31=4.7mm/d月曰蒸發(fā)量ET04=178.5/30=5.95mm/d月曰蒸發(fā)量ET04=198.8/31=6.41mm/d（2）由ET=aET0,計算各生育階段的蒸發(fā)量如下表:生育階段返青分蘗拔節(jié)育穗抽穗開花乳熟黃熟全生育期天數(shù)8251815109854月5天5月3天5月25天5月3天6月15天6月15天7月10天7月9天ET0(mm)44.55117.5103.3589.2564.157.69476.44

3、階段a值0.7841.061.3411.1781.061.133ET(mm)34.927124.55138.59105.1467.9565.36536.517滲漏量（mm/a）1230181587.290.2耗水量46.927154.55156.59120.1475.9572.56626.7172、設(shè)計春小麥灌溉制度西北內(nèi)陸某地，氣候干旱，降雨量少，平均年降雨量117mm,其中37月降雨量65.2mm,每次降雨量多屬微雨（5mm）或小雨（10mm）且歷時短；灌區(qū)地下水埋藏深度大于3m，且礦化度大，麥田需水全靠灌溉。土壤為輕、中壤土，土壤容重為1.48t/m3，田間持水量為28%（占干土重的百分

4、數(shù)計）。春小麥地在年前進(jìn)行秋冬灌溉，開春解凍后進(jìn)行搶墑播種。春小麥各生育階段的田間需水量、計劃濕潤層深度、計劃濕潤層增深土層平均含水率及允許最大、最小含水率（田間持水量百分?jǐn)?shù)計），如表2-1所列。據(jù)農(nóng)民的生產(chǎn)經(jīng)驗，春小麥畝產(chǎn)達(dá)300350kg時，生育期內(nèi)需灌水56次，灌水定額為5060m3/畝。搶墑播種時的土壤含水率為75%（占田間持水量百分?jǐn)?shù)計）。表2-1春小麥灌溉制度設(shè)計資料表生育階段播種分蘗分蘗拔節(jié)拔節(jié)抽穗抽穗成熟日期（日/月）21/330/41/520/521/58/69/614/7天數(shù)（d）41201936需水量（m畝）248183112允許最大含水率（%）10010010090允許

5、最小含水率（%）55556055計劃濕潤層深度（m）0.40.40.60.60.6計劃濕潤層增深土層平均含水率（%）65解：（1）灌區(qū)地下水埋藏深度大于3m,因而可忽略地下水補給量K。（2）根據(jù)各旬計劃濕潤層深度H和計劃濕潤層允許最大、最小含水率求出土層允許儲水量上限W和下限W，并繪于灌溉制度設(shè)計圖maxmin上（W=667x丄xHxO,W=667x丄xHxO）。max丫maxmin水丫min水（3）由計劃濕潤層增加而增加的水量W=667x（H-Hl）x丄xO=33.67（m3/畝）。T2丫水（4）作物田間需水量（ET）表2-1已給出，在灌溉制度設(shè)計圖上繪出作物田間需水量（ET）累積曲線，并得

6、出凈耗水量（ET-K-W）T累積曲線。（5）每次降雨量多屬微雨（5mm）或小雨（10mm）,a取1,降雨入滲量P=aP，逐時繪于圖上。0（6）自作物生長初期土壤計劃濕潤層儲水量W,逐旬減去（ET-K-W）值，當(dāng)遇有降雨時加上降雨入滲量P,即得計劃濕潤土層實際0T0儲水量（W）曲線。當(dāng)W曲線接近于W時，即進(jìn)行灌水。灌水定額大小要適當(dāng)，不應(yīng)使灌水后土壤儲水量大于W。minmax得出春小麥灌溉制度設(shè)計圖及匯總表格如下：春小麥生育期灌溉制度灌水次數(shù)12345合計灌水日期（日/月）4月23日11月5日5月24日3月6日6月22日灌水定額（m3/畝）5050506060270春小麥生育期灌水定額為270m

7、3/畝。3、水庫灌區(qū)灌溉用水量計算某灌區(qū)需從水庫引水，灌溉面積40萬畝，種植小麥、棉花等作物，復(fù)種指數(shù)1.40，各種作物種植面積如下：冬小麥18萬畝，棉花8萬畝，春玉米8萬畝，夏玉米16萬畝，其他雜糧6萬畝。中等干旱年各種作物凈灌水定額，見表3-1。全灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)n水為0.6。解：中等干旱年的降雨量頻率取為75%。對于任何一種作物的某次灌水，需供水到田間的灌水量：W=mA（m3）,利用該公式計算出各作物各次凈灌溉用水量，見下表3-2。凈全灌區(qū)任何一時段內(nèi)的凈灌溉用水量為該時段內(nèi)各種作物凈灌溉用水之和。n=W/W，灌溉水利用系數(shù)估為0.6，即可求得總的毛灌溉用水量，見下表3-2。得全灌區(qū)毛

8、灌溉用水量為219671血。3-2灌溉用水過程推算表各種作物各次灌水定額（m3/畝）各種作物各次凈灌溉用水量（104IQ3）全灌區(qū)凈灌水用水量（1。4皿3）全灌區(qū)毛灌溉用水量（1。4皿3）連物（104畝）時間冬小麥(A=18)1棉花(A=8)2春玉米(A=8)3夏玉米(A=16)4其他雜糧（A=6）5冬小麥(A=18)1棉花(A=8)2春玉米(A=8)3夏玉米A=16)4其他雜糧（A=6）53上509009001500中下604804808004上407207201200中50300300500下4540810320113018835上40240240400中45408103201130188

9、3下403203205336上4040320240560933中508008001333下40404032032024088014677上406406401067中40320320533下4045320720104017338上中下4572072012009上中下6010801080180010上中下11上中下6010801080180012上60604803608401400中下全年內(nèi)300220220180230540017601760288013801318021967表3-1中旱年各種作物凈灌水定額統(tǒng)計表作物名稱灌水灌水時間凈灌水定額（m3/作物灌水次數(shù)灌水時間凈灌水定額（m3/畝）次

10、數(shù)畝）名稱播前9月下旬60111月下旬6016月中旬50冬小麥23月上旬50夏玉米27月上旬4034月上旬4037月下旬4544月下旬4548月下旬4555月中旬45播前3月下旬60冬灌12月上旬6014月下旬4014月中旬50棉花25月下旬40其他雜糧25月上旬4036月下旬4036月上旬4047月下旬4046月下旬40冬灌12月上旬6015月中旬40春玉米26月上旬4036月下旬4047月中旬404、引水灌區(qū)灌水率圖的制定基本資料：（1）某灌區(qū)灌溉面積為10萬畝，主要種植小麥、棉花、玉米及谷子等旱作物。各種作物的生育期、種植面積的百分比及設(shè)計的灌溉制度，見表4-1。（2）灌區(qū)為有壩取水的自

11、流灌區(qū)。根據(jù)設(shè)計年河流來水分析，渠首能引取的流量，見表4-2。灌溉水利用系數(shù)為0.7。要求：編制灌區(qū)灌水率圖，按經(jīng)濟(jì)合理的要求并考慮來水流量是否夠用進(jìn)行修正。應(yīng)完成計算說明書一份，包括修正前、后的灌水率計算表及灌水率圖。解：（1）由公式q=m及已知條件，可求得各作物灌水率計算表，見表4-1。將所得的灌水率繪圖，得修正前的灌水率圖，見圖8.6歹4-1。表4-1某灌區(qū)各種作物灌水率計算表作物生育期種植面積百分比（%）灌水次數(shù)灌水定額（m3/畝）灌水延續(xù)天數(shù)（d）灌水1爸m3/（s萬田）(1)(3)(4)(5)(6)(7)150120.24250120.24冬小麥23/916/550345100.2

12、6445100.26545100.26145100.26玉米6/64/950240100.23335100.2014080.14棉花21/410/112523580.13335100.10145100.13谷子25/414/825240100.12圖4-1修正前灌水率圖(2)由資料得渠首5月份能引取的流量為4.8m3/s，圖4-1得5月份上、中旬需灌溉小麥、谷子及棉花三種作物，總面積為10萬畝，已知灌溉水利用系數(shù)0.7，綜上得渠首5月份能提供的最大灌水率為q=4管.7=0.336m3/(s萬畝)，不能滿足作物該時灌水率0.53m（s萬畝）。從經(jīng)濟(jì)合理的角度分析，修正前的灌水率圖大小相差懸殊，渠

13、道輸水?dāng)鄶嗬m(xù)續(xù)，不利于管理，若以其中最大的灌水率設(shè)計渠道流量，定不經(jīng)濟(jì)，因此需將其進(jìn)行修正，修正后的灌水率圖見圖4-2。圖4-2修正后灌水率圖2405、畦灌設(shè)計某灌區(qū)種植小麥，灌水定額m=50m3/畝，土壤透水性中等，由土壤滲吸試驗資料得知：第1小時內(nèi)平均滲吸速度i=150mm/h,a=0.5，地面坡度（畦田縱方0向）為0.002。要求：（1）計算灌水時間（h）；（2）選擇畦田長度和寬度（m）；（3）計算入畦單寬流量（L/sm）。解：（1）灌水時間t內(nèi)入滲水量H與計劃的灌水定額m相等，即tm=H=Kti-at0由已知條件m=50m3/畝=75mm,i=150mm/h得灌水時間:0二0.25hm

14、亠75嚴(yán)t=()i-a=()i-0.5K1500（2）土壤透水性中等，坡度0.002在適宜范圍，故選擇畦田長度為70m，寬度3m。（3）進(jìn)入畦田的灌水總量與畦長L上達(dá)到灌水定額m所需的水量相等。3.6qt=ml由m=50m3/畝=75mm，L=70m，t=0.25h得入畦單寬流量:(L/sm)ml75x10-3x70-o_q=5.833.6t3.6x0.252)計算灌水溝的灌水時間。解：(1)土壤透水性中等，坡度0.003在適宜范圍內(nèi)，故選擇灌水溝的間距為0.7m，長度為80m，流量為0.5L/s。(2)灌水定額m=40m3/畝=60mmtmal60 x0.7x801.87h灌水時間t=3.6

15、X0.5X1000=7、噴灌設(shè)計噴頭布置已知某噴頭流量為4m3/h，射程為18m，噴灌水利用系數(shù)取0.8。要求:求該噴頭作全圓噴灑時的平均噴灌強度；1)2)3)求該噴頭作240扇形噴灑時的平均噴灌強度；若各噴頭呈矩形布置，支管間距為18m，支管上噴頭間距為15m，組合平均噴灌強度又是多少？解：(1)平均噴灌強度p全噴頭作全園噴灑時A=R2=3.14x1&=1017.36m21000qn1000 x4x0.8=3.145mm/h1017.36扇形噴灑時2)噴頭作240二240“R2=240/360X3.14x182=678.24m23608、噴灌設(shè)計管道布置小麥拔節(jié)期需進(jìn)行噴灌，已測得小麥地計劃

16、濕潤層深度40cm土層內(nèi)的平均田間持水率為24%(重量含水量)，土壤容重為1.35g/cm3，灌前土壤含水率為17%，此時小麥每日耗水量為6mm/d。現(xiàn)擬在200畝面積上安裝固定式管道噴灌系統(tǒng)，選擇噴頭的流量為4.5m3/h，射程為20m，噴頭組合形式為正三角形全圓噴灑，每天噴灑有效工作時間為10h。要求：計算本次噴灌的灌水定額和設(shè)計灌水周期；確定噴頭間距與支管間距；計算一次灌水所需的時間；確定同時工作的噴頭數(shù)和支管數(shù)(設(shè)每支管上安裝48個噴頭)。解：(1)設(shè)計灌水定額：m二O.1H(6-6)設(shè)maxminm設(shè)計灌水周期：T=設(shè)設(shè)e式中：H作物土壤計劃濕潤層深度e灌后土層允許達(dá)到的含水量的上限

17、(以占土層體積的百分?jǐn)?shù)max表示)。即相當(dāng)于田間持水量。(題中是重量含水量，要注意轉(zhuǎn)化)。e灌前土層含水量下限(以占土層體積的百分?jǐn)?shù)表示)。mine作物每日耗水量，mm/d代入數(shù)據(jù)得：m=0.1x40 x1.35x(0.24-0.17)=0.378cm=3.78mm-_1000妙系統(tǒng)SXSmI式中：m設(shè)設(shè)計灌水定額，mm;叮纟廠噴灌系統(tǒng)的平均噴灌強度皿；n噴灑水有效利用系數(shù)，此處取0.9；個噴頭的流量，ms/h;支管間距，m;s沿支管的噴頭間距，m;1zi3、來/，一卜口汨1000 x4.5x0.9=3.902mm/h代入數(shù)據(jù)得：p=系統(tǒng)34.6x303.78cmt=O.977i3.902(4)同時工作的噴頭數(shù)：偉廠AtxsxsTcmI設(shè)式中：A噴灌系統(tǒng)的面積，m2；天噴灑有效工作時間，h;其它符號同前。N同時工作的支管數(shù)：N二噴頭支n噴頭式中：n一根支管上的噴頭數(shù)，噴頭代入數(shù)據(jù)得：N=200 x666.7x0.97“978=20噴頭34.6x30 x0.63x10N=4支5計算滴頭一次灌水的工作時間。解:(