第一章農田水分狀況和土壤運動第一節農田水分狀況農田水分狀況一般是農田地面水、土壤水和地下水的多少、存在的形式及其在時空上的變化。吸濕水：緊束于土粒外表，不能在重力和毛管力作用下移動。薄膜水：吸附于吸濕水外部，沿土粒外表進展速度微小的移動。毛管水：在毛管作用下土壤中所能保持的那局部水分，亦即在重力作用下不易排解的水分中超出吸著水的局部。上升毛管水：地下水沿土壤毛細管上升的水分。懸著毛管水：不受地下水補給時，上層土壤由于毛細管作用所能保持的地面滲入的水分。重力水：土壤中超出毛管含水率的水分在重力作用下很簡潔排出，這種水稱為重力水。依據土壤水分形態概念，土壤中所保持的各種類型的水分都可用數量表示出來，而且在肯定條件下，每種土壤中各種形態水分的最大量又常常相對穩定在肯定的數量范圍內。我們將其稱為土壤的水分常數。①吸濕系數：土壤的吸濕水到達最大時的土壤含水量，又稱最大吸濕量，不能被作物吸取利用。②凋萎系數：作物產生永久凋萎時的土壤含水量，其數量包括全部的吸濕水和局部薄膜水。它是作物可利用水量的下限，可用吸濕系數的1.5~2.0倍代替凋萎系數，也可通過實測求得．③此時土壤毛管力在0.1~0.3atm之間。該指標是農田澆灌中應用最廣泛的指標之一。它是土壤在不受地下水影響下所能保持水分的最大數量指標,常以它作為計算澆灌定額的依據。④飽和含水量〔全持水量：土壤全部孔隙全部布滿水分時的含水量．此時，土壤通氣性差，不利于旱作物生長發育．它常做為表示土壤水分飽和度的標準，是計算淹灌稻田各種水量的依據．土壤水分有效性是指土壤水分是否可被作物吸取利用，及其被利用的難易程度。土壤水分對作物有效性的凹凸，主要取決于它存在的狀態、性質和數量，以及作物吸水力和土壤吸水力之差。當土壤水分處于凋萎系數時，土壤的持水力與作物的吸水力根本相等〔水分，因此，凋萎系數是土壤有效水分的下限．旱地土壤中，田間持水量是土壤有效水分的上限．土壤有效水量的多少主要受.土壤水吸力：可以簡潔理解為土壤顆粒對水分的吸附力。是基質勢與溶質勢之和的負數。土壤水分特征曲線：表示土壤水分和土壤吸力〔負壓〕之間的關系曲線。土壤水分特征曲線不是單值函數。土壤在釋水和吸水時土壤吸力不同，存在滯后效應。瓶頸作用是產生滯后效應的緣由。由于大氣的溫度過高和相對濕度過低，陽光過強，或遇到干熱風造成植物蒸騰耗水過大，都會使根系吸水速度不能滿足蒸騰需要，這種狀況謂之大氣干旱。當土壤含水率過低，會消滅植物根系從土壤中所能吸取的水量難于滿足葉面蒸騰的消耗，而影響作物的生長，這種現象稱為土壤干旱。從而影響植物體水分平衡和協調，這種現象稱為作物生理干旱。大氣干旱和土壤干旱都會造成作物生理干旱。min以鹽漬土為例，根系吸水層內土壤含水率應不小于：

sc100%S為根系吸水土層中易溶于水的鹽類數量〔占干土重的百分數C為允許的鹽類溶液濃度〔占水重的百分數按鹽類溶液濃度要求所規定的最小含水率〔占干土重的百分數。農田水分過多的緣由：①大氣降水補給農田水分過多；②洪水泛濫、湖泊漫溢、海潮侵襲或坡地地面徑流集合等使低凹地積水成災；③地下水位過高，上升毛管水不斷向上補給；或因地下水從坡地溢出，大量補給農田水分；④地勢低洼，出流條件不好。調整措施：分析農田水分過多成災的緣由，實行適當的技術措施，加以治理.農田水分缺乏的緣由：降雨量缺乏；降雨入滲量少，徑流損失較多；土壤保水力量差，滲漏及蒸發損失水量過大。調整措施：澆灌是補充土壤水分的主要方法。承受適當的農業技術措施可以改善土壤構造，增加降雨利用量，提高土壤的蓄水保墑力量。次。其次節土壤水分運動ititita11)考斯加可夫(A．H．KOCTЯKOB)公式：式中：it是任一時間的入滲速度，以單位時間滲入土壤的水層厚度(mm／min或cm／h)計；i1是第一單位時間末的入滲速度；t為入滲時間(min或h)；α為閱歷指數，打算于土壤性質和初始含水率，α =0.3～0.8。輕質土壤α值小，重質土壤α值大；初始含水率愈高，α值愈小，一般土壤可取α =0.5。2(1)無地下水位補給條件下的土壤水分蒸發蒸發過程中一般可分為三個階段：第一階段是穩定蒸發階段；其次階段開頭于土壤含水率漸漸削減到θ≤θk稱為蒸發強度遞減階段；．第三節土壤一植物一大氣連續體水分運移〔再由葉片氣孔集中到大氣層，形成一個統一的、動態的相互連續系統。其次章作物需水量和澆灌用水量第一節作物需水量1植株蒸騰棵間蒸發農田水分消耗的途徑｛深層滲漏或田間滲漏地表徑流組成植株體的一局部植株蒸騰：作物將根系從土壤中吸取的水分，通過葉片的氣孔蒸散到大氣中的現象。棵間蒸發：植株間土壤或田面的水分蒸發。深層滲漏：旱地中由于降雨量或澆灌水量太多，使土壤水分超 過了田間持水量，向根系吸水層以下土層滲漏的現象。作物需水量〔騰發量高產潛力的條件下為滿足植株蒸騰、棵間蒸發、組成植株體所需要的水量。作物需水量包含生理和生態需水兩個方面。。植株蒸騰實際上是作物生理需水的一局部。棵間蒸發即屬于作物的生態需水。影響作物需水量的主要因素1〕)土壤因素每種作物都有需水頂峰期，需水頂峰期一般處于作物生長旺盛階段，如冬小麥有兩個需水頂峰期，第一個頂峰在分蘗niè期，其次頂峰在開花至乳熟期；大豆的需水頂峰在開花結莢期；谷子的需水頂峰為開花―乳熟期；玉米為抽雄―乳熟期。5〔1．水面蒸發量法〔蒸發皿法α 值法：ETc=αE0 或 ETc=aE0＋bc-作物需水量m；0–表示與c同時段的水面蒸發量〔m，承受蒸發皿或蒸發器的測定值。*〔一般水稻用α 值法比旱作物用此法好〕a、b閱歷常數，a需水系數、蒸發系數。〔2〕產量法：作物產量反映了水、土、肥、熱、氣、光等因素的協調及農業措施的綜合作用。在肯定條件下，作物需水量將隨產量的提高而增加。T〔g―需水系數，為單位產量的需水量。(或水稻栽秧前)灌水定額：指一次灌水單位面積上的灌水量。澆灌定額：指作物全生育期各次灌水定額之m3/hm2mm表示。灌水次數：農作物在整個生育期中實施澆灌的次數。灌水時間以作物生育期或年、月、日表示。制定澆灌制度的方法：依據群眾豐產灌水閱歷確定作物澆灌制度依據澆灌試驗資料制定澆灌制度依據作物的生理、生態指標制定澆灌制度按水量平衡原理分析制定澆灌制度非充分澆灌不以追求傳統的單產最高為目標，而是求得高效用水條件下的凈效益最大或費用目標最小。為了提高水分利用效率，到達節水增產，提高經濟效益的目的。第三節澆灌用水量和灌水率1澆灌用水量：指灌區澆灌面積上要求水源供給的總澆灌水量。在規劃、設計澆灌工程時，首先確定某一特定的水文年份做為規劃設計的依據，通常將其稱為設計典型年。依據設計典型年的氣象資料計算出來的澆灌制度稱為設計典型年的澆灌制度〔簡稱設計澆灌制度。相應的設計用水量稱為設計澆灌用水量。2MMimAii(m3)：

M M

(m3)mi為第i種作物某次灌水的灌水定〔m3/hm2〕； 凈 凈im 綜,毛m綜，凈水Aim 綜,毛m綜，凈水計入水量損失，綜合毛灌水定額：灌水率指灌區單位面〔例如以 萬畝計上所需澆灌的凈流量。m8.64m8.64Ti(i1,2m3 /(s萬畝)]iq i,凈去。在修正灌水率圖時，以不影響作物需水要求為原則，一般常用以下方法：a盡量保持主要作物關鍵用水期的各次灌水時間不動或稍有移動〔3天。b在允許范圍內適當調整各次灌水時間，延長或縮短，要使修正后的灌水率圖比較均勻連續。c為了削減輸水損失，應使渠道工作制度比較平穩，在調整時不應使qqmin＞40%qmax。d應避開短期停水現象。第三章 灌水方法灌水方法：澆灌水進入田間或作物根區土壤內轉化為土壤肥力水分要素的方法灌水方法的評價指標：1)2)澆灌水的利用率高3)少破壞或不破壞土壤團粒構造4)便于和其他農業措施相結合5)應有較高的勞動6)7)8)田間占地少常見的灌水方法可分為全面澆灌與局部澆灌兩大類。全面澆灌地面澆灌畦灌溝灌淹灌漫灌全面澆灌地面澆灌畦灌溝灌淹灌漫灌第三節噴灌局部澆灌滲灌滴灌微噴灌涌灌膜上灌局部澆灌滲灌滴灌微噴灌涌灌膜上灌噴灌2設計灌水定額0.1H(maxmin2設計灌水定額0.1H(maxmin)/m:設計灌水定額(mm)；，對于大田作物為Tmeθmax:灌后土層含水量上限(占土體百分數)，相當于θ田持θmin:灌前土層含水量下限，相當于θ60％～70η為噴灑水有效利用率，一般選用TmeT為設計灌水周期(d)；e為作物日平均需水量(mm／d)。滴頭的選用原則a流量符合設計要求,組合后能滿足作物的需要又不產生深層滲漏與徑流．b工作牢靠,不易堵塞,一般要求出流空口大,出流流速大．c性能規格整齊，制造誤差小，最大誤差不能超過10％．d構造簡潔，價格廉價．滴灌系統的管道，一般分干管、支管和毛管三級，布置時要求干、支、毛三級管道盡量相互垂直，以使管道長度最短，水頭損失最小滴灌系統堵塞的緣由：(1.2.3.有機物堵塞3滴灌系統堵塞的處理方法：(1.2.壓力疏通法第四章澆灌渠道系統干渠、支渠、斗渠、農渠常見的穿插建筑物有隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞、橋梁等常見的連接建筑物有跌水和陡坡田間工程:最末一級固定渠道(農渠)和固定溝道(農溝)格田和田埂、旱地的灌水畦和灌水溝、小型建筑物以及土地平坦等農田建設工程。田間渠系布置：(1、縱向布置2、橫向布置.縱向布置適用于地形變化較簡單、土地平坦較差的條田；橫向布置適用于地面坡向全都、坡度較小的條田。1m3/s=1000L/s1L/s=3.6m3/h1m3/h=0.278L/s設計流量：在澆灌設計標準條件下，為滿足澆灌用水要求，需要渠道輸送的最大流量。通常是依據設計灌水模數〔設計灌水率〕和澆灌面積進展計算的。渠道的凈流量：需要渠道供給的澆灌流量。渠道的毛流量：計入水量損失后的流量。設計流量是渠道的毛流量，它是設計渠道斷面和渠系建筑物尺寸的主要依據。最小流量：在澆灌設計標準條件下，渠道在工作過程中輸送的最小流量。用修正灌水率圖上的最小灌水率值和灌溉面積進展計算。應用渠道最小流量可以校核下一級渠道的水位掌握條件和確定修建抑制閘的位置等。加大流量：考慮到在澆灌工程運行過程中可能消滅一些難以準確估量的附加流量，把設計流量適當放大后所得到的安全流量。作用：它是設計渠堤堤頂高程的依據.由于渠道在輸水過程中有水量損失,凈流量(Qn)、毛流量(Qg)〔Ql〕它們之間的關系是：Qg=Qn+Ql渠道的水量損失包括渠道水面蒸發損失、渠床滲漏損失、閘門漏水和渠道退水等。A100Qmnσ——每公里渠道輸水損失系數A——渠床土壤透水系數；mA——渠床土壤透水系數；m——渠床土壤透水指數；Qn——渠道凈流量，m3／s。s渠系水利用系數：澆灌渠系的凈流量與毛流量的比值

干 支 斗 農；對水稻田，指蓄W農凈8田間水利用系數：實際灌入田間的有效水量〔對旱作農田，指蓄存在打算潮濕層中的澆灌水量；對水稻田，指蓄W農凈8田間水利用系數：實際灌入田間的有效水量〔對旱作農田，指蓄存在打算潮濕層中的澆灌水量f 農 n)〔農渠放出水量的比值。澆灌水利用系數：實際灌入農田的有效水量和渠首引入水量的比值。WWg干支斗農f0 n 0 s f渠道的工作制度就是渠道的輸水工作方式，分為續灌和輪灌兩種。輪灌渠道設計流量的推算常用的方法是：依據輪灌組劃分狀況自上而下逐級安排未級續灌渠道〔一般為支渠〕的田間凈流量；再自下而上逐ff

Q農田凈

Q支田凈Q Q Aq級計入輸水損失水量，推算各級渠道的設計流量。支田凈支設〔1〕計算支渠的設計田間凈流量Q農凈計算農渠的凈流量

Q農田凈推算各級渠道的設計流量〔毛流量〕Q

Q L100g n用閱歷公式估算輸水損失的計算方法cQ cg n用閱歷系數估算輸水損失η支水，以此作為擴大指標計算其余支渠的設計流η支水，以此作為擴大指標計算其余支渠的設計流QqA支支支水QQQQBC34Q QAB3 3LQ100B2L 100Q QQ2 2OAA11001 1LQJJQdQJJQd第五章澆灌管道系統澆灌管道系統的特點優點：1)節水效益顯著；2〕土地利用率高；3〕適應性強；4〕輸水速度快、效率高；5〕修理養護省工、省時、治理便利；6〕灌水準時對水質的要求更高。第六章澆灌水源和取水方式澆灌水源是指自然資源中可用于澆灌的水體，有地面水和地下水兩種形式，其中地面水是主要形式。地面水包括河川、湖泊徑流、以及在匯流過程中攔蓄起來的地面徑流。地下水一般是指潛水和層間水，前者又稱淺層地下水，其補給來源主要是大氣降雨，由于補給簡潔、埋藏較淺，便于開采，是澆灌水源之一。澆灌取水方式，隨水源類型、水位和水量的狀況而定。如無壩引水、有壩引水、抽水取水、水庫取水等；利用地下水澆灌，則需打井或修建其它集水工程。地面徑流澆灌無壩引水 引水渠一般較長。由進水閘、沖沙閘、導流堤組成。PmPm100%抽水取水4〕水庫取水地下水的取水方式垂直取水建筑物 A、管井 B、筒井水平取水建筑物 A、坎兒井B、截潛流工程雙向聯合取水建筑物輻射井,井塘,水柜澆灌設計保證率