灌溉排水工程學(xué)教學(xué)用課件-第一章(編輯修改稿)
2024-10-08 21:35 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 滿足作物蒸騰的要求。 土壤水分不足時(shí)的作物需水量可由土壤水分充足時(shí)的作 物需水量乘以土壤水分修正系數(shù)而得到，即： KW ：土壤水分修正系數(shù)； AW ：相對(duì)有效含水率， θp、 θf(wàn)分別為凋萎系數(shù)和田間持水率。 三、農(nóng)作物的灌溉制度 農(nóng)作物的灌溉制度 ：是指旱作物播種前 (或水田栽秧前 ) 及全生育期內(nèi)的灌水次數(shù)，每次灌水的灌水日期、灌水 定額以及灌溉定額。 灌水定額 ：是指一次灌水單位面積上的灌水量。 灌溉定額 ：農(nóng)作物在全生育期各次灌水定額之和。 以 m3／ hm2或 mm表示，它是灌區(qū)規(guī)劃及管理的依據(jù)。 灌溉制度的 3種確定方法： （ 1）根據(jù)群眾豐產(chǎn)灌水經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定； （ 2）根據(jù)灌溉實(shí)驗(yàn)資料來(lái)確定； （ 3）按水量平衡原理分析、確定。 生產(chǎn)實(shí)踐中，第 3種方法結(jié)合第 2種方法的實(shí)際資料， 得出的制度比較完善，以水稻和旱作物為例進(jìn)行介紹： 水稻的灌溉制度 （ 1）泡水定額：泡田期的灌溉用水量 M1 (m3/hm2或 mm) ： 式中： a1:插秧時(shí)田面所需的水層深度 (cm)； S1:泡田期的滲漏量，開始泡田到插秧期間的總滲漏量 mm。 t1:泡田期的天數(shù)； e1:t1時(shí)期內(nèi)田面平均蒸發(fā)強(qiáng)度 (mm/d)。 P1 : t1時(shí)期內(nèi)的降雨量 (mm)； （ 2） 水稻生育期內(nèi)灌溉制度：水量平衡方程 h1: 時(shí)段初田面水層深度； h2：時(shí)段末田面水層深度；P ：時(shí)段內(nèi)降雨量； m：時(shí)段內(nèi)的灌水量； E ：時(shí)段內(nèi)田間耗水量； c：時(shí)段內(nèi)排水量，式中各式均以 mm計(jì)。 如果時(shí)段初的農(nóng)田水分處于適宜水層上限 (hmax)，經(jīng)過(guò)一個(gè) 時(shí)段的消耗 ,田面水層降到適宜水層的下限 (hmin)，這時(shí)如果 沒有降雨，則需進(jìn)行灌溉，灌水定額即為： 任意時(shí)段農(nóng)田水分變化圖解： 在時(shí)段初 A點(diǎn)，水田應(yīng)按① 線耗水，至 B點(diǎn)田面水層 降至適宜水層下限，即需要灌水，灌水定額為 m 。 如果時(shí)段內(nèi)有降雨 P，則在降雨后，田面水層回升降 雨深 P，再按②線耗水至 C點(diǎn)時(shí)進(jìn)行灌溉； 如降雨 P ’很大，田間水面超過(guò)最大蓄水深度 Hp,多余 水需要排除 ,排水量為 c，然后按③線耗水至 D點(diǎn)時(shí)進(jìn)行 灌溉。 根據(jù)上述原理可知，當(dāng)確定了各生育階段的適宜水 層 h max、 h min、 H p 以及階段需水強(qiáng)度 e i, ， 可用圖解法 推求水稻灌溉制度。 旱作物的灌溉制度 采用水量平衡制定旱作物的灌溉制度，以作物主要根系吸 水層作為灌水的 土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層 (H)，并要求該土層內(nèi)的 儲(chǔ)水量能保持在作物所要求的范圍內(nèi)。 (1)土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層的水量平衡方程 式中； w0、 wt ：時(shí)段初和任意時(shí)間 t土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的儲(chǔ)水量； wT ： 由于計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量； P0 ： 土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)保存的有效雨量； K ：時(shí)段 t內(nèi)的地下水補(bǔ)給量，即 K=kt， k為 t時(shí)段內(nèi)平均每晝夜地下水補(bǔ)給量； M：時(shí)段 t內(nèi)的灌溉水量； ET :時(shí)段 t內(nèi)的作物田間需水量，即 ET =et , e為 t時(shí)段內(nèi)平均每晝夜的作物田間需水量。 根據(jù)作物正常生長(zhǎng)對(duì)農(nóng)田水分狀況的要求，任一時(shí)段內(nèi)土 壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的儲(chǔ)水量 Wt 應(yīng)滿足： w min≤ wt ≤w max W min ： 作物允許的最小儲(chǔ)水量 W max ： 作物允許的最大儲(chǔ)水量 式（ 1— 35）中有關(guān)參數(shù)的確定： 1）土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度（ H ） :系指計(jì)劃調(diào)節(jié)控制土壤水 分狀況的土層深度，與作物品種、種類、發(fā)育階段、土壤 性質(zhì)以及地下水埋深等因素有關(guān)。 2)土壤適宜含水率 θ適 及允許最大 θ max、最小含水率 θ min: θ適 通過(guò)試驗(yàn)或由生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。 土壤含水率 θ應(yīng)滿足 θ min ≤ θ ≤ θ max θ max： 以灌水不造成深層滲漏為原則，取田間持水率 θ f θ min： 土壤允許最小含水率 ,應(yīng)大于凋萎系數(shù) ,取 3)有效降雨量 (P0 )： 式中： σ：降雨有效利用系數(shù)，其值采用 σ＝ ~； P： 實(shí)際降雨量。 4)地下水補(bǔ)給量 ( K )：指地下水借土壤毛細(xì)管作用上升至作物根系吸水層內(nèi)而被作物所利用的水量，與作物種類、作物需水強(qiáng)度、計(jì)劃濕潤(rùn)層含水量等有關(guān)。 5)由于計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量 (wt): 式中 : H H2 ： 計(jì)算時(shí)段初、末計(jì)劃濕潤(rùn)層深度 (mm) 。 A: 土壤空隙率 , 以占土體積的％計(jì) 。 θ:(H2~H1)深度內(nèi)土層中的平均含水率 ,以占孔隙率的％。 若某時(shí)段內(nèi)沒有水的補(bǔ)給，其水量平衡方程為： W min :土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)允許最小儲(chǔ)水量 (m3/hm2或 mm) 則由上式可推出距離下次灌水時(shí)間間隔 t : 相應(yīng)的灌水定額 m： 上述（ 1— 40） ~（ 1— 42）式可用土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層（ H）內(nèi)儲(chǔ)水量的變化示意圖來(lái)表示。得出上述數(shù)據(jù)后，可以確定旱作物播前灌水定額和生育期的灌溉制度。 （ 2）旱作物播前灌水定額（ M 1 ）的確定 式中： θ0：播前 H土層內(nèi)的平均含水率，以占孔隙率的％計(jì)。 （ 3）根據(jù)水量平衡，采用圖解法擬定早作物生育期的灌溉制度的步驟： 1）根據(jù)各旬計(jì)劃濕潤(rùn)層深度 H 和作物所要求的計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)土壤含水率的上限 θ max和下限 θ min，求出 H土層內(nèi)允許儲(chǔ)水量上限 W max（ 7） 曲線及下限 W min（ 6） 曲線 (W max=A H θ max, W min=A H θ min) ,繪于圖 1— 12上； 2)繪制作物田間需水量 (ET )（ 1） 累積曲線、由于計(jì)劃濕潤(rùn)層加大而獲得的水量 (WT )（ 3） 累積曲線、地下水補(bǔ)給量 (K )（ 4） 累積曲線以及凈耗水量 (ET WT K） （ 13 4）累積曲線； 3)由設(shè)計(jì)年各時(shí)段降雨量求出滲人土壤的有效降雨量 P0 （ 2） 逐時(shí)段繪于上； 4)自作物生長(zhǎng)初期土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層儲(chǔ)水量 w0，逐旬減去 (ET WT K)值，即自 A點(diǎn)引直線平行于 (ET WT K)曲線， 當(dāng)遇有降雨時(shí)再加上有效降雨量 P0 ，即得計(jì)劃濕潤(rùn)土層實(shí) 際儲(chǔ)水量 (W )(5)曲線； 5)當(dāng) w 曲線接近干 w min時(shí)，即進(jìn)行 灌 水 ，灌 水定額值也 同 有效降雨量 P0一樣加在 w 曲
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