农田水利学作物需水量和灌溉用水量培训讲义PPT

1、1,徐 英,第二章 作物需水量和灌溉用水量,2,内容提要,兴建灌溉工程（渠道、管道、水闸、泵站、水库等,确定灌溉用水量和灌溉用水流量（或灌水率,确定作物灌溉制度,计算作物需水量,3,第二节 作物的灌溉制度,第二章 作物需水量和灌溉用水量,4,三、旱作物的灌溉制度,播前,总灌溉定额,生育期灌溉定额,播前灌水定额,生育期,5,一）播前灌水定额 播前灌水的作用：为保证种子发芽、出苗或为生育期储水 计算,H计划湿润层深，一般H=0.30.4m； n孔隙度，%； max灌后应达到的含水率（占孔隙体积%） 0灌前土壤初始含水率（占孔隙体积,计划湿润层深：旱作进行灌溉时，计划调节控制土壤水分状况 的土层深度

2、,三、旱作物的灌溉制度,6,二）生育期灌溉制度 1水量平衡方程 某时段水量耗损： 腾发量ET、深层渗漏量S、排水量d 水量补给： 降雨量P、灌溉水量m、地下水补给量K、因计划湿润层增加而增加的水量WT,三、旱作物的灌溉制度,7,二）生育期灌溉制度 1水量平衡方程 设： W1时段初计划湿润层储水量 W2时段末计划湿润层储水量 则： 或,三、旱作物的灌溉制度,注意：式中各变量单位均为m3/亩,8,二）生育期灌溉制度 拟定旱作物灌溉制度所需基本资料 作物总需水量ET及各生育期需水量ETi 土壤计划湿润层深度 H 据试验确定； 播种时土壤储水量W0 调查总结或取生育初期允许储水量上下限均值或田间持水量

3、的80%85%时的储水量,三、旱作物的灌溉制度,9,1拟定旱作物灌溉制度所需基本资料 土壤适宜含水量及允许最大、最小含水量 允许含水率： 降雨入渗量P0（或有效降雨量P有效,三、旱作物的灌溉制度,降雨入渗系数 径流系数，降雨有效利用系数,10,1拟定旱作物灌溉制度所需基本资料 地下水补给量K 根据当地或类似地区的试验或调查资料估算 由于计划湿润层增加而增加的水量WT,三、旱作物的灌溉制度,一般,11,二）生育期灌溉制度 计算灌溉制度的原理 （1）计算各时段灌水上下限及田间持水率时的W田,三、旱作物的灌溉制度,若,一般,则,12,二）生育期灌溉制度 计算灌溉制度的原理 （2）推算灌溉制度 逐旬（

4、5日）列表或图解计算。 先设无灌溉、无渗漏，计算时段末含水量： W2=W1+WT+P0+KET,三、旱作物的灌溉制度,13,2计算原理,如果,则m=0；S=0,则m=WmaxW2 (注:m取20，25，30，35m3/亩等） 灌水后W2=W2+m,则S=W2W田 渗漏后 W2=W田,如果,如果,14,基本资料： 土壤。灌区土壤为粘壤土，经测定080cm土层内的干密度为干土=1460kg/m3，孔隙率为n=44.7%，田间持水率为田=24.1%（占干土重的%）。 水文地质。灌区地下水埋深多在4.55.3之间，地下水出流通畅，地下水补给量可忽略不计,例用列表法制定陕西渭北旱塬某灌区棉花的灌溉制度,

5、15,设计所需基本资料： 气象。早霜10月中旬，晚霜4月中旬，无霜期177天。灌溉设计保证率采用P=75%，经频率计算，选定设计典型年为1984年，该年棉花生长期的降雨量如表2所示，降雨有效利用系数采用0.8,例用列表法设计中等干旱年早稻灌溉制度,旱作物灌溉制度制订举例说明,16,设计所需基本资料： 作物。典型年（P=75%）计划棉籽产量150kg/亩，农业技术能满足丰产要求。据试验分析，需水系数K=3m3/kg，各生育阶段的需水量模比系数Ki与计划湿润层深度如表3所示。允许最大、最小含水率分别为田和60%田,例用列表法设计中等干旱年早稻灌溉制度,旱作物灌溉制度制订举例说明,17,设计所需基本

6、资料： 当地群众灌水经验。中等干旱年一般灌水34次，灌水时间一般为现蕾期、开花期、结铃初和吐絮初，灌水定额4050m3/亩。播前灌水定额80m3/亩，使播种前0.4m土层内的含水率保持在0.9田，0.4m以下土层中的含水率保持在田,例用列表法设计中等干旱年早稻灌溉制度,旱作物灌溉制度制订举例说明,18,收集基本资料； 计算各生育阶段计划湿润层内允许的最大、最小储水量及初始土壤储水量,旱作物灌溉制度制订举例说明,计算步骤,19,计算各次降雨的入渗雨量及时段入渗雨量： 计算因计划湿润层增加而增加的含水量WT 计算各时段地下水补给量,旱作物灌溉制度制订举例说明,计算步骤,20,计算生育期和各时段田间

7、需水量 按计算原理逐视段推算，如表5,旱作物灌溉制度制订举例说明,计算步骤,时段tj内,结果见表4,21,表5 棉花生育期灌溉制度计算表（单位：m3/亩,W来-ET,W来,115.6 85,25/6,40,36.7 30.6,11.7 17.8,11.7 11.7,0 6.1,48.4 48.4,112.3 115.6,84.5,140.8,0.6,21/630/6 1/710/7,现蕾,99.2 90.1 99 105.9 108.2 112.3,6.5 9.1,8.9 6.9 2.3 4.1,4.7 2.1 20.1 18.1 13.5 15.3,0 0 0 0 0 0,4.7 2.1 2

8、0.1 18.1 13.5 15.3,11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2,105.7 99.2 90.1 99 105.9 108.2,70.4,117.3,0.5,21/430/4 1/510/5 11/520/5 1/610/6 11/620/6,幼苗,Wt,灌水时间,m,小计,WT,P0,ET,W0,Wmin,Wmax,H,起止 日期,生育阶段,链接表3,链接表2,22,表5 棉花生育期灌溉制度计算表（单位：m3/亩,W来-ET,W来,160,152.4,297.6,70.2,227.4,450,21/410/10,总计,152.7 166.6 161.2 135

9、.4 113.3,25/8,40,26.2 5.4 25.8 22.1,13.9,4.9 45.0 25.6 5.2 8.9,4.7 4.7 4.7 4.7 4.6,0.2 40.3 20.9 0.5 4.3,31.1 31.1 31 31 31,138.9 152.7 166.6 161.2 135.4,112.7,187.8,0.8,21/831/8 1/910/9 11/920/9 21/930/9 1/1010/10,吐絮,110.5 117.1 148.3 138.9,15/7 5/8,40 40,14.5 8.8 9.4,6.6,18.2 39.3 23.9 23.3,5.8 5.

10、8 5.9 5.9,12.4 33.5 18.0 17.4,32.7 32.7 32.7 32.7,85 110.5 117.1 148.3,98.6,164.3,0.7,11/720/7 21/731/7 1/810/8 11/820/8,花铃,Wt,灌水时间,m,小计,WT,P0,ET,W0,Wmin,Wmax,H,起止 日期,生育阶段,23,校核（校核各生育阶段及全生育期计算结果）。如全生育期： 所以计算无误,旱作灌溉制度制订举例说明,计算步骤,24,旱作灌溉制度制订举例说明,统计棉花灌溉制度（见表6）。 所以总灌溉定额为,计算步骤,思考：已知Wmin,Wmax,W田，需水强度为e(m3

11、/亩)/d，每天地下水补给量为k(m3/亩)/d,计划湿润层深近似不变，若当前测得土壤含水量为W（m3/亩)，则若无降雨，求自当日过多少天必须灌水,25,非充分灌溉：在作物生育期部分地按作物生长需要水量实施灌溉的方式。 （一）作物-水分生产函数：在作物生长发育过程中，投入水量与作物产量之间的数量关系。 （二）非充分灌溉的基本原理,四、非充分条件下的灌溉制度,26,三）作物非充分灌溉制度设计： 旱作物的依据：降低适宜土壤含水率的下限指标。 水稻的依据：控制水稻田的土壤水分。 如：控制灌溉、薄露灌溉、水稻“薄浅湿晒”灌溉、水稻旱作等,四、非充分条件下的灌溉制度,27,总结,兴建灌溉工程（渠道、管道

12、、水闸、泵站、水库等,确定灌溉用水量和灌溉用水流量（或灌水率,确定各种作物灌溉制度,多年灌溉用水量,分区,大型灌区,分年,28,结 束,29,河北省临西站冬小麦不同生育阶段及不同产量作物系数,30,W渗,W水层,W饱,W蒸,W雨,地面,31,水稻生育期中任一时期水田水分变化图解法,32,冬小麦等作物土壤计划湿润层深度,33,冬小麦等作物土壤适宜含水率,34,山东省棉花生育期地下水补给量,35,表1 降雨入渗系数,36,H1,H2,m,d,ET,P,K,S,WT,返回第6页,返回第7页,37,旱作灌溉制度制订举例说明,表2 设计年棉花生育期降水量,链接表5,38,旱作灌溉制度制订举例说明,表3 棉花各生育阶段计划湿润层深度及作物需水模系数,链接表5,39,表6 棉花灌溉制度表,40,表4 棉花日平均需水量计算表,3.1,155.1,0.34475,50,21/8