《节水农业理论与技术》教学大纲

1、节水农业理论与技术教学大纲、基本信息课程名称节水农业理论与技术课程编号ARGE3112英文名称Theory and techniques of water-savingagriculture课程类型专业选修课总学时36理论学时36实验学时实践学时0学分2预修课程适用对象农业资源与环境专业课程简介（200 字左右）本课程主要介绍节水农业的理论和技术。内容包括：传统农业与现代 农业节水技术（农业资源问题、我国传统农业精华、传统农业与现代农业 节水技术、干旱威胁与节水农业发展）；节水农业基础理论（生态农业的 资源利用、作物水分生理、土壤水分的调控与利用、节水农业综合配套技 术体系）；节水农业工程技术

2、（农田灌溉原理、灌水方法与技术、灌溉渠 道系统、灌溉管道系统、农田排水工程）等。二、教学目标及任务本课程为农业资源与环境专业的专业选修课。通过学习该课程：（一）了解我国传统农业的精华和现代农业节水的时代需求，了解国内外节水农业科技的发展概况和发展趋势。（二）学习节水农业的基础理论，包括生态农业的资源利用、作物水分生理、土壤水分的调控与利用、节水农业综合配套技术体系，了解节水农业的科学概念及节水农业原理，掌握节水农业的基本理论。（三） 学习和研究节水农业工程技术，包括农田灌溉原理、灌水方法与技术、灌溉渠道系统、 灌溉管道系统、农田排水工程等。明确节水农业工程技术是发展高产、优质、高效农业的重要环

3、节，是农业可持续发展的重要措施。（四）通过本课程的学习，使学生对节水农业理论与技术的基本内容有一个较为全面的了解，并掌握主要作物的节水高产栽培技术，使学生获得一定的生产实践知识和技能，具有节水农业规划、设计、管理与施工的基本技能。三、学时分配以表格方式说明各章节的学时分配，表格如下：教学课时分配早节章节内容讲课实验实践合计I-1农业资源问题：我国农业资源的现状与问2题,节水农业技术研究；I-2我国传统农业精华：农业的起源，传统农业 技术要览,现代农业的发展；2I-3节水农业的概念，传统农业的节水技术，精耕细作与蓄水保墒；节水农业现状与问题，我国农田水利事业的成就4I-4传统农业与现代农业节水技

4、术：我国农业资 源特点，干旱灾害对农业的威胁，综合农业 区划，旱作节水农业的历史机遇；4n-1节水农业基础理论：作物水分生理4n-2节水农业基础理论：土壤水分的调控与利用2n-3节水农业基础理论：节水农业综合配套技术 体系2川-1节水农业工程技术概述2川-2灌溉原理2川-3灌溉方法与灌水技术：地面灌、喷灌、滴灌、 渗灌6川-4灌溉渠道系统2川-5灌溉管道系统2川-6农田排水工程2合计36四、教学内容及教学要求I传统农业与现代农业节水技术I-1 农业资源问题 第一节 我国农业资源的现状与问题1.我国农业资源的现状与问题2.节水农业技术研究习题要点：灌溉水利用率及水分利用效率的定义? 第二节节水农

5、业技术研究1.农艺节水技术2.生物节水技术3.工程节水技术4.管理节水技术习题要点：节水农业的评价标准是什么？ 本章重点、难点：农业用水的主要问题及其原因。 本章教学要求： 通过本章学习了解农业用水的主要问题及其原因， 了解节水农业技术研究的主要 内容，掌握灌溉水利用率及水分利用效率的定义及节水农业的评价标准。I-2我国传统农业精华第一节 农业的起源1.农业的起源2.传统农业技术要览3.现代农业的发展 习题要点：原始农业和传统农业的最主要的表现？ 第二节 传统农业技术要览1.传统农业史略2.旱作农业技术体系3.水田耕作技术体系习题要点：传统旱作、水田技术体系的基本内容是什么？第三节 现代农业的

6、发展1.农业装备的发展2.现代农业的局限3.现代农业的巨大潜力 习题要点：现代农业发展与局限性是什么？ 本章重点、难点：传统旱作、水田技术体系的基本内容。本章教学要求： 通过本章学习了解原始农业的起源， 传统农业的发展过程以及现代农业的发展潜 力，掌握原始农业和传统农业的最主要的表现，传统旱作、水田技术体系的基本内容，传统农业 技术的四要素，以及现代农业发展与局限性。I-3传统农业与现代农业节水技术第一节节水农业的概念1.节水农业的提出2.节水农业的概念与基本内容习题要点：水农业的概念及特点是什么？第二节 传统农业的节水技术1.耕-耙-耱-压-锄耕作技术体系旱作2.耕-耙-耖-耘-耥耕作技术体

7、系水田3.精耕细作习题要点：作、水田农业的耕作技术体系的内容是什么？第三节 精耕细作与蓄水保墒1.深耕与蓄墒2.“三深”耕作3.“四墒”整地4.“四早三多”耕作法习题要点：深耕与蓄墒的技术内容及作用是什么？第四节 节水农业现状与问题1.农业用水浪费严重2.农田水利基本建设浪费严重3.抗旱节水的农业技术被边缘化4.现代农业节水的主要技术问题习题要点：现代农业节水的主要问题是什么？ 本章重点、难点：深耕与蓄墒的技术内容及作用。本章教学要求： 通过本章学习掌握节水农业的概念及特点，旱作、 水田农业的耕作技术体系的内容，深耕与蓄墒的技术内容及作用，现代农业节水的主要问题。I-4干旱威胁与节水农业发展第

8、一节 我国农业资源特点1.干旱程度与干旱期2.农业气候资源3.农业气候分区 习题要点：旱情、旱灾、干旱指数的定义？ 第二节 干旱灾害对农业的威胁1.我国干旱的发生特点2.形成大范围干旱的气候条件3.干旱的威胁习题要点：中国农业气候的特点及中国旱灾的发生特点是什么？第三节 综合农业区划1.温度带与耕作制度2.降水与农业分区3.综合农业区划习题要点：中国的农业气候分几个区？第四节 旱作节水农业的历史机遇1.五大干旱中心2.发展旱作节水农业的重大意义 习题要点：发展旱作节水农业的重大意义是什么？本章重点、难点：中国旱灾的发生特点；发展旱作节水农业的重大意义。 本章教学要求：通过本章学习了解中国的农业

9、气候分区和综合农业区划情况，掌握旱情、旱灾、干旱指数的定义；中国农业气候及旱灾的特点；理解发展旱作节水农业的重大意义。n节水农业基础理论n-1 作物水分生理第一节 水在植物生命活动中的作用1. 植物的含水量2. 植物体内水分存在的状态3. 水分在植物生命活动中的作用习题要点： 掌握植物相对含水量的计算， 理解植物体内水分存在的状态， 了解水对于植物的意义。 第二节 植物对水分的吸收1. 植物细胞对水分的吸收2. 植物根系对水分的吸收 习题要点：掌握植物水势概念及其组成，理解植物根系吸收水分的途径和动力 第三节 植物的蒸腾作用1. 蒸腾作用的概念、生理意义和指标2. 气孔蒸腾 习题要点：掌握蒸腾

10、作用、蒸腾速率和蒸腾系数的概念，气孔运动的机理，了解小孔定律。第四节 植物体内水分的运输1. 水分运输的途径2. 水分沿导管或管胞上升的机制3. 水分运输的速度 习题要点：掌握水分上升的动力和机制，了解水分运输的途径。第五节 合理灌溉的生理基础1. 作物的需水规律2. 合理灌溉指标及灌溉方法 习题要点：掌握合理灌溉的指标，理解作物的需水规律。 本章重点、难点：掌握植物水势的组成、植物蒸腾的概念和指标和气孔运动的机理。 本章教学要求： 利用质壁分离实验介绍植物水势的组成， 详细说明植物蒸腾的指标和水分上升的 机制。n-2 土壤水分的调控与利用第一节、土壤水的类型划分及土壤水分含量的测定1. 土壤

11、水的重要性2. 土壤水分类型及有效性3. 土壤含水量的表示方法4. 土壤水分含量的测定方法习题要点： 掌握土壤水分类型和含水量的表示方法， 理解水分含量的测定方法， 了解水的重要意 义。第二节、土壤水能态1. 土水势2. 土壤水吸力3. 土壤水的有效性 习题要点：掌握土壤水势的定义和水的有效性，理解水吸力。第三节、土壤水分运动规律液态水的运动气态水的运动 习题要点：掌握饱和流和非不饱和流的差别，理解冻后聚墒和夜潮的含义。第四节 土壤水分的高效利用1. 水分高效利用的途径2. 土壤水的调控措施习题要点：了解土壤水的调控措施 本章重点、难点：掌握土壤水分类型和含水量的表示方法，土水势和水分运动规律

12、。本章教学要求： 详细介绍土壤土壤水分类型和含水量的表示方法， 和植物水势对应起来介绍土壤 水势。n-3 节水农业综合体系第一节 国外节水农业的概况 习题要点：了解典型国家节水农业的方式 第二节 我国节水农业现状及开发战略 习题要点：了解我国节水农业的历史和将来发展方向 第三节 节水农业的技术1. 工程节水技术2. 农艺节水技术3. 管理节水技术 习题要点：掌握工程节水技术、农艺节水和管理节水的方式。 本章重点、难点：掌握工程节水技术、农艺节水和管理节水的方式。 本章教学要求： 简要介绍国内外节水农业发展历史和现状， 重点阐述工程节水技术、 农艺节水和 管理节水的方式。川节水农业工程技术川-1

13、 节水农业工程技术概述第一节 我国水资源状况及灌溉排水事业一、 中国水资源分配特点二、 灌溉地带的划分三、节水灌溉的重要性及其目标1 .节水的重要性2. 节水灌溉的目标 习题要点：农田水利（灌溉排水工程）的基本概念与含义，节水灌溉的重要性和目标是什么？ 第二节 我国农田水利事业的主要成就一、 古代农田水利事业的成就二、 新中国的水利建设1. 取得的成绩2.存在的问题3. 发展的趋势 习题要点：灌排工程学的发展趋势是什么？ 第三节 农田水利学的研究对象与基本内容1. 改善和调节地区水情2. 改变和调节农田水分状况 习题要点：灌排工程学的研究对象与基础措施是什么？本章重点、难点：灌排工程学的发展趋

14、势；灌排工程学的研究对象与基础措施本章教学要求： 通过本章学习了解我国对发展农业节水灌溉的重要性， 以及灌排工程学的发展趋 势，掌握农田水利（灌溉排水工程）的基本概念与含义，以及研究对象与基础措施。川-2 灌溉原理第一节 作物对灌溉的要求1. 灌溉的意义2. 灌溉水质习题要点：灌溉水质包括哪些方面？第二节 作物需水规律及其对土壤水分状况的要求1. 作物吸水特性与影响因素2. 土壤水分对作物生长的影响 习题要点：作物需水规律有哪些？ 第三节 灌溉制度的确定1. 灌溉制度的主要内容2. 灌溉制度的作用3. 灌溉制度的确定 习题要点：如何确定灌溉制度？ 本章重点、难点：灌溉水质；灌溉制度的确定。本章

15、教学要求：通过本章学习了解作物吸水特性与影响因素，以及土壤水分对作物生长的影响， 掌握灌溉制度的主要内容和灌溉制度的确定。川-3 灌水方法与技术（汪志农）第一节 概述第二节 地面灌水方法一、畦灌法1. 畦田布置2. 畦田规格3. 畦田优点4. 畦田缺点5. 畦田灌溉技术 习题要点：畦灌法的灌水技术有哪些？二、沟灌法1. 沟道的规格2. 沟灌的优缺点3. 沟灌技术要素4. 沟灌新技术习题要点：沟灌法的灌水技术要素是什么？三、淹灌法1. 淹灌法特点2. 格田规格 习题要点：淹灌法的作用是什么？本节重点、难点：畦灌法、沟灌法和淹灌法的灌水技术。 本节教学要求：通过本章学习了解畦灌法、沟灌法和淹灌法的

16、灌水特点，掌握畦灌法、沟灌法和 淹灌法的灌水技术与方法。第三节 喷灌法一、喷灌概述 习题要点：简述喷灌技术的发展历程和喷灌特点。二、喷灌系统及其设备1. 喷灌系统的组成与分类2. 喷头的种类及工作原理 习题要点：喷灌系统由哪几部分组成？喷头的工作原理是什么？三、喷灌的主要技术要求1. 喷灌的主要技术要求2. 影响喷灌水量分布的因素3. 喷灌主要技术要素的测定 习题要点：喷灌的主要技术要求有哪些？ 本节重点、难点：喷灌系统的组成与分类；喷灌的主要技术要求。本节教学要求： 通过本章学习了解国内外喷灌技术的发展概况及喷灌的优缺点， 掌握喷灌系统的 组成和各种喷灌类型以及喷灌的主要技术要求。第四节 微

17、灌法一、概述1. 微灌发展简史2. 微灌种类3. 微灌的特点及适用范围 习题要点：微灌的种类有哪些？二、滴灌1. 滴灌的特点2. 滴灌系统的组成 习题要点：滴灌的优缺点有哪些？三、滴灌运行管理1. 滴灌系统堵塞的原因2. 滴灌系统堵塞的处理方法3. 滴灌系统堵塞预防 习题要点：滴灌系统堵塞的处理方法有哪些？ 本节重点、难点：微灌种类；滴灌运行管理。本节教学要求： 通过本章学习了解微灌发展的概况、 特点及适用范围， 掌握微灌的类型和滴灌运 行管理方法。第五节 渗灌法一、渗灌的优缺点二、渗灌的类型三、渗灌系统的组成与结构四、渗灌技术要素 习题要点：渗灌的优缺点有哪些？ 本节重点、难点：渗灌种类；渗

18、灌的工作原理。本节教学要求： 通过本章学习了解渗灌的特点及适用范围， 掌握渗灌的类型和渗灌运行管理方法。 川-4 灌溉渠道系统第一节 灌溉渠道系统的规划1. 灌溉渠道系统的组成2. 灌溉渠道系统的规划布置 习题要点：灌溉渠道系统的规划布置原则有哪些？ 第二节 灌溉渠道设计流量1. 渠道净流量2. 渠道损失流量3. 渠道加大流量和最小流量 习题要点：什么是渠道净流量和渠道损失流量？ 第三节 灌溉渠道设计1. 渠道设计原则2. 渠道横断面的设计3. 渠道纵断面的设计 习题要点：渠道横断面与渠道纵断面的设计方法有哪些？ 第四节 渠道系统的建筑物1. 控制建筑物2. 交叉建筑物3. 联接建筑物4. 量

19、水建筑物习题要点：渠道系统各类建筑物的作用是什么？ 本章重点、难点：与渠道设计相关的参数及其确定原理；纵横断面的设计。 本章教学要求： 通过本章学习了解灌溉渠道系统的规划布置和渠道设计原则， 掌握渠道渠道设计 相关的参数的确定方法及纵横断面的设计方法。川-5 灌溉管道系统第一节 概述一、 灌溉管道系统定义 是从水源取水经处理后，用有压或无压管道网输送到田间进行灌溉的全套工程。二、 管道系统的主要优点：（1）省地，一般少占耕地7 13；（2） 减少输水损失，提高灌溉水利用系数；（3） 适应多种灌水方式的要求；（4） 便于自动化控制；（ 5）对地形的适应性更强；（ 6）无需清淤除杂草，减少管理劳动

20、量.三、 管道系统的主要缺点：（1）需要的材料和设备较多，投资较高；（2）规划设计内容较复杂；（3）对水源水质的要求较高；（4）对施工及管理的技术要求较高。 习题要点：管道灌溉系统的优点有哪些 第二节 灌溉管道系统的组成与分类一、 管道系统的组成：水源、首部枢纽、输配水管网、灌水器二、 管道系统的分类1. 按结构形式分类：开敞式、封闭式、半封闭式2. 按工作压力分类：压灌溉管道系统（地表下，管内有自由水面，常见于渗灌）、低压、中压、 高压灌溉管道系统3. 按各部分在灌溉季节可移动程度分类：固定式、移动式、半固定式4. 按灌水方法分类：喷灌系统、微灌系统、渗灌系统、低压管道输水地面灌溉系统5.

21、按压力的来源分类：自压管道灌溉系统、机压管道灌溉系统 习题要点：管网布置的原则有哪些？第三节 灌溉管道系统的规划布置一、水源工程的布置二、首部枢纽的组成及布置三、 灌溉面积分区四、 灌溉管道系统形式的选择五、 管道系统的布置1、 输配水管网规划布置的原则与要求2、 输配水管网的布置类型：1）树枝状管网、环状管网、混合状管网依其结构可分为：（1）地埋固定式和（ 2）地面移动式习题要点：管道的技术要求有哪些？第四节 管道的种类及其规格一、固定管道的种类 水泥土管、素混凝土管、圬工涵管、石棉水泥管、塑料管、钢筋混凝土管、铸铁管、钢管二、移动管道的种类软管、半软管、硬管 第五节 管道附件 一、控制件（

22、 8 种） 给水栓、阀门、安全阀、逆止阀、空气阀、流量调节器、配水井、放水井 二、连接件（ 6 种）三通和四通、弯头、异径管、堵头、乙字管、短管三、快速接头杠杆紧扣式、搭扣式、弹簧锁紧式旋扣式接头习题要点：管道主要控制件及作用是什么？第六节 管道系统的工作制度一、续灌方式二、 轮灌方式三、 随机取水方式 习题要点：管道系统的工作制度有哪些？ 第七节 流量与压力推算以树枝状管网的水力计算为例 一、设计流量的推算：可以忽略沿程的流量损失。 采用续灌时，设计流量等于下一级管道流量之和 。 采用轮灌时，设计流量等于同时工作的下一级管道流量之和的最大值。二、首部设计工作压力的推算首先在灌区内选择一个或几个典型点， 然后按下式计算出各自的工作压力， 取其最大或次大 者为设计工作压力。第八节 管道系统的结构设计一、 埋深与坡度二、 镇墩与支墩三、柔性接头与伸缩接头四、排气与泄水装置五、阀门井六、竖管与支柱 习题要点：管道系统的结构