2016节水复习

1、第一章绪论1、节水灌溉的意义：以节约用水、提高农业用水效率为核心的农业，是现代化农业的重要内涵。2、水利建设可以划分为工程型水利、资源型水利和环境型水利三个不同的发展阶段3、资源水利（把水资源与国民经济和社会发展紧密结合，进行综合的开发、科学管理，以达到水资源的优化配置和可持续利用）。它可以概括为六个方面，即水资源的开发、利用、治理、配置、节约和保护。4、资源水利与工程水利的区别：从性质上讲主要是区别于以前的经济社会发展是以水利工程数量为主体，资源型水利则是在依托水利工程数量的同时，要依托资源的优势，重视资源的优化配置5、地球上水的总量约有14亿km3,其分配情况海水97.2%;淡水2.8%6

2、、我国水资源现状及特点（多年平均年降水量及地表和地下水多年平均水资源总量、）我国的年降水量在东南沿海地区最高，逐渐向西北内陆地区递减。7、（400mm等雨量线划分出我国灌溉带）常年灌溉带（包括西北内陆区和黄河中上游部分地区）8、不稳定灌溉带（包括黄淮海地区和东北地区）9、水稻灌溉带（主要是长江中下游，珠、闽江地区及西南部分地区）10、发展节水型现代农业的必要性：实现提高农业用水效率和水的生产效率打好基础。11、用水结构分析（农业、工业、城镇生活用水）7:2:112、用实例说明增加供水能力的途径（引水工程、提水工程、蓄水工程、调水工程、节水工程）13、节水农业（节水农业就是以节约用水、提高农业用

3、水效率为核心的农业，是现代化农业的重要内涵。其核心是在有限的水资源条件下，通过采用先进的工程技术、适宜的农业技术和用水管理等综合技术措施，充分提高农业用水利用率和水的生产效率及效益，保证农业持续稳定发展。节水、高产、高效、优质的农业。）14、我国北方灌区节水农业发展的三大支撑技术：渠道防渗技术、管道输水灌溉技术，以及地面节水灌溉技术15、旱作农业节水技术覆盖保埔技术集雨节灌农业化学制剂调控节水坡改梯全方位深松技术平整土地第二章水分与作物（农作物的生长环境条件）作物对水分状况的要求1、水对作物的生理作用1水是作物细胞原生质的重要组成部分2水是光合作用的重要原料3水是一切生化反应的介质4水是养分溶

4、解和输送的载体5水可使作物保持一定的形态水对作物的生态作用1水分可以调节土壤空气2水分能够调节土壤温度3水分可以调节土壤肥力4水分能够改善农田小气候5水分可提高耕作质量和效率旱田土壤含水量适宜，土壤的物理机械性介于粘结性与可塑性之间时，耕作质量和效率最佳；水稻田泡田以及边耕边放水的方法，也是通过调节水分来满足耕作要求的措施。土壤适宜含水量土壤水的液态水类型（吸着水、毛管水、重力水）常用的土壤水分常数有以下几种：最大分子持水量：当膜状水达到最大数量时的土壤含水量称为最大分子持水量。田间持水量：当毛管悬着水达到最大数量时的土壤含水量称为田间持水量。毛管持水量：当毛管上升水达到最大数量时的土壤含水量

5、称为毛管持水量。1 饱和含水量：当土壤全部孔隙被水分所充满时，土壤便处于水分饱和状态，这时土壤的含水量称为饱和含水量或全持水量。凋萎系数：当土壤含水量降至一定程度时，由于植物的吸水力小于土壤的持水力，植物便因水分亏缺而发生永久性凋萎，此时的土壤含水量称做凋萎系数，也叫永久凋萎含水量。6、土壤水分的有效性（凋萎系数、田间持水量）土粒对吸湿水的吸附力高达100031个大气压力，所以吸湿水全部为无效水.土粒对膜状水的吸附力为316.25个大气压力，所以膜状水中一部分为有效水，一部分为无效水，即水膜外层受土粒吸力小于15个大气压力的那部分水量能被作物吸收利用，而水膜内层靠近土粒，受土粒吸力大于或等于1

6、5个大气压的那部分水量则不能被作物吸收利用。毛管水所受吸力在6.250.5个大气压力之间，远比作物吸水力为小，都可被作物吸收利用。重力水所受吸力很小，但不能储存在土壤中，不能被作物吸收利用。农田水分状况的调节（农田水分过多的原因及其调节措施、农田水分不足的原因及其调节措施：农田水分不足的原因：降雨量不足；降雨入渗水量很少，径流损失很多；土壤保水能力差，蒸发损失水量过多。灌溉是补充农田水分的主要方法、采用适当的农业技术措施，改善土壤结构，对增加降雨利用量，提高土壤的蓄水保埔能力，都有十分重要的意义）旱作物需水量作物需水包括生理需水和生态需水两部分。作物生理需水是指作物全生育期生命过程中，蒸腾、光

7、合作用等生理活动所需要的水分。作物生态需水是指作物在生长发育的全过程中,的水分。旱作物需水量是指作物在适宜的外界环境条件下,长发育达到或接近达到该种作物品种的最高产量,所需要的水量之和。为给作物创造良好的生活环境条件所需要土壤水分和肥料养分供应适宜，其正常生为满足作物蒸腾、棵间蒸发和组成植株体作物需水规律：蒸腾蒸发量的60%80%,棵间蒸发量只约占20%40%需水临界期：通常把作物在全生育期中对缺水最敏感，需水最迫切，以致对产量影响最大的生育期，称为需水临界期或需水关键期。参考作物腾发量：乙种开阔草地上的腾发速度，此草地系由高度为815cm、高矮均匀、生长正常的青草完全覆盖着，而不缺水分。”1

8、3、作物系数是作物腾发量与参考作物腾发量的比值，用以体现作物特性对需水量的影响。14、农作物的灌溉制度是指播前及全生育期内的灌水次数、灌水日期、灌水定额和灌溉定额。15、土壤计划湿润层深度（H）。计划湿润层深度是指对作物进行灌溉时，计划调节控制土壤水分状况的土层深度。16、灌溉用水量是指为满足作物正常生长需要，由水源向灌区提供的水量。它取决于灌溉面积、作物种植情况、土壤、水文地质和气象条件等因素。计算方法：W=mA;Ww=mA/r）17、节水型灌溉制度的关键是：抓作物需水临界期，以减少灌水次数；抓适宜土壤含水量下限，以减小灌水定额，从而仍能获得相当理想的产量水平。作物生长与土壤和大气环境中的诸

9、多因素有关，当这些因素的量值小于作物生长允许的下限值时，就称该因素处于亏缺状态。18、水分因素亏缺（包括土壤水分亏缺、作物水分亏缺）土壤水分亏缺主要是由于大气干旱，降水稀少，土壤原有储水不足，供水能力很低，作物蒸腾和棵间土壤蒸发很强；致使土壤耗水过大的现象。一般情况下，一定程度的土壤水分亏缺，对作物的生长并无影响，只有当土壤水分亏缺超过一定限度时，才会对作物生长发育产生不利影响。对于不同种类作物和同一种类作物的不同生育阶段，土壤水分亏缺的影响是不相同的。判别土壤水分亏缺的主要指标是土壤含水率。作物水分亏缺主要是由于作物蒸腾失水超过了作物根系吸水，而使作物体内储水量减少的现象。与土壤水分亏缺相似

10、，一定范围内的作物水分亏缺不会对作物的正常生长发育产生不良影响；只有当作物水分亏缺超过某一临界值时，才会对作物的生长发育造成影响。作物水分亏缺临界值取决于作物的种类、生育阶段和气象因素等。判别作物水分亏缺的主要指标除土壤水分指标外，反映其亏缺状况的直接指标是作物水分生理指标。常用的作物水分生理指标有：叶水势、气孔开度、细胞液浓度等。19、水分亏缺对作物的影响无论是土壤水分亏缺，还是作物水分亏缺，它们都将会抑制作物器官和个体的生长发育；影响作物的光合与呼吸作用；影响作物碳水化合物的代谢与同化物的运输；影响作物的生化反应；以及影响作物对矿物质的吸收，最终将导致作物干物质累积和产量的降低。水分亏缺对

11、作物生长发育和产量的影响，很大程度上取决于水分亏缺发生的时期、持高续时间和亏缺程度。在不同的生育阶段，作物生长发育和产量对水分亏缺的敏感性不同。一般，作物发芽出苗阶段，轻度水分亏缺会造成缺苗，但对最终产量的影响不会十分明显，严重的水分亏缺则会造成死苗而影响产量。在营养生长阶段，短期的轻度缺水不会引起产量的下降；在生殖生长阶段，作物对水分亏缺反应特别敏感，特别是在作物从营养生长到生殖生长的过渡阶段，即作物的需水临界期或称需水关键期，水分亏缺对作物产量影响最敏感，最严重。第三章灌水方法一、灌水方法的评价标准、分类及适用条件1）灌水均匀。能保证将水按拟定的灌水定额灌到田间，而且使得每棵作物都可以得到

12、相同的水量。常以均匀系数来表示。2）灌溉水的利用率高。应使灌溉水都保持在作物可以吸收到的土壤里，能尽量减少发生地面流失和深层渗漏，提高田间水利用系数（即灌水效率）。3）少破坏或不破坏土壤团粒结构，灌水后能使土壤保持疏松状态，表土不形成结壳，以减少地表蒸发。4）便于和其他农业措施相结合。现代灌溉已发展到不仅应满足作物对水分的要求，而且还应满足作物对肥料及环境的要求。因此现代的灌水方法应当便于与施肥、施农药（杀虫剂、除莠剂等）、冲洗盐碱、调节田间小气候等相结合。此外，要有利于中耕、收获等农业操作，对田间交通的影响少。5）应有较高的劳动生产率，使得一个灌水员管理的面积最大。为此，所采用的灌水方法应便

13、于实现机械化和自动化，使得管理所需要的人力最少。6）对地形的适应性强。应能适应各种地形坡度以及田间不很平坦的田块的灌溉。从而不会对土地平整提出过高的要求。7）基本建设投资与管理费用低，也要求能量消耗最少，便于大面积推广。8）田间占地少。二、分类：全面灌溉、局部灌溉全面灌溉：主要有地面灌溉和喷灌两类局部灌溉：一般是微灌第四章喷灌的规划设计喷灌系统按获得压力方式可分为哪些？答：水泵加压或自然落差形成的有压水通过压力管道送到田间按系统设备组成可分为哪些？答：通常喷灌系统由水源工程、水泵和动力机、输配水管道系统、喷头以及附属设备、附属建筑物组成。水源：河流，渠道，湖泊水泵：离心泵，潜水泵，喷灌专用泵动

14、力机：电动机，柴油机，汽油机管道系统：主管，支管，竖管，管件，阀门按喷洒特征可分为哪些？定喷式喷灌系统，行喷式喷灌系统按系统中主要组成部分可分为哪些？答：喷灌系统获得压力的方式分类，有机压喷灌系统和自压喷灌系统以及原则上属于机压喷灌系统但又具有自压喷灌特点的扬水自压喷灌系统。如按系统构成的特点分类，又可分为管道式喷灌系统和机组式喷灌系统1、喷灌的特点：喷灌几乎适用于除水稻外的所有大田作物，以及蔬菜、果树等。2、喷灌系统的组成和分类：通常喷灌系统由水源工程、水泵和动力机、输配水管道系统、喷头以及附属设备、附属建筑物组成。喷灌系统获得压力的方式分类，有机压喷灌系统和自压喷灌系统以及原则上属于机压喷

15、灌系统但又具有自压喷灌特点的扬水自压喷灌系统。如按系统构成的特点分类，又可分为管道式喷灌系统和机组式喷灌系统3、喷头基本参数（进水口直径D,喷嘴直径d,喷射仰角a;喷头的工作参数工作压力是指喷头进水口前的压力，喷头流量q射程R4、喷头的水力性能参数喷灌强度p,水量分布图，水滴打击强度雾化指标p5、风对喷灌的影响及飘移蒸发损失风对喷灌的影响：由于喷洒水滴要喷射到空中一定高度才落下来，它的运动轨迹受空气气流的影响较大，稍微有些风就会改变。喷灌时，水滴运动轨迹的改变会影响水量分布，使得田间有些地方没有灌到水或灌水不足，有些地方灌水过量、形成水洼，造成灌水不均匀，影响喷灌的质量。飘移蒸发损失：由于喷洒

16、的水滴很小，在空气相对湿度较低和风速较大时，有一部分水滴还未落到地面就被风吹出灌溉地段或者在空中直接蒸发掉，造成空中蒸发和飘移损失6、规划设计基本资料自然条件、生产条件、社会经济条件7、喷头的选型喷头的选择包括喷头型号、喷嘴直径和工作压力的选择。在选定喷头之后，喷头的流量、射程等性能参数也就确定了。喷头的选型原则按照国家标准喷灌工程技术规范的规定，喷头选择原则如下：组合后的喷灌强度不超过土壤的允许喷灌强度值。组合后的喷灌均匀系数不低于规范规定的数值。雾化指标值应符合作物要求的数值。有利于减少喷灌工程的年费用。8、喷灌系统的规划设计喷灌系统选型喷灌系统的类型很多，各种类型的喷灌系统都有其适用条件

17、和特点，且投资造价、运行成本高低各异，生产效率、喷洒质量、对运行管理的要求也有区别。因此，应根据当地的水源、地形、作物、能源及设备供应、管理体制、经济基础等条件，对可能适用的喷灌系统类型（-般要求23种）进行技术经济比较，从中择优选定。对于面积较大或地形条件复杂的灌区，亦可分区选用几种不同类型。通常，在灌水次数频繁、地面坡度陡、地形及地块复杂的丘陵山区，对于经济价值高的作物，可采用固定管道式喷灌系统。在地形平坦的大田作物区，可采用半固定管道式、移动管道式或小型机组式喷灌系统。在灌水次数较少情况下，对于适度规模经营的大田作物可采用卷盘式喷灌机。在大中型农场可采用时针式喷灌机和平移式喷灌机。连片集

18、中的牧草地和矮秆作物种植区，可采用滚移式喷灌机。在有25m以上自然水头的地方，应尽量采用自压喷灌系统。确定喷洒方式与喷头组合形式喷灌系统的总体布置1、干管应沿主坡方向布置，在平坦地区，支管应与干管垂直，并尽量沿等高线方向布置。2、在平坦地区，支管的布置应尽量与作物耕作方向一致，并与田间工程规划框配合，这样，对于固定式喷灌系统，可减少竖管对机耕的影响，对于半固定式系统，则便于装卸支管。3、在经常刮风的地区，布置支管要与主风向（如某一风向出现频率75%以上则可确认为主风向）垂直，这样在有风时可加密支管上的喷头，以补偿由于风造成喷头横向射程的缩短。4、支管上各喷头的工作压力要求接近一致，或在允许的差

19、值范围内，当在陡坡上向下铺设支管时，则应缩小管径，增加其摩擦损失，以抵消由高差引起的过高压力。如向上坡方向铺设支管时，坡度大于12%,则支管不宜太长，要求支管首尾压力差小于工作压力的20%,这时喷头工作流量约差10%,当支管需要改变直径时，其规格不宜多于两种，以便于管理运行。另外，在不规则地块布置管道时，上一级管道布置要考虑使下一级管道长度大致相等，这样有利于保证灌溉质量。5、喷洒支管与上一级管道的连接，应避免锐角相交，支管铺设应力求平顺、减少折点。6、抽水站应尽量布置在整个喷灌系统的中心地点，以减少输水的水头损失。7、喷灌系统应根据轮灌要求设置控制设备，一般每根支管应装有闸阀。喷头与工作压力

20、的选择选择喷头首先要考虑喷头水力特性能否适合作物和土壤的特点。不同的作物对喷头的要求不同，不同的土壤允许喷灌强度也不一样。此外，还应考虑节省系统的投资，并根据系统的类型来进行选择。一般对固定式喷灌系统多采用全圆喷洒方式，同时应有一定比例的喷头带有善行机构；行喷式喷灌系统，喷头形式多采用扇形；对自压式喷灌系统常依据的型分成若干个不同的压力区，按照压力的达小选择不同形式和规格的喷头。对于蔬菜和幼嫩作物要选用具有消水的的喷头；而玉米、高粱、茶叶可采用水的稍粗的喷头；对于砂性土采用喷灌强度稍高的喷头。水力计算a、m设=0.1rH（0max-0min）/刀b设计周期TT设=m设刀/eb、一次灌水所需时间

21、t可按下式确定。t=m设/p系统同时工作的喷头数IV喷头可按下式计算;c、计算同时工作的喷头数和支管数N喷头=At/abCT设d、同时工作的支管N支则为：N支=N喷头/n喷头e、确定支管的轮灌方式f、水力计算（沿程水头损失、局部水头损失及水锤计算）喷灌用水泵的选型费用计算包括投资计算、年费用（折旧费、年运行费）计算和费用分摊年运行费燃料动力费、维修费、管理费、水费和其他经常性支出的费用第五章微灌1、定义、微灌的组成和分类、微灌的优缺点定义：微灌是利用微灌设备组装成微灌系统，将有压水输送分配到田间，通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种局部灌水技术微灌的组成和分类：滴灌（地表与地下滴灌

22、）微喷灌涌泉灌（小管出流灌）重力滴灌渗灌优点：适应性强，省水。省工省地，保持水土和防止次生盐碱化，增产2、微灌按不同的方法分类，按所用的设备（主要是灌水器）及出流形式不同，分为：（滴灌、微喷罐、小管出流及渗灌）3、微灌系统规划设计参数（微灌土壤湿润比、设计灌水均匀度、设计灌水定额、设计灌水周期一次灌水延续时间）4、微灌系统的布置：勘测和收集基本资料根据当地的自然条件，社会和经济状况等，论证工程的必要性和可行性确定工程的规模和微灌系统的控制范围根据水源位置、地形和作物种植情况，合理布置引、蓄提水源工程、微灌枢纽位置和骨干输配水管网提出工程概算第六章渠道衬砌（一）渠道衬砌的意义：1）减少渠道渗漏损

23、失，节省灌溉用水量，更有效地利用水资源。2）提高渠床的抗冲能力，防止渠坡坍塌，增加渠床的稳定性。3）减小渠床糙率系数，加大渠道流速，提高渠道输水能力。4）减少渠道渗漏对地下水的补给，有利于控制地下水位和防治土壤盐碱化。5）防止渠道长草，减少泥沙淤积，节省工程维修费用。6）降低灌溉成本，提高灌溉效益。（二）渠道衬砌类型：土料防渗砌石防渗砖砌防渗混凝土衬砌防渗沥青材料防渗塑料薄膜防渗（三）渠道冻胀破坏的防治措施可归纳为以下两类：2 .减轻土壤冻胀力的措施（1）减少渠床土壤水分规划渠道时，尽可能使渠底高出地下水位的距离不小于冻土层深度与上升毛管水强烈补给高度之和，并使渠线行经砂砾石等排水性能良好的地

24、带，还要远离灌水农田及其他水源。（2）换置渠床土壤用砂砾石换置冻胀性强的渠床土壤，置换深度随土壤性质和地下水补给条件而异，一般应大干冻土深度的60%。（3）避免渠道冬季输水冬季停水日期应比气温稳定通过零度日的时间提前710天。春季开始输水日期不应早于气温稳定通过零度日的时间，最好在冻胀变形回复、衬砌层的裂缝基本闭合之后。3 .增强衬砌结构抵抗和适应冻胀变形的措施1）在弱冻胀地区采用预制混凝土板衬砌渠道时，对冻胀变形有较好的适应性。采用现场浇筑混凝土板衬砌渠道时，应在渠坡下部和渠底中部设变形缝，以适应土壤的冻胀变形。2）在小型渠道上，可采用U型渠道，以提高抵抗冻胀破坏的能力。3）在强冻胀地区，可

25、采用柔性膜料衬砌渠道，以适应土壤的冻胀变形。第七章微润灌溉定义：微润灌溉是用微量的水以缓慢渗透方式向土壤给水，使土壤保持湿润的一种新型地下灌溉方式。微润灌溉类型按照给水器划分有两种：一种是管状的，称微润管；一种是袋状的，称“微型水库”。两种产品用于不同的灌溉场合。I、A、微润管是一种以半透膜为核心材料制成的软管状给水器，具有双层结构。其特点是软管壁上没有固定孔距的孔，而内壁上的每一点都有数量巨大的微孔。孔的数量为每平方厘米10万个以上，微孔的孔径为10-900纳米，孔径分布在半透膜尺度范围内，具有半透膜特性。微润管就是充分利用半透膜特性，将膜技术引进灌溉领域而制成的一种新型给水器。膜壁上孔的大

26、小允许水分子通过，而不允许较大的分子团和固体颗粒通过。当管内充满水时，水分子通过这些微孔向管壁外迁移，如果管子埋在土壤中，水分就会进一步向土壤迁移，使土壤湿润，起到灌溉作用。B、以微润管为例微润灌溉系统由两个部分组成：微润管与输水管微润管是系统的主体和功能部分，它既是给水器又是输水管。使用时微润管埋入垄下，埋入深度一般为10-20cm,视不同作物主根层深度而定。C、水源及水位控制：微润灌溉管的供水水源可以是田间水箱、水塔或自来水管。水源不同，水位控制方法不同，但控制参数只有一个，就是水位。D、微润灌溉的特点1首次在农业生产中实现了连续灌溉2创造了一种极端节水的灌溉方法3运行过程无动力消耗、树木

27、专用微润灌溉系统一一微型水库灌溉1微型水库及灌溉系统微型水库（MR）:是一种直径较大的，袋状给水器，袋内可蓄存3-5公斤水，使用时将它埋在树根旁，相当于给每棵树配备了一个小小的水库，因此将它形象地称作“微型水库”。袋内充水后，埋入树根旁的土壤中，MR中的水分在水一土壤之间水势差驱动下，穿越袋壁薄膜向土壤渗透，使土壤湿润。MR既是蓄水器，又是给水器。它蓄存的一定量的水，足够MR向外供水相当长的一段时间。在这个时间段内，树木受到不停的灌溉。当袋中水释放完后，再加一次水，又可连续向外供水一段时间。因此，MR既蓄水又给水的特征，给出了一种“间歇供水，连续灌溉”的灌溉方式，每次供水只是将袋装满，袋内有水

28、后，MR即可每日不停地对树木进行自动灌溉。微型水库灌溉系统的应用范围1适用于荒山、沙漠地区生态造林，荒漠化治理2适用于没有电网、远离水源的荒漠地区3适用于高低不平的沙丘地区灌溉4适用于大坡度山地果园灌溉第八章地面灌水技术(一)畦灌畦灌的特点A、畦灌，是用临时修筑的土展将灌溉土地分隔成一系列的长方形田块，即灌水畦，又称畦田。灌水时，灌溉水从输水垄沟或直接从田间毛渠引入畦田后，在畦田田面上形成很薄的水层，沿畦长坡度方向均匀流动，在流动的过程中主要借重力作用，以垂直下渗的方式逐渐湿润土壤的灌水方法。B、理想的畦灌灌水技术应当是，在一定的灌水定额情况下，薄层水流由畦首流到畦尾的同时，从畦田地表面自下的

29、垂直入渗也将该定额水量全部渗完，并在整个畦田面的纵横两个方向下渗水量分布均匀，湿润土壤均匀，而且不易造成部分畦田田面积水与部分畦田土层湿润不足或者发生深层渗漏与泄水流失。(二)节水型畦灌技术I小畦灌灌水技术小畦灌灌水技术主要是指畦田“三改”灌水技术，也就是“长畦改短畦，宽畦改窄畦，大畦改小畦”的“三改”畦灌灌水技术。其关键是使灌溉水在田间分布均匀，节约灌溉时间，减少灌溉水的流失，从而促进作物的生长发育，增产节约在灌区大力推广小畦灌的主要优点如下。(1)节约水量、易于实现小定额灌水。大量试验资料表明，灌水定额是随畦长的增加而增大，也就是说，畦长越长，畦田水流的人渗时间越长，因而灌水量也就越大。所以，减小畦长，灌水定额可减少，就能达到节约水量的目的。(2)灌水均匀，浇地质量高。由于畦块小，水流比较集中，水量易于控制，人渗比较均匀，可以克服高处浇不上，低处水汪汪等不良现象。据测试，不同畦长的灌水均匀度为畦长3050m时，灌水均匀