农田水力学-灌排课件1.3灌溉制度

第一第一 灌溉工第一章农田灌溉原理灌溉灌溉排水工1.灌溉制度：指特定作物在一定的气候、土壤、供水等自然条件和一定的农业技术措施下，为了获得高产或高效，所制订的向农田灌水的方案。包括作物播种前(或水稻栽秧前)及全灌期内的灌水次数，每次灌水的灌水日期、灌。：指一次灌水单位面积上的灌水量以：指作物期各次灌之和及灌 常以m3／hm2或mm表示灌水次数：农作物在整 期中实施灌溉的次数灌水时间以作 期或年、月、日表示灌溉排水工1.不同而变化。（频率为2%）、一般年（频率为5%）和中等干旱年（频率为7%）及特旱年（频率为9%）四种类型的灌溉制度。也就是说同一种作物在不同水文年有不同的灌溉制度。度作为标准。灌溉灌溉排水工1）根据群众丰产灌水经验确定作物灌溉制灌溉制度 应根据设计要求的水文年份，仔细调查这些年份不 期的作物田间耗水强度[mm/d]及灌水次数、灌水时间、灌水这些年份的灌溉制度。及灌溉，并由此确定灌溉排水工我国北方地区几种主要旱作物的灌溉制度 作物期灌溉备灌灌小 棉 玉 222更合理地保证作物的正常生长发育和它对水分的需主要生理指标包括：叶水势、气孔开度、细胞液浓度、冠层－空气温度差（温度胁迫指标）灌溉排水工2.灌溉排水工2.水量平衡法以作物各期内水层变化（水田）或土壤水分变化（旱田）为依据从对作物充分供水的观点出发，要求在作物各期内水层变化（水田）或计划湿润层内的土壤含水量维持在作物适宜水层深度或土壤含水量的上限和下限之间，降至下限时则应进行灌水，以保证作物充分供水。应用时要参考、结合前几种方法的结果，这样才能使得所制定的灌溉制度更为合理与完善。1.旱作物的期任一时段内，土壤计划湿润层（根系层）H内的水量平衡可表示为： WWWPKMM M灌溉灌溉排水工2.为了满足作物正常生长的要求，土壤计划湿润层内的土壤含水量（或储水量）必须经常保持在一定的范围之内，即通常要求不小于最小允许含水量θmn（或最小允许储水量mn）和不大于最大允许含水量θx（或最大允许储水量）。当计划湿润层内的平均土壤含水量（或储水量）降低到或接近于最小允许值（θmn或n）时，即需进行灌溉，以补充土壤水分，维持作物的正常生长。灌溉排水工2.原 例如某时段内没有灌溉也无变化，随着时间的推移，土壤储水量将降至下限，水量平衡方程可写为 WK 土壤计划湿润层(H)内储水量变2.2.判断是否需要灌比较θ0（W0）θmin（Wmin）时段末的灌 （m3／hm2或mm）则为（注意位换算mWmaxWminH(maxminm H'' tW0We1）有效降水量（1）对当地多年降水资料进行频率分析，按5%、0%、5%的降水保证率（指多年期间降水量能够得到充分满足的机率，与"灌溉设计保证率"类似）选定三个降水典型年，根据典型年中的降水量、降水分布情况，设计不同保证率条件下的降水量及其出现的时间。灌溉灌溉排水工3.设计降水选择降水典型年的方法有按年降水的频率选择典型年尤其是在灌溉季节内降水变差大的地区，雨情往往会不符合设计要求。按作物生长时期降水量的频率选择典型年作物的生长期大致相同时，用此法可得到满意的结果。按年降水的变化特征分阶段选择典型年湿季分别统计计算降水量发生的频率。灌溉排水工3.（2）有有效降水：能被田间作物一般认为小于2（亦有认为小于）物无实际意义，为无效降水；降水过大将产生径流和渗漏，此两者也为无效降水。因此，有效降水量一般采用如下公式计算P0PPP灌溉灌溉排水工3.（2）有生产实践中通常采用下列简化方法求取P0=式中：σ为降水有效利用系数，其值与降水量、降水强度、降水延续时间、土壤性质、作物生长状况、地面坡度及覆盖情况以及计划湿润层深度等因素有关，应根据具体条件通过实验确定。灌溉排水工3.土壤计划湿润层深度：水分状况的土层深度。一般可取为作物的主要根系活动层。 当地实际情况确定。灌溉工程学.壤及3灌溉工程学.壤及3.冬小麦、棉花、玉米 期较典型的计划湿润层深期0.4～0.50.8～1.0棉期玉期期返青-稍70% 土期适量70%土壤适宜含水量介于θ与θm育阶段、土壤性质等因素而变化。冬小麦、棉花和玉米各阶段要求的土壤适宜含水灌溉灌溉排水工3.通过试验或总结生产实践经验确定。由于田间作物需水的持续性及农田灌水或降雨的间歇性，计划湿润层内的土壤含水量不可能经常维持在最适制在适宜的上限[θa与下限θmn之间。灌溉排水工3.土壤含水量的上限应满足不产 渗漏满足作物对土壤空气含量的要求一般可取为田间持土壤含水量的下限[θmn]应大于凋萎系数，以作物生长不受抑制为准。根据经验取60%左右的田间持水量（毛管断裂点）比较适宜。灌溉灌溉排水工3. 其大小与 水埋藏深度、土壤性质、作物种类、作物需水强度、气象条件、根系层土壤含水量等有关。 水位越接根系活动层，毛管作用越强， 水补给量也越多。一般要通过田间试验来确 水对农田的补给强度水（或下部土层）对根系层的补给可在实测两层间土壤含水（或基质势）变化趋势的基础上，通过计算土壤水分通量获得。灌溉排水工3. k式中 水补给强度 水埋深e－作物需水强度B－土壤质地参数（粘土取0；壤土取05；砂壤土取0）。33.作物 期内计划湿润层的深度是不断变化的。若计算时段内计划湿润层深度无变化，则WT 设定为零；若时段内计划湿润层变化较大，由于计划湿润层的增加，将增加部分有效水量，此时，W可近似按下式计算：WT(h2h1W(hh)' 14.旱作物播前的灌 (M1)的确 M1H(max0M1max0)干灌溉灌溉排水工5.根据水量平衡图解法拟定旱作物的灌溉制在采用水量平衡图解分析法拟定灌溉制度时，其步骤为根据各旬的计划湿润层深度H内土壤含水量的上限和下限，求出H限ma及下限mn，绘于图上。绘制作物田间需水量()而获得的水量(）累积曲线、水补给量(K)累积曲线以及净耗水量(－－)曲线。根据设计年雨量．求出渗入土壤的降雨量图上。灌溉排水工灌溉灌溉排水工5.根据水量平衡图解法拟定旱作物的灌溉制自作物生长初期土壤计划湿润层储水量。逐旬减去(-T-)值，即至A点引直线平行于(--)曲线，当遇有降雨时再加上降雨入渗量()曲线。当曲线接近于mn时，即进行灌水。灌水时期除考虑水量盈亏的因素外，还应考虑作物各发育阶段的生理要求，与灌水相关的农业技术措施以及灌水和耕作的劳动组织等。灌水的大小要适当，不应使灌水后土壤储水量大于Wmx，也不宜给灌水技术的实施造量一样加在W曲线上值也象降灌溉排水工5.根据水量平衡图解法拟定旱作物的灌溉制6)如此继续进行，即可得到时间和灌水次数期的各次灌、灌 期灌 M2=∑m，m为各次灌 。根据上述理，也可列表计算，计算时段采用一旬或五天。计算也十分简便。把播前灌水 加上 期灌溉 ，即得旱作物的总灌 M＝M1+M21.1.理确定灌溉制度的方法与旱作物基本类似。水稻不同阶段需在田面维持一定深度的水层，根系层土壤多数时间处于饱和状态，应考虑稻田的渗漏1.灌溉排水工程学1灌溉排水工程学1.原理 M1=a1+s1+e1t1M1：泡 a1：插秧时田面所需水层深度s1：泡田期的渗漏量，即开始泡田到插秧期间的总渗漏量(mm)；e1：泡田期水田田面平均蒸发强度(m)，可用水面蒸发强度代替；灌溉排水工程学1.原理在水期任何一个时段（t）内，农田水分的平衡关系可表示为：h1－h2=C+E－P－或时段内的排水h1－h2=（c+e－ph1、h2：时段始、末田面水层深度灌溉排水工程学1.灌溉排水工程学1.原理与旱作物类似，稻田的水深同样存在适宜水层上限hmax和宜水层下限mn。当田面水深降至下限hmin时，则需进行灌溉。假定时段初的水深为1，则进行灌水的时间间距t[]为时段末的灌 M2（mm）为M2=hmax th1 cep图

h1pmEc 上限(hmax溉，灌水即为：mhmax灌溉排水灌溉排水工2.3）田面水层深h及排水量水稻 阶段淹灌水层的深度注：表中数字的含义依次为：适宜水层下限(hmin)-适宜水层上限(hmax)-降雨后最大允许蓄水深度2.阶段耗水强度阶段耗水强度为田间蒸散强度与渗漏强度之和蒸散量的确定方法已 一节讲述。水田的渗漏量可应用“田测法” 量估算；也可应定律，根据相应层次土壤的饱和导水率及时段内的平均水势梯度，计算出根系层与下部土层间的水分交换通量，从而获取相应时段内水田的渗漏量。降雨量P2.3）田面水层深h及排水量省水的先进经验确定。目前各地较普遍采用“浅灌深蓄”的灌水方式，即实行浅水灌溉，遇雨深蓄，但深蓄以不影响水稻生长为限，这样既能基本上满足作物生长的最适条件，又充分利用了天然降设计淹灌水层时包括适宜水层上、下限及降雨后最大允许蓄水深度，超过最大允许蓄水深度时应排水，超出