农田水利学2章2灌溉制度.ppt

1、（一）灌溉制度的定义,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适时适量的方案。包括作物播种前(或水稻栽秧前)及全生育期内的灌水次数，每次灌水的灌水日期、灌水定额以及灌溉定额。,一、灌溉制度的内涵及确定方法,灌水定额： 指一次灌水单位面积上的灌水量。 灌溉定额： 指作物全生育期各次灌水定额之和。 灌水定额及灌溉定额，单位：，m3/hm2。 灌水次数： 农作物在整个生育期中实施灌溉的次数。灌水 时间以作物生育期或年、月、日表示。,灌溉制度随作物种类、品种和自然条件及农业技术措施的不同而变化。 由于拟建灌区规划设计或已建灌

2、区管理工作的需要，灌溉制度一般都需在灌水季节前加以确定，带有部分估算（预报）性质。,以作物需水规律和气象条件（特别是降水）等作为主要依据，从当地具体条件出发，针对不同水文年份，拟定湿润年（频率为25%）、一般年（频率为50%）和中等干旱年（频率为75%）及特旱年（频率为95%）四种类型的灌溉制度。,1）灌溉制度是灌溉工程规划设计的基础，是已建成灌区编制和执行用水计划，合理用水的重要依据。 2）灌溉制度关系到灌区内作物产量（效益）和品质的提高，及灌区水土资源的充分利用和灌溉工程设施效益的发挥。,（二）研究灌溉制度的意义,1）根据群众丰产灌水经验确定 经过多年的实践、摸索，各地群众都积累了不少确定

3、灌溉制度的经验与方法。这些经验是制定灌溉制度的重要依据，应成为制定灌溉制度最宝贵的资料。,（三）制定灌溉制度的方法,灌溉制度调查应根据设计要求的水文年份，仔细调查这些年份不同生育期的作物田间耗水强度mm/d及灌水次数、灌水时间、灌水定额及灌溉定额，并由此确定这些年份的灌溉制度。,2）根据灌溉试验资料制定 长期以来，我国各地的灌溉试验站已进行了多年灌溉试验工作，积累了一大批相关的试验观测资料，这些资料为制定灌溉制度提供了重要的依据。,3）根据作物的生理、生态指标制定 作物对水分的生理反应可从多方面反映出来，利用作物各种水分生理特征和变化规律作为灌溉的指标，能更合理地保证作物的正常生长发育和它对水

4、分的需要。,4）按水量平衡原理分析制定灌溉制度 水量平衡法以作物各生育期内水层变化（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，要求土壤含水量降至下限时则应进行灌水，以保证作物充分供水。,不同之处： 水稻不同生育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，应考虑稻田的深层渗漏问题（排水）； 确定水稻灌溉制度时，应以淹灌水层深度的变化为依据。,（一）原理：水量平衡原理确定灌溉制度,二 、水量平衡法确定水稻的灌溉制度,我国水稻栽培主要采用育秧移栽方式,稻田灌溉,秧田灌溉,本田灌溉,泡田灌溉,生育期内灌溉,根据灌区当地条件采用先进的育秧方法确定,（一）原理,M

5、1：泡田定额；h0：插秧时田面所需水层深度（mm）；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(mm/d),可用水面蒸发强度代替； t1：泡田期日数（d）； P1：泡田期内的降雨量。,1、泡田定额 M1 M1 = (h0 + s1 + e1 t1 P1) (mm) =0.667(h0 + s1 + e1t1P1) (m3/亩),在水稻生育期任何一个时段（t）内，农田水分的平衡关系可表示为： h1 P mWCd= h2,2、生育期灌溉定额M2,h1、h2：时段始、末田面水层深度（mm）,时段内的排水量,水稻生育期内任一时段 农田水分变化图解法,

6、如果时段初的农田水分处于适宜水层(水田上限(hmax)，经过一个时段的消耗，田面水层降到适宜水层的下限(hmin)，这时如果没有降雨则需进行灌溉，灌水定额即为：,（一）农田水量平衡方程,旱作物的生育期任一时段内，土壤计划湿润层（根系层）H内的水量平衡可表示为：,K=kt，k为t时段内平均每昼夜地下水补给量(mm或m3/hm2)；ET=et,e为t时段内平均每昼夜的作物田间需水量（mm或m3/ hm2）,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min（或最小允许储水量Wmin）和不大于最大允许含水量max（或

7、最大允许储水量Wmax）。,（二）原理,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（min或Wmin）时，即需进行灌溉，以补充土壤水分，维持作物的正常生长。,例如某时段内没有灌溉也没有降雨，土壤计划湿润层也无变化，随着时间的推移，土壤储水量将降至下限，其水量平衡方程可写为：,（二）原理,土壤计划湿润层(H)内储水量变化,判断是否需要灌,时段末的灌水定额（m3hm2或mm） 则为（注意单位换算）:,（二）原理,什么时候灌,灌多少,比较0 （ W0 ）与 min（Wmin）,土壤计划湿润层深度：实施灌水时计划调节、控制土壤水分状况的土层深度。 一般可取为作物的主要根系活动层

8、，需根据当地实际情况确定。与作物种类、品种、生育阶段、土壤性质以及地下水埋深等因素有关。对某一特定作物其深度随作物的生长而增加。,1、土壤计划湿润层深度,（三）水量平衡法资料的确定,冬小麦、棉花、玉米各生育期较典型的计划湿润层深度,土壤适宜含水量：最适宜作物生长的含水量，介于max与min之间。,冬小麦、棉花和玉米各生育阶段要求的土壤适宜含水量,2、土壤适宜含水量及上、下限的确定,土壤含水量应满足以下两个条件： 1）既不产生深层渗漏，又要满足作物对土壤空气含量的要求，故一般可取为田间持水量。 2）土壤含水量的下限土壤允许最小含水率min应大于凋萎系数，以作物生长不受抑制为准，一般以占田间持水量

9、的百分数计。根据经验取60%左右的田间持水量（毛管断裂点）比较适宜。,（1）设计降水量 对当地多年降水资料进行频率分析，按25%、50%、75%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。,3、有效降水量P0,（1）选择降水典型年的方法有三种： a）按年降水的频率选择典型年。因降水量在年内分布不均，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。,3、有效降水量P0,b) 按作物生长时期降水量的频率选择典型年。如果灌区主要作物的生长期大致相同时，用此

10、法可得到满意的结果。 c) 按年降水的变化特征分阶段选择典型年，例如可以按干、湿季分别统计计算降水量发生的频率。,P0 = P - P径 - P渗,（2）有效降水量的计算 有效降水：能被田间作物有效利用的当地降水。一般认为小于2mm（亦有认为小于5mm）的降水对作物无实际意义，为无效降水；降水过大将产生径流和深层渗漏，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：,3、有效降水量P0,（2）有效降水量的计算 生产实践中通常采用下列简化方法求取P0： P0= P 式中：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

11、度等因素有关，应根据具体条件通过实验确定。,3、有效降水量P0,地下水补给量：地下水借毛细管作用上升至作物根系活动层内而被作物利用的水量。 其大小与地下水埋藏深度、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。地下水位越接近根系活动层，毛管作用越强，地下水补给量也越多。,4、地下水补给量,一般要通过田间试验来确定地下水对农田的补给强度。地下水（或下部土层）对根系层的补给可在实测两层间土壤含水量（或基质势）变化趋势的基础上，通过计算土壤水分通量获得 。,作物生育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 项可设定为零；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，WT可近似按下式计算：,5、计划土壤湿润层增加而增加的可