农田水利学3-(3)灌溉制度

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下面就对此 式进行研究
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2.基本资料的收集与确定 .
(1)土壤计划湿润层深度(H) 变化 土壤计划湿润层深度(H) 土壤计划湿润层深度 对土壤储水量的变化量∆Sw影响 对土壤储水量的变化量 影响
Pe+In+G=ET +∆Sw
∆Sw=H*A(θt – θ0) ( 土壤计划湿润层深度系指 在旱田进行灌溉时, 在旱田进行灌溉时,计 划调节控制土壤水分状 况的土层深度。 况的土层深度。
一般采用30~ 一般采用 ~40cm;随着作物的成长和根系的发育,需 ;随着作物的成长和根系的发育, 水量增多,计划湿润层也应逐渐增加,至生长末期,由于 水量增多,计划湿润层也应逐渐增加,至生长末期, 作物根系停止发育,需水量减少, 作物根系停止发育,需水量减少,计划层深度不宜继续加 一般不超过0.8~ 大,一般不超过 ~1.0m。 。
土壤含水率应控制在 允许最大和允许最小 含水率之间变化。 含水率之间变化。允 许最大含水率(θ 许最大含水率 max ) 一般以不致造成深层 渗漏为原则,所以采 渗漏为原则, 用θmax=θ田,θ田为土 壤田间持水率。 壤田间持水率。
∆Sw θ =H*A(θt – θ0) (
作物允许最小含水率(θ 作物允许最小含水率 min )应大于凋 应大于凋 萎系数。具体数值可根据试验确定, 萎系数。具体数值可根据试验确定, 缺乏试验资料时,可参考资料。 缺乏试验资料时,可参考资料。 一般采用断裂含水量, 一般采用断裂含水量,或θmin=(0.45 -0.6) θ田 ,该值取决于作物不同生育 阶段对缺水的敏感性及土壤持水特性。 阶段对缺水的敏感性及土壤持水特性。
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旱作物灌溉制度设计
若科学用水, 若科学用水,严格控制灌 水定额并采用先进的节 水灌溉技术, 水灌溉技术,使得灌溉 造成的深层渗漏损失减 至为零, 至为零,即D=0,则I , 即为净灌水定额I 即为净灌水定额 n。 对降雨量, 对降雨量,仅考虑对作物 来说的有效降雨量Pe, 来说的有效降雨量 , 上式进一步简化为: 上式进一步简化为: Pe+In+G=ET +∆Sw
旱作物灌溉制度设计
加强田间管理, 加强田间管理 , 且在农田 四周修筑田埂,可防止 地面流入、流出量,即 Ri=0, Rs=0, 另由于 , , 地下流入, 流出量R’ 地下流入 , 流出量 i 和 R’O很小 ,在实际应用时 很小, 往往予以忽略,因而上 式可简化为: 式可简化为: P+I+G=ET+D+∆Sw
E
m
p h
+(P+mh1+(P+m-C-E)=h2
h1时段初田面水深; m时段内灌溉; E时段内蒸发量;
Hale Waihona Puke Baidu
c
p时段内降雨; c时段内排水; h2时段末田面水深
s
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(2)参数确定 参数确定
表中水层为:适宜水层下限 表中水层为:适宜水层下限(hmin);适宜水层上限 ; (hmax);降雨后最大蓄水深度 P) ;降雨后最大蓄水深度(H
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(二)旱作物灌溉制度设计
降水 、 灌溉 、 入渗 、 土壤水分再分布, 土壤水分再分布,植 株根系吸水和蒸腾, 株根系吸水和蒸腾, 以及土壤蒸发等一系 列水量转化过程在连 续不断地进行着,形 续不断地进行着, 成了农田水分循环 农田水分循环过 成了农田水分循环过 程。 通过土壤水分的变化过 程,对照作物需水的 要求, 要求,就可以制定作 物灌溉制度。 物灌溉制度。
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泡田定额按土壤、地势、 泡田定额按土壤、地势、地下水埋深和耕犁深 度相类似田块上的实测资料决定。 度相类似田块上的实测资料决定。 一般在h 条件下, 一般在 0=30~50mm条件下,泡田定额大 ~ 条件下 约等于以下数值: 约等于以下数值: 粘土和粘壤土为 ~ 粘土和粘壤土为50~80m3/亩; 中壤土和沙壤土为 ~ 中壤土和沙壤土为80~120m3/亩(地下水 地下水 埋深大于2m时)或70~100m3/亩(地下 埋深大于 时 或 ~ 地下 水埋深小于2m时); 水埋深小于 时 ; 轻沙壤土为 轻沙壤土为100~160m3/亩(地下水埋深 ~ 地下水埋深 大于2m时)或80~130m3/亩(地下水埋 大于 时 或 ~ 地下水埋 深小于2m时)。 深小于 时 。
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(3)平衡推算 平衡推算
+P+mh1+P+m-C-E=h2
m=hmax- hmin
hmax h1 h2 hmin
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3、算例: 基本资料如下: (1)早稻生育期各阶段耗水强度。见前表; (2)生育期降雨量。见表中第5栏; (3)各生育期适宜水层深度。见下表。 根据灌区具体条件,采取浅灌深蓄方式灌 溉,黄熟期自然落干。
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旱作物灌溉制度设计
1.旱作物田块水量平衡方程 旱作物田块水量平衡方程
选取 位面积 选 取 单 位面 积 农 田 , 以 作物 最 大 作物最 根系 动层深 根 系 活 动层 深 度 为边 为边界,分析某 一时 内所有 一 时 段 内所 有 的 来水量及去水量。 来水量及去水量 。
来水量:WI=P+I+G+RI+R’I 来水量 去水量:W0=ET+D+RS+R’o 去水量
来水量:WI=P+I+G+RI+R’I 去水量:W0=ET+D+RS+R’o
ET为t时段内的蒸发蒸腾量; 为 时段内的蒸发蒸腾量 时段内的蒸发蒸腾量; D为深层渗漏量; 为深层渗漏量; 为深层渗漏量 Rs为地面流出量; 为地面流出量; 为地面流出量 R’o为地下流出量。 为地下流出量。
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旱作物灌溉制度设计
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旱作物灌溉制度设计
式中: 式中: WI、W。分别为来水量与去水量; 。分别为来水量与去水量; P为t时段内降雨量; 为 时段内降雨量 时段内降雨量; I为灌水量; 为灌水量; 为灌水量 G 为地下水补给量; 为地下水补给量; RI为地面流入量; 为地面流入量; R’I为地下流入量。 为地下流入量。
根据水量平衡原理: 根据水量平衡原理:某一 定时段内, 定时段内,所有的来水量 应等于去水量和时段内土 壤储水量的变化量。 壤储水量的变化量。 P+I+G+Ri+R’I =ET+D+Rs+R’o+∆Sw
式中: 式中: ∆Sw为时段 内土壤储水量的变 为时段t内土壤储水量的变 为时段 化量。 化量。
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根据水量平衡分析 制作灌溉制度, 制作灌溉制度,是 目前主要的确定方 法。本节主要介绍 本方法。 本方法。
水量平衡 分析确定
从大气、 从大气、水、土、作 物等内在关系出发, 物等内在关系出发, 进行系统分析, 进行系统分析,编制 程序, 程序,利用计算机进 行模拟比较, 行模拟比较,确定最 有方案。 有方案。
计算过程列于表中。
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此表可由实验获得,也可以 查有关当地资料整理得到。
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+P+mh1+P+m-C-E=h2
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8.5
+P+mh1+P+m-C-E=h2
8.5
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+P+mh1+P+m-C-E=h2
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经计算,可求得灌水次数为10次,灌溉定额为340mm,即227立方米/亩;若 泡田定额为80立方米/亩,则总灌溉定额为M=227+80=307m3/亩。由计算表 可得到灌水时间和每次灌水量。由此得到灌溉制度的全部四个要素。
第二章
农田灌溉原理
(三)作物灌溉制度
第三节: 第三节:灌溉制度的确定
灌溉制度是新建工程规划设计的基础, 已成灌区编制和执行用水计 灌溉制度是新建工程规划设计的基础,是已成灌区编制和执行用水计 规划设计的基础 合理用水的重要依据,也关系到灌区农业生产的发展, 划、合理用水的重要依据,也关系到灌区农业生产的发展,水土 资源的充分利用和灌溉工程设施效益的发挥。 资源的充分利用和灌溉工程设施效益的发挥。 灌溉制度是在一定的气候、土壤、 灌溉制度是在一定的气候、土壤、水资源等自然条件下和一定的 是在一定的气候 农业技术措施下, 农业技术措施下,为获得高产稳产所制定的的一整套向田间灌水 的制度。它包括作物播种前(或水稻栽秧前 及全生育期内的灌水 或水稻栽秧前)及全生育期内的 的制度。它包括作物播种前 或水稻栽秧前 及全生育期内的灌水 次数、每次的灌水日期 灌水定额和灌溉定额。 灌水日期、 次数、每次的灌水日期、灌水定额和灌溉定额。 灌水定额(m):单位面积上的一次灌水量 : 灌水定额 灌溉定额(M):单位面积上各次灌水量之和 : 灌溉定额 单位: 单位:(1)m3/亩 (2)mm =1亩 (667m2=1亩)
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灌溉制度的确定
本节内容 灌溉制度 确定 旱作物灌溉 制度的确定 水稻的灌溉 制度确定
水量平衡法确定灌溉制度有两种方法: 水量平衡法确定灌溉制度有两种方法: 确定灌溉制度有两种方法 1.列表法 列表法 2.图解法 图解法 下面在水稻灌溉制度中介绍列表法, 下面在水稻灌溉制度中介绍列表法,旱 作物灌溉制度中介绍图解法。 作物灌溉制度中介绍图解法。
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灌溉制度的确定
灌溉制度的确定方法 总结群众 经验
群众长期生产中积累了 丰富的经验, 丰富的经验,按照这些 经验可以确定t、 、 经验可以确定 、m、 M、n 、
在实验站进行多 方案试验比较, 方案试验比较, 根据实验结果确 定灌溉制度。 定灌溉制度。
根据实验 作物灌溉制度 按照灌溉 的制定方法 模式确定 确定
计划湿润层 增加深度
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(2)土壤最适宜含水率对土壤储 (2)土壤最适宜含水率对土壤储 水量的变化量∆Sw影响 水量的变化量 影响
土壤最适宜含水率(θ适)随作 土壤最适宜含水率 随作 物种类、 物种类、生育阶段的需水 特点、 特点、施肥情况和土壤性 包括含盐状况)等因素 质(包括含盐状况 等因素 包括含盐状况 而异, 而异,一般应通过试验或 调查总结群众经验确定。 调查总结群众经验确定。
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由于计划湿润层增加而增加的水量(∆SwH) 由于计划湿润层增加而增加的水量
在作物生育期内计划湿润层是 变化的, 变化的,由于计划湿润层增 加,可利用一部分深层土壤 的原有储水量, 的原有储水量, ∆SwH可 按下式计算: 按下式计算: ∆SwH=(Ht-H0)*A*θ
式中: 式中: Ho——计划时段初计划湿润层深度, m; 计划时段初计划湿润层深度, ; 计划时段初计划湿润层深度 Ht ——计划时段末计划湿润层深度,m; 计划时段末计划湿润层深度, ; 计划时段末计划湿润层深度 θ ——(H2一H1)深度的土层中的平均含 深度的土层中的平均含 水率,以占孔隙率的百分数计,一般θ<θ田; 水率,以占孔隙率的百分数计,一般 A ——计算面积,m2 计算面积, 计算面积
可用下式计算: 可用下式计算:
M1=0.667H(θ1-θ0) H +0.667h0 +0.667(st1+et1-p1) st1 et1 p1
h0
H
H为饱和土层深度;e为泡田期间平均蒸发强度;s为泡田期间平均渗漏强度; 为饱和土层深度; 为泡田期间平均蒸发强度 为泡田期间平均蒸发强度; 为泡田期间平均渗漏强度 为泡田期间平均渗漏强度; 为饱和土层深度 t1为泡田时间,p1为泡田期间有效降雨;h0为田面水深。 为泡田时间, 为泡田期间有效降雨 为泡田期间有效降雨; 为田面水深 为田面水深。 为泡田时间
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(一) 水稻灌溉制度
水稻本田的灌溉制 度包括泡田期 泡田期及 度包括泡田期及 插秧以后的生育 插秧以后的生育 两个部分。 期两个部分。其 灌溉定额为: 灌溉定额为: M=M1+M2 =
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1、泡田定额(M1)计算: 、泡田定额( 计算:
由三部分组成: 由三部分组成:
一是使一定土层达到饱和时所 需水量; 需水量; 二是建立插秧时田面水层深度 三是泡田期的田间渗漏量和田 面蒸发量。 面蒸发量。
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2、生育期灌溉制度确定 、
(1)基本算式 基本算式 确定生育期灌溉制度首先要按照各地试验资料, 确定生育期灌溉制度首先要按照各地试验资料, 首先要按照各地试验资料 合理写出水稻不同生长阶段的适宜淹灌水层的 上限和下限(参数) 然后根据生育期任何一 上限和下限(参数),然后根据生育期任何一 个时段t的农田来水与耗水, 的农田来水与耗水 个时段 的农田来水与耗水,建立水量平衡方 用水量平衡方法确定各时段的灌溉制度, 程,用水量平衡方法确定各时段的灌溉制度, 其水量平衡方程式如下: 其水量平衡方程式如下:
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