农田水力学4 田间工程与灌水方法

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单喷头全圆喷洒时的平均喷灌强度 可用下式 计算:
(mm/h) 式中:q——为喷头的喷水量,m3/h; A——在全圆转动时一个喷头的湿润面积,m2;
——喷灌水的有效利用系数,即扣去喷灌水滴在 空中的蒸发和漂移损失,一般为0.80~0.95。
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3.3.3喷灌技术的“三要素”
组合平均喷灌强度
组合平均喷灌强度是若干个工作压力相同的 喷头按一定的组合形式组合到一起喷洒情况下的 平均喷灌强度。其表达式如下:
细流沟灌:入沟流量小,灌水延续时间长,入 沟水流在流动过程中全部渗入土壤。此法适用于地 面坡度较大,土壤透水性中等的农田。
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节水沟灌技术
(三)隔沟灌技术 隔沟灌灌水一般多采用间隔一条灌水沟灌一条
灌水沟的方法。 此方法只适用于作物需水少的生长阶段,或地
下水位较高的地区,以及宽窄行作物。通常,宽行 间的灌水沟实施灌水,而窄行间的沟则不进行灌水 。
波涌灌溉主要针对闸管地面节水灌溉系统而设
计。
• 同等水量条件下,增加灌水沟中的水流进程(是 连续放水的2-3倍),减少沟首、尾入渗时间差
• 优点:提高灌水均匀度、减少灌溉定额、增加供 水推进速度
• 缺点:投入放水设备,增加灌溉成本
3.2波涌灌溉
波涌灌溉田间灌水方式: (1)定时段变流程法(流量固定)
优点:(1)具有保温保墒的效果,所以节水增 产效果显著;(2)投入少,直接经济效益显著,有 利于推广。
缺点:(1)容易造成残膜污染;(2)覆膜以 后不便施肥。
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3.2波涌灌溉
波涌灌溉(Surge Irrigation),又称涌流灌 溉或间歇灌溉,是把灌溉水断续地按一定周期向灌 水沟(畦)输送,逐段湿润土壤,直到水流推进到灌 水沟(畦)末端为止的一种节水型地面灌溉新技术。
田间渠系纵向布置
1.3田间渠系布置
1.3.2横向布置 灌水方向和农渠平行,毛渠和灌水沟、畦垂直
,灌溉水流从毛渠直接流入灌水沟、畦。这种方式 省去了输水垄沟,减少了田间渠系长度,可节省土 地和减少田间水量损失。 特点:
适用于地面坡向一致、坡度较小的条田。
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田间渠系横向布置
1.4稻田区的格田规划
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第二节 地面灌溉
地面灌溉(surface irrigation )是指利用 沟、畦等地面设施对作物进行灌水,水流沿地面流 动,边流动边入渗的灌溉方法。
在地面灌溉过程中,灌溉水向土壤的入渗主要 借助于重力作用,兼有毛细管作用,所以地面灌溉 也称重力灌水方法。 分类:一般分为漫灌、淹灌、畦灌和沟灌。
八字沟向灌水沟灌水时应先远后近,待两侧灌 水沟流到1/3沟长后,再向中间灌水沟灌水。
八字沟适用于地形较复杂的地块。 29
节水沟灌技术
(二)细流沟灌技术 封闭沟灌:灌水时入沟流量迅速到达沟尾,水
在流动过程中部分渗入沟底和沟两侧,而大部分水 则在沟首停水后蓄留在沟内,继续渗入土壤。此法 适用于土壤透水性弱、坡度小于1/50的地区,入沟 流量较大,灌水时间短。
在流动过程中主要借重力作用,以垂直下渗的 方式逐渐湿润土壤。
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2.3畦灌
按坡向分类: – 顺坡畦灌 地面坡度较小(小于1/100),畦田长边方向沿最 陡地面坡度方向,即垂直于等高线布置。
畦田与地面等高线垂直 21
2.3畦灌
按坡向分类: – 横坡畦灌 地面坡度较大,畦长方向与等高线斜交或平行 布置。
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3.3喷灌
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3.3喷灌
喷灌(Sprinkle irrigation)是将灌
溉水加压(用泵或利用水 源的天然落差)后,经管 道输送至喷头,并由喷头 将水射出,均匀地散成细 小水滴对作物进行灌溉的 节水型灌溉技术。
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3.3.1灌溉系统组成及分类 喷灌系统的组成

水泵

和动 力机


附属
道 系
有横向畦埂的短畦,采用地面纵 向输水沟或塑料薄壁软管将灌溉 水输送至畦田,然后自上而下或 自下而上依次逐段向短畦内灌水, 直至全部短畦灌完为止。
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2.4沟灌
沟灌(furrow irrigation)是在作物行间开挖灌水 沟,灌溉水由输水沟或毛渠进入灌水沟后,在流动 的过程中,主要借毛细管作用从沟底和沟壁向周围 渗透而湿润土壤。
式中: 组合平均喷灌强度,mm/h; q0单喷头流量,m3/h; A0组合情况下,平均一个喷头所控制的面积,m2,
一般为喷头间距a与支管间距b的乘积;
在喷灌工程规划设计中,一般以 近似代表全 部灌溉面积上的平均喷灌强度。
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3.3.3喷灌技术的“三要素”
允许喷灌强度 要求:
不产生径流 不造成水资源流失 不产生积水 不造成淹没
畦田与地面等高线平行 按长度分类:
– 长畦灌:畦长大于100m。 – 短(小)畦灌:畦长小于70m。
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节水畦灌技术
(一)水平畦灌 水平畦灌是田块纵向和横向两个方向的田面坡
度均为零时的畦田灌水方法。 水平畦灌实施灌水时,通常要求引人畦田的流
量很大,以使进人畦田的薄水层水流能在很短时间 内迅速覆盖整个畦田田面。水平畦灌法具有灌水技 术要求低、深层渗漏小、水土流失少、方便田间管 理和适宜于机械化耕作以及可直接应用于冲洗改良 盐碱地等优点。
第四章 田间工程和灌水方法
本章内容
第一节 田间工程 第二节 地面灌溉 第三节 节水技术
第一节 田间工程
田间工程通常指最末一级固定渠道(农渠)和 固定沟道(农沟)之间的条田范围内的临时渠道、 排水小沟、田间道路、稻田的格田和田埂、旱地的 灌水畦和灌水沟、小型建筑物以及土地平整等农田 建设工程。
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第一节 田间工程
指在灌水的全过程中,每个灌水周期的放水流 量和放水时间一定,而水流新增推进长度不相同。 (2)定流程变时段法(流量固定)
指在每个灌水周期内,水流的新增推进长度和 放水流量相同,而放水时间不相等。
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3.2波涌灌溉
波涌灌溉田间灌水方式: (3)增量法(流量变化)
在第一个灌水周期内增大灌水流量使水流快速 推进到总畦的3/4处停水,然后在以后的几个放水周 期中,按“定时段—变流程”或“定流程—变时段 ”法以较小流量进行灌水,完成全畦灌水过程。
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3.3.2喷头
2) 射流式喷头 射流式喷头自身沿竖管旋转,作全圆或扇形喷 洒,所以又称旋转式喷头,是国内目前最普遍的一 类的喷头。
根据驱动机构形式的不同而分为:
①摇臂式喷头
②叶轮式喷头
③垂直摇臂式喷头 ④全射流式喷头
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3.3.2喷头
(二)喷头的基本参数
喷头的几何参数有: 进水口直径 喷嘴直径 喷射仰角
一般说来组合平均喷灌强度不得超过允许喷 灌强度,而实际上各点处的喷灌强度或瞬时喷灌 强度有时远大于允许喷灌强度。现在这种允许喷 灌强度是一种平均的经验值。
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3.3.3喷灌技术的“三要素”
影响因素:
土壤类别 地形坡度 植被条件
允许喷灌强度
3.3.3喷灌技术的“三要素”
b.喷灌均匀度
喷灌均匀度是指在喷灌面积上水量分布的均匀 程度,它是衡量喷灌质量优劣的主要指标之一,直 接关系到喷灌农作物的增产幅度。
1.1田间工程规划的基本要求
1、完善的田间灌排系统(控水); 2、田面平整(灌溉排水与机耕); 3、田块的形状和大小适宜。
第一节 田间工程
1.2条田规划
末级固定灌溉渠道(农渠)和末级固定沟道(农沟 )之间的田块叫做条田,有的地方称为耕作区。
条田的基本尺寸需满足的要求:
排水要求——根据排水沟设计确定 机耕要求——长度400-800m为宜,宽度根据地形 、土壤及排水要求确定 用水管理要求——长度500-600m为宜 总体上,一般条田宽度100-200m,长度400-800m 为宜
水平畦灌法适用于所有种类作物和各种土壤条
件,尤其适用于土壤入渗速度比较低的黏性土壤。
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节水畦灌技术
(二)小畦“三改”
小畦“三改”灌水技术,即“长畦改短畦、宽 畦改窄畦、大畦改小畦”,关键是使灌溉水在田 间分布均匀,节约灌溉时间,减少灌溉水的损失。
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节水畦灌技术
(三)长畦分段短灌技术 即将一条长畦分成若干个没
• 用田埂把平原地区的条田或山丘地区的梯田分隔 成许多矩形或方形田块,称为格田。 格田的长边通常沿等高线方向布置,其长度一般 为农渠到农沟之间的距离 稻田区不需修建临时渠网
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1.5土地平整
• (一)土地平整要求 符合灌水技术要求 保持土壤肥力 合理分配土方,就近挖、填平衡 改良土壤,扩大耕地
• (二)规划步骤 确定平整单元 测绘地形图 进行土地平整设计 组织施工
喷头的工作参数有: 压力 喷水量 射程
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喷灌系统及其附属配件
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3.3.3喷灌技术的“三要素”
a.喷灌强度
喷灌强度是指单位时间内喷洒在单位面积 上的水量,一般用mm/h或mm/min表示。 分类:
点喷灌强度
面(平均)喷灌强度
单喷头平均喷灌强度 组合平均喷灌强度
允许喷灌强度 52
3.3.3喷灌技术的“三要素”
(一)分类 1、按压力分类
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3.3.2喷头
低 压 喷 头
高 压 喷 头
3.3.2喷头
2、按喷洒特征分类
1) 散水式(又称漫射式)喷头 在整个喷洒过程中,所有部件相对于竖管是固
定不动的,故又称为固定式喷头。 • 常用类型:(1)折射式;(2)缝隙式;(3)离心式 • 优点:结构简单,工作可靠,工作压力较低 • 缺点:水流分散,射程短,水量分布不均匀

设备 和附

属工

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喷灌系统组成示意图
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第一节 概论
喷灌系统的分类(按喷灌设备分)
管道式喷灌系统
机组式喷灌系统






























统Байду номын сангаас





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3.3.2喷头
喷头是喷灌系统的关键设备,其作用是将有压 的灌溉水以喷洒形式均匀地散在田间对农作物进行 灌溉。
埂,放水入格田后形成水层,从而实施灌溉。 为使淹灌水层深浅一致,要求格田田面平整。 淹灌主要适用于水稻等水生作物及盐碱地冲洗改
良。
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2.3畦灌
畦灌(border irrigation)是用田埂将灌溉土 地分割成一系列狭长地块——畦田(close-end border),水从输水沟或直接从毛渠引入畦田后, 在畦田表面形成很薄的水层,沿畦长坡度方向均匀 流动,边流边渗,润湿土壤。 特点:
点喷灌强度
点喷灌强度是指测量面积上某一点处的单位时 间内(一般以1h计)的灌水深度。
式中: 第i测点的点喷强度,mm/h; 第i测点 时段内承接的水量,cm3;
测量时段,min; 量雨筒承口直径,cm。
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3.3.3喷灌技术的“三要素”
单喷头平均喷灌强度
单喷头平均喷灌强度是指单位时间内单喷头喷 洒时喷灌面积上各点喷灌水深的平均值。
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第一节 田间工程
1.3田间渠系布置
田间渠系指条田范围内的灌溉网,包括毛渠、 输水垄沟和灌水沟、畦等。
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1.3田间渠系布置
1.3.1纵向布置
灌水方向垂直于农渠,毛渠与灌水沟、畦平行 布置,灌溉水流从毛渠流入与其垂直的输水垄沟, 然后再进入灌水沟、畦。 特点: 适用于地形变化比较复杂、土地平整较差的条田。
喷灌均匀度的表示方法: • 喷洒均匀系数 • 水量分布图 影响因素:压力、风、喷头
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3.3.3喷灌技术的“三要素”
(1)喷洒均匀系数
根据我国国家标准《喷灌工程技术规范》的规 定,采用美国Christiensen(克里斯琴森)均匀系数 公式计算:
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小结
• 原理(湿润土壤作用力)
– 重力作用 – 毛细作用
• 地面灌溉分类
– 按输水方式:淹灌、漫灌 – 按湿润土壤方式:沟灌、蛙灌
• 影响因素
– 土壤质地、透水性 – 地面坡度 – 作物
• 相关参数
– 灌水时间、灌水总量(流量)、水深(沟灌)
第三节 节水技术
3.1地膜覆盖灌溉
地膜覆盖灌水,是在地膜覆盖栽培基础上,结 合传统沟灌、畦灌而发展的节水型灌水技术。
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2.1漫灌
漫灌(flush irrigation)是指田间不做任何 沟埂,灌水时任水四处漫溢。 特点:
灌水均匀性极差,水资源浪费严重,是一种比 较粗放的灌水方法。
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2.2淹灌
淹水灌(常简称淹灌,flood irrigation;又 称格田灌溉,check basin irrigation)是先使土 壤水分饱和,然后在地表形成水层的灌水方法。 这种方法需要在灌溉地上布置格田,格田四周围
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2.4沟灌
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灌水沟的种类及布置形式
划分依据
分类
地形坡度
顺坡沟、横坡沟
灌水沟断面尺寸及沟深 深灌水沟、浅灌水沟
沟尾是否封闭
封闭沟、流通沟
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节水沟灌技术
(一)八字沟沟灌技术 八字沟沟灌由输
水沟或者分水沟引水, 经引水短沟(长1.0m ~1.5m),然后分水 到灌水沟内。每一八 字沟,可以控制5~9 条灌水沟。
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