农田水利学第一章灌溉工程(2)教材

农田灌溉原理
3、非充分灌溉理论的基础
• 作物对水分胁迫的适应性
– 在非关键阶段施加水分胁迫，产量未明显降低，而耗 水减少； • 某些条件下，胁迫具有正效应；如调亏灌溉、分根 交替灌溉
– 某些阶段的水分胁迫，具有改善品质的效果。
• 减少灌溉，减少投入，总体效益未必降低。 • 非充分灌溉的关键
– 胁迫程度、胁迫时期。
农田灌溉原理
水量平衡制定旱作物灌溉制度
• 考虑计划湿润层增加时的灌溉制度确定。 – 腾发量减去计划湿润层增加的水量、地下水 补给量，是实际消耗的土壤水的数量。 – 当土壤中储水量小于适宜含水量时，需要灌 溉。
农田灌溉原理
4、水田灌溉制度的制定—列表法
• 基本原理，当田面水层低于适宜灌水深度时，灌水至适宜上 限；
– （1）不同时间灌水率差异较大，造成渠道水位差异大； – （2）供水连续性差，管理部方便。 – 应该修正，使灌区渠道供水连续，水位差小。
农田灌溉原理
修正的原则
• （1）修正的灌水率应与水源供应条件相适应 –对于水源工程已经建好的灌区；最大灌水率不应大于 水源供应能力
• （2）尽量保证需水临界期的灌水不受影响； • 水分条件对作物产量、品质影响最敏感的时期
5600 1400 200
5600
净灌水定额 （方/公顷）
750 900 600
750
净灌溉用水量 （万方） 420 126 12
420
978
毛用水量 (万方）
700 210
20
700
1630
–若灌区中面积20000公顷（其中12800公顷不灌溉）， 则5.1-5.15之间，综合净灌溉定额为 978/20000*10000=489方/公顷
• （1）净灌溉用水量：某作物一次灌水灌到田间的水量： – W＝m×A • A－某作物面积；m-该作物的灌水定额 –各类灌溉作物累加，可达到灌区某个时段的净灌溉 用水量。
n
M 净 （Ai mi） i1
农田灌溉原理
（2）综合净灌溉定额
• 相对于整个灌区而言，单位面积上某个时段内的平 均灌溉定额
农田灌溉原理
（3）毛灌溉用水量
–从灌溉水源取得的水量。 –在经沿途和田间损失后，仍然能够满足灌溉
要求。 W毛=W净/ η水
– η水为灌溉水利用系数
农田灌溉原理
二、灌水率
• 1.灌水率定义 – 灌区单位面积上所需要的灌溉净流量。 • 相对于全灌区而言，用于灌溉配水决策。 • 推导过程
农田灌溉原理
– 包括不灌溉的耕地。
– 可以通过灌区面积和综合净灌溉定额计算净灌溉 用水量
n
( Ai mi ) n
m净 i1 At
(t mi ) i1
农田灌溉原理
综合净灌溉定额
日期
5.1-5.7 5.2-5.4 5.8-5.9 5.10-
5.15 合计
作物 种类 玉米 棉花 西瓜
玉米
灌溉面积 （公顷）
灌水率的影响因素
• 灌水定额；作物的种植比例；灌水延续时间。 – 当灌水定额；作物的种植比例确定后，主要取决于 灌水延续时间。 • 灌水延续时间与作物种植面积、作物所处的生育 阶段、灌水条件等有关。 • 面积越大，延续时及其修正
• 灌水率随时间变化的直方图。 • 修正的原因：
–推迟或提前灌水时间，前后不超过3d，以前提为主； –同一作物，灌水日期不应一次提前，一次后推。
农田灌溉原理
• (3)修正的灌水率比较均匀，避免渠道水位 和流量剧烈变化。
– 累积30d以上的最大灌水率为设计灌水率； – 最大灌水率不高于设计值的120%；最低不低于
设计值的40%；
• （4）避免经常停水，尤其是短期停水。
农田灌溉原理
4.作物水分生产函数
• 表述作物需水量与产量之间关系的函数。
–以不同生育阶段的需水量为变量，表达更阶段水分 亏缺对产量的影响； • 称为作物-水模型
排水量 （mm）
5.31
6-1
6-2
6-3
6-4
6-5
10－50－80
5
6-6
6-7
6-8
6-15
6-16
6-17
6-18
20－60－100
10
6-19
6-20
20
15
10
50
30
75
70
120
80
75
70
65
55
45
35
25
60
45 105
45
农田灌溉原理
第四节 灌溉用水量与灌水率
• 一、灌溉用水量： – 灌区需要从水源取得的水量； • 与作物灌溉制度、面积和管理水平有关 • 是水源工程和输配水工程设计的依据
农田灌溉原理
（2）按照降雨量频率确定
–对年降雨量（或主要灌溉作物生育期内降雨 量）进行频率计算，获得给定标准的降雨量；
–按照降雨“总量接近、分配不利的”原则， 选择年型。
–后者选择最不利的雨型分配，将设计频率的 降雨量进行同倍比放大，作为典型年的雨量 分配。
–确定灌溉
农田灌溉原理
3.灌溉用水量与灌溉用水过程线
– 水库兴利计算中的用水过程线
农田灌溉原理
1.灌溉用水量的确定
• 作用：
– 用设计典型年的灌溉用水量和用水过程确定工程规模； – 典型年根据灌溉设计标准确定见后。
• 方法
– 与水文年份和作物布局有关。 – 利用典型年的灌溉制度和作物灌溉面积，确
定灌溉用水量。 – 需要确定典型年。
农田灌溉原理
2.典型年确定
农田灌溉原理
第四节 非充分灌溉理论
• 1.充分灌溉 – 作物处于适宜水分条件下，产量最高。 – 适于水源丰沛地区。
农田灌溉原理
2.非充分灌溉
– 相对于充分灌溉而言，是指当灌溉水源不足 时，将有限水资源分配在对产量、品质和经 济效益影响大的水分临界期，而其他阶段限 制水分供应的灌溉策略。
– 是目前研究的重点 • 调亏灌溉、控制灌溉、分根交替灌溉
• 用代表年的气象资料，确定灌溉用水量和用水过程。
• （1）按照灌溉定额频率确定
–万亩以上灌区，逐年（30a以上）制定灌溉制度，确定年 灌溉用水量；
–对灌水量进行频率计算，获得给定标准的灌溉用水量； –按照“总量接近、分配不利的”原则，选择年型。
• 来岁和用水匹配差，偏于安全 • 水源工程与总量和过程有关；如水库兴利库容计算。
• 降雨后，排水至雨后允许滞蓄深度。 –雨后允许滞蓄深度大于适宜灌水上限以充分利用降雨。
• 泡田定额确定： –确定原则：在规定的时间内，田内水深达到设计深度。 –考虑到入渗水量、水深、蒸发和降雨。 M=a1+s1+et-P1
农田灌溉原理
日期
水深变化
耗水量 （mm／ｄ）
降雨量（m）水深（mm）
灌水量（mm）