工程师考试 第三部分灌溉排水概论.docVIP

第三部分 灌溉排水概论（部分） 要求： 熟悉北方主要作物需水规律，掌握灌溉制度的方法 熟悉农田土壤水分特征参数及基本运动规律 掌握灌溉排水工程类型及适用条件 掌握灌溉系统（渠道、管道）的组成、渠系建筑物的分类及其作用 熟悉不同灌水方法及其技术特点 了解排水系统及特点 掌握灌溉、排水管理基本内容 1 土壤水分特征参数及基本运动规律 要求： 熟悉农田土壤水分特征参数及基本运动规律 主要内容： 农田土壤水分特征参数 土壤水分基本运动规律 1.1 农田水分状况与水分特征参数 农田水分状况(Field water regime)：农田中地表水、土壤水和地下水的状态、变化规律及对作物生长影响的总称 农田水分调控(Regulation of field water regime)：利用农田水利措施对农田水分状况进行调节与控制，以改善土壤中的气、热、养分状况及农田小气候，达到农业增产的目的。 土壤含水量（soil water content）：105℃烘干至恒重时失去的水量。以单位质量干土中水的质量或单位土壤总容 积中水的容积表示（质量含水量、体积含水量） 主要测定方法 称重法（烘干法） 核技术测量：中子仪， γ射线仪 电磁测量：时域反射仪(TDR) 核磁共振测量 热脉冲测量 遥感测量：大面积地表含水率 土壤水的形态与水分常数 类型 形态 作用力 水分常数 吸湿水 束缚在土粒表面的水汽 吸附力 最外层3MPa 最大吸湿量 （吸湿常数） 薄膜水 吸湿水外层连续水膜 吸着力 最外层~0.625MPa 最大分子持水量 (薄膜水不能被植物吸收) 1.5MPa 凋萎系数 毛管水 土壤孔隙(毛管)，水气界面为一弯月面。分毛管上升水、毛管悬着水 表面张力作用→ 毛管力 10～30KPa 田间持水量(毛管悬着水达到最大)，田持 重力水 大孔隙中的水 重力 饱和含水率 土壤水分常数（soil water constant）：根据土壤水分形态不同而定义的土壤特征含水量，如田间持水量、凋萎系数等 田间持水量（field (moisture) capacity）：农田土壤某一深度内保持吸湿水、膜状水和毛管悬着水的最大水量 凋萎系数（wilting coefficient）：植物开始发生永久凋萎时的土壤含水率，也称凋萎含水率或萎蔫点 土壤有效含水量（available water content of soil）：土壤中能被作物吸收利用的水量，即田间持水量与凋萎系数之间的土壤含水量 土壤含水率与水分常数的应用： 估计水分对植物生长的影响 计算灌溉水量 根据土壤水分的动态变化估算腾发量（地面蒸发＋植物蒸腾） 华北平原不同质地土壤的水分常数 土壤 质地 重量百分比(%) 体积百分比(%) 最大吸 湿量 凋萎 系数 田 间 持水量 饱和含 水量 最大吸 湿量 凋萎 系数 田 间 持水量 饱和含 水量 砂壤土 1-2 4-6 22-30 30-40 2-3 5-9 32-42 45-52 轻壤土 1-2 4-9 22-29 28-40 2-3 6-12 30-36 40-52 中壤土 2-3 6-10 22-28 30-38 3-5 8-15 30-35 44-54 重壤土 2-3 6-13 22-28 28-38 3-4 9-18 32-42 40-50 轻粘土 － 15 28-32 32-40 20 40-45 45-54 中粘土 － 12-17 25-35 35-40 17-24 35-45 48-53 重粘土 － － 30-35 38-42 40-50 48-55 1.2 土壤水分运动 入渗条件下的土壤水分运动 土壤水分再分布 蒸发条件下的土壤水分运动 1.2.1 降水/灌溉入渗 入渗：水分进入土壤的过程 入渗类型： 一维垂直入渗：降水、灌溉入渗 二维垂直、水平入渗：河道、渠道入渗 三维垂直、水平入渗：水库、湖泊入渗 入渗条件下土壤水分运动 非饱和土壤水运动 饱和－非饱和土壤水运动 积水条件下的干土入渗： 分区： 饱和区 过渡区 传导区 湿润区 饱和区、过渡区一般不存在 积水后，表土含水率很快增加到θ0 (θs ) 地表处含水率梯度由大变小，t足够大时地表含水率不变 地表入渗率逐渐减小 湿润锋不断下移，含水率变化平缓 描述土壤入渗过程的物理量： 入渗率i：单位时间内通过单位面积的入渗水量 （地表水通量），mm/min, mm/h, mm/d 累积入渗量I：从入渗开始到某一时刻通过单位面积的总水量，mm i与I的关系：i(t)=dI(t)/dt 入渗过程的影响因素： 供水速率P（降水强度…）、土壤入渗能力f Pf，入渗率i取决于供水速率P（通量控制）； Pf，入渗