《灌溉排水工程学》选编.ppt

第一章 农田灌溉原理;第一节 农田土壤水分状况;一、农田土壤水分存在的基本形式;二、作物生长对农田水分状况的要求;1、旱作物对农田水分状况的要求 地面水 地下水; 干旱 ;2、水稻地区的农田水分状况要求 水稻喜湿好水;三、农田土壤水分运动;dt时间内，流人和流出单元体的土壤水分质量差总计为;D(θ)称为扩散度，表示单位含水率梯度下通过单位面积的土壤水流量。;2、入渗条件下土壤水运动 （1）入渗过程的一般规律;（2）入渗量的计算：采用公式计算入渗速度i t和入渗量I 1）考斯加可夫公式;由于（lg i1-lg i2）/ （lg t1-lg t2）=-t gθ=-α 即α为拟合直线与横轴的夹角的正切值 拟和直线与纵轴的截距即为l g i1 则累积入渗量I与入渗时间t的关系;3、蒸发条件下土壤水分运动 （1）无地下水位补给条件下的土壤水分蒸发 当地下水位较深时，上层土壤的含水率可以看作???受地 下水补给的影响。蒸发过程可以分为三个阶段： 第一阶段： 稳定蒸发阶段：指灌水、降雨入渗刚结束，土壤含水量 高，向上输送水分的能力强，此时土壤水分的蒸发强度 ε主要取决于大气的蒸发力，其接近于水面蒸发强度， 与土壤含水率无关，当土壤含水率降至某一临界值θk， 时，稳定蒸发阶段结束，该阶段又称为大气蒸发力控制 阶段。;第二阶段： 开始于土壤含水率减少到θ=θk 时，由于土壤含水率降 低，土壤向上输送水分的能力减弱，土壤水分的蒸发强 度取决于大气蒸发力与土壤向上输送水分能力二者的制 约关系。该阶段的土壤水蒸发强度随含水率减小而逐渐 减小，所以称为蒸发强度递减阶段。 该阶段土壤蒸发强度ε由下式计算； ε =（aθ+b）E0 (1 ——17 ) 式中：a、b：与土壤性质有关的两个系数 E0 ：水面蒸发强度。 ;第三阶段： 当地表土壤含水率很低时，表土输水能力较弱，地表形 成一干土层。干土层下的水分向上运移至于土层底部 时，以水汽扩散的形式穿过干土层进人大气，此时蒸发 强度不仅取决于干土层厚度，而且取决于干土层内水汽 扩散的能力。 三个阶段的划分只具有相对意义，事实上整个蒸发过程 的蒸发强度都是随外界蒸发力和土壤输水能力而变化。;;四、土壤—植物—大气连续体水分运移（SPAC）;五、农田土壤水调控;2、农田水分过多的原因、灾害及其调节措施 农田水分过多的原因 （1）大气降水过多 （2）低洼地区积水 （3）地下水位过高 （4）排水不畅 灾害类型： 洪灾：河水泛滥 涝灾：积水难排 渍害：土壤过湿 次生盐碱化：地下水位高、蒸发强 调节措施： （1）截流 （2）排出地表水 （3）降低地下水位 （4）排除根系层过多水分 （5）改善土壤性能 可将农田水分过多部分积蓄以用于灌溉。;第二节 作物需水量与灌溉制度;影响作物需水量的因素 因素;二、作物需水量计算 两类计算方法： 1、直接计算出作物需水量的方法； 2、基于参照作物蒸发蒸腾量的半经验方法。 1、直接计算需水量的方法 （1）α值法：以水面蒸发为参数的需水量计算法 式中：ET 为某时段内的作物需水量，以水层深度mm计； E0为与ET 同时段的水面蒸发量，以水层深度mm计。;（2）K 值法：以产量为参数的需水量计算法;2、基于参照作物蒸发蒸腾量的作物需水量计算方法 理论、实验证明： ①土壤水分充足，气象条件是影响需水量的主要因素； ②土壤水分不足，各因素对需水量都有较大影响。 参照作物需水量ET0：指的是土壤水分充足，地面完全 覆盖、生长正常、高矮整齐的开阔(长、宽均在200m以 上)绿草地(高3~15cm)的蒸发蒸腾量。 参照作物需水量只受气象条件的影响。 目前采用的计算作物需水量方法，大致分为以下两步： 第一步：考虑气象因素对作物需水量的影响，计算参照 作物蒸发蒸腾量ET0 ； 第二步：考虑土壤水分及作物条件的影响，对参照作物 需水量进行调整或修正，从而计算出实际需水量ET 。;第一步：参照作物需水量ET0 的计算 1）布莱尼一克莱多法：;第二步：实际作物需水量ET 的计算 ET0 的计算只考虑了气象因素对需水量的影响，实际作 物需水量ET 还应考虑作物与土壤因素进行修正。 1）土壤水分充足：;2）土壤水分不足 土壤含水率对作物蒸发蒸腾的影响可分为两个阶段： 第一阶段：土壤含水率高时，导水率大，土壤水分向根 系及地表移动的速度足以满足作物蒸发蒸腾所耗水分。 第二阶段：当土壤含水率低于一定的临