灌溉排水理论选编.pptVIP

灌溉排水概论;灌溉排水 要求：;灌溉排水所涉及的主要内容：点—————网—————面—————网—————点水源———输水系统———农田———排水系统———容泄区;1 土壤水分特征参数及基本运动规律;1.1 农田水分状况与水分特征参数;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） 土壤含水率的表示： 体积含水率：θv =Vw /V0 重量（质量）含水率：θg =mw /ms 饱和度：w=Vw /Vv 贮水深度：h=Hθv （量刚为L） 相互关系： θv = θg ρd /ρw w=θv/n;;称重法（烘干法，直接法）： 测定过程：土钻取土，测定土壤湿重m；在105℃烘箱中烘6～8h，测定干土重ms。则土壤质量含水率为 θg =(m－ms) /ms 快速烘干方法：酒精燃烧，红外线灯照射 优点：原理简单、测量精度高、设备简单 缺点：耗时长、破坏土体，代表性差（空间变异性影响）;;;土壤水的形态与水分常数;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;;华北平原不同质地土壤的水分常数;1.2 土壤水分运动;1.2.1 降水/灌溉入渗;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;积水条件下的干土入渗： 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，入渗率I 取决于入渗能力f （剖面控制）， 超过f的部分产生 地表积水、径流 （超渗产流）;1.2.2 土壤水分再分布;1.2.3 蒸发;蒸发强度的决定性因素： 外界条件：辐射、气温、湿度、风速等气象因素决定了大气蒸发能力 水分蒸发过程中的能量供给 蒸发面水汽向大气的扩散过程 土壤条件：土壤表层的含水率状况决定了土壤供水能力 潜在蒸发强度：土壤供水充分时，由大气蒸发能力决定的最大可能蒸发强度，一般用水面蒸发强度表示;土面蒸发的阶段性(大气蒸发能力不变) 稳定蒸发阶段：AB，θθk；蒸发强度E0；θk取决于土质和大气蒸发能力，毛管破裂点（50%～70%田持） ;土面蒸发强度随含水率变化阶段：BC。随着含水率的降低，向表层土壤的供水减小，地表水汽压降低，蒸发强度减小 水汽扩散阶段：表土含水率很低时，形成干土层，干土层底部蒸发－水汽扩散;2 作物需水量与灌溉制度;2.1 作物需水量及其确定方法;需水量的直接计算方法;根据参考作物腾发量计算ET;华北地区主要作物的作物系数：;2.2 北方主要作物需水规律;;2.3 作物灌溉制度的确定方法;根据水量平衡原理制定灌溉制度;初始储水量W0→ 蒸发消耗至Wmin，灌水 无降水情况下： Wmin=W0-(ET-K)=W0-(e-k)t 灌水时间：t=(W0-Wmin)/(e-k) 灌水定额：m=Wmax-Wmin 降水、灌溉后： Wt’=Wt+P0+M;基本资料： 土壤计划湿润层深度：与作物、生育阶段有关 土壤适宜含水率及允许最大、最小含水率 有效降水量： 地下水（深层土壤水利用量）： 由于计划湿润层增加而增加的水量;华北（北京）主要作物灌溉时期;;3 灌溉排水工程类型及适用条件;3.1 灌溉工程类型;;井灌区： 垂直取水： 管井：适用于开采深层承压水、浅层水，有完整井和非完整井之分 筒井：适宜于开采浅层地下水 水平采水工程： 坎儿井：新疆等干旱地区引取山前地下水 卧管井：埋设于地下水位以下的水平集水管 截潜流工程：河道渗漏，地下径流丰富 双向取水：辐射井 ;;3.2 排水工