农田水利学第一章灌溉工程2013分析报告.ppt

第一章 灌溉工程 第一节 农田土壤水分状况 第二节 作物需水量与灌溉制度 第一节 农田土壤水分状况 一、土壤水分存在形式及其有效性 1.农田水分存在的形式 地面水、地下水和土壤水。土壤水分是农田灌溉研究重点 2.土壤水分存在的形态 气态水：数量少，有利于微生物活动。 吸着水：吸附于土壤表面，难以被作物利用的水分。 毛管水：毛管作用下保持在土壤中的水分. 重力水：过剩水 吸着水 吸湿水：被颗粒吸附于表面，无法移动.属于无效水。 吸湿系数：吸湿水达到最大时的土壤含水量为 吸湿系数。 薄膜水：吸附于土壤颗粒表面，只能沿土壤表面进行速度较小的移动。 部分有效 凋萎系数：作物因干旱发生永久性凋萎时的土壤含水率。 1.5-2倍于吸湿系数。 最大分子持水量：。薄膜水达到最大时的土壤含水量为土壤最大分子持水率。 毛管水 属于有效水分，是灌溉研究的重点。 上升毛管水：地下水能沿土壤毛细管上升的水分。 当地下水位较高时，下层水分可通过毛管上升。 毛管悬着水：降雨或灌溉后，上层土壤中由于毛细管作用所能保持在土壤孔隙中的水分（由地面渗入）。 毛管悬着水达到最大时的土壤含水量为田间持水量， 此时土壤毛管力在0.1-0.3atm之间。该指标是农田灌溉中应用最广泛的指标之一。 生产中通常将灌水两后土壤所能够保持的含水量称为田间持水量。 重力水 超过毛管含水率，容易为重力所排出的水分； 可以被利用，但难以保持在土壤中。 渗漏到根系层外。 3.土壤水分有效性 土壤水分能够被作物利用的难易程度； 有效水通常是指田间持水量和凋萎系数之间的水量。 通常以土水势表示。 有效性与土壤质地、结构和有机质含量、温度、作物种类有关。 灌排措施应当使得土壤含水量处于适宜的负压范围内。 变为有效水分。 4、土壤水势与土壤水分特征曲线（略） 表示水势与含水量关系的曲线； 与突然那个质地、结构有关。 相同土壤含水率下，沙土的有效性高于粘土和壤土； 相同吸力下，粘土的含水率高于沙土和壤土 二、作物生长对农田水分状况的要求 1.水分的作用（简略） 作物组成； 光合原料； 生理和生化反应的场所； 保持形状； 降低叶温。 2.旱作物对土壤水分状况的要求 作物需要适宜的土壤含水率，水、气、温合适； 水分太多：受涝、渍灾害--排水； 水分太少：干旱胁迫--灌溉 适宜的土壤含水率范围： 上限为田持（不是最好），下限一般为田持的60%-80%。 协调水、气比例；改善品质。 调节措施： 灌溉与排水 2.水田适宜水分状况 一定的水深变化范围对水稻等作物生长有利； 水层太深：受淹； 水分太少：受旱 适宜的水分范围： 传统采用淹灌； 节水灌溉模式下，灌水下限一般低于饱和含水率 蓄水控灌、控制灌溉 水稻节水灌溉 三、土壤水分运动 一、土壤入渗（试验部分） （一）入渗规律 （1）入渗速率逐渐降低，并逐渐趋于平稳； （2）表层土壤含水率较高，随着深度增加，逐渐降低； （3）饱和层逐渐下移，并可能与地下水连接。 （二）土壤入渗公式： （二）土壤蒸发 一般过程（非稳定蒸发）： （1）稳定蒸发阶段。含水率高于临界值时； 受制于大气蒸发能力； （2）蒸发速率随土壤含水率减小而降低； 受制于土壤供水速率和大气蒸发能力共同影响。 （3）表土风干，水汽扩散阶段 采用秸秆覆盖；中耕切断毛管。 当地下水位较高且稳定时，可处于稳定蒸发状态。 蒸发状态下，土壤水分上低下高。 四、SPAC系统（略） Soil（土壤）----Plant（植物）----Atmosphere（大气） 水势驱动水分从高水势的土壤，进入低水势的大气； 五、土壤水分调控 1.农田水分不足的原因； 来水少--灌溉 损失多，蒸发、径流、渗漏； 蓄水能力差（内部）--改善结构； 损失多（外部） 2.水分过多的原因 降雨、洪水；高地下水位；排水条件差。 第二节 作物需水量与灌溉制度 一、作物需水量（crop water requirement） 1.农田水分消耗的形式 （1）蒸发、蒸腾（腾发量），即作物需水量； 作物需水量是农业用水最主要的消耗方式，属于真实耗水。 （2）深层渗漏（percolation）； （3）地表径流（runoff）。 2、作物需水量的影响因素 （1）气象因素 （2）作物因素 种类、生长状况、生长阶段 （3）土壤因素 供水状况、土壤类型 （4）农业技术措施因素 需水强度： 二、作物需水量计算方法 1.直接计算方法 （1）以水面蒸发为参数（湿润地区） （2）以产量为参数的计算地区（干旱地区） 用于宏观水资源管理。 2、基于参考参考作物需水量的计算方法 （1）参考作物需水量（reference crop evaportranspiration） 8-15cm高绿色草地的腾发量 生长旺盛；完全覆盖；充分供水。 仅取决于