节水灌溉工程Word文件下载.docx
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田间需水量组成有(作物需水量)和(改善田间条件需水量)。
农田的水分主要消耗于(植株蒸腾)、(棵间蒸发)、(深层渗漏)、(地面径流)、(组成植株体的部分)。
简述作物需水量的计算方法?
直接计算法。
从影响作物需水量的因素中选择主要因素,如水面蒸发、气温、湿度、日照和辐射等,根据试验观测资料,分析上述因素与作物需水量之间的关系,归纳出经验公式。
间接法。
通过参考作物需水量间接计算作物实际需水量ET0,乘以相应的作物系数,得到作物实际需水量。
参照作物需水量是指土壤供水充分、地面完全覆盖、生长正常、高矮整齐的开阔矮草地的腾发量。
该条件下,需水量主要受气象条件影响。
简要说明非充分灌溉的基本思想。
非充分灌溉是在灌溉水资源不足,无法满足各生育阶段需水量要求时而采取的灌溉制度。
在水源短缺地区,减少用水量及其相应生产费用(劳动力和燃料等),单位面积产量可能降低,但是由于费用降低,或者用有限水量可以灌溉更多土地,使得总效益最高。
非充分灌溉不以追求传统的单产最高为目标,而是求得高效用水条件下的净效益最大或费用目标最小。
原理:
减少非关键期的灌水,保证关键期用水。
已知某玉米灌区,计划湿润层深度为0.6m,土壤田间持水量为20%(重量含水量),土壤容重1.3g/cm3,试确定该灌区灌水定额。
土壤(重量)含水量=(原土重-烘干土重)/烘干土重×
100%
已知灌区土壤干容重为1.41g/cm3,田间持水量为23%(重量比),冬小麦拔节期计划湿润层为0.6m,日耗水量为3mm,土壤水分下限为70%田间持水量,假定土壤初始含水率为20%(重量比),问无雨情况下还需要多少天应进行灌溉?
其灌水定额为多少?
土壤水分常数
吸湿系数:
土壤吸湿水达最大数量时称为吸湿系数。
凋萎系数:
当作物发生永久性凋萎时的土壤水分含量,即称为凋萎点或凋萎系数。
最大分子持水量:
薄膜水达到最大值时的土壤含水率称为土壤的最大分子持水量。
田间持水量:
毛管悬着水达最大值时的土壤含水率常被称为田间持水量,表示重力水与毛管水的分界线。
毛管断裂含水量:
土壤中的毛管悬着水减少到其连续状态受到破坏而断裂时的含水量。
毛管持水量:
土壤中所有毛管都充满水时含水量。
全持水量:
即饱和含水量。
农田水分状况是指农田地面水、土壤水和地下水数量的多少,存在的形式及其在时空上的分布规律与变化情况。
土壤水分存在的基本形式可分为固态、液态和汽态三种形态。
固态水只有在土壤冻结时才存在;
汽态水是存在于土壤孔隙中的水汽,含量很少;
液态水是土壤水分的主要形态,与作物生长发育最为密切。
液态水按其运动特性可分为吸着水、毛管水和重力水三类。
农田土壤水分存在的基本形式可用形态法与能量法来表示。
什么叫作物需水量?
生长在大面积上的无病虫害作物,在最佳水、肥等土壤条件与生长环境中,取得高产潜力所需满足的植株蒸腾和棵间蒸发之和。
农田土壤水分存在的基本形式可分固态、液态和汽态三种形态。
液态水按其运动特性又可分为(吸着水)、(毛管水)、及(重力水)3类。
影响作物需水量的因素主要包括以下哪四个方面?
气象条件、土壤特性、作物性状及农业耕作措施。
什么叫田间灌水均匀度?
田间灌溉水湿润作物根系土壤区的均匀程度。
什么叫作物需水关键期?
水分亏缺对作物产量影响最敏感最严重的生育时期。
什么叫作物需水的模比系数?
作物各生育阶段的需水量占全生育期总需水量的百分比。
什么叫作物系数Kc?
作物系数Kc是作物本身生理学特性的反映,它与作物种类、品种、生育期、作物群体叶面积有关,Kc=ETc/ET0。
什么叫农作物的灌溉制度?
指作物播前及全生育期内的灌水次数、每次的灌水日期、灌水定额及灌溉定额的总称。
土壤计划湿润层深度是指实施灌水时,计划调节、控制土壤水分状况的土层深度,生产实践中一般取作物的主要根系活动层深度。
什么叫作物水分生产函数?
指在农业生产水平基本一致的条件下,作物所消耗的水量与作物产量之间的函数关系。
第二章喷灌工程技术
喷灌的主要技术参数有(喷灌强度)、(喷灌均匀度)和(水滴打击强度)。
喷头的喷洒方式有(固定式)和(旋转式)。
喷头的组合方式有(正方形)、(三角形)和(扇形)。
简述喷灌的优缺点。
优点:
省水:
输水过程和灌溉过程,节约20-30%。
增产:
适时适量,不破坏土壤结构,改善田间小气候。
省劳力:
机械化,避免修田埂。
提高土地利用率:
7-15%。
对作物和地形适应性强。
防止土壤冲刷和盐碱化。
调节田间小气候。
缺点:
受风的影响大。
在空气中的损失大。
对土壤表层湿润比较理想,而深层湿润不足。
需要一定的机械设备,在水源比较丰富的平原地区一般投资较高,相对能耗高。
什么叫平均喷灌强度?
是指单位时间内喷洒范围内各点喷灌强度的算术平均值(mm/h)。
为保证喷滴灌的出水均匀,一个单元内的各灌水器间工作压力差应控制在20%之内。
简述喷灌技术参数的确定方法?
为什么要确定这些参数?
点喷灌强度:
指在一定时间(t)内,喷洒到某一点土壤表面的水深h。
ρ_i=h/t
平均喷灌强度:
指在一定面积上,各点在单位时间内的喷灌水深的平均值,用平均喷灌水深h0与相应喷灌持续时间t的比值表示。
ρ?
=h_0/t
就是喷灌面积上水量分布的均匀程度。
喷洒均匀系数Cu
C_u=(1-|?
ρ|/ρ?
)×
|?
ρ|=(∑_(i=1)^n?
|ρ_i-ρ?
|)/n
水滴打击强度:
水滴的直径、雾化指标(H/d)。
喷头的田间布置形式有几种?
各适用何种条件?
原则:
在保证喷洒均匀、不留空白的情况下,使喷头和支管的距离应尽量大。
组合方式:
正方形、矩形、正三角形、三角形和扇形等。
布置喷灌管道系统应主要考虑哪些因素?
如何进行设计?
布置原则:
管道总长短,造价低。
有利于管理。
平原区,支管与作物种植方向一致;
在山区,支管沿等高线布置。
管线纵剖面应力求平顺,减少折点(避免负压)。
支管上各喷头的工作压力力求一致,或在允许的范围内,遵循水利设计准则。
水源应在地块中央,经济。
假设,灌区120亩(270m×
290m),每天开机14h,作物最大日耗水强度e=6mm/d,作物耗水高峰期日均降雨P=0mm/d,设计灌水周期7d。
如选用ZY-2喷头,喷嘴直径7.0mm,喷头流量q=3.2m3/h,射程R=18m,正方形布置,间距18m,喷灌强度为7.9mm/h,试确定喷灌的灌水定额、灌水时间和同时工作的喷头数。
第三章微灌工程技术
微灌土壤的湿润比是个什么概念?
指微灌计划湿润的土壤体积占灌溉计划湿润层总土壤体积的百分比。
与轮灌相比,续灌的优缺点有哪些?
每株作物都能得到适时灌水;
灌溉供水时间短,有利于其他农事活动的安排。
微灌系统组成包括(灌水器)、(管道)、(首部枢纽)和(水源及压力装置)四部分。
简述渗灌的优缺点。
优点
灌水后土壤保持疏松状态,不破坏土壤结构。
地表土壤湿度低,可减少地面蒸发。
占地少,便于作业。
灌水量少,灌水效率高。
能减少杂草生长和植物病虫害。
流量小、压力低,可减少动能消耗,节约能源。
缺点
表土湿润差,不利于种子萌发和幼苗生长。
投资高,施工复杂,管理维修困难。
易产生深层渗漏。
简述微灌的优缺点。
适应性强。
省水。
省工省地。
增产。
工作压力低、节能。
灌水均匀。
可用微咸水灌溉。
不具有防干热风、调节田间小气候的作用。
对于粘质土壤,因灌水时间较长,根系区土壤水分长期保持高含水量状态,作物根部易生病害;
另一方面土壤长期定点灌水会使土壤湿润区与干燥区的交界处盐分聚积,有可能产生土壤次生盐渍化,对作物生长不利。
易于堵塞,不易检查和维修。
限制根系的发展。
成本高。
盐分积累。
微灌系统堵塞的原因主要有:
(物理)、(化学)和(生物)三类。
过滤器主要是针对(物理)堵塞而设置的。
第四章灌溉管道系统
试述管道系统工作制度特点。
续灌方式
对系统内全部管道同时供水,灌溉面积内所有作物同时灌水。
适用于面积小、作物单一的灌区,微灌系统采用较多。
每株作物都能得到适时灌水,灌溉供水时间短,有利于其它田间操作。
干管流量大,增加工程的投资和运行费用,设备的利用率低,在水源流量小的地区可能缩小灌溉面积。
轮灌方式
将支管分成若干组,由干管轮流向各组支管供水,而支管部分则同时向毛管供水。
轮灌方式比较适合于灌溉系统面积不大,灌区内用水单位少,各用水单位作物种植比较单一的情况。
喷灌系统、低压管道系统常采用轮灌方式。
干管流量小,克服续灌的缺点。
易造成轮灌组之间的用水矛盾。
随机取水方式
根据灌水需要可以任一开启某一取水口进行取水灌溉,即"
按需分配"
。
适用于灌溉系统面积较大,区内用水单位多,而且各种植物种植面积分散,各用水单位在各时期用水要求各不相同,带有较大的任意性。
优缺点:
介于续灌、轮灌之间。
简述输配水管网的布置形式及特点。
树枝状管网:
一般由干、支、毛管组成,并逐渐向下级管道配水,其管线如同树枝状的布置形式。
特点是管线总长度较短,构造简单,投资较低。
但管网内的压力不均匀,各条管道间的水量不能互相调剂,任一级管线损坏时,其以下管线就会断水而得不到可靠的供水。
环状管网:
一般指干、支管或干、支、毛管各管线互相连接成环形的管网形式。
其突出特点是,供水安全可靠,管网内水压力较均匀,管道内的水流条件好,供水保证率高,各级管道间水量调配灵活,有利于随机用水。
但是管线总长度较长,管材和管件等用量大,投资一般高于树枝状管网。
混合状管网:
是由树枝状管网和环状管网混合组成的管网形式。
其特点介于树枝状管网和环状管网。
这种管网结构复杂,管理运用不方便。
管道系统的主要优点有:
(省地)、(减少输水损失)、(便于控制)、(对地形的适应性强)、(灌水及时)。
管道系统按各部分在灌溉季节可移动程度分为:
(移动式)、(固定式)和(半固定式)三种。
输配水管网的布置形式主要有(树枝状)、(环状)和(混合状)3种形式。
第五章其他灌水技术
灌溉水利用系数
灌入田间的水量(或流量)与灌溉系统引入总水量(或流量)的比值。
渠道防渗率
灌区固定渠道最大过水表面中防渗面积与总面积的比值,以百分计。
安全超高衬砌护面应有一定的超高,以防风浪对渠床的冲刷,衬砌超高指加大水位到衬砌层顶端的垂直距离。
设计流量
在灌溉设计标准条件下,为满足灌溉用水要求,需要渠道输送的最大流量。
通常是根据设计灌水模数(设计灌水率)和灌溉面积进行计算的。
最小流量。
在灌溉设计标准条件下,渠道在工作过程中输送的最小流量。
用修正灌水模数图上的最小灌水数值和灌溉面积进行计算,用渠道最小流可以校核对下一级渠道的水位控制条件和确定修建节制闸的位置等。
加大流量
考虑到在灌溉工程运行过程中可能出现一些难以准确估计的附加流量,把设计流量适当放大后所得到的安全流量。
简单地说,加大流量是渠道运行过程中可能出现的最大流量,它是设计渠堤堤顶高程的依据。
二、填空
田间水利用系数>
渠系水利用系数>
灌溉水利用系数。
灌溉渠系由灌溉渠道和排水沟组成。
按控制面积大小和水量分配层次划分,灌溉渠道分为四级:
干渠、支渠、斗渠、农渠;
排水沟也分为四级:
干沟、支沟、斗沟、农沟。
渠道防渗的作用?
提高渠床的抗冲能力。
减小渠床糙率系数。
减少渠道渗漏对地下水的补给。
防止渠道长草,减少泥沙淤积,节省工程维修费用。
降低灌溉成本,提高灌溉效益。
对渠道防渗工程的基本要求是什么?
防渗渠道断面应通过水力计算确定。
地下水位高于渠底时,应设置排水设施。
防渗材料及配合比应通过试验选定。
采用刚性材料防渗时,应设置伸缩缝。
标准冻深大于10cm的地区,应考虑采用防治冻胀的技术措施。
渠道防渗率,大型灌区不应低于40%;
中型灌区不应低于50%;
小型灌区不应低于70%;
井灌区如采用固定渠道输水,应全部防渗。
大、中型灌区宜优先对骨干渠道进行防渗。
渠道防渗材料所用材料?
根据所使用的材料,渠道防渗可分为:
土料防渗;
水泥土防渗;
砌石防渗;
塑料薄膜防渗(内衬薄膜后再用土料、混凝土或石料护面);
沥青混凝土防渗;
混凝土防渗等。
其中混凝土衬砌是当今渠道衬砌的主要形式。
渠道防渗的类型包括:
土料防渗:
投资少、施工简便,其防渗效果与夯实程度及影响深度有关,可用于小型渠道。
砌石防渗:
就地取材、施工简单、抗冲、抗磨、耐久。
砖砌石防渗:
砖砌护面也是一种因地制宜、就地取材的防渗衬砌措施,其优点是造价低廉、取材方便、施工技术简单、防渗效果较好。
混凝土防渗:
防渗效果好,一般能减少渗漏损失水量的85%~90%以上;
糙率系数小,可提高渠道的输水能力、减小渠道的断面尺寸;
不生杂草,减少淤积,便于养护管理;
经久耐用,一般可用40~50年。
沥青防渗:
沥青材料护面具有防渗耐久、抗碱、造价低、施工简便等优点。
塑料薄膜防渗特点:
具有重量轻、运输方便、施工简单、造价低、耐腐蚀、防渗效果好等优点。
但应防止杂草丛生,草根穿透薄膜。
渠道防渗工程冻害类型有几种?
根据低温造成各种破坏作用的性质,冻害可分以下3种类型。
渠道防渗材料的冻融破坏。
渠道中水体结冰造成防渗工程破坏。
渠道基土冻融造成防渗工程破坏。
什么叫地面灌水方法?
是使灌溉水通过田间渠沟或管道输入田间,水流呈连续薄水层或细小水流沿田面流动,主要借重力作用兼有毛细管作用下渗湿润土壤的灌水方法。
什么叫田间水的有效利用率?
储存于作物根系土壤区内的灌溉水量与水源工程引入的总水量的比值。
第六章旱区雨水径流集蓄灌溉
干旱区雨水农业利用主要形式有(自然利用)、(叠加利用)和(聚集利用)三种。
雨水径流集蓄灌溉工程由三大部分组成,即(集水工程)、(蓄水工程)和(灌溉工程)三种。
什么叫雨水径流集蓄灌溉工程?
导引、收集雨水径流,并把它蓄存起来加以有效灌溉利用的工程技术措施。
蓄水工程有哪几种主要的类型?
涝池、旱井、田间蓄水池、水窖、水窑窖等。
蓄水工程有哪几部分组成?
引水渠沟或管道、入水口、拦污栅、沉沙槽、蓄水设施以及放水装置等。
什么叫集水效率?
某时段内或某次降雨集水面的集水量占同一时期内的降雨量的比值。
卷二
节水农业
节水农业是提高用水有效性的农业,也就是采取水利和农业措施,充分利用降水和可利用的水资源提高水的利用率和水分生产率的农业,它包括节水灌溉农业和旱地农业。
节水灌溉农业
节水灌溉农业是根据农作物不同生长发育阶段的需水规律以及当地自然条件和供水能力,为了有效利用天然降水和灌溉水而采取综合技术措施,以达到最佳增产效果和经济效益为目标的灌溉农业。
节水灌溉是节水灌溉农业最重要的措施。
节水灌溉是提高用水有效性的灌溉。
灌溉是人工补充降水对作物各生育阶段需水不足的技术措施。
节水灌溉是以节水灌溉规划、节水灌水技术、节水灌溉制度和节水灌溉管理等措施提高水的利用率。
节水灌溉的重要性
发展节水灌溉,是保障国家供水安全、粮食安全和经济社会可持续发展的需要。
发展节水灌溉,是提高用水效率,建立节水型社会的需要。
发展节水灌溉,是恢复和建设良好生态系统的需要。
大力推进节水灌溉发展,对生态环境建设和保护有十分重要的意义。
发展节水灌溉,是农业与农村产业结构调整,增加农民收入,发展现代农业,促进农村水利现代化的需要。
名词解释
在充分利用降水和可用水资源时,采取节水灌溉技术、节水农业技术以及节水管理技术和措施等,以提高水的利用率和水分生产率为中心的一种高产、优质、高效农业生产模式。
节水灌溉技术
指工程节水技术,它是综合节水农业技术体系中的核心,主要包括开源和节流两个部分。
开源
就是利用多种水资源作为灌溉水源,除一般的地表和地下水引、蓄、提工程以外,还应包括开发回归水、劣质水和雨水利用。
节流
就是采取各种措施节约灌溉用水。
节水管理技术
根据作物的实际需水要求和可能的水源条件,在节约用水的原则下,及时、适时地满足作物对水分的要求,达到节水又增产的目的。
渠道防渗工程技术
杜绝或减少渠道输水损失的各种工程技术和方法。
它是节约灌溉用水、提高水的利用率的重要措施。
土料防渗
是在渠床表面建立一层压实的土料防渗层,通常采用素土、粘砂混合土、灰土、三合土、四合土等土料。
砌石防渗
是指用浆砌料石、块石、卵石、石板、以及干砌卵石挂淤进行防渗。
膜料防渗
是指用塑料薄膜、沥青玻璃纤维布油毡等作防渗层,再在其上设置保护层的防渗方法。
低压管道输水技术
是以管道代替渠道,即减少了土渠输水过程中的渗漏损失,又便于灌溉用水管理。
沿程水头损失
由于水在管中流动过程中为克服与管壁的摩擦阻力而消耗损失的水头,它是随着流动的长度而增加的。
局部水头损失
因管道内部形状改变(如用弯头改变疏水方向,用三通进行分流等),迫使水流也因此改变流动外形造成的损失。
出水口
是指把地下管道系统的水引出地面直接灌溉农田,它不连接地面移动软管。
给水栓
与地面移动软管连接的出水口通常称为给水栓。
给水装置
给水装置是低压管道输水系统的田间灌水装置。
通常所说的给水装置是指给水栓或出水口。
畦灌
是在平整过的土地上用田埂将其分隔成一系列狭长的地块--畦田,水从输水垅沟或直接从毛沟引入畦田后,即形成薄水层沿畦田坡度方向流动,在流动过程中逐渐湿润土壤。
波涌灌溉
就是利用安设在沟畦首端可以开关的阀门,向沟畦实施间歇性的供水,使在沟畦中产生波涌,加快水流的推进速度,缩短沟畦首尾端渗水时间差,使土壤得到均匀的湿润。
坐水种
为了保证及时播种和出全苗,采用机械或畜力用水箱、水袋拉水至田间,一边播种,一边在穴中注水灌溉,以抗春旱。
喷灌
即喷洒灌溉,它是借助一套专门设备将具有压力的水喷到空中,散成细小水滴,像降雨一样均匀地降落在田间,供给作物水分的一种先进的节水灌溉方法。
喷灌强度
即单位时间内喷洒在灌溉土地上的水深。
水滴的打击强度
指单位受水滴面积内,水滴对土壤或作物的打击动能。
一般用水滴直径来表示这一特征。
一般平均直径以1~3mm为宜。
喷灌均匀度
指在喷灌面积上水量分布的均匀程度,是衡量喷灌质量好坏的主要指标之一。
它一般用喷洒均匀系数来表示,一般0.8以上为宜。
微灌
微灌是一种按作物需水要求,对水加压和水质处理后通过低压管道系统及安装在末级管道上的特制灌水器,将水和化肥以微小的流量准确、及时地输送到作物根系最集中的土壤区域进行精量灌溉的方法。
滴灌
滴灌的灌溉水呈滴状,频繁、均匀而缓慢地滴入作物主要根区的土壤中。
微喷灌
微喷灌的水呈细小雨滴状喷洒,对作物进行此种灌溉可以满足作物需水要求,又可增加空气湿度,改善田间气候。
渗灌
渗灌的灌水器为无明显出流点的渗水管,多埋于地下作物主要根系层中,以浸润土壤方式适时适量地满足作物的需水要求。
小管出水灌
采用具有稳压装置的小管,把水直接送到作物根系集中区进行局部灌溉。
脉冲式微灌
该灌溉水非连续出流,而是呈间歇、脉冲式微量喷洒灌溉作物。
植物蒸腾
是指作物根系从土壤中吸入体内的水分,通过叶片的气孔扩散到大气中去的现象。
棵间蒸发
是指植株间土壤或田面的水分蒸发。
深层渗透
是指旱田中由于降雨量或灌溉水量太多时,土壤水分超过了田间持水量,向根系活动层下的土层产生渗透的现象。
作物灌溉制度
是指作物播种前及全生育期内的灌水次数、每次的灌水日期和灌水定额,以及灌溉定额等。
非充分灌溉
在作物生长期内部分满足作物的需水要求,或是说有意给作物少灌些水,所以又称不充足灌溉、部分灌溉或有限灌溉。
土壤含水量
是实施节水灌溉的一项主要指标,通常以土壤中所含水分占干土的百分数表示。
田间持水量
是指田间土壤在自然情况下所能保持的最大水量,它反映土壤保持水分的能力。
水稻生理需水
它是指供给水稻本身进行正常生长发育所需要的水分。
水稻生态需水
它包括棵间蒸发和稻田渗漏。
生态需水主要是为保证水稻的正常生长发育创造一个良好的生态环境。
泡田用水量
从大田灌水泡到插秧,该时期内大田的需水为泡田用水量。
泡田用水量包括使大田土壤达到饱和含水率的需水量、建立泡田水层所需水量以及泡田期内田间水面蒸发与渗漏的水量。
稻田用水量
它包括泡田用水量和大田水稻全生育期内的灌溉用水量。
大田生育期灌溉用水量,是补充降雨量对生育期内需水量之不足。
蓄雨型节水灌溉模式
这种模式主要是充分利用降雨,在不影响水稻高产的情况下,尽可能多的蓄水,提高降雨的利用率。
雨水集蓄利用
是指采用人工措施,高效收集雨水,加以蓄存和调节利用的微型水利工程,以解决人畜饮水,发展庭院经济和小面积节水灌溉的需水。
雨水集蓄工程
是指采取人工措施,高效收集雨水,加以蓄存和调节利用的微型水利工程。
塘堰
是我国南方丘陵山区的重要小型蓄水设施,主要拦蓄当地降雨径流。
山塘
在坡地或山冲间建筑坝蓄水所形成的塘。
平塘
在平缓地带挖坑筑堤蓄水所形成的塘。
作物需水量
作物需水量
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- 节水 灌溉 工程