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1、水资源与农田水利水资源与农田水利6 6宋付朋宋付朋第三节地面灌溉方法第三节地面灌溉方法 n n灌水方法灌水方法是指灌溉水以什么样的形式去湿润土是指灌溉水以什么样的形式去湿润土 壤，使灌溉水转化为土壤水，以满足作物对水壤，使灌溉水转化为土壤水，以满足作物对水 分的要求。分的要求。n n灌水技术灌水技术是指在一定的灌溉方法下，为使供给是指在一定的灌溉方法下，为使供给 作物的水分适时适量和均匀一致，所必须采取作物的水分适时适量和均匀一致，所必须采取 的一系列科学技术措施。的一系列科学技术措施。n n地面灌溉法是灌溉水通过田间渠道系统进入田间，一地面灌溉法是灌溉水通过田间渠道系统进入田间，一 方面成为
2、连续水层或细小水流沿地表流动，一方面借方面成为连续水层或细小水流沿地表流动，一方面借 重力作用和毛细管作用浸润土壤，所以也称为重力灌重力作用和毛细管作用浸润土壤，所以也称为重力灌 水法。水法。n n这种方法是中国目前应用最广泛最主要的一种这种方法是中国目前应用最广泛最主要的一种 灌水方法。按其湿润土壤方式的不同又可分为灌水方法。按其湿润土壤方式的不同又可分为 畦灌、沟灌和淹灌。畦灌、沟灌和淹灌。 畦灌定义畦灌定义：水从输水沟或直接从毛渠引入畦田后，水从输水沟或直接从毛渠引入畦田后， 形成一个薄水层，沿畦田坡度流动，在流动过程中，逐渐湿润形成一个薄水层，沿畦田坡度流动，在流动过程中，逐渐湿润 土
3、壤。它一般适于密植作物和某些蔬菜。土壤。它一般适于密植作物和某些蔬菜。毛 渠畦 田畦 田畦埂一、一、畦灌畦灌畦灌技术 1 1、畦田规格、畦田规格：即畦田的宽度和长度。一般自流灌区畦长即畦田的宽度和长度。一般自流灌区畦长 3010030100米，畦宽应按照当地农业机具宽度的整倍数确定，米，畦宽应按照当地农业机具宽度的整倍数确定， 一般一般2424米，每亩约米，每亩约510510个畦田。个畦田。 2 2、入畦流量、入畦流量：入畦单宽流量一般控制在入畦单宽流量一般控制在3636L/s/mL/s/m左右，以左右，以 使水量均匀和不冲刷土壤为原则。使水量均匀和不冲刷土壤为原则。 3 3、灌水定额、灌水定
4、额mm：K1m=Ht= t 1-(1-)HHt t入渗时间内的总入渗水量入渗时间内的总入渗水量KK1 1为在第一个单位时间内的平均土壤入渗速率为在第一个单位时间内的平均土壤入渗速率t t入渗时间入渗时间 mm灌水定额，以水层深度表示灌水定额，以水层深度表示 常数，取决于土壤性质及入渗前土壤水分状况，一般为常数，取决于土壤性质及入渗前土壤水分状况，一般为0.30.30.80.8。一般土壤质地越粘，该值越大，初使含水量约高，该值越大。一般土壤质地越粘，该值越大，初使含水量约高，该值越大。4 4、放水时间、放水时间t t：即畦首放水到停水的延续时间。即畦首放水到停水的延续时间。m m 1 1t=(
5、) t=( ) (1-(1- ) )K0 K0 K0K0常数，相当于时间为常数，相当于时间为1 1时的土壤下渗速率时的土壤下渗速率 5 5、进入畦田的灌水总量：、进入畦田的灌水总量： 应于畦长应于畦长l l上达到灌水定额上达到灌水定额mm所需的水量相等，即所需的水量相等，即36003600qt=qt=m m l l11式中：式中：qq每米畦宽上的灌水流量每米畦宽上的灌水流量( (l/s)l/s)l l畦田长度畦田长度( (m)m)1 1单位宽度单位宽度( (m)m)专题讨论：沟畦灌的主要灌水特征及问题专题讨论：沟畦灌的主要灌水特征及问题 传统灌溉农业是要求灌水要适时适量，缩小沟畦规格传统灌溉农
6、业是要求灌水要适时适量，缩小沟畦规格 提高灌水均匀度达到高产稳产目的。提高灌水均匀度达到高产稳产目的。 这种作法在中国已延续了这种作法在中国已延续了22002200多年，至今普遍采用着多年，至今普遍采用着 。 现在的沟畦长度一般在现在的沟畦长度一般在30-5030-50，有的地方已缩到，有的地方已缩到15-15- 2020。 问题：问题：一方面单位面积产量在提高，另一方面田间临一方面单位面积产量在提高，另一方面田间临 时工程投入在增加，实际种植面积在减少。时工程投入在增加，实际种植面积在减少。 在机耕条件下，被临时工程占压的耕地约占在机耕条件下，被临时工程占压的耕地约占5-105-10， 而这
7、些面积的生产成本已投入而没有产出。而这些面积的生产成本已投入而没有产出。现代灌溉农业在国内外已出现扩大沟畦规格的趋现代灌溉农业在国内外已出现扩大沟畦规格的趋势，把畦宽放到势，把畦宽放到10103030，把沟畦延长至，把沟畦延长至300300500500，有的已超过，有的已超过10001000。采用采用一畦多口进水一畦多口进水办法，以减少灌水长度来解决办法，以减少灌水长度来解决均匀灌水问题。均匀灌水问题。对地面灌来说，灌水均匀度和灌水长度的矛盾是对地面灌来说，灌水均匀度和灌水长度的矛盾是不好解决的，这也是现代灌水技术面临的重要课不好解决的，这也是现代灌水技术面临的重要课题之一。题之一。 传统灌水
8、方法的灌水均匀度是粗放的。一般情况下，传统灌水方法的灌水均匀度是粗放的。一般情况下， 传统灌水方法的计量在地头，水到田间后给各沟畦的传统灌水方法的计量在地头，水到田间后给各沟畦的 分水是不计量的，而是凭浇水人员的经验，按分水是不计量的，而是凭浇水人员的经验，按“七成七成 改水改水”或或“八成改水八成改水”确定。确定。 由于灌水过程中来水流量的变化改变着灌水技术要素由于灌水过程中来水流量的变化改变着灌水技术要素 之间的关系，就形成沟畦内上中下游单位面积灌水量之间的关系，就形成沟畦内上中下游单位面积灌水量 不等和沟与沟、畦与畦之间分水不均衡的情况。这是不等和沟与沟、畦与畦之间分水不均衡的情况。这是
9、 传统灌水方法有待挖掘的生产潜力之一传统灌水方法有待挖掘的生产潜力之一。 传统灌水方法的灌水均匀度或称配水效率（），是以灌水传统灌水方法的灌水均匀度或称配水效率（），是以灌水 前后田间抽样点的湿润层土壤的持水深度（前后田间抽样点的湿润层土壤的持水深度（Y Y）与田间平均持与田间平均持 水深度（水深度（Y Y）之差之差Y=Y-YY=Y-Y计算的：计算的：Ed=100(1-Y/Y) (1)Ed=100(1-Y/Y) (1)由于土壤持水深度中不可能包含深层渗漏水量，所以它不能由于土壤持水深度中不可能包含深层渗漏水量，所以它不能真实反映田间任一点的灌水多少，所以它是粗放的近似的。真实反映田间任一点的灌
10、水多少，所以它是粗放的近似的。因为当今沟畦灌的灌水定额大，所以它可得到因为当今沟畦灌的灌水定额大，所以它可得到95%95%以上的灌水以上的灌水均匀度，如灌水定额很小，在现实的沟畦中灌水，很可能有均匀度，如灌水定额很小，在现实的沟畦中灌水，很可能有些地放就灌不上水。些地放就灌不上水。因此现代灌溉农业要求灌水技术因此现代灌溉农业要求灌水技术一方面要大大降低灌一方面要大大降低灌水定额，另一方面要把水定额，另一方面要把 灌水均匀度计量到田灌水均匀度计量到田内微小面积上，这样才能充分挖掘传统灌溉农内微小面积上，这样才能充分挖掘传统灌溉农业的节水增产潜力。业的节水增产潜力。传统灌水方法使用的浇水设备是古老
11、的工具和材传统灌水方法使用的浇水设备是古老的工具和材 料，用料，用“一锨土、一把草一锨土、一把草”完成给沟畦分水的任务。完成给沟畦分水的任务。在沟畦规格很小的情况下，田间渠多、沟多、畦多、改水在沟畦规格很小的情况下，田间渠多、沟多、畦多、改水 次数多，因此一个强壮劳动力只能管好次数多，因此一个强壮劳动力只能管好10-151/10-151/s s流量，在流量，在2424小小 时浇时浇1.01.0hmhm2 2左右的灌溉面积，浇地劳动生产率很低，在机械化左右的灌溉面积，浇地劳动生产率很低，在机械化 农业生产中，浇水用工约占总用工的农业生产中，浇水用工约占总用工的30%30%60%60%，因此，提高
12、浇，因此，提高浇地效率，解放浇水劳动力，是现代大农业所必须的。地效率，解放浇水劳动力，是现代大农业所必须的。总之，沟畦灌规格小，临时工程多，耕地有总之，沟畦灌规格小，临时工程多，耕地有效利用率低，灌水均匀度粗放，浇水设备古老效利用率低，灌水均匀度粗放，浇水设备古老 ，浇地劳动生产率低，是传统灌水方法的主要，浇地劳动生产率低，是传统灌水方法的主要 特征。特征。二、沟灌二、沟灌n n沟灌沟灌是在作物行间开沟，使水在沟中边流动边是在作物行间开沟，使水在沟中边流动边 渗透的一种灌水方法。渗透的一种灌水方法。n n适用于宽行距的中耕作物。适用于宽行距的中耕作物。n n沟灌技术，主要是掌握沟长与入沟流量。
13、沟长沟灌技术，主要是掌握沟长与入沟流量。沟长 与入沟流量都与地形、坡度及土壤透水性能有与入沟流量都与地形、坡度及土壤透水性能有 关，它们之间也是相互制约的，一般沟灌使水关，它们之间也是相互制约的，一般沟灌使水 流人灌水沟里后，在流动过程中一部分水量渗流人灌水沟里后，在流动过程中一部分水量渗 入土壤，待放水停止后，在沟中存蓄的尚未渗入土壤，待放水停止后，在沟中存蓄的尚未渗 入土壤的那部分水量再逐渐下渗。入土壤的那部分水量再逐渐下渗。 沟灌布置示意图沟灌布置示意图毛 渠输水沟灌水沟灌水沟布置示意图灌水沟灌水沟灌水沟两侧土壤湿润范围示意图砂性土 湿润范围粘性土 湿润范围沟灌的灌水技术：沟灌的灌水技术
14、：1、沟的坡度：一般沿地面坡度布置，大小在0.0050.02左右，最小极限坡度是0.002，。2、沟的间距：视土壤性质亦即沟两侧土壤湿润范围大小而定。3、沟的长度：由下列公式计算：h2-h1l=i(h2-h1) 应不超过0.060.07，故沟的最小长度为3035米。4、入沟流量：主要考虑土壤质地和坡度等。5、沟灌灌水定额：等于在灌水时间内的渗入水量与灌水停止后在沟中存蓄水量之和。 6、灌水时间：当沟长和流量已知时，灌水时间为：malt=q 式中：m沟灌灌水定额a灌水沟间距q沟灌流量 7、细流沟灌：指水在沟中流动过程中将水量全部渗入土壤，放水停止后在沟中不形成积水的沟灌方法。该法完全靠毛细管作用
15、浸润土壤，使灌水均匀，节约水量，不破块土壤结构，不流失肥料。三、三、淹灌淹灌 定义：是先使水分饱和土壤，然后在土壤表面形成水层的定义：是先使水分饱和土壤，然后在土壤表面形成水层的 一种灌水方法，它仅适用于水田。一种灌水方法，它仅适用于水田。毛 渠格田田埂进水口毛 沟出水口格格 田田 布布 置置 图图淹灌技术淹灌技术1 1、每个格田应有独立的进排水口，排灌分家。、每个格田应有独立的进排水口，排灌分家。2 2、格田应平整，地面坡度应小于、格田应平整，地面坡度应小于0.0010.001，一般以，一般以0.00050.0005为好。为好。3 3、格田面积大小，一般为、格田面积大小，一般为2525亩。亩
16、。4 4、格田一般为长方形，长边大致与等高线方向平行，、格田一般为长方形，长边大致与等高线方向平行，短边顺地面坡度布置。格田内地面高差以不大于短边顺地面坡度布置。格田内地面高差以不大于3 3厘米厘米为好，畦埂高度一般为为好，畦埂高度一般为30403040厘米。厘米。第四节灌溉设计流量的计算第四节灌溉设计流量的计算 n n设计各级渠道的最大过水能力叫做设计各级渠道的最大过水能力叫做渠道的设计流量渠道的设计流量 。n n各级渠道的设计流量与所控制的灌溉面积和灌溉面各级渠道的设计流量与所控制的灌溉面积和灌溉面 积上种植的作物种类以及作物的灌溉制度有关。积上种植的作物种类以及作物的灌溉制度有关。n n设计流量必须定得恰当，设计流量必须定得恰
