《灌溉排水工程学》第四章：地面灌水方法、灌溉技术及原理课件.ppt

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1、第四章第四章 灌水方法与灌水技术灌水方法与灌水技术第一节第一节 概述概述灌水方法灌水方法：灌溉水进入田间或作物根区土壤内转化为土壤：灌溉水进入田间或作物根区土壤内转化为土壤肥力水分要素的方法，亦即灌溉水湿润田面或田间土壤的肥力水分要素的方法，亦即灌溉水湿润田面或田间土壤的形式。形式。灌水技术灌水技术：相应于某种灌水方法所必须采用的一系列科学：相应于某种灌水方法所必须采用的一系列科学技术措施。技术措施。一、灌水方法类型一、灌水方法类型根据根据灌溉水向田间输送灌溉水向田间输送与与湿润土壤的方式湿润土壤的方式不同，一般把不同，一般把灌水方法分为四大类：灌水方法分为四大类：灌水方法灌水方法地面灌水地面

2、灌水喷灌灌水喷灌灌水微灌灌水微灌灌水 渗灌灌水渗灌灌水 1 1、地面灌水方法地面灌水方法：使灌溉水通过田间渠沟或管道输入田：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，又称力作用兼有毛细管作用下渗湿润土壤的灌水方法，又称重重力灌水法力灌水法。地面灌水法地面灌水法分为三种：分为三种：沟灌畦灌法畦灌法 沟灌法沟灌法 淹灌法淹灌法畦灌灌溉畦灌灌溉2 2、喷灌灌水方法喷灌灌水方法：即喷洒灌溉，就是利用一套专门的设：即喷洒灌溉，就是利用一套专门的设备将灌溉水加压或利用地形高

3、差自压，通过管道系统输送备将灌溉水加压或利用地形高差自压，通过管道系统输送压力水至喷洒装置，将水喷射到空中分散成细小水滴，象压力水至喷洒装置，将水喷射到空中分散成细小水滴，象天然降雨一样降落到地面，随后主要借毛细管力和重力作天然降雨一样降落到地面，随后主要借毛细管力和重力作用渗入土壤灌溉作物的灌水方法。用渗入土壤灌溉作物的灌水方法。喷灌3 3、微灌灌水方法微灌灌水方法：就是通过一套专门设备，将灌溉水加就是通过一套专门设备，将灌溉水加低压或利用地形落差自压、过滤，并通过管道系统输水至低压或利用地形落差自压、过滤，并通过管道系统输水至末级管道上的特殊灌水器，使水和溶于水中的化肥以较小末级管道上的特

4、殊灌水器，使水和溶于水中的化肥以较小的流量的流量均匀均匀而又而又经常经常地、地、缓慢缓慢地湿润作物根系区附近的土地湿润作物根系区附近的土壤表面或地表下土壤的灌溉方法。依水流由灌水器流出的壤表面或地表下土壤的灌溉方法。依水流由灌水器流出的方式不同，可分为滴灌法、微喷灌法和涌泉灌法等类型。方式不同，可分为滴灌法、微喷灌法和涌泉灌法等类型。滴灌4 4、渗灌灌水方法渗灌灌水方法：又称浸灌法，它是利用修筑在地下的：又称浸灌法，它是利用修筑在地下的专门设施将灌溉水引入田间耕作层，借毛细管作用自下专门设施将灌溉水引入田间耕作层，借毛细管作用自下而上湿润土壤灌溉作物的灌水方法。而上湿润土壤灌溉作物的灌水方法。

5、选择灌水方法的方法时，应主要考虑作物、地形、土选择灌水方法的方法时，应主要考虑作物、地形、土壤和水源、资金投入等要素，以取得经济效益的大小为取壤和水源、资金投入等要素，以取得经济效益的大小为取舍依据。舍依据。二、对灌水方法的基本要求二、对灌水方法的基本要求灌水方法总目标为节水、省工、增产和取得最大经济效灌水方法总目标为节水、省工、增产和取得最大经济效益；合理的灌水方法、灌水技术应满足下述基本要求：益；合理的灌水方法、灌水技术应满足下述基本要求：(1)(1)保证实现定额灌水保证实现定额灌水(2)(2)田间水的有效利用率高田间水的有效利用率高(3)(3)田间灌水质量高田间灌水质量高(4)(4)高效

6、低耗，灌水成本低高效低耗，灌水成本低(5)(5)方便与农业技术措施密切配合方便与农业技术措施密切配合(6)(6)简单、经济而便于推广简单、经济而便于推广三、评估灌水质量的指标三、评估灌水质量的指标1、田间灌溉水有效利用率田间灌溉水有效利用率Ea：是指应用某种灌水方法或：是指应用某种灌水方法或某项灌水技术灌溉后，储存于某项灌水技术灌溉后，储存于计划湿润作物根系土壤区内计划湿润作物根系土壤区内的水量的水量与与实际灌入田间的总水量实际灌入田间的总水量的比值。的比值。Ea表示应用灌水表示应用灌水方法或灌水技术方法或灌水技术对农田灌溉水有对农田灌溉水有效利用的程度。效利用的程度。对地面灌溉，一对地面灌溉

7、，一般要求般要求Ea85%90%2、田间灌溉水储存率田间灌溉水储存率Es：是指应用某种灌水方法或某项：是指应用某种灌水方法或某项灌水技术灌溉后，灌水技术灌溉后，储存于计划湿润作物根系土壤区内的水储存于计划湿润作物根系土壤区内的水量量与灌溉前与灌溉前计划湿润作物根系土壤区所需要的总水量计划湿润作物根系土壤区所需要的总水量的比的比值。值。式中：式中：Es:田间灌溉水储存率；田间灌溉水储存率；Vs:灌溉后储存于计划湿润层土壤区内的水量；灌溉后储存于计划湿润层土壤区内的水量；Vn:灌水前计划湿润层土壤区内所需要的总水量。灌水前计划湿润层土壤区内所需要的总水量。Es表示灌水方法、灌水技术实施后，能满足计

8、划湿润作物表示灌水方法、灌水技术实施后，能满足计划湿润作物根系土壤区内所需要水量的程度。根系土壤区内所需要水量的程度。3、田间灌水均匀度田间灌水均匀度Ed：是指应用灌水方法、灌水技术实是指应用灌水方法、灌水技术实施灌水后，田间施灌水后，田间灌溉水下渗灌溉水下渗湿润作物计划湿润土层深度的湿润作物计划湿润土层深度的均匀程度均匀程度。式中：式中：Ed：田间灌水均匀度；：田间灌水均匀度；Z：灌水后各测点的实际入渗水量与平均入渗水量差值：灌水后各测点的实际入渗水量与平均入渗水量差值绝对值的平均值绝对值的平均值(mm)；Zd:灌水后土壤内的平均入渗水量灌水后土壤内的平均入渗水量(mm)。一般对地面灌水方法

9、要求，一般对地面灌水方法要求，Ed 85以上。以上。农田灌水方法选用农田灌水方法选用Ea和和Ed两个指标作为设计标推；实施两个指标作为设计标推；实施田间灌水则必须采用田间灌水则必须采用Ea、Es和和Ed三个指标共同评估其灌三个指标共同评估其灌水质量的好坏，单独使用其中任一项指标都不能全面和正水质量的好坏，单独使用其中任一项指标都不能全面和正确的判断田间灌水质量的优劣。确的判断田间灌水质量的优劣。4、田间灌水质量综合有效利用率田间灌水质量综合有效利用率Eg：有效入渗水量有效入渗水量V 1(即即作物蒸腾量作物蒸腾量)与有效入渗水量与有效入渗水量V1+深层渗漏水量深层渗漏水量V2+田间灌田间灌水径流

10、失量水径流失量V3+土壤棵间蒸发量和水分漂移损失水量土壤棵间蒸发量和水分漂移损失水量V4+灌水不足区域所欠缺水量灌水不足区域所欠缺水量V0的的总和总和的比值。的比值。Eg用于不同种类灌水方法、灌水技术间的比较与评估。用于不同种类灌水方法、灌水技术间的比较与评估。若为裸地，没有种植作物，蒸腾量若为裸地，没有种植作物，蒸腾量V1为零。所以为零。所以Eg0。E Eg g指标与指标与E Ea a、E Es s和和E Ed d等指标间有如下关系等指标间有如下关系式中：式中：为蒸腾因子，就是作物蒸腾量占作物蒸发蒸腾量为蒸腾因子，就是作物蒸腾量占作物蒸发蒸腾量与水分漂移损失水量之和的比值。与水分漂移损失水量

11、之和的比值。由上式可知：由上式可知：若不存在田间灌水不足的欠缺水量区域，即若不存在田间灌水不足的欠缺水量区域，即V00，则，则Es=100；Eg=0,属于裸地情况。属于裸地情况。四、评估灌溉节水技术的经济指标四、评估灌溉节水技术的经济指标1.节水增产率：节水增产率：自然条件和农业技术条件相同的条自然条件和农业技术条件相同的条件下，旱作物采用某种节水灌水技术与传统的灌水件下，旱作物采用某种节水灌水技术与传统的灌水技术相比，平均单位面积产量所增加的百分比，技术相比，平均单位面积产量所增加的百分比，公式：公式：节水增产率表征增产效果和产量水平。节水增产率表征增产效果和产量水平。3.灌水劳动生产率：实

12、施灌溉时每个灌水员一班的灌溉面积或者是每个灌水员灌溉单位面积所需的时间。公式：田间劳动生产率反映田间工程的完善程度。2.田间灌溉效率：输水设备最末一级某次引入的灌溉水量，平均一个昼夜实际灌溉的面积。公式入下：田间灌溉效率反映田间灌水管理工作的质量。5.节水率：不同的灌水方法单位面积灌溉水量的比值：4.田间灌水成本：旱作物采用地面节水灌水技术单位面积 所需要的费用。公式：第二节第二节 地面灌水方法地面灌水方法一、概述一、概述地面灌溉是通过灌溉水在田面上的流动并向土壤中下渗同地面灌溉是通过灌溉水在田面上的流动并向土壤中下渗同时完成的，其灌溉过程描述如下：时完成的，其灌溉过程描述如下：灌溉水由田间渠

13、沟或管道进入田块后，迅速沿田面的：灌溉水由田间渠沟或管道进入田块后，迅速沿田面的纵向推进，在水流推进的前缘形成一个明显的湿润前锋；纵向推进，在水流推进的前缘形成一个明显的湿润前锋；：水流在向前推进的同时向土壤中下渗；：水流在向前推进的同时向土壤中下渗；：当湿润前锋到达田块尾端，或到达田块某一距离，并：当湿润前锋到达田块尾端，或到达田块某一距离，并已达到所要求的灌水量时，停止向田块灌水；已达到所要求的灌水量时，停止向田块灌水；：田面水流继续向田块尾端流动，田面水流深度不断下：田面水流继续向田块尾端流动，田面水流深度不断下降，向土壤内下渗的水量逐渐增加；降，向土壤内下渗的水量逐渐增加；：田块首端水

14、深先下降至零，地表面形成一落干锋面；：田块首端水深先下降至零，地表面形成一落干锋面；：落干锋面随田面水流和土壤入渗向田块尾端移动；：落干锋面随田面水流和土壤入渗向田块尾端移动；：落干锋面与湿润前锋在田块某距离处或尾端相遇；：落干锋面与湿润前锋在田块某距离处或尾端相遇；：当田面完全无水，田间水全部渗入土壤转为土壤水。：当田面完全无水，田间水全部渗入土壤转为土壤水。地面灌溉水流运动特性，通常采用地面灌溉田间试验和理地面灌溉水流运动特性，通常采用地面灌溉田间试验和理论分析两类方法确定论分析两类方法确定：1、地面灌水田间试验：对一定的作物，根据当地条件，、地面灌水田间试验：对一定的作物，根据当地条件，

15、选择代表性的地块，采用小区或大区对比试验方法，进行选择代表性的地块，采用小区或大区对比试验方法，进行实地灌水，探求作物省水、高产、低成本和高效益的地面实地灌水，探求作物省水、高产、低成本和高效益的地面畦、沟、淹灌等地面灌水方法及其最优灌水技术要素。畦、沟、淹灌等地面灌水方法及其最优灌水技术要素。其过程如下：其过程如下：放水前对各个测点（放水前对各个测点（x1、x2、x3）测定土壤含水量；）测定土壤含水量；准确测记向田间开始供水的时间和引入流量；准确测记向田间开始供水的时间和引入流量；测记田面水流到达各测点距离的时间（测记田面水流到达各测点距离的时间（t1、t2、t3）及）及其相应的水流深度；其

16、相应的水流深度；测记水流由各测点消退的时间；测记水流由各测点消退的时间；停水后一定时间测记对应于各个测点的土壤含水量。停水后一定时间测记对应于各个测点的土壤含水量。地面灌溉水流推进过程见图地面灌溉水流推进过程见图23。根据灌水试验资料，从水流进入田间首部开始，把水流推根据灌水试验资料，从水流进入田间首部开始，把水流推进到各测点的推进距离进到各测点的推进距离x1、x2、x3及对应的推进时间及对应的推进时间t1、t2、t 3绘于图绘于图24中，就是其中，就是其推进曲线推进曲线；再把田面停止供；再把田面停止供水后，相应于水流各测点处的水流消退时间绘于图中，就水后，相应于水流各测点处的水流消退时间绘于

17、图中，就可得到可得到消退曲线消退曲线。任意距离处的消退时间减去该处的推进。任意距离处的消退时间减去该处的推进时间，就是这个测点处的土壤时间，就是这个测点处的土壤入渗时间入渗时间，从而可根据入渗，从而可根据入渗公式确定该点处的土壤入渗水量。从图公式确定该点处的土壤入渗水量。从图24可以看出，若可以看出，若水流推进曲线与消退曲线平行，则说明沿田面纵力向各点水流推进曲线与消退曲线平行，则说明沿田面纵力向各点的灌水入渗时间相等，这就标志着该灌水方案的灌水均匀的灌水入渗时间相等，这就标志着该灌水方案的灌水均匀度高，灌水质量好。将土壤入渗水量随时间的变化过程线度高，灌水质量好。将土壤入渗水量随时间的变化过

18、程线(即累积入渗曲线即累积入渗曲线)也绘于图也绘于图24第三象限，可由虚线箭头力第三象限，可由虚线箭头力向得到地面上任意一点的入渗水量数值，并由入渗水量剖向得到地面上任意一点的入渗水量数值，并由入渗水量剖面可以确定入渗水量的均匀度。面可以确定入渗水量的均匀度。2、地面灌溉理论分析、地面灌溉理论分析 地面灌溉水量平衡原理：地面灌溉水量平衡原理：在一定时间内进入田块的水量等于该时间内渗入土壤中的在一定时间内进入田块的水量等于该时间内渗入土壤中的水量与继续沿地面流动的水量之和，即：水量与继续沿地面流动的水量之和，即：式中：式中：q:入田块单位宽度的流量入田块单位宽度的流量(L/s)；t:放水历时放水

19、历时(s)；y:停水时刻田面水流推进长度内任一点的地面水深停水时刻田面水流推进长度内任一点的地面水深(m);x:任意时间的水流推进长度任意时间的水流推进长度(m);z:t时段内任意一点时段内任意一点x处的入渗水层深度处的入渗水层深度(m)；l:关闭首端进水口后停止供水时的水流推进长度关闭首端进水口后停止供水时的水流推进长度(m)。地面水流推进函数和土壤入渗函数的确定：地面水流推进函数和土壤入渗函数的确定：式中：式中：T：水流推进时间；：水流推进时间；a、b：水流推进函数的系数和指数；：水流推进函数的系数和指数；t n：向土壤中入渗的时间；：向土壤中入渗的时间；k和和：为土壤入渗函数的系数和指数

20、。：为土壤入渗函数的系数和指数。上述两个函数中的系数均通过田间试验实测确定。上述两个函数中的系数均通过田间试验实测确定。二、畦灌法：用临时修筑的土埂将灌溉田块分隔成一系二、畦灌法：用临时修筑的土埂将灌溉田块分隔成一系列的长方形田块，灌水时，水从输水垄沟或田间毛渠引列的长方形田块，灌水时，水从输水垄沟或田间毛渠引入畦田后，在畦田田面上形成很薄的水层，沿畦长坡度入畦田后，在畦田田面上形成很薄的水层，沿畦长坡度方向均匀流动，在流动的过程中主要借方向均匀流动，在流动的过程中主要借重力重力和和毛细管作毛细管作用用，以垂直下渗的方式逐渐湿润土壤的地面灌水方法。，以垂直下渗的方式逐渐湿润土壤的地面灌水方法。

21、1、畦田布置、畦田布置主要依据地形条件，并结合考虑耕作方向，应保证畦田沿主要依据地形条件，并结合考虑耕作方向，应保证畦田沿长边方向长边方向有一定的坡度有一定的坡度。根据地形坡度，畦田布置有两种形式：根据地形坡度，畦田布置有两种形式：若地面坡度较平缓，将畦田的长边方向与地面等高线垂若地面坡度较平缓，将畦田的长边方向与地面等高线垂直布置，称直布置，称顺坡畦灌顺坡畦灌；若土地平整较差，地面坡度较大，将畦田的长边方向与若土地平整较差，地面坡度较大，将畦田的长边方向与地面等高线斜交或基本上与等高线平行，称地面等高线斜交或基本上与等高线平行，称横坡畦灌横坡畦灌。2、畦田规格、畦田规格畦田规格主要指畦田的长

22、度、畦田的宽度和畦埂断面。畦田规格主要指畦田的长度、畦田的宽度和畦埂断面。（1）畦宽）畦宽主要取决于畦田的横向坡度、土壤性质和农业技术要求，主要取决于畦田的横向坡度、土壤性质和农业技术要求，以及农业机具的宽度。通常，畦宽多为当地农业机具宽度以及农业机具的宽度。通常，畦宽多为当地农业机具宽度的整倍数确定，一般约的整倍数确定，一般约24m。为灌水均匀，要求畦田无。为灌水均匀，要求畦田无横向坡度，以免水流集中，冲刷畦田表面土壤。横向坡度，以免水流集中，冲刷畦田表面土壤。（2）畦长）畦长根据畦田纵坡、土壤质地及土壤透水性能、土地平整情况根据畦田纵坡、土壤质地及土壤透水性能、土地平整情况和农业技术条件等

23、合理确定。和农业技术条件等合理确定。纵坡坡度大的畦长宜纵坡坡度大的畦长宜长长，纵坡坡度小的畦长可稍，纵坡坡度小的畦长可稍短短；砂质土壤，土壤透水性强，畦长宜短；砂质土壤，土壤透水性强，畦长宜短；粘质土壤，土壤透水性弱，畦长可以稍长。粘质土壤，土壤透水性弱，畦长可以稍长。确定畦长的要求：确定畦长的要求：畦田田面灌水均匀，尽量使湿润土壤均匀，筑畦省工，畦畦田田面灌水均匀，尽量使湿润土壤均匀，筑畦省工，畦埂少占地，便于农业机具工作和田间管理。埂少占地，便于农业机具工作和田间管理。畦长与土壤质地及地面坡度的关系见畦长与土壤质地及地面坡度的关系见表表4-7。(3)畦埂畦埂畦埂断面一般为三角形或梯形，畦埂

24、分为临时性的和固定畦埂断面一般为三角形或梯形，畦埂分为临时性的和固定性的。性的。(4)小畦灌小畦灌主要是指畦田主要是指畦田“三改三改”灌水技术，就是灌水技术，就是“长畦改短畦长畦改短畦，宽，宽畦改窄畦改窄畦，大畦改小畦畦，大畦改小畦”，即将，即将“长、宽、大长、宽、大”改为改为“短、短、窄、小窄、小”的的方田。方田。小畦灌具有如下优点：小畦灌具有如下优点：节约水量，易于实现小定额灌水；节约水量，易于实现小定额灌水；灌水均匀，浇地质量高；灌水均匀，浇地质量高；可防止深层渗漏及灌区地下水位上升，预防土壤沼泽化可防止深层渗漏及灌区地下水位上升，预防土壤沼泽化和土壤盐碱化，提高田间水的有效利用率；和土

25、壤盐碱化，提高田间水的有效利用率；减轻土壤冲刷及养分流失，利于保持土壤结构，保持和减轻土壤冲刷及养分流失，利于保持土壤结构，保持和提高土壤肥力，促进作物生长，增加产量。提高土壤肥力，促进作物生长，增加产量。3、畦灌法灌水技术、畦灌法灌水技术 其要素主要指畦田长度其要素主要指畦田长度l、畦宽、畦宽b、单宽流量、单宽流量q和放水入畦时和放水入畦时间间t。影响这些要素的因素主要有土壤渗透系数、田面纵向。影响这些要素的因素主要有土壤渗透系数、田面纵向坡度、畦田粗糙率与平整程度，以及作物的种植倩况等。坡度、畦田粗糙率与平整程度，以及作物的种植倩况等。为使田间灌水均匀度高，湿润土层基本均匀，畦灌灌水技为使

26、田间灌水均匀度高，湿润土层基本均匀，畦灌灌水技术要素之间应满足如下关系：术要素之间应满足如下关系：(1)渗入到畦田内土壤中的水量达到计划灌水定额时，畦田渗入到畦田内土壤中的水量达到计划灌水定额时，畦田内各处所需要的入渗时间内各处所需要的入渗时间tn满足下式：满足下式：式中：式中：H t为为tn时间渗入到土壤中的水量时间渗入到土壤中的水量,m为计划灌水定为计划灌水定额；额；K 0为第一个单位时间内的平均入渗速度，为第一个单位时间内的平均入渗速度，tn为畦田内为畦田内各处入渗水量达到计划灌水定额所需要的下渗时间；各处入渗水量达到计划灌水定额所需要的下渗时间；为土壤入渗指数。为土壤入渗指数。(2)停

27、止灌水时进入畦田的总灌水量应与全畦长达到灌水定停止灌水时进入畦田的总灌水量应与全畦长达到灌水定额所需要的水量相等，即：额所需要的水量相等，即：式中：式中：Q 为畦首控制的入畦流量为畦首控制的入畦流量(L/s)；t为畦首处供水时间为畦首处供水时间(h)，q为入畦单宽流量为入畦单宽流量L/(s*m)；b为畦宽为畦宽(m)；l为畦长为畦长(m)；m为灌水定额为灌水定额(m)。式中：式中：t1为畦首处滞渗时间；为畦首处滞渗时间；t n为畦田各处入渗水量达到为畦田各处入渗水量达到计划灌水定额所需要的时间。计划灌水定额所需要的时间。由上式即可计算已知畦田规格情况下的入畦单宽流量由上式即可计算已知畦田规格情

28、况下的入畦单宽流量q，或选定入畦单宽流量或选定入畦单宽流量q后，设计畦长后，设计畦长l及畦宽及畦宽b。畦首供水时间：畦首供水时间：(3)使畦田上的薄层水流在畦田各点处的滞留时间相等，这使畦田上的薄层水流在畦田各点处的滞留时间相等，这样才能为保证灌水均匀。实施畦灌时，通常采用改样才能为保证灌水均匀。实施畦灌时，通常采用改水成数水成数法法。即以畦田薄水层水流长度与畦长的比值作为畦首供水。即以畦田薄水层水流长度与畦长的比值作为畦首供水时间的依据，当薄层水流到达畦长的一定距离时停止灌水时间的依据，当薄层水流到达畦长的一定距离时停止灌水并改水灌溉另一块畦田。改水成数根据灌水定额、土壤性并改水灌溉另一块畦

29、田。改水成数根据灌水定额、土壤性质、地面坡度、畦长和单宽流量等条件确走，一般可采用质、地面坡度、畦长和单宽流量等条件确走，一般可采用七成、八成、九成或满流封口改畦措施。七成、八成、九成或满流封口改畦措施。4、块灌法与水平畦灌法、块灌法与水平畦灌法 （1）块灌法：以薄层水流向田间土壤表面输送，主要以）块灌法：以薄层水流向田间土壤表面输送，主要以重力作用湿润土壤的灌溉方法。它与畦灌法的区别如下：重力作用湿润土壤的灌溉方法。它与畦灌法的区别如下：块田与畦田的宽度相差甚大；块田与畦田的宽度相差甚大；土壤表面薄层水流的推进运动方式不同：土壤表面薄层水流的推进运动方式不同：块灌法：水流推进不仅有纵向流动，

30、横向扩散非常明显；块灌法：水流推进不仅有纵向流动，横向扩散非常明显；畦灌法：水流推进主要为纵向流动，横向扩散不明显。畦灌法：水流推进主要为纵向流动，横向扩散不明显。(2)水平畦灌法：是块灌法中田块纵、横向的田面坡度均为水平畦灌法：是块灌法中田块纵、横向的田面坡度均为零的畦田灌水方法。零的畦田灌水方法。主要特点是：主要特点是：畦田地块要求非常平整，整个畦田田面可以看作是水平畦田地块要求非常平整，整个畦田田面可以看作是水平田面，薄层水流在田面的推进过程中，只借助于薄层水流田面，薄层水流在田面的推进过程中，只借助于薄层水流沿畦田流程水深变化所产生的水流压力向前推进；沿畦田流程水深变化所产生的水流压力

31、向前推进；进入水平畦田的总流量很大，能在短时间内迅速布满整进入水平畦田的总流量很大，能在短时间内迅速布满整个畦田地块；个畦田地块；进入水平畦田的薄层水流主要以重力作用、静态方式逐进入水平畦田的薄层水流主要以重力作用、静态方式逐渐渗入到作物根系土壤区内，其水流消退只有垂直消退过渐渗入到作物根系土壤区内，其水流消退只有垂直消退过程，消退曲线为一条水平直线；程，消退曲线为一条水平直线；一般情况下，水平畦田不会产生田面泄水流失或出现畦一般情况下，水平畦田不会产生田面泄水流失或出现畦田首端入渗水量不足或畦田末端发生深层渗漏现象，灌水田首端入渗水量不足或畦田末端发生深层渗漏现象，灌水均匀度高。均匀度高。5

32、、长畦分段短灌法：将一条长畦分、长畦分段短灌法：将一条长畦分成若干个没有横向畦埂的短畦，采成若干个没有横向畦埂的短畦，采用地面纵向输水沟或塑料薄壁软管用地面纵向输水沟或塑料薄壁软管将灌溉水输送入畦田，然后自下而将灌溉水输送入畦田，然后自下而上或者自上而下依次逐段向短畦内上或者自上而下依次逐段向短畦内灌水，直至全部短畦灌完的灌水方灌水，直至全部短畦灌完的灌水方法，称为长畦分段短灌灌水方法。法，称为长畦分段短灌灌水方法。技术要求是：技术要求是：正确确定入畦灌水流量、侧向分段正确确定入畦灌水流量、侧向分段开口的间距开口的间距(即短畦长度与间距即短畦长度与间距)和和分段改水时间或改水成数。分段改水时间

33、或改水成数。三、沟灌法：就是在作物种植行间开挖灌水沟，灌溉水由三、沟灌法：就是在作物种植行间开挖灌水沟，灌溉水由输水沟或毛渠进入灌水沟，在流动过程中主要借土壤毛细输水沟或毛渠进入灌水沟，在流动过程中主要借土壤毛细管作用从沟底和沟壁向周围渗透而湿润土壤的灌水方法。管作用从沟底和沟壁向周围渗透而湿润土壤的灌水方法。沟灌法具有明显的优点：沟灌法具有明显的优点：不会破坏作物根部附近的土不会破坏作物根部附近的土壤结构；壤结构；能防止土壤养分流失；能防止土壤养分流失；灌水沟可起排水沟作用；灌水沟可起排水沟作用；利于土壤保墒；利于土壤保墒；可防止作物倒伏。可防止作物倒伏。缺点：缺点：沟灌法需要开挖灌水沟。沟

34、灌法需要开挖灌水沟。沟灌沟灌法的适用范围：沟灌法的适用范围：宽行距的中耕作物、蔬菜；宽行距的中耕作物、蔬菜；中等透水性的土壤；中等透水性的土壤；地面坡度一般在地面坡度一般在0.0050.02之间。之间。1、灌水沟的规格：主要包括灌水沟的间距、长度和断灌水沟的规格：主要包括灌水沟的间距、长度和断面结构。面结构。(1)灌水沟的间距：相邻的灌水沟之间的距离，其应和沟灌水沟的间距：相邻的灌水沟之间的距离，其应和沟灌的湿润范围相适应，并满足农业耕作和栽培的要求。灌的湿润范围相适应，并满足农业耕作和栽培的要求。沟灌灌水过程中，灌溉水同时受着两种力的作用入渗：沟灌灌水过程中，灌溉水同时受着两种力的作用入渗：

35、重力作用主要使灌溉水垂直下渗；重力作用主要使灌溉水垂直下渗；毛细管力作用使灌溉水向下浸润及四周扩散，甚至向毛细管力作用使灌溉水向下浸润及四周扩散，甚至向上浸润。因此，沿灌水沟断面不仅有纵向下渗湿润土上浸润。因此，沿灌水沟断面不仅有纵向下渗湿润土壤，同时也有横向入渗浸润。其纵、横两个方向的浸润壤，同时也有横向入渗浸润。其纵、横两个方向的浸润范围主要取决于土壤的透水性能与灌水沟中的水深、灌范围主要取决于土壤的透水性能与灌水沟中的水深、灌水沟中水流的时间长短有关。水沟中水流的时间长短有关。a)在轻质土壤上，水流在重力作用下，垂直下渗速度快，在轻质土壤上，水流在重力作用下，垂直下渗速度快，侧渗速度相对

36、较弱，所以土壤湿润范围呈长椭圆形。侧渗速度相对较弱，所以土壤湿润范围呈长椭圆形。b)在重质土壤上，毛细管力的作用较强烈，水流的垂直下在重质土壤上，毛细管力的作用较强烈，水流的垂直下渗与侧渗接近平衡，土壤湿润范围呈扁椭圆形。渗与侧渗接近平衡，土壤湿润范围呈扁椭圆形。选择灌水沟间距的原则：选择灌水沟间距的原则：应保证沟间的浸润范围相互连接。因此，在透水性较强应保证沟间的浸润范围相互连接。因此，在透水性较强的轻质土壤土，其沟距较窄；而透水距较弱的重质土壤的轻质土壤土，其沟距较窄；而透水距较弱的重质土壤上，其沟距应适当加宽。上，其沟距应适当加宽。应保证一定种植面积上作物的植株数目。一般情况下，应保证一

37、定种植面积上作物的植株数目。一般情况下，灌水沟间距应尽可能与作物的行距相一致。灌水沟间距应尽可能与作物的行距相一致。(2)(2)灌水沟的长度：与地面坡度和土壤的透水性有直接关系灌水沟的长度：与地面坡度和土壤的透水性有直接关系坡度较大，透水性较弱时，灌水沟长度可以适当加长；坡度较大，透水性较弱时，灌水沟长度可以适当加长；坡度较小，透水性较强时，灌水沟长度宜短。坡度较小，透水性较强时，灌水沟长度宜短。2、沟灌法灌水技术：技术要求主要是控制和掌握、沟灌法灌水技术：技术要求主要是控制和掌握灌水沟灌水沟长度长度与输入灌水沟的与输入灌水沟的单沟流量单沟流量。封闭沟灌法在灌水停止。封闭沟灌法在灌水停止后，灌

38、水沟中的流动水流，一般有如下两种情况：后，灌水沟中的流动水流，一般有如下两种情况：（1）沟中水流除在灌水期间渗入到土壤中的一部分水量沟中水流除在灌水期间渗入到土壤中的一部分水量外，还在沟中存蓄一部分水量；外，还在沟中存蓄一部分水量；（2）沟中水流在灌水时全部下渗到土壤计划湿润层深度）沟中水流在灌水时全部下渗到土壤计划湿润层深度内，灌水停止后，沟内不存蓄水量。内，灌水停止后，沟内不存蓄水量。对第（对第（1 1）种情况，各技术要素有如下关系：）种情况，各技术要素有如下关系：计划灌水定额应等于在灌水时间计划灌水定额应等于在灌水时间t t内渗入土壤中的水量内渗入土壤中的水量与灌水停止后在沟中存蓄的水量

39、之和：与灌水停止后在沟中存蓄的水量之和：封闭灌水沟的沟长与地面坡度及沟中水深的关系：封闭灌水沟的沟长与地面坡度及沟中水深的关系：当灌水沟的沟长与入沟流量为已知时，其灌水时间与其当灌水沟的沟长与入沟流量为已知时，其灌水时间与其它灌水技术要素间的关系：它灌水技术要素间的关系：对第（对第（2 2）种情况，各技术要素有如下关系：）种情况，各技术要素有如下关系：在灌水时间在灌水时间t t内的入渗水量等于计划的灌水定额内的入渗水量等于计划的灌水定额灌水流量与沟长的关系灌水流量与沟长的关系由上述沟灌灌水技术要素之间的关系可以看出：由上述沟灌灌水技术要素之间的关系可以看出：地面坡度小，土壤透水性强，地面平整较

40、差情况下，应地面坡度小，土壤透水性强，地面平整较差情况下，应使灌水沟长度短，入渗流量大，以保证沿灌水沟湿润土壤使灌水沟长度短，入渗流量大，以保证沿灌水沟湿润土壤均匀，沟首端不发生深层渗漏、沟尾瑞不产生泄水流失。均匀，沟首端不发生深层渗漏、沟尾瑞不产生泄水流失。地面坡度大，土壤透水性弱，土地平整较好时，应使灌地面坡度大，土壤透水性弱，土地平整较好时，应使灌水沟长，入沟流量小，以保证有足够的入渗时间。水沟长，入沟流量小，以保证有足够的入渗时间。为保证沿灌水沟长度各点湿润土壤均匀，必须控制各为保证沿灌水沟长度各点湿润土壤均匀，必须控制各点处的土壤入渗时间大致相等，也就是应严格控制灌水时点处的土壤入渗

41、时间大致相等，也就是应严格控制灌水时间。在沟灌生产实践中，灌水时间的控制方法与畦灌法相间。在沟灌生产实践中，灌水时间的控制方法与畦灌法相同，即采用及时封沟改水的改水成数法。同，即采用及时封沟改水的改水成数法。3 3、涌流灌溉法：是把灌溉水断续性地按一定时间间隔向、涌流灌溉法：是把灌溉水断续性地按一定时间间隔向灌水沟供水，又称波涌灌溉或间歇灌溉。灌水沟供水，又称波涌灌溉或间歇灌溉。与传统的地面沟灌的区别：与传统的地面沟灌的区别：向灌水沟断续供水，不是一次就推进到灌水沟末端；向灌水沟断续供水，不是一次就推进到灌水沟末端；水在第一次输入灌水沟达一定距离后，暂停供水，过一水在第一次输入灌水沟达一定距离

42、后，暂停供水，过一定时间后，再供水，如此分几次反复地向灌水沟供水。定时间后，再供水，如此分几次反复地向灌水沟供水。灌水效果与节水效益主要与土壤质地、地面耕作状况、灌灌水效果与节水效益主要与土壤质地、地面耕作状况、灌前土壤结构、灌水次数有关。与同条件下的地面沟连续灌前土壤结构、灌水次数有关。与同条件下的地面沟连续灌溉相比，涌流灌溉具有节水、有效利用率高、田面水流推溉相比，涌流灌溉具有节水、有效利用率高、田面水流推进速度快、灌水均匀度高、工效高的特点。进速度快、灌水均匀度高、工效高的特点。涌流沟灌灌水技术要素主要指：涌流沟灌灌水技术要素主要指：单沟或单宽放水流量；单沟或单宽放水流量；周期放水时间；

43、周期放水时间；灌水周期数；灌水周期数；周期放水时间与停水时间之和称为周期放水时间与停水时间之和称为周期时间周期时间；放水时间与；放水时间与周期时间之比称为周期时间之比称为循环率循环率；完成涌流沟、畦灌灌水全过程；完成涌流沟、畦灌灌水全过程所需要的放水和停水过程的次数称为所需要的放水和停水过程的次数称为周期数周期数。涌流灌溉法的田间灌水方式主要有以下涌流灌溉法的田间灌水方式主要有以下3种：种：定时段定时段变流程法：在灌水的全过程中，每个灌水周变流程法：在灌水的全过程中，每个灌水周期的放水流量和放水时间一定，而每个灌水周期的水流推期的放水流量和放水时间一定，而每个灌水周期的水流推进长度则不相同。进

44、长度则不相同。应用范围：灌水沟长度小于应用范围：灌水沟长度小于400 m的情况。的情况。优点：需要的自动控制装置比较简单、操作方便。优点：需要的自动控制装置比较简单、操作方便。(2)定流程定流程变时段法：每个灌水周期的水流新增推进长度变时段法：每个灌水周期的水流新增推进长度和放水流量相同，而每个灌水周期的放水时间不相等。和放水流量相同，而每个灌水周期的放水时间不相等。优点：灌水效果好。优点：灌水效果好。缺点：不易控制、劳动强度大，灌水设备也比较复杂。缺点：不易控制、劳动强度大，灌水设备也比较复杂。(3)增量法：在第一个灌水周期内增大流量，使水流快速推增量法：在第一个灌水周期内增大流量，使水流快

45、速推进到灌水沟总长度的进到灌水沟总长度的3/4的位置处停止供水，然后在随后的位置处停止供水，然后在随后的几个灌水周期中，再按定时段的几个灌水周期中，再按定时段变流程法或定流程变流程法或定流程变变时段法，以较小的流量来满足计划灌水定额的要求。时段法，以较小的流量来满足计划灌水定额的要求。4、细流沟灌技术：用短管或从输水沟上开一小口引水。、细流沟灌技术：用短管或从输水沟上开一小口引水。在灌水过程中，细小的水流在灌水沟内边流动边下渗，直在灌水过程中，细小的水流在灌水沟内边流动边下渗，直到全部灌溉水量均下渗入土壤计划湿润层内为止，一般放到全部灌溉水量均下渗入土壤计划湿润层内为止，一般放水停止后在沟内不

46、会形成积水，属于在灌水沟内不存蓄水水停止后在沟内不会形成积水，属于在灌水沟内不存蓄水的封闭沟类型。的封闭沟类型。细流沟灌的优点是：细流沟灌的优点是：细小水流主要借毛细管作用浸润土壤，所以对保持土壤细小水流主要借毛细管作用浸润土壤，所以对保持土壤结构有利；结构有利；可减少地面蒸发量；可减少地面蒸发量；可使土壤表层温度比存蓄水的封闭沟灌提高可使土壤表层温度比存蓄水的封闭沟灌提高2左右；左右；湿润土层均匀，而且深度大，保墒时间长。湿润土层均匀，而且深度大，保墒时间长。5 5、地膜覆盖节水灌溉技术：用塑料薄膜覆盖种植作物的、地膜覆盖节水灌溉技术：用塑料薄膜覆盖种植作物的技术。目前与地膜覆盖栽培技术相配

47、合的节水方法主要有技术。目前与地膜覆盖栽培技术相配合的节水方法主要有膜畦灌和膜沟灌两类。膜畦灌和膜沟灌两类。（1 1）膜畦灌：是将塑料薄膜平铺在畦面上，作物种在塑）膜畦灌：是将塑料薄膜平铺在畦面上，作物种在塑膜下畦面内，灌水时将水引入畦田后，水在膜上流，经由膜下畦面内，灌水时将水引入畦田后，水在膜上流，经由放苗孔或人工打的补水孔和胶缝渗入土中。放苗孔或人工打的补水孔和胶缝渗入土中。（2 2）膜沟灌：是将土地整成沟垅相间的田块，在沟底和）膜沟灌：是将土地整成沟垅相间的田块，在沟底和沟坡甚至一部分垅背上平铺塑料薄膜，作物种在沟坡或垅沟坡甚至一部分垅背上平铺塑料薄膜，作物种在沟坡或垅背上，水流通过沟

48、中地膜上专门打的补水孔渗入土壤内，背上，水流通过沟中地膜上专门打的补水孔渗入土壤内，以土壤毛细管作用浸润作物根区土壤，有时也可通过种在以土壤毛细管作用浸润作物根区土壤，有时也可通过种在沟坡上的作物放苗孔湿润土壤。沟坡上的作物放苗孔湿润土壤。膜畦灌、膜沟灌的优点：膜畦灌、膜沟灌的优点：田面蒸发和深层渗漏减少，不冲刷畦、沟，田面不板结，田面蒸发和深层渗漏减少，不冲刷畦、沟，田面不板结，地面糙率降，保温保墒、提高田间灌水均匀度及田间灌溉地面糙率降，保温保墒、提高田间灌水均匀度及田间灌溉水有效利用率。水有效利用率。地膜覆盖节水灌溉技术的特点：地膜覆盖节水灌溉技术的特点：1.1.节水效果较好（地膜保水、

49、集水，减少深层节水效果较好（地膜保水、集水，减少深层渗漏）；渗漏）；2.2.灌水质量较高，主要表现在灌水均匀度提高灌水质量较高，主要表现在灌水均匀度提高和对土壤破坏强度小；和对土壤破坏强度小；3.3.改善作物生态环境（水、肥、气、热）。改善作物生态环境（水、肥、气、热）。6、淹、淹灌法：灌法：是先使灌溉水饱和土壤，然后在土壤表面是先使灌溉水饱和土壤，然后在土壤表面建立并维持一定深度水层的地面灌水力法。建立并维持一定深度水层的地面灌水力法。应用范围：仅适用于水田，比如水稻作物、水生蔬菜以应用范围：仅适用于水田，比如水稻作物、水生蔬菜以及盐碱地的冲洗改良等。及盐碱地的冲洗改良等。淹灌格田布置原则：

50、淹灌格田布置原则：尽量整齐，最好呈矩形或近似矩形；尽量整齐，最好呈矩形或近似矩形；田面必须平整；田面必须平整；格田长边一般应大致与地面等高线平行布置，短边顺格田长边一般应大致与地面等高线平行布置，短边顺地面坡度布置为宜；地面坡度布置为宜；每个格田应有独立的进水口和排水口，由毛渠或农渠每个格田应有独立的进水口和排水口，由毛渠或农渠供水，并将废泄水直接排入毛沟或农沟；供水，并将废泄水直接排入毛沟或农沟；格田灌排不宜串灌、串排，以提高灌水质量。格田灌排不宜串灌、串排，以提高灌水质量。格田内设置水尺或采用自动给水栓和泄水门，以自动格田内设置水尺或采用自动给水栓和泄水门，以自动控制格田中的水层深度。控制