农田水利学第三章-20灌水方法

畦田规格
灌水流量及时间的控制
畦田规格（ 畦田规格（Border Layout） ）
畦长 地面坡度 土壤透水性 入畦流量 农业机具 一般畦长30-100m，畦宽2-4m ，畦宽 一般畦长 畦宽
灌水流量和时间
灌水流量 田面坡度、土壤入渗特性、 田面坡度、土壤入渗特性、畦田规格
3.6qt = ml
畦田单宽流量 灌水时间 一般单宽流量控制在3-6L/s/m 一般单宽流量控制在 灌水定额 灌水时间 畦长 衰减指数
在作物行间开挖灌水沟，灌水时水沿灌水沟流动，借 在作物行间开挖灌水沟，灌水时水沿灌水沟流动， 重力和毛管力作用湿润土壤。 重力和毛管力作用湿润土壤。
沟灌的特点
沟灌与畦灌所不同的是除了在重力作用下沿沟 长方向移动外， 长方向移动外，沿沟宽方向由于毛管作用还存 在横向移动 因此，在两个方向上都要注意灌水均匀，不要 因此，在两个方向上都要注意灌水均匀， 发生深层渗漏 较为省水的一种地面灌水方法
三、波涌灌（Surge Flow Irrigation） 波涌灌（ ）
Water is repeatedly cycled from one group of furrows to another group and then back. Reduce water infiltration rate More uniform distribution of water
These circles in Nebraska are due to a revolutionary development in farming called center-pivot irrigation. Center-pivot irrigation has made it possible to farm land that otherwise could not be farmed, but has also dramatically increased the pressure on aquifers
畦田
• Border irrigation is used on level Land. Types Of Crops • Orchards • Vineyards • Hay • Pasture • Cereal Grains
技术要求
畦田入渗要均匀 避免产生地表弃水和深层渗漏 避免冲刷
技术要素
b0 = b + ϕh
p =b 2 h 1 30.6qt+=γmal+ ϕ
2
b0 h b
ϕ
• Water runs down the furrows between plants • Most Widely Used Methods For Crops Efficient In Water Utilization, But High Labor Cost
主要的地面灌水方法
一、畦灌（Border Irrigation） 畦灌（ ） 二、沟灌（Furrow Irrigation） 沟灌（ ） 三、波涌灌（Surge Irrigation） 波涌灌（ ） 四、淹灌（Basin Irrigation，Flood 淹灌（ ， Irrigation， Ponding Irrigation） ， ）
灌水流量和时间
mal = (b0 h + p 0 K t t )l = (b0 h + p 0 K 0 t
灌水定额 灌水沟间距 灌水沟长度
1−α
)l
均蓄水深度 灌水沟平均水面宽灌水时间内灌水沟的 平均有效湿周
ma − b h t=( ) 灌水沟内平 平均入渗强度 p0 K 0
1 0 灌水时间内的1−α
1978年美国犹他州立大学首先提出 年美国犹他州立大学首先提出 1986年开始大面积使用 年开始大面积使用 1987年我国开始理论研究 年我国开始理论研究 1996年开始研制波涌阀装置 年开始研制波涌阀装置 目前仍未大面积推广 优点： 优点： 1）省水，比传统沟灌节水30%左右 ）省水，比传统沟灌节水 左右 2）均匀，比传统方法提高10-15% ）均匀，比传统方法提高 3）省时，灌水时间缩短30%以上 ）省时，灌水时间缩短 以上 4）省力，实现了地面灌溉自动化 ）省力，
（b）间歇淹水模式 ）
晒田
间歇淹水
落干
80 60 40 20 0.85饱和含水率 0 饱和含水率 0.75饱和含水率 饱和含水率 插 秧 浅水层 返 青 湿润 分蘖前期
（a）浅湿晒模式 ）
晒田 分蘖 后期 拔节孕穗
浅水层 抽穗开花
湿润 乳 熟
落干 黄 熟
水稻灌水技术的进步
四、漫灌（Wild Flood） 漫灌（ ）
K1 1−α m = Ht = t = K 0t 1−α 1−α
t第一个单位时间末 =( m ) K0 的土壤入渗强度
1 1−α
灌水时间内 渗入土壤的水深
通常通过试验确定
第一个单位时间内 的土壤平均入渗强度
灌水流量与时间的控制
人工开口 闸门 管道阀门 虹吸管
二、沟灌（Furrow Irrigation） 沟灌（ ）
运行管理方便 工程占地少 劳动强度低
灌 地 度 地 地
2. 半固定式喷灌系统
干管固定， 干管固定，支管及喷头可移动 干管上有许多给水栓，可供连接支管 干管上有许多给水栓， 支管灌好一个地方后， 支管灌好一个地方后，移至另一个给水栓
人工移动式 机械移动式 绞盘式 滚移式
2. 半固定式喷灌系统
绞盘式喷灌机组
Different wetting patterns in furrows, depending on the soil type
SAND
LOAM
CLAY
沟的规格（ 沟的规格（Furrow Layout） ）
沟长（ 沟长（Furrow Length） ） 沟的间距（ 沟的间距（Furrow Spacing） ） 地面坡度 土壤透水性 入沟流量 作物间距
A center pivot rig. Each set of wheels is independently driven. Linkages between wheels turn the motors on and off and keep the overall rig straight. In Wisconsin a center-pivot rig means the difference between a poor crop and a good one. In the High Plains it means the difference between farming and not farming.
波涌灌原理
传统沟灌是一次将水从沟首推进到沟尾 波涌灌则是采取间断的方式， 波涌灌则是采取间断的方式，经过几个放水和 停水的周期， 停水的周期，逐步由沟首推进到沟尾
波涌灌原理
致密层
由于灌水是间歇的， 由于灌水是间歇的，前一个周期灌水长度范围内的田 存在着湿润与停水落干的交替过程， 面，存在着湿润与停水落干的交替过程，从而改变了 致密层， 土壤表层的性状，形成一个致密层 土壤表层的性状，形成一个致密层，使这一段土壤的 入渗能力和糙率下降，因而，下一个周期灌水时， 入渗能力和糙率下降，因而，下一个周期灌水时，这 一段土壤的入渗减少，水流速度加快。 一段土壤的入渗减少，水流速度加快。
第三章 灌水方法 （Irrigation Methods） ）
灌水方法的评价标准、 第一节 灌水方法评价标准、分类及适用条件 第二节 地面灌溉 第三节 喷灌 第四节 滴灌 第五节 微喷灌 第六节 渗灌
灌水方法的评价标准、 第一节 灌水方法的评价标准、分类及适用条件
√
灌水方法及其分类 灌水方法的评价标准 灌水方法的适用条件
以渠道为水源或每隔一定的距 离设置工作池作为水源
3. 小机组定喷式喷灌系统 优 点
投资省 移动方便
缺 点
移动频繁 渠路占地多 喷灌质量难保证
小
喷灌
4. 时针式喷灌系统
水源和水泵位于喷灌地块中心， 水源和水泵位于喷灌地块中心，支管支承在可自 动行走的小车或支承架上； 动行走的小车或支承架上； 工作时支管象时针一样围绕中心点旋转
PE软管 软管 卷盘车
喷头车 PE软管 软管
2. 半固定式喷灌系统 优 点 缺 点
移动 作 式喷灌机 ，劳动 作 力高，喷灌 力高， 投资省、 投资省、设备利用率高 机械移动操作容易，可完全自动化 机械移动操作容易，
3. 小机组定喷式喷灌系统
将水泵、动力、竖管和喷头装配在 将水泵、动力、 一个整体移动的喷灌机上； 一个整体移动的喷灌机上； 喷灌机放在手推车上， 喷灌机放在手推车上，或与 拖拉机、手扶拖拉机等配套； 拖拉机、手扶拖拉机等配套；
4. 时针式喷灌系统 优 点 缺 点
机械化、 机械化、自动 化程度高 受风影响小 喷灌 匀度高 度高
喷灌面积为圆形 地角喷不上水
5. 平移式喷灌系统
支管支承在可以自动行走的小车上，小车沿直线行走； 支管支承在可以自动行走的小车上，小车沿直线行走； 支管通过软管接在干管给水栓上，行走一定距离后改 支管通过软管接在干管给水栓上， 由下一个给水栓供水
一、畦灌 （Border Irrigation） ）
输水垄沟
毛渠
用田埂将农田分成一系列小畦。灌水时， 用田埂将农田分成一系列小畦。灌水时，将 水引入畦田后，在畦田上形成薄水层， 畦埂 水引入畦田后，在畦田上形成薄水层，沿畦 长方向流动，主要借重力作用湿润土壤。 长方向流动，主要借重力作用湿润土壤。
水稻节水灌溉的几种典型模式
水层深度（ 水层深度（mm） ） 80 60 40 20 0.85饱和含水率 0 饱和含水率 0.75饱和含水率 饱和含水率 浅水层 无水层 落干 雨后水深极限