南方水稻灌区节水减排理论与技术(崔远来等 著)思维导图
节水灌溉概论与技术
节水灌溉概论与技术讲稿主讲刘增进第一章节水灌溉概论第一节节水灌溉的内涵及研究内容一、定义节水灌溉是根据作物需水规律及当地供水条件，为了有效地利用降水和灌溉水获取农业的最佳经济效益、社会效益和生态环境效益而采取的多种灌溉措施，如喷灌、滴灌、膜上灌等。
节水灌溉在我国多用，特别是水利部门。
“高效用水”，国外多用，我国农业部门也用，其意义有所差异。
应该说明的是，节水灌溉或高效用水都是一个相对的概念，不同的农业发展阶段，不同的技术水平，不同的农业生产水平，其含义是随之而变的(如喷灌耗能、不节水问题)，不同国家、不同的地区有不同的节水标准。
二、从水源到形成作物实物产量经过的环节三个环节：工程节水水源（输配）→田间(灌溉净水量)农艺节水田间（入渗、蒸发渗漏）→土壤计划湿润层(土壤水) 管理节水土壤（蒸腾蒸发）→作物实物产量(生理需水) 农艺节水：节水抗旱品种，保墒技术(桔杆、地膜覆盖)，节水栽培耕作技术，化控节水(保水剂)、农业结构调整。
三、节水灌溉的研究内容1、节水灌溉工程技术2、节水灌溉理论及灌溉利度水分生产函数需水规律植物水分生理水分胁迫SPAC 充分或非充分灌制度节水机理3、节水灌溉的管理问题预报、优化配水、环境评价、经济评价，节水灌溉管理模式(农民参与管理模式)4、高新灌溉技术新方法，新技术，规划设计、施工管理5、大型灌区改造问题第二节节水灌溉的主要技术措施水资源合理开发利用技术措施、节水灌溉工程措施、节水灌溉农艺措施、节水灌溉的管理措施一、水资源合理开发利用技术措施1、水资源优化分配技术2、多种水源联合运用技术地下水、地上水、土壤水联合调度3、雨水汇集利用技术集流场(设计、集流面材料)、水窖，人工降雨4、地下水利用技术(开采、补给、打井，旧井改造、提高泵装置效率)5、劣质水资源化劣质水：生活污水，工业废水、微咸水、灌溉回归水、海水淡化。
污水资源化及污灌技术还处于试验研究阶段(1)污水处理(2)水质监测(3)污水灌溉技术(4)污灌环境影响评价体系(立法) (5)技术的推广应用。
《水灌溉概论》PPT课件
农业用水量=5548*0.65 =3606亿m3
农业实际用水量=3606 *0.45=1623亿m3
提高农业灌溉用水 利用率后：
农业用水量=1623/0. 7=2318亿m3
节约水量=3606-2318 =1287亿m3
案例：海河流域水资源评价
• 1998年为丰水年
• 流域总供水量（不含污水）432亿ｍ3。其中， 地下水供水量265亿ｍ3，占总供水量的61％； 当地地表水供水量112亿ｍ3，只占26％；引 黄河水51亿ｍ3，占12％；微咸水、海水利 用量4.0亿ｍ3，占１％。若包括用于农业灌 溉的25.7亿ｍ3污水在内，则总供水量为457. 7亿ｍ3。
水源到形成作物产量经历过程：
（1）通过渠道或管道将水从水源输送至田间
工程技术条件
渠系水利用系数
和管理条件
（2）田间的水均匀分配转化为土壤水
田间水利用系数
（3）作物吸收、利用土壤水
农作物吸收和消 耗水分的过程
（4）作物自身生理过程，形成经济产量
渠系水利用系数：从灌区的末级固定渠道供给田间的毛水量之和与同一时期“渠首”引进 水量（不含非灌溉用水量）之比。
• 1956～1998年海河流域多年平均水资源总 量为372亿ｍ3
3 3 • 1998年，全流域总用水量（不含污水）432.1亿ｍ 。其中，城镇生活用水26.1亿m ，占总用 3 3 水量6％；工业用水70.5亿ｍ ，占16％；城市河湖环境用水1.4亿ｍ ，占0.3％；农村生活21. 3 3 3 5亿ｍ ，占5％；农业灌溉293.2亿ｍ ，占69％，林牧渔业用水19.4亿ｍ ，占4％。
截至2000年底，全国节水灌溉面积达到2.46 亿亩，约占全国有效灌溉面积的30%。
但与国民经济及社会发展的要求相比，节水 灌溉的发展速度、规模和技术水平还处于低 水平发展阶段。
《节水灌溉工程》课件——第二章 节水灌溉理论基础
• （3）作物种类：不同作物需水量不同。叶大、生长快、根 系发达的作物需水量大。水稻、麻类、豆类需水量大；麦 类、玉米、棉花需水量中等；高粱、谷子、甘薯需水量较 小。
• （4）农业技术措施：中耕松土、覆盖等农业技术措施可减 小作物需水量。
• 伤流(bleeding)从植物茎的基部把茎切断，由于根压作用， 切口不久即流出液滴，这种现象称为伤流。
• 利用伤流可测出根压。
三、作物对水的吸收
• 2）根系吸水的动力——根压和蒸腾拉力
• 吐水:没有受伤的植物如处于土壤水分充足、天气潮湿的环 境中，叶片尖端或边缘也有液体外泌的现象，称为吐水。
• 根压是一种主动吸水，根压吸水对幼小植株、早春未吐芽 的树木的水分运转起到一定作用。
三、作物对水的吸收
• 蒸腾拉力：由于蒸 腾作用产生的一系 列水势梯度使导管 中水分上升的力量。
• 蒸腾拉力是由枝叶 形成的力量传到根 部而引起的被动吸 水
• 蒸腾拉力是蒸腾旺 盛季节植物吸水的 主要动力
三、作物对水的吸收
• 3）影响根系吸水的主要因素
1、土壤水分 2、土壤通气状况 3、土壤温度 4、土壤溶液浓度
三、作物对水的吸收
• 2）根系吸水的动力——根压和蒸腾拉力
• 根压：植物根系的生理活动使液流从根部上升的压力，
称为根压。 • 根压把根部的水分压到地上部，土壤中的水分便不断补充
到根部。
• 大多数植物的根压为 0.05-0.5 MPa。 • 根压的典型证明是伤流和吐水
三、作物对水的吸收
• 2）根系吸水的动力——根压和蒸腾拉力
即认为作物需水量就等于植株蒸腾量和棵间蒸发量之和， 即所谓的“蒸发蒸腾量”
第二章节水灌溉基础理论总结ppt课件
（3）确定作物表面净辐射Rn
Rn Rns Rn1
n、N为实际日照
时数与最大可能日
照时数，N
24
s
Rs-太阳短波辐射
Rns 0.77 Rs
Rs
(as
bs
n N
) Ra
式中：as、bs为短波辐射比例系数，我国一些地方的as、bs值，可以从
表2-4中查的，如无实际的太阳辐射数据，可取as =0.25， bs=0.50。
修正后作物实际需水量公式： Kc Kcbks kw
Kc作物系数的修正
Kc Kcbks kw
式中： Kcb—基本作物系数，指土壤表面干燥、长势良好且供水充分时 作物需水量与ET0的比值； Ks—水分胁迫系数； Kw—反映降雨或灌水后湿土蒸发增加对作物系数影响的系数
（1）基本作物系数
• 介绍FAO推荐伦鲍斯和普鲁伊提出，并经豪威尔 等人修正的估算方法。
RHmin 100
eo (Tmin) 2
RHmax 100
其中：RHmax、RHmin为最大、最小相对湿度，%。
缺乏资料RHmax、RHmin， 而只有平均相对湿度的资
ea
RH min [ eo (Tmax) eo (Tmin) ]
100
2
料
。
（2）湿度计γ确定
0.665 103 P
P 101.3( 293 0.0065Z )5.26 293
（3）确定作物表面净辐射Rn
Rnl-净长波辐射
Rni
0.4903(Tm4ax,k
T4 m in,k
2
)(0.34 0.14
ea
)(1.35
Rs Rs0
节水灌溉作物水分生理学基础培训课件
节水灌溉作物水分生理学基础培训课件I/产而7植物生命活动大致为物质代谢，能量转换和信息传递三个方面,物质代谢中有水分代谢、矿物质代谢和有机物（糖类、蛋白质、脂肪、核酸）代谢。
代谢（metabolism）是维持各种生命活动（生长过程）过程中化学变化（包括物质合成，转移和分解）的总称。
在以三个活动中，水都有参与，没有水，便没有生命，水分代谢是植物生理学的一个重要组成部分。
植物的一生中，要从自然界中吸收光、热、能量，吸收水分和矿物质和有机质养分和空气，把环境中简单的无机物直接合成为复杂的有机物，世界上就有了绿色生命，植物是地球上最重要的自养生物。
作物就其广义的概念来讲，它包括对人类有利用价值，为人类所栽培的各种植物，例如各种农作物、疏菜、果树、绿肥、牧草等。
就其狭义的概念来讲，所谓作物，主要是指农作物粮食、棉油、麻、糖、烟等而言，北方又常称之谓“庄稼”。
世界上栽培的农作物中最主要的有90多种。
在我国常见的有50多种。
目前栽培的农作物，大都起源于自然野生植物。
原始的野生植物，长期被人工栽培利用过程中，不断地经人工培育（人工选择）和自然选择所逐渐演化为今日丰富多彩的适宜于各地的栽培品种。
从这一意义上来说，保护生物的多样性，就是保护人类自己。
第一节植物对水分的需求一、植物细胞1、结构：（1）细胞壁，（2）细胞膜，（3）细胞质，（4）液泡，（5）细胞核，（6）胞间连丝。
2、细胞分裂：由一个分裂成两个细胞，核分成两个后细胞质分成两份，中央壁膜形成。
3、植物体的组织与器官。
二、植物的含水量1、不同植物的含水量有很大的不同水生植物90%,旱作植物60~70%（占鲜重的百分比）2、同一种植物生长在不同环境中，含水量也有差异凡是生长在阴暗、潮湿环境中的植物，它们的含水量比生长在向阳、干燥环境中的要高一些。
3、同一植株中，不同器官和不同组织的含水量的差异也很大，例如，根尖，嫩梢，幼苗和绿叶的含水量为60-90%,树干为40~50%,风干种子为10~14%,由此可见，凡是生命活动较旺盛的部分，水分含量都较多。
节水灌溉技术总结PPT课件
如图；这种形式的喷灌系统使用灵活，
但管理劳动强度大，路渠占地多。
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（3）半固定式喷灌系统
半固定式喷灌系统的动力、水泵和干管是固定的， 在干管上装有许多给水栓，支管和喷头是移动的。
支管在一个位置上与给水栓连接进行喷洒，喷洒 完毕，可移动至下一个位置与下一个给水栓连接。 这样的喷灌系统比固定式喷灌系统设备利用率高， 投资也较省，操作起来比移动式喷灌系统劳动强度 低些，生产率也高些。因此，很多国家的喷灌系统 多为半固定式喷灌系统。
• 建立健全节水管理组织和节水技术推
广服务体系，完善节水管理规章制度， 把节水管理责任落实到每项工程，每个 干部职工，每个农民。
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三、我国节水灌溉存在的问题与研究的重点
节水灌溉存在的问题有 ：
1、节水虽得到高度重视，但行业之间协调不 利，缺乏根本思路。
2、节水虽有一定科学积累，但未形成整体优势。
利用专门的杠杆或小发动机，使支管滚移至下一个 位置继续喷灌。
它适用于矮杆作物及较平的地块。
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b.端拖式喷灌系统
端拖式喷灌系统， 其支管布置在田块中间， 支管上装有小轮或滑撬，在一个位置喷好后，由 拖拉机或绞车纵向牵引越过干管到一个新的位置，
如图所示。
支管可以式软管，也可以是有柔性接头的刚
为用水紧张国家。（少于1000m³为缺水国家，
少于500m³为严重缺水国家）。
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1、我国水资源基本现状 我国水资源空间分布很不均匀，北方水资源
贫乏，南方水资源相对丰富，南北相差悬殊。
长江及其以南地区流域面积占全国总面积 36.5%，却拥有占全国80.9%的水资源总量；
节水灌溉理论与技术PPT课件
我国节水灌溉有以下五大类：
地面灌溉
喷灌
渗灌
滴灌
微喷灌
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滴灌
一、滴灌
滴灌：是利用低压管道 系统把灌溉水输送到作 物根区通过滴头均匀、 缓慢、准确地滴到作物 根区土层中，使周围土 壤经常保持在适宜作物 生长的最优分状态。
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优点：省水、省地、省工、、 保持水土适宜性强、工作压力 低、流量小控制水量准确。
滴灌
缺点：需要较多的设备和投资， 滴头易堵塞、对水质要求更严， 还可能引起盐分集聚和影响作物 根系发育低。
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滴灌
滴管系统的组成 典型的滴灌系统由水源、首部枢纽、输水和配水管网及
滴水器四大部分组成。 滴灌系统的管道，一般分干管、支管和毛管三级，布置
是要求干支毛三级管道互相垂直，毛管平行于等高线并 沿支管两侧对称布置，以防滴头出水不均匀。
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滴灌的类型
• 固定式地面滴灌 • 半固定式地面滴灌 • 膜下滴灌 • 地下滴灌
滴灌
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滴灌系统的主要设备
（一）滴头：滴灌系统的心脏。一般要 求滴头流量低，流速均匀而稳定，受外 界因素（温度、压力等）影响小，结构 简单，不易堵塞，便于装卸；造价低， 坚固耐用。
滴灌
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滴头分类：①按照水力学原理 及结构形式可将常用的低头分 为：微管式滴头、孔口是滴头、 涡流式滴头、压力补偿式滴头。
滴灌 涡流滴头
压力补偿式滴头
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孔口式滴头
滴头的选择与布置
• 滴头的选用原则 1）流量符合设计要求，组合后能满足作物的需要又不产生深层渗漏与径流。 2）工作可靠、不易堵塞，一般要求出流孔口大，出流流速大。 3）性能规格整齐划一，制造误差要小，至多不超过10%。 4）结构简单，价格便宜。
节水灌溉新技术PPT课件
(2) 喷灌灌水方法
喷灌，是利用一套专门的设备将灌溉水加压或
利用地形高差自压，并通过管道系统输送压力水 至喷头，喷射到空中分散成细小的水滴，象天然 降雨一样降落到地面，随后主要借毛细管力和重 力作用渗入土壤灌溉作物的灌水方法。
(3) 微灌灌水方法
微灌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末级管道上的 特殊灌水器，使水和溶于水中的化肥以较小的流量均匀而 又经常地、缓慢地湿润作物根系区附近的土壤表面或地表 下土壤。微灌法主要借毛细管作用，湿润根系区附近局部 范围的土体，所以又称局部
7.喷灌的优缺点
喷灌法具有省水、 增产、省工、省地、 保土保肥、适应性强 和便于机械化灌水等 优点。喷灌也有缺点， 如需要一定量的压力 管道和动力机械设备； 能源消耗量大；初期投资大，运行维修费高，技术性强，需有 较高的管理水平。此外， 喷 灌受风的影响大，在风速大于3级 时，不宜畦埂。畦埂断面一般为三角形或梯形，畦 埂高约0．2 ～ 0．25m，底宽0.4m左右，多泥 沙引用挥水灌溉的地区应适当加大。畦埂是临 时性的，应与整地、播种相结合，最好采用筑 埂器修筑。
即“三改”灌水技术， 也就是“长畦改短畦，宽畦改 窄畦，大畦改小畦”以及采用 水平畦灌法、波涌灌法、或 长畦分段短灌法等改进的灌 水技术，如右图所示。在 实验的基础上，可进一步引 导计算机应用基础较好的同 学，来进行计算机模拟再现 的研究。
节水灌溉新技术
节水灌溉新技术
一、节水灌溉原理 二、节水灌溉新技术 三、灌区渠系水量调配 四、计算机信息技术应用
一、节水灌溉原理
1.我国水资源状况
我国是一个农业大国,又是一个水资源不足、时空分布极不 均衡，旱涝灾害频繁的国家。据水利部近10年来水资源公报统 计,我国年均水资源总量为27783亿m3, 居世界第六位；但人均 水量仅为世界人均水量的1/4,单位耕地平均水量约为世界平均水 量的3/4,均低于世界平均水平。