节水灌溉工程

6.节水灌溉内涵
在充分利用降水和土壤水的基础上，高效利用灌溉用水，最大限度地满足作物需水，以获取农业生产的最佳经济效益、社会效益和生态效益，即用尽可能少的水投入，取得尽可能多的农作物产量的一种灌溉模式。
7.节水灌溉
依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措施总称。
优点
（1）灌水后土壤保持疏松状态，不破坏土壤结构。
（2）地表土壤湿度低，可减少地面蒸发。
（3）占地少，便于作业。
（4）灌水量少，灌水效率高。
（5）能减少杂草生长和植物病虫害。
（6）流量小、压力低，可减少动能消耗，节约能源。
缺点
（1）表土湿润差，不利于种子萌发和幼苗生长。
（2）投资高，施工复杂，管理维修困难。
优点：干管流量小，克服续灌的缺点。
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。
2.简述输配水管网的布置形式及特点。
节水灌溉工程复习题
卷一
绪论
1.简述我国灌溉带的分带。
（1）常年灌溉带：多年平均降雨量少于400mm。包括西北内陆区和黄河中上游部分地区。
（2）不稳定灌溉带：多年平均降雨量大于400mm小于1000mm。包括黄淮海地区和东北地区。
（3）水稻灌溉带：多年平均降雨大于1000mm。主要是长江中下游、珠闽江地区及西南部分地区。
第一章农田灌溉原理
1.影响作物需水量的因素有哪些？
（1）气象条件：气温、大气湿度、风速、日照时间、辐射强度。
（2）作物条件：作物品种、叶面积指数（单位土地面积上的叶片面积）、生育阶段，作物状况受到气象和土壤条件的限制。如当土壤水分较少时，作物生长受到抑制，叶面积指数较小，同时气孔开度减小，蒸腾和蒸发量减少。
混合状管网：是由树枝状管网和பைடு நூலகம்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。
3.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）。
4.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。
（3）易于堵塞，不易检查和维修。
（4）限制根系的发展。
（5）成本高。
（6）盐分积累。
6.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
1.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。
（3）土壤因素：土壤含水量、土壤质地、地下水埋深等。
（4）农业技术措施。
2.简述作物需水量与作物耗水量的异同？
作物需水量：生长在大面积上的无病虫害作物，土壤水分和肥力适宜时，在给定的生长环境中能取得高产潜力的条件下为满足植株蒸腾、棵间蒸发、组成植株体所需要的水量。
作物耗水量：就某一地区而言，指具体条件下作物获得一定产量时实际所消耗的水量。
优点：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。
缺点：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。
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。
2.与传统灌溉相比节水灌溉技术的优点有哪些？
（1）节约用水，提高水利用效率。
（2）增加作物产量，提高农作物品质。
（3）节省劳力。
（4）对土壤地形的适应性强。
3.调节农田水分状况的水利措施有（灌溉措施）和（排水措施）。
4.改变和调节地区水情采用的工程措施有（蓄水保水措施）和（调水排水措施）。
5.我国水资源短缺的主要类型有：（工程型缺水）、（污染型缺水）、（设施型缺水）和（资源型缺水）。
5.什么叫平均喷灌强度？
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）。
6.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。
7.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。
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。
第二章喷灌工程技术
1.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）。
2.喷头的喷洒方式有（固定式）和（旋转式）。
3.喷头的组合方式有（正方形）、（三角形）和（扇形）。
4.简述喷灌的优缺点。
优点：
（1）省水：输水过程和灌溉过程，节约20-30%。
（2）增产：适时适量，不破坏土壤结构，改善田间小气候。
8.土壤水分常数
（1）吸湿系数：土壤吸湿水达最大数量时称为吸湿系数。
（2）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。
（3）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。
（4）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。
5.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。
7.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。
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？
气象条件、土壤特性、作物性状及农业耕作措施。
13.什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。
14.什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。
15.什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。
16.什么叫作物系数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。
就是喷灌面积上水量分布的均匀程度。喷洒均匀系数Cu
水滴打击强度：水滴的直径、雾化指标（H/d）。
8.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。
9.布置喷灌管道系统应主要考虑哪些因素？如何进行设计？
需水量是一个理论值，又称为潜在蒸散量（或潜在腾发量），而耗水量是一个实际值，又称实际蒸散量。需水量与耗水量的单位一样，常以m3亩-1或mm水层表示。
3.田间需水量组成有（作物需水量）和（改善田间条件需水量）。
4.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）。
5.简述作物需水量的计算方法？
（1）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。
（2）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。
（3）易产生深层渗漏。
5.简述微灌的优缺点。
优点：
（1）适应性强。
（2）省水。
（3）省工省地。
（4）增产。
（5）工作压力低、节能。
（6）灌水均匀。
（7）可用微咸水灌溉。
缺点：
（1）不具有防干热风、调节田间小气候的作用。
（2）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。
17.什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。
18.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。
19.什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。
6.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。