非充分灌溉原理復(fù)習(xí)提綱

1、非充分灌溉原理復(fù)習(xí)提綱1非充分灌溉的科學(xué)基礎(chǔ)名詞解釋1 節(jié)水灌溉：2 非充分灌溉：3 充分灌溉：4 作物水分脅迫指標(biāo)：5 田間持水率：6 灌溉與排水：是一門研究農(nóng)田水分狀況和地區(qū)水情變化規(guī)律及其調(diào)節(jié)措施的科學(xué)。 7 “灌溉與排水（irrigation and Drainage）”：是世界上對本課程的一般命名，我國習(xí)慣稱為“農(nóng)田水利學(xué)”，原蘇聯(lián)稱為“水利土壤改良”。8吸濕水：9薄膜水：10吸濕系數(shù)：11凋萎系數(shù)：植物開始發(fā)生永久凋萎時(shí)的土壤含水率，也稱凋萎含水率或萎蔫點(diǎn)。簡答1非充分灌溉原理的研究內(nèi)容。P42節(jié)水灌溉可以分為那兩大類？分別是什么？p23水分虧缺包括什么？p5 以及非充分灌溉了理論

2、依據(jù)。P5-64非充分灌溉的進(jìn)展。P7-85我國在非充分灌溉的應(yīng)用與推廣尚存在的兩個(gè)主要不足？p106與充分灌溉相比，非充分灌溉的優(yōu)勢？2土壤-植物-大氣連續(xù)體中水分傳輸名詞解釋1 SPAC（1966年P(guān)hilip提出）：2 Gardner（1960）提出單根吸水的微觀模型，微觀法以及宏觀法：3土壤水分運(yùn)動(dòng)的兩種途徑：毛管理論、水勢理論。水勢理論則是根據(jù)在土壤水勢基礎(chǔ)上推導(dǎo)出的擴(kuò)散方程，研究土壤的水分運(yùn)動(dòng)。這種方法理論嚴(yán)謹(jǐn)，適用于各種邊界條件，因而具有廣闊的應(yīng)有前景。4農(nóng)田水分：指農(nóng)田中的地表水、土壤水和地下水。地表水：地表積水。 土壤水：包氣帶中的水分。 4地下水：飽水帶中的水分（可自由流動(dòng)

3、的水體）。與作物生長最密切的是土壤水。簡答1解釋“午睡”現(xiàn)象。P162SPAC中的水流阻力分布規(guī)律。P14-153SPAC中水流通量的變化規(guī)律。P18-204區(qū)別土壤水分虧缺和土壤水分脅迫。5形成水分虧缺的原因。 6簡述作物根系吸水模型（典型人物以及方程）。P21-247植物根系戲水的動(dòng)態(tài)模型。P258簡述作物蒸發(fā)蒸騰量，以及彭曼公式。P28-399了解作物系數(shù)K的確定。P363 缺水對作物的影響與水分虧缺的評價(jià)指標(biāo)名詞解釋1逆境：2土壤水分脅迫：3作物水分脅迫：4光合（p49）：5氣孔調(diào)節(jié)：6滲透調(diào)節(jié)：7植物的耐旱（p57）：8葉溫：9溫度脅迫法（p66）：簡答1作物水分虧缺的基本概念，及其

4、包括的內(nèi)容。P44-462形成水分虧缺的原因：p46 （筆記中有示例圖）3作物水分虧缺對植物生理過程的影響。P48-524作物水分虧缺對干物質(zhì)積累和產(chǎn)量的影響。P52-545作物對水分虧缺的適應(yīng)。P55-576水分虧缺對植物的某些益處。P57-587作物水分虧缺的評價(jià)指標(biāo)。P58-658評價(jià)作物水分狀況的葉溫指標(biāo)。P65-694作物-水模型名詞解釋1作物-水模型（p77）：2邊際效益遞減規(guī)律（p72）：3水分生產(chǎn)函數(shù)（p72）：4騰發(fā)量（p78）：5乘法模型（p85）：6作物-鹽分反應(yīng)模型（p94）：7確認(rèn)（p95）：8MCRW的建模（p98）：9作物缺水的滯后效應(yīng)（p107）：10三因子投入

5、式（p71）：11騰發(fā)比（p78）：12產(chǎn)量反應(yīng)系數(shù)（p80）：簡答1常見的作物-水模型。P702生產(chǎn)函數(shù)的基本概念。P70-713簡述單因子生產(chǎn)函數(shù)。P724簡述多因子生產(chǎn)函數(shù)。P745作物-水模型建模的基本假設(shè)。P776D-K模型又稱什么，以及對此模型的說明內(nèi)容和應(yīng)用的改進(jìn)？p79-827簡述階段缺水的乘法模型和加法模型和區(qū)別。P85-938確認(rèn)的三步法、基礎(chǔ)工作以及準(zhǔn)則。P95-979了解作物-水模型的建模流程。P9810敏感指數(shù)的模擬方法。P10411與作物水模型建模有關(guān)的問題。p1105非充分灌溉最優(yōu)水管理名詞解釋1水管理多目標(biāo)管理優(yōu)化（p113）：2經(jīng)濟(jì)灌溉定額（p119）：3最優(yōu)

6、灌溉面積（p123）：4優(yōu)化灌溉制度、確定型動(dòng)態(tài)規(guī)劃（p127）：5靜態(tài)用水計(jì)劃和動(dòng)態(tài)用水計(jì)劃（p144）：6目標(biāo)規(guī)劃（p148）：簡答1簡述非充分灌溉最優(yōu)水管理。P1132存貯理論概念及研究內(nèi)容。P1143經(jīng)濟(jì)灌溉定額目標(biāo)優(yōu)化準(zhǔn)則以及線性模型。P1194經(jīng)濟(jì)灌溉定額的確定是非充分灌溉最優(yōu)水管理的基礎(chǔ)。P1225隨機(jī)型動(dòng)態(tài)規(guī)劃的優(yōu)化灌溉制度應(yīng)用。P1356動(dòng)態(tài)用水計(jì)劃編制與執(zhí)行。P1446非充分灌溉實(shí)驗(yàn)?zāi)匮芯棵~解釋1常態(tài)性灌溉試驗(yàn)和劣汰性灌溉試驗(yàn)（p156）：2吸濕系數(shù)、萎蔫系數(shù)和田間持水量（p162）：簡答1全生育期如何劃分。P156-1572實(shí)驗(yàn)成果分析的主要內(nèi)容。P1623概述不同處理

7、的實(shí)驗(yàn)觀測項(xiàng)目。P161-162補(bǔ)充材料：（一）中國水資源的主要特點(diǎn) 總量并不豐富，人均占有量更低。中國水資源總量居世界第六位，人均占有量為2240立方米，約為世界人均的1/4，在世界銀行連續(xù)統(tǒng)計(jì)的153個(gè)國家中居第88位。 地區(qū)分布不均，水土資源不相匹配。長江流域及其以南地區(qū)國土面積只占全國的36.5%，其水資源量占全國的81%；淮河流域及其以北地區(qū)的國土面積占全國的63.5%，其水資源量僅占全國水資源總量的19%。 年內(nèi)年際分配不勻，旱澇災(zāi)害頻繁。大部分地區(qū)年內(nèi)連續(xù)四個(gè)月降水量占全年的70%以上，連續(xù)豐水或連續(xù)枯水年較為常見。 （二）我國灌溉與排水發(fā)展概況 夏商時(shí)期，黃河流域就出現(xiàn)了“溝洫

8、”，即兼作灌溉排水的渠道。 公元前六世紀(jì)，楚國人民興建了芍陂，利用洼地建筑了長約100里的水庫。 公元前四世紀(jì)，魏國西門豹治鄴時(shí)，創(chuàng)建了引障十二渠。 公元前三世紀(jì)，李冰在四川興建了我國古代最大的灌溉工程都江堰。 隋、唐、宋時(shí)期，中國農(nóng)田水利進(jìn)入鞏固發(fā)展時(shí)期。太湖下游興建圩田、水網(wǎng)，黃河中下游地區(qū)大面積放於；同時(shí)水利法規(guī)漸趨完備，唐有水部式，宋有農(nóng)田水利約束等。 元、明、清時(shí)期，農(nóng)田水利進(jìn)一步發(fā)展，明天啟年間，農(nóng)政全書問世，書中記載了我國農(nóng)田水利史；泰西水法為我國介紹西方水利技術(shù)的最早述著。 19世紀(jì)末，西方灌溉與排水技術(shù)在中國開始應(yīng)用，20世紀(jì)30年代，陜西省建成涇惠、渭惠、梅惠等大型自流灌區(qū)

9、。 （三）新中國農(nóng)田水利建設(shè)成就 建國后我國開展了大規(guī)模的水利建設(shè)，興建了大量的水利基礎(chǔ)設(shè)施。據(jù)2003年末統(tǒng)計(jì)，全國水庫從解放初的20多座增加到85153座，全部水庫總庫容 5658億立方米。 累計(jì)加固新修堤防27.87萬公里，全部堤防保護(hù)耕地面積 65813萬畝，初步形成了七大江河的防洪工程體系。 全國供水能力從1000多億立方米增加到5800多億立方米，其中城市供水量達(dá)到470億立方米，供水普及率為96.8%。 萬畝以上灌區(qū)處數(shù) 5729處，萬畝以上灌區(qū)有效灌溉面積 37866萬畝。農(nóng)田有效灌溉面積從2.4億畝發(fā)展到83851萬畝，節(jié)水灌溉面積 29164萬畝，基本形成全國農(nóng)田灌溉總體格

10、局。 水土流失治理面積 89.71萬平方公里。 課外閱讀：毛澤東時(shí)代共和國水利建設(shè)成就 （四）存在問題 1、防洪能力低，洪澇災(zāi)害嚴(yán)重。我國是世界上洪澇災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一，全國70%的固定資產(chǎn)、44%的人口、1/3的耕地、數(shù)百座城市，以及大量的重要基礎(chǔ)設(shè)施和工礦企業(yè)都位于大江大河的中下游地區(qū)，受洪水威脅嚴(yán)重?，F(xiàn)有防洪工程體系仍然較為薄弱，江河防洪標(biāo)準(zhǔn)仍然偏低。攔蓄洪工程建設(shè)不足，且有40%的水庫帶病運(yùn)行，非工程措施體系不健全，蓄滯洪區(qū)安全建設(shè)嚴(yán)重滯后，缺乏靈活運(yùn)用的基本條件，啟用困難。 2、干旱缺水嚴(yán)重，水資源供需矛盾尖銳。我國降雨時(shí)空分布不均，人均占有水資源量少，水資源分布與耕地、人口、經(jīng)濟(jì)

11、布局不相匹配，北方地區(qū)干旱缺水嚴(yán)重。由于投入不足、管理粗放等原因，供水工程建設(shè)嚴(yán)重滯后，部分地區(qū)水資源浪費(fèi)與水污染嚴(yán)重，水供需矛盾不斷加劇。目前，全國每年缺水量達(dá)400億立方米。90年代以來，平均每年因旱受災(zāi)的耕地面積達(dá)3.7億畝，年均減產(chǎn)糧食200多億公斤。2000年，我國發(fā)生大面積干旱，全國累計(jì)受旱耕地面積達(dá)6億畝，糧食減產(chǎn)約450億公斤。灌溉工程管理工作也比較薄弱，重建輕管的問題尚未從根本上扭轉(zhuǎn)，管理粗放。部分工程配套不齊全，有些工程老化失修嚴(yán)重，灌溉效益衰減。 3、水土流失嚴(yán)重，水環(huán)境不斷惡化。全國水土流失面積367萬平方公里，約占國土面積的38%。水土流失導(dǎo)致江河湖庫淤積嚴(yán)重，土地貧

12、瘠，生態(tài)環(huán)境惡化，工程效益衰減，加劇了洪澇干旱和風(fēng)沙災(zāi)害。根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測統(tǒng)計(jì)，全國廢污水年排放量達(dá)600多億噸，其中近80%未經(jīng)處理直接排入江河湖庫水域。水污染加劇了水資源的緊缺；全國地下水超采嚴(yán)重，已形成了部分區(qū)域性地下水位下降漏斗，導(dǎo)致部分地區(qū)地面沉降、海水入侵。1、研究農(nóng)田水分狀況及其調(diào)節(jié)措施 農(nóng)田水分過多或過少都會(huì)影響作物的正常生長，調(diào)節(jié)農(nóng)田水分狀況的措施是灌溉與排水。 （1）研究農(nóng)田水分、鹽分運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及與作物生長的關(guān)系；（2）研究不同地區(qū)灌溉工程形式及其規(guī)劃設(shè)計(jì)方法；（3）研究灌溉與排水工程的管理方法。2、研究地區(qū)水情及其調(diào)節(jié)措施地區(qū)水情是指地區(qū)水資源的數(shù)量、分布情況及其動(dòng)態(tài)。調(diào)節(jié)

13、地區(qū)水情的措施有：（1）蓄水保水措施：（2）地區(qū)間調(diào)水、排水措施，一、土壤水（一）土壤水分形態(tài)土壤水又可分為吸著水、毛管水和重力水等幾種水分形態(tài)。1吸著水（1）吸濕水分子力、緊緊束縛在土粒表面、不能移動(dòng)、分子狀態(tài)水吸濕水達(dá)到最大時(shí)的土壤含水率稱為吸濕系數(shù)。（2）膜狀水分子力、束縛在土粒表面、可沿表面移動(dòng)但不能脫離土粒表面、液態(tài)水膜膜狀水達(dá)到最大時(shí)的土壤含水率稱為最大分子持水率。2毛管水對于單個(gè)土粒,只能依靠分子力吸附水分, 但對于由許多土粒集合而成的土壤,其連續(xù)不斷的孔隙相當(dāng)于毛細(xì)管, 因此還存在一種毛管力,依靠毛管力保持在土壤中的水分稱為毛管水。按水份供給情況不同，分懸著毛管水和上升毛管水。

14、（1）懸著毛管水灌溉或降雨后，在毛管力作用下保持在上部土層中的水分。土壤儲存水的主要形式。懸著毛管水達(dá)到最大時(shí)的土壤含水率稱為田間持水率。（2）上升毛管水在地下水位以上附近土層中，由于毛細(xì)管作用所保持的水分。上升毛管水達(dá)到根系，則可被作物吸收利用，但地下水位不允許上升到根系，以防漬害。鹽堿地區(qū)應(yīng)嚴(yán)格控制地下水位，發(fā)防發(fā)生次生鹽堿化。3重力水土壤中超過田間持水率的那部分水為重力水。重力水以深層滲漏的形式進(jìn)入更下的土層，或地下水。旱地應(yīng)避免深層滲漏，以防止水的浪費(fèi)和肥料的流失。水田保持適宜的深層滲漏是有益的，會(huì)增加根部氧分，有利于根系發(fā)育。一、作物田間水分的消耗 (三種途徑：葉面蒸騰、棵間蒸發(fā)和深

15、層滲漏) 葉面蒸騰：作物植株內(nèi)水分通過葉面氣孔散發(fā)到大氣中的現(xiàn)象； 棵間蒸發(fā)：植株間土壤或水面（水稻田）的水分蒸發(fā)； 深層滲漏：土壤水分超過了田間持水率而向根系以下土層產(chǎn)生滲漏的現(xiàn)象。 解釋：棵間蒸發(fā)能增加地面附近空氣的濕度，對作物生長環(huán)境有利，但大部分是無益的消耗，因此在缺水地區(qū)或干旱季節(jié)應(yīng)盡量采取措施，減少棵間蒸發(fā)（如滴灌、水田不建立水層）和地面覆蓋等措施。深層滲漏對旱田是無益的，會(huì)浪費(fèi)水源，流失養(yǎng)分，地下水含鹽較多的地區(qū)，易形成次生鹽堿化。但對水稻來說，適當(dāng)?shù)纳顚訚B漏是有益的，可增加根部氧分，消除有毒物質(zhì)，促進(jìn)根系生長，常熟、沙河、漣水等灌溉試驗(yàn)站結(jié)果都表明：有滲漏的水稻產(chǎn)量比無滲漏的水

16、稻產(chǎn)量高3.9% 26.5%。 葉面蒸滕量棵間蒸發(fā)量騰發(fā)量作物田間需水量 水田：田間需水量滲漏量田間耗水量 由于水田不同土壤滲漏量大小差別很大，為了使不同土質(zhì)田塊水稻需水具有可比性，因此水稻的田間需水量不包括滲漏量，如計(jì)入滲漏量，則稱為田間耗水量。 二、作物需水規(guī)律 （一）影響作物需水量的因素 、氣象條件 主要因素，氣溫高、日照時(shí)間長、空氣濕度低、風(fēng)速大、氣壓低等使需水量增加； 、土壤條件 含水量大，砂性大，則需水量大（棵間蒸發(fā)大） 、作物條件 水稻需水量較大，麥類、棉花需水量中等，高粱、薯類需水量較少； 、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施 地面覆蓋、采用滴灌、水稻控灌等能減少作物需水量。 （二）作物需水特性 、

17、中間多，兩頭少；開花結(jié)實(shí)期需水量最大 、存在需水臨界期 需水臨界期：在作物全生育期中，對缺水最敏感，影響產(chǎn)量最大的時(shí)期。 幾種作物的需水臨界期： 水稻 孕穗至開花期 棉花 開花至幼鈴形成期 小麥 撥節(jié)至灌漿期 了解作物需水臨界期的意義： 、合理安排作物布局，使用水不至過分集中； 、在干旱情況下，優(yōu)先灌溉正處需水臨界期的作物。 三、經(jīng)驗(yàn)公式法確定作物田間需水量 （一）全生育期作物田間需水量的確定 、值法（蒸發(fā)皿法） 前面已講過，氣溫、日照、濕度、風(fēng)速、氣壓等氣象因素是影響作物需水量的最重要的因素，而水面蒸發(fā)正是上述各種氣象因素綜合作用結(jié)果，因此作物的田間需水量與水面蒸發(fā)量之間存在一定程度的相關(guān)關(guān)

18、系。因此我們可以用水面蒸發(fā)量作為參數(shù)來估計(jì)作物田間需水量。 、值法（產(chǎn)量法） 實(shí)踐表明作物的產(chǎn)量與田間需水量之間存在一定的相關(guān)關(guān)系，在一定范圍內(nèi)隨作物產(chǎn)量的提高而提高。因此可以用產(chǎn)量作為參數(shù)來估計(jì)作物的田間需水量。 四、彭曼法計(jì)算作物需水量 英國科學(xué)家彭曼于1949年首次提出，又于1963年簡化了他的公式。聯(lián)合國糧農(nóng)組織推薦采用彭曼法計(jì)算作物需水量。彭曼法的特點(diǎn)是：理論基礎(chǔ)可靠，計(jì)算精度較高；但計(jì)算較復(fù)雜，所需基礎(chǔ)數(shù)數(shù)較多。計(jì)算時(shí)分兩步。 （一）計(jì)算出潛在需水量（參考作物需水量） 潛在需水量指：參考作物（如苜蓿mu xu、牧草)在供水充足條件下的需水量。 （二）計(jì)算實(shí)際作物的需水量 2 作物灌

19、溉制度 天然降雨可滿足作物的部分需水要求，但降水不強(qiáng)能完全滿足作物的需水要求。在干旱和半干旱地區(qū)更是如此，因此為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，必須進(jìn)行灌溉。要灌溉就牽涉到什么時(shí)候灌、灌多少等問題。本節(jié)討論的作物灌溉制度就是解決上述問題。 一、概述 1什么是灌溉制度 灌溉制度：為了保證作物適時(shí)播種（或栽秧）和正常生長，通過灌溉向田間補(bǔ)充水量的灌溉方案。 灌溉制度的內(nèi)容：灌水定額、灌水時(shí)間、灌水次數(shù)和灌溉定額。 灌水定額：一次灌水在單位面積上的灌水量。 單位：水田可用mm，旱田用m3/畝。 換算：1mm= 0.667m3/畝 灌溉定額：生育期各次灌水的灌水定額之和。 總灌溉定額：播前灌水定額（或泡田定額）+

20、 灌溉定額 2為什么要制定灌溉制度 （1）為灌溉工程規(guī)劃設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 （2）為灌區(qū)用水管理提供依據(jù)。 3制定灌溉制度的方法 （1）總結(jié)群眾豐產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)； （2）進(jìn)行灌溉試驗(yàn)； （3）按水量平衡原理進(jìn)行計(jì)算。 在生產(chǎn)實(shí)踐中，常把上述三種方法結(jié)合起來使用。具體做法是：根據(jù)設(shè)計(jì)年份的氣象資料和作物的需水要求，參照群眾豐產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和灌溉試驗(yàn)資料，根據(jù)水量平衡原理擬定作物灌溉制度。 二、水稻的灌溉制度 水稻種植一般采取育秧移栽的方法。育秧的田塊叫秧田。移栽的田塊叫本田或大田。秧田育秧時(shí)間短，田塊面積小，灌水量較少，因此下面主要討論的是大田的灌溉制度。 秧田的灌溉：先灌淺水，水深1020mm，苗高3cm后，增加

21、水深至2040mm，苗高10cm后，排水落干，促進(jìn)根系生長，拔秧前為便于拔秧，再深水浸泡。 本田插秧前需要泡田整田，便于插秧，并為秧苗返青創(chuàng)造條件。所以本田分為泡田期和插秧后的生育期。泡田期灌水定額稱為泡田定額。 （一）泡田定額 （二）生育期灌溉制度 1水田水量平衡方程 某時(shí)段水量耗損：蒸發(fā)E、滲漏S、排水C 水量補(bǔ)給：降雨P(guān)、灌溉M 2計(jì)算灌溉制度 計(jì)算原理見下圖： 3、計(jì)算方法 （1）列表逐日計(jì)算 （2）編寫電算程序，利用計(jì)算機(jī)計(jì)算 三、旱作物的灌溉制度 （一）播前灌水定額 播前灌水的作用：保證種子發(fā)芽出苗；儲水。 計(jì)算公式： 式中 H-計(jì)劃濕潤層深，即計(jì)劃到調(diào)節(jié)與控制土壤水分的土層深度，

22、播前灌水時(shí)H=0.30.4m； A-孔隙率； max、o-分別為灌水上限含水率和初始含水率（以水的體積占孔隙體積的百分?jǐn)?shù)表示）。 （二）生育期內(nèi)灌溉制度 1水量平衡方程 研究對象：計(jì)劃濕潤層土壤含水量 平衡方程：W1+P+WT+K+M-E-S-C=W2 2計(jì)算灌溉制度的原理 （1）計(jì)算各時(shí)段灌水上下限及田間持水量 （2）推算灌溉制度 計(jì)算方法 （1）列表或圖解逐旬計(jì)算 （2）編寫電算程序，利用計(jì)算機(jī)計(jì)算 3列表法計(jì)算步驟 （1）收集基本資料； （2）計(jì)算生育期計(jì)劃濕潤層內(nèi)含水量； （3）計(jì)算各次降雨的入滲雨量及時(shí)段入滲雨量； （4）計(jì)算因計(jì)劃濕潤層增加而增加的含水量WT； （5）計(jì)算各時(shí)段地下

23、水補(bǔ)給量； （6）計(jì)算各時(shí)段田間需水量； （7）逐日計(jì)算灌溉制度； （8）校核各生育階段及全生育期的計(jì)算結(jié)果。第一章 節(jié)水灌溉概論第一節(jié) 節(jié)水灌溉的內(nèi)涵及研究內(nèi)容 一、定義 節(jié)水灌溉是根據(jù)作物需水規(guī)律及當(dāng)?shù)毓┧畻l件，為了有效地利用降水和灌溉水獲取農(nóng)業(yè)的最佳經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)環(huán)境效益而采取的多種灌溉措施，如噴灌、滴灌、膜上灌等。節(jié)水灌溉在我國多用，特別是水利部門?！案咝в盟?，國外多用，我國農(nóng)業(yè)部門也用，其意義有所差異。 應(yīng)該說明的是，節(jié)水灌溉或高效用水都是一個(gè)相對的概念，不同的農(nóng)業(yè)發(fā)展階段，不同的技術(shù)水平，不同的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，其含義是隨之而變的(如噴灌耗能、不節(jié)水問題)，不同國家、不同的

24、地區(qū)有不同的節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)。 二、從水源到形成作物實(shí)物產(chǎn)量經(jīng)過的環(huán)節(jié) 三個(gè)環(huán)節(jié)： 工程節(jié)水 水源（輸配） 田間 (灌溉凈水量) 農(nóng)藝節(jié)水 田間（入滲、蒸發(fā)滲漏） 土壤計(jì)劃濕潤層(土壤水) 管理節(jié)水 土壤（蒸騰蒸發(fā)） 作物實(shí)物產(chǎn)量(生理需水) 農(nóng)藝節(jié)水：節(jié)水抗旱品種，保墑技術(shù)(桔桿、地膜覆蓋)，節(jié)水栽培耕作技術(shù)，化控節(jié)水(保水劑)、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。 三、節(jié)水灌溉的研究內(nèi)容 1、節(jié)水灌溉工程技術(shù) 2、節(jié)水灌溉理論及灌溉利度 水分生產(chǎn)函數(shù) 需水規(guī)律 植物水分生理 水分脅迫 SPAC 充分或非充分灌制度 節(jié)水機(jī)理 3、節(jié)水灌溉的管理問題 預(yù)報(bào)、優(yōu)化配水、環(huán)境評價(jià)、經(jīng)濟(jì)評價(jià)，節(jié)水灌溉管理模式(農(nóng)民參與管理模式)

25、 4、高新灌溉技術(shù) 新方法，新技術(shù)，規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工管理 5、大型灌區(qū)改造問題 第二節(jié) 節(jié)水灌溉的主要技術(shù)措施水資源合理開發(fā)利用技術(shù)措施 、節(jié)水灌溉工程措施、節(jié)水灌溉農(nóng)藝措施、節(jié)水灌溉的管理措施一、水資源合理開發(fā)利用技術(shù)措施 1、水資源優(yōu)化分配技術(shù) 2、多種水源聯(lián)合運(yùn)用技術(shù) 地下水、地上水、土壤水聯(lián)合調(diào)度 3、雨水匯集利用技術(shù) 集流場(設(shè)計(jì)、集流面材料)、水窖，人工降雨 4、地下水利用技術(shù)(開采、補(bǔ)給、打井，舊井改造、提高泵裝置效率) 5、劣質(zhì)水資源化 劣質(zhì)水：生活污水，工業(yè)廢水、微咸水、灌溉回歸水、海水淡化。 污水資源化及污灌技術(shù)還處于試驗(yàn)研究階段(1)污水處理(2)水質(zhì)監(jiān)測(3)污水灌溉技術(shù)

26、(4)污灌環(huán)境影響評價(jià)體系(立法) (5)技術(shù)的推廣應(yīng)用。 二、節(jié)水灌溉工程措施 1、渠道防滲技術(shù) 砼護(hù)面、漿砌塊石襯砌、塑料膜、水泥土、三合土。 2、低壓管道輸水技術(shù) 硬管： 鋼管 鋁管 塑料 砼 軟管：尼龍 小白龍 3、噴灌技術(shù) 經(jīng)濟(jì)問題， 管道標(biāo)準(zhǔn)化， 高質(zhì)量的噴灌設(shè)備，大型噴灌機(jī)研制。 4、微灌技術(shù) 包括小管出流技術(shù) 5、覆膜灌溉 膜上灌和膜下滴灌 6、地下灌溉技術(shù) 地下水抬高，地下滴灌，地下滲灌。 7、坐水種(點(diǎn)水灌) 人工、坐水種單體播種機(jī)，坐水種灌溉機(jī)。 8、溝畦改造技術(shù)(改進(jìn)的地面灌) 改進(jìn)的溝畦灌，水平畦灌，波涌灌。 9、調(diào)虧灌溉 施加一定的干旱鍛煉 10、作物交替分根灌/作

27、物交替分層灌 11、非充分灌溉 理論基礎(chǔ)生產(chǎn)函數(shù) 12、精細(xì)灌溉 全球定位系統(tǒng) 遙感遙測系統(tǒng) 地理信息系統(tǒng)。 三、農(nóng)藝節(jié)水措施 1、耕作保墑技術(shù) 深耕松土 鎮(zhèn)壓 耙 耱 中耕除草 免耕少耕 2、覆蓋保墑技術(shù) 地膜覆蓋 秸桿覆蓋 沙石覆蓋 3、水肥耦合技術(shù) 以肥調(diào)水 以水調(diào)肥 4、節(jié)水作物品篩選技術(shù) 高效種植制度 抗旱節(jié)水、高產(chǎn)品種 5、化控節(jié)水 保水劑 復(fù)合包衣劑 黃腐酸 多功能抑蒸抗旱劑 ABT生根粉。 四、節(jié)水管理措施 1、節(jié)水灌溉制度 充分/非充分灌溉制度及其它 2、土壤墑情監(jiān)測與灌溉預(yù)報(bào)技術(shù) 張力計(jì) 中子儀 電阻法 水分濕度儀 實(shí)時(shí)適量灌水 3、灌區(qū)配水技術(shù) 優(yōu)化渠/管道工作制度 編制

28、灌區(qū)水量優(yōu)化調(diào)度方案 4、灌區(qū)量水技術(shù) 水位、流量、水質(zhì)、數(shù)字化 5、現(xiàn)代化灌溉管理技術(shù) 五、水稻節(jié)水灌溉技術(shù)措施 1、水稻旱育稀植技術(shù) 2、水稻控制灌溉 插秧返青后不建立田面水層，上限，飽合含水率，下限6070%飽和含水率，近于田間持水率。 3、“淺濕曬”交替間斷灌水技術(shù) (1) 薄露灌溉M=20mm薄水層，后自然落干露出田面，露田程度和歷時(shí)，由水稻不同生育期需水規(guī)律確定，如早稻前期26天(返分拔) 中期22d(孕抽) 后期24d(乳黃) (2) 薄淺濕曬灌水技術(shù)：（廣西）薄水插秧、淺水返青，分蘗前期濕潤，分蘗后期曬田，拔節(jié)孕穗期回灌薄水，抽穗開花期保持薄水，乳期濕潤，黃熟期濕潤落干。 4、

29、水稻間歇灌 薄水層濕潤短暫落干 交替進(jìn)行第三節(jié) 發(fā)展節(jié)水灌溉的意義一、全球水資源概況二、我國水資源概況(基本情況，我國是一個(gè)水資源相對缺乏的國家，總量大 人均/畝均不足) 1、來水 降水6.2億m2，河川徑流2.7億m3，地下水0.83m3，重復(fù)計(jì)算0.73m3，可通過水循環(huán)更新的地表水和地下水的多年平均水資源總量為2.8億m3，排名六，人均(1997人口計(jì)算)2220m3 2030年 人口16億，人均1760m3 排名109位。 2、需水量(工業(yè)，農(nóng)業(yè))低方案 農(nóng)業(yè)用水量2030年(30005000億m3（糧食產(chǎn)量7000億kg，7億畝灌溉面積）) 工業(yè)用水或城鎮(zhèn)生活用水2800億m3 合計(jì)

30、7800億m3 3、可供水量 2030年6990億m3 枯水年缺水800億m3,考慮南水北調(diào)450億m3，缺350億 4、節(jié)水灌溉潛力：水利用系數(shù)（0.46） 提高10%20%，節(jié)水400800億m3 5、水資源分區(qū)(基本情況，時(shí)空分配不均，南方水多，北方水少，就北方而言，年際間豐枯變化較大，年內(nèi)70%降雨集中在7、8、9三個(gè)月，與土地分布不匹配，（黑河彭沖）60%的人口占有40%的土地。 黃淮海平原土地面積13.4%，耕地39%，人口占35%，GDP32%，水資源7.7%，基本情況是，工程設(shè)施有限，老化失修，管理不善，供水能力不足。 （1）多水區(qū)：P1600mm，東部沿海，華南沿海，云南西部

31、，西藏的東南部，臺灣中部。三、國情四、農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀五、糧食安全問題六、節(jié)水灌溉與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化 第四節(jié)我國節(jié)水灌溉的新進(jìn)展一、節(jié)水灌溉的發(fā)展歷程二、節(jié)水灌溉的目標(biāo)三、節(jié)水灌溉的新進(jìn)展作物水分生產(chǎn)函數(shù)的基本概念 一、作物生產(chǎn)函數(shù) 1、定義：以投入與產(chǎn)出的微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，描述物作產(chǎn)量(干物質(zhì)或籽粒產(chǎn)量)與其主要影響因素(或投入資源)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系稱為生產(chǎn)函數(shù)。生產(chǎn)函數(shù)一般表達(dá)為：Y=f(X) X=(X1,X2Xn)式中： Y為產(chǎn)出量 X為投入量 自然資源(土地、光、熱、水、空氣) 投入 物質(zhì)資源(肥、種子、機(jī)械、原材料 勞動(dòng)量(體力、腦力)2、作物生活的基本要求 作物生活有五大基本要求：光、熱、水分

32、、養(yǎng)分和空氣。影響作物的產(chǎn)量因素分為可控因素（水、肥、種子）和不可控因素（光、熱、空氣）二、作物水分生產(chǎn)函數(shù) 1、定義：作物產(chǎn)量與水分因子之間的數(shù)學(xué)關(guān)系稱水分生產(chǎn)函數(shù)。 自變量：灌水量(W)，實(shí)際騰發(fā)量(ETa)，土壤含水率() 表示因變量（產(chǎn)量）的指標(biāo)也有三個(gè)：單位面積產(chǎn)量(Y)、平均產(chǎn)量(K=Y/W)、邊際產(chǎn)量(y) 邊際產(chǎn)量指水量變動(dòng)時(shí)引起的產(chǎn)量變動(dòng)率。 當(dāng)Y連續(xù)可導(dǎo)時(shí)，為水分生產(chǎn)函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)，也可以理解是水分生產(chǎn)函數(shù)上這點(diǎn)的斜率。P71 4-2 2、作物水分生產(chǎn)函數(shù)的特征 從作物單位面積產(chǎn)量看，1區(qū)為非充分灌溉，2區(qū)為充分灌溉，C點(diǎn)為最高產(chǎn)量點(diǎn)。 水分生產(chǎn)函數(shù)特征可分三個(gè)階段 第一階

33、段af 報(bào)酬遞增階段，但沒發(fā)揮生產(chǎn)潛力。 第二階段fc 報(bào)酬遞減階段第三階段 C點(diǎn)以后，邊際產(chǎn)量為負(fù)，為不合理的生產(chǎn)行為。最合理的灌溉定義范圍應(yīng)是第二階段，即非充分灌溉制度設(shè)計(jì)的依據(jù)。 第二節(jié) 作物水分生產(chǎn)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型 作物水分生產(chǎn)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型多種多樣，概括起來有兩大類，靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型。 一、靜態(tài)模型 1、全生育期水分生產(chǎn)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型 = 1 * GB2 全生育灌水量的數(shù)學(xué)模型 Y=ao+boW+coW2 = 2 * GB2 全生育期騰發(fā)量的數(shù)學(xué)模型 Y=a2+b2ETa+C2ETa2 2、生育階段水分的數(shù)學(xué)模型 (1) 乘法模型 由各生育階段(i)的相對騰發(fā)量或相對缺水量作自變量，

34、用各階段連乘的數(shù)學(xué)式構(gòu)成階段效應(yīng)對產(chǎn)量(相對產(chǎn)量)總的影響數(shù)學(xué)模型，稱為乘法模型，最常應(yīng)用的是Jensen模型(由Jensen 1968年提出)。式中：Ya為實(shí)際產(chǎn)量 ，Ym為作物最大產(chǎn)量 ，為作物不同階段缺水對產(chǎn)量的敏感指數(shù)。 乘法模型在理論上的有效性，在于各階段缺水時(shí)乘函數(shù)假定成立，即認(rèn)為每個(gè)階段缺水不僅對本階段產(chǎn)生影響，而且經(jīng)過連乘式的數(shù)學(xué)關(guān)系反應(yīng)多階段缺水對產(chǎn)量的總影響，乘法模型的特點(diǎn)在于用乘函數(shù)式考慮了多階段間效應(yīng)(即相互影響)對總產(chǎn)量的反應(yīng)具有靈敏度的特點(diǎn)，也可以認(rèn)為，若某i階段ETai0，則至此階段結(jié)束的總產(chǎn)量變化由乘積得Ya0。適于干旱和半干旱、地下水埋深較大，無灌無農(nóng)的缺水地區(qū)。 (2) 加法模型 由各生育階段(i)的相對騰發(fā)量或相對缺水