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灌溉排水新技术百问百答( 第五期)第4章灌区水资源优化管理本章主要介绍灌区水资源优化管理的方法与技术, 重点讲述了灌区水资源优化决策及地面水与地下水联合运行系统优化调度的数学模型。
44、什么是灌溉水资源优化管理? 灌溉水资源优化管理包括哪些内容?灌区水资源优化管理是指在灌溉水源比较紧缺的地区, 采用系统优化方法, 合理利用灌溉水源, 提高灌溉水资源的经济效益, 提高灌区的总体产量。
灌区水资源优化管理包括两方面的内容: ①灌溉水量在空间上的合理分配, 即在同一大型灌区内各个分灌区全年用水量分别分配多少。
各分灌区灌溉水量的分配, 应以全灌区总体经济效益最高为准则, 同时兼顾各分灌区经济效益。
②灌溉水量在时程上的合理分配, 即根据各种不同来水过程, 考虑灌区土质、气候特点和农作物布局等条件在时程上进行优化配水, 使有限的灌溉水源获得最大的经济效益。
45、在进行灌区水资源优化配置时应遵循哪些原则?在进行水资源优化管理配置时, 应遵循以下原则:( 1) 可承载原则可持续发展首先要求不允许破坏地球上生命支撑系统( 如空气、水、土壤等) , 即处在可承载的最大限度之内, 以保证人类福利水平至少处在可生存状态。
( 2) 综合效益最大原则可持续发展鼓励经济增长, 但它不但重视增长数量, 更追求改进质量。
它以保护自然环境为基础, 以改进和提高生活质量为目标, 与资源、环境的承载能力相协调, 追求经济效益、社会效益、环境效益的综合效益最大。
( 3) 可持续性原则经过水资源配置, 以维持自然生态系统的更新能力和持续利用。
实现水资源可持续利用, 不但考虑到当代人, 而且顾及到后代人, 体现可持续原则。
( 4) 水资源利用和水患防治相结合原则在配置水资源的同时, 也要注意与历史、现在和将来出现的水患治理相结合。
在实际确定水资源规划方案时, 既要考虑水资源的分配需要, 也要兼顾可能的水患防治需要。
( 5) 水资源利用和水资源保护相结合原则在面向可持续发展的水资源优化配置过程中, 实际上已经考虑到水资源的保护问题, 这里需要强调的是: 在制定水资源配置方案时应尽可能将废污水的排放减小到最低程度, 以保持在水资源承载能力允许范围内。
灌排新技术常见问题解答4灌溉排⽔新技术百问百答（第四期）第3章节⽔灌溉技术上⼀期对应教材第3章的3.1~3.4节，本期对应教材的3.5~3.9节，主要内容为喷灌、微灌、⽔稻节⽔灌溉以及⾬⽔集蓄灌溉⼯程。
30、何谓喷灌？与其他灌⽔⽅式相⽐，喷灌有何优缺点？喷灌是利⽤压⼒管道输⽔，经喷头将⽔喷射到空中，形成细⼩的⽔滴，象降⾬⼀样均匀地洒落在地⾯，湿润⼟壤并满⾜作物需⽔要求的⼀种灌溉⽅式。
与传统的地⾯灌⽔⽅法相⽐，喷灌具有明显的优点：节约⽤⽔、增加农作物产量、提⾼农作物品质、省⼯省地、适应性强，⽽且有利于实现灌⽔机械化和⾃动化，还可结合喷灌进⾏喷肥、喷药、防⼲热风、防霜冻等。
喷灌也有⼀些缺点，如初期投资⼤、能源消耗⼤、运⾏维修费较⾼。
此外，喷灌受风影响⼤，风速⼤于3级时不宜采⽤。
但随着⽣产发展和国民经济建设的需要，以及喷灌技术和设备的改进与提⾼，喷灌将会得到稳定的发展。
31、喷灌系统由哪⼏部分组成？系统主要类型有哪些？（1）喷灌系统的组成喷灌系统是由⽔源取⽔并输送、分配到⽥间进⾏喷洒灌溉的⽔利⼯程设施，按其设备组成可分为管道式和机组式两⼤类。
⼀个完整的管道式喷灌系统⼀般应包括⽔源、机泵、压⼒管道和⽥间喷灌设备。
⽔源：喷灌⽔源要符合灌溉⽔质要求，除⾼含沙⽔及⼀些劣质⽔质外，河流、渠道、库塘和井泉等都可作为喷灌⽔源。
机泵：喷灌系统常采⽤离⼼泵、潜⽔泵、深井泵等作为提⽔加压⼯具，其配备的动⼒可由电动机、柴油机、汽油机等，其配套功率根据⽔泵要求确定。
压⼒管道：喷灌使⽤有压⽔，⼀般采⽤压⼒管道进⾏输配⽔。
喷灌管道⼀般分为⼲管、⽀管两级，⼲管起输配⽔作⽤，⽀管是⼯作管道。
⽥间喷灌设备：包括喷头、竖管、⽀架等，喷头是喷灌专⽤设备，竖管是连接⽀管和喷头的专⽤管道，其⾼度要满⾜作物⽣长需要，⽀架主要⽤于⽀撑竖管、减少竖管及喷头的震动。
（2）喷灌系统的分类按照管道可移动程度喷灌系统分为固定式、半固定式和移动式。
①固定式喷灌其⼲⽀管全部固定不动，其⽥间喷灌设备固定或移动。
灌溉排水新技术百问百答（第三期）第3章节水灌溉技术本章主要介绍各种节水灌溉技术的特点、适用条件以及节水灌溉工程规划设计内容和方法。
因本章内容较多，分为两期进行辅导,其中第三期对应教材的3.1~3。
4节，第四期对应教材的3。
5～3。
9节。
19、如何理解节水灌溉的内涵?节水灌溉是根据供水条件和作物需水规律，采用各种方法和措施，提高自然降水和灌溉水的利用率和利用效率，获取农业最佳经济效益、社会效益和生态环境效益。
灌溉水从水源到田间的各个环节都存在水量无益损耗，凡在这些环节中能够减少水量损耗、提高灌溉水利用率的各种措施，均属于节水灌溉范畴.由于灌溉是补充天然降水的不足从而使作物高产，节约用水当然应考虑提高天然降水的利用率.因此，把“节水灌溉”仅仅理解为节约灌溉用水是不全面的，广义的节水灌溉内涵不仅包括灌溉过程中的节水工程措施，还包括与灌溉密切相关、提高农业用水效率的其它措施，如雨水集蓄、非充分灌溉、水资源优化管理技术等.本章主要介绍节水灌溉工程措施。
节水灌溉不是无水灌溉的旱地农业的问题，也不是仅能维持作物生命的临时性抗旱灌溉,它是用尽可能少的灌溉水投入，取得尽可能多的农作物产出的一种灌溉模式,因此节水灌溉仍然是遵循农作物生长发育需水机制进行的适时灌溉,又是将各种水损失降低到最低限度的适量灌溉.节水灌溉是科学技术进步的产物,带有节水与高产、高效的双重要求。
节水型灌溉农业绝不要求回到不要灌溉水的农业，而是最大限度将无效水和浪费水量降低到最少的农业,也是最大限度提高单位灌溉水量产出的农业。
20、渠道防渗工程措施有哪几类?衬砌技术有哪几种，各有何特点？渠道防渗工程措施的种类很多，按防渗材料分，渠道防渗有土料、水泥土、石料、膜料、混凝土和沥青混凝土等类，但就其防渗特点而言，可以分为三大类:第一类是在渠床上加做防渗层(衬砌护面）；第二类是改变渠床土壤的渗漏性能；第三类是新的防渗渠槽结构形式。
衬砌护面常用类型有以下几种:（1)土料类护面防渗土料类护面防渗是指用压实素土、粘砂混合土、灰土、三合土、四合土等土料进行渠槽护面防渗而言。
灌溉排水新技术百问百答（第二期）第2章作物水分生产函数在学习“灌溉排水新技术”课程前，大家对灌溉排水工程一般都有不同程度的了解，但有关基本概念和知识可能不够清晰，不够准确，不够完整。
本课程的第2章按照专业的需求和专业特点，对于作物水分生产函数及灌溉制度等相关基础知识进行了介绍。
11、什么是作物水分生产函数？如何确定自变量和因变量？农业生产的本质就是如何充分利用上述三种资源，获得尽可能多的产出，以满足人类需要。
一般情况下，生产资源投入数量不同，所能获得的产出数量也就不同。
反映这种投入与产出之间技术经济的数量关系的函数称为生产函数。
作物产量与水分因子之间的数学关系称为作物水分生产函数（Water production function）。
确定作物水分生产函数模型，首先要选定其因变量和自变量，才能写出具体表达式来。
因变量只有一个，即产量。
按经济目标不同，产量可以是果实、根茎或整个地上部分（如牧草）。
产量可以表示成绝对值，亦可取相对值如实际产量与最高产量的比值。
自变量应能反映作物水分状况，它可以用不同的物理量代替。
例如蒸腾量显然是一种较理想的代替量。
在一定气候、土壤、作物条件下，蒸腾量大时光合作用强，产量就高。
为了方便，现有的作物水分生产函数模型多以腾发量或其相对值（如实际腾发量与最大腾发量之比）作为自变量。
水分作为生产函数的自变量一般用三种指标表示：灌水量（W ），实际腾发（蒸发蒸腾）量（a ET ），土壤含水量(θ)。
表示因变量产量的指标也有三种：单位面积产量(Y )，平均产量(W Y K /=)，边际产量(dW dY y /=)。
边际产量指水量变动时引起的产量变动率，为水分生产函数的一阶导数，在经济学中称为增值或增量。
从数学定义可知，边际产量是产量特征曲线上任一点的斜率。
12、按总量计算的作物水分生产函数是如何表达的？在供水受限制的条件下，可以按全生育期内总供水量满足作物最大需水量（m ET ）程度及其对最终产量的影响来确定作物水分生产函数。
部分常见灌溉问题一、喷头的布置间距如何确定？确定喷头间距的一般原则是，采用喷头的射程作为间距。
在实际布置时，根据草坪的宽度和长度可用射程的0.8-1.2倍作为喷头的间距来均分。
这样才能保证灌溉系统具有较好的组合灌水均匀度。
二、如何选择草坪喷头？草坪喷头的种类很多，按射程可分为小射程散射式喷头（<6米）、中等射程旋转喷头（6-15米）和大射程旋转喷头（>15米），同一型号喷头配不同喷嘴或在不同压力下，其射程、流量均不相同。
选择喷头时，首先要根据地块的大小和形状选择射程合适的喷头；另外，还要考虑水源的压力，再参照生产厂家提供的数据，选择喷头的喷嘴号，也可以咨询当地的经销商。
三、为什么草坪灌溉要采用草坪专用喷头？草坪专用喷头主要指地埋升降式喷头。
这种喷头在不工作时隐蔽在地表以下，不影响草坪的整体景观和草坪上的机械作业，同时其喷洒效果比普通的农用喷头好。
因此，正规的草坪灌溉系统一般采用草坪专用喷头。
四、井水位为什么会不断下降？机井抽取的是埋藏于储水沙层的地下水，按照其埋藏条件可分为潜水和承压水。
地下水的补给源是降雨和地表水体，潜水（浅层地下水）直接受地面的降雨入渗、河渠渗漏补给、各种回归补给，自然循环期约为1－10年。
而承压水（深层地下水）则是接受远在上游的山区入渗补给，其循环期在千年甚至万年以上。
不管是潜水还是承压水每年的补给量是有限的。
只要机井抽出的水量大于地下水的补给量，就叫超采地下水，井的水位就会不断下降，尤其是承压水一旦下降再恢复则是十分困难的。
五、水少了还能增加灌溉面积吗？随着经济的发展、人口的增加、社会的进步、工业和城市用水量的激增，农业用水量占全国总用水量的比重已从70年代的80%左右降到目前的70%左右，且仍有下降趋势，农业用水供需矛盾日益突出。
但一方面农业缺水，另一方面农业用水浪费现象又普遍存在，我国目前的农业用水有效利用率只有30%～40%，也就是说有一多半的水在输送和灌溉过程中被白白浪费掉了，不能被农作物利用。
灌排工程工试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 以下哪项不是灌排工程的主要组成部分？A. 灌溉系统B. 排水系统C. 供电系统D. 水源答案：C2. 灌排工程中，用于输送水源的设施是什么？A. 泵站B. 蓄水池C. 排水沟D. 渠道答案：D3. 灌排工程中，排水沟的主要作用是什么？A. 储存水源B. 输送水源C. 排除多余水分D. 净化水源答案：C4. 以下哪项措施不是灌排工程中的节水措施？A. 渠道防渗B. 滴灌技术C. 增加灌溉频率D. 管道输水答案：C5. 灌排工程中，蓄水池的主要功能是什么？A. 储存水源B. 净化水源C. 调节水量D. 以上都是答案：D6. 以下哪项不是灌排工程中常用的水泵类型？A. 离心泵B. 潜水泵C. 活塞泵D. 轴流泵答案：C7. 灌排工程中，渠道的防渗措施通常采用哪种材料？A. 混凝土B. 塑料薄膜C. 金属板D. 木材答案：A8. 灌排工程中，常用的节水灌溉技术有哪些？A. 喷灌B. 滴灌C. 微喷灌D. 以上都是答案：D9. 以下哪项不是灌排工程中水质管理的内容？A. 水质监测B. 水质净化C. 土壤检测D. 水质调节答案：C10. 灌排工程中，泵站的选址应考虑哪些因素？A. 地形B. 地质C. 气候D. 以上都是答案：D二、填空题（每题2分，共10分）1. 灌排工程中，_________是用于调节水量的设施。
答案：蓄水池2. 在灌排工程中，_________是用于排除多余水分的设施。
答案：排水沟3. 灌排工程中，_________是用于输送水源的管道。
答案：渠道4. 灌排工程中，_________是用于储存水源的设施。
答案：水库5. 灌排工程中，_________是用于监测水源质量的设备。
答案：水质监测仪三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述灌排工程中泵站的作用。
答案：泵站的作用是将水源提升到一定的高度，以满足灌溉系统的需要，同时也可以用于排除低洼地区的积水。
灌溉排水新技术百问百答（第九期）第8 章灌溉计划用水本章主要介绍了灌溉用水计划、配水计划的编制原则、内容和方法以及用水计划的执行与调配。
81、什么是灌溉计划用水？有何意义？计划用水是灌区用水管理的中心环节。
所谓计划用水，从农业角度讲就是按照作物的需水要求和灌溉水源的供水情况，结合农业生产条件与渠系的工程状况，有计划地引水、蓄水、配水和灌水，达到适时适量地调节土壤水分，满足作物高产稳产的需求，节约水资源，并不断提高单位水量的灌溉增产效益。
实行计划用水，首先要在用水前，根据灌区气象、土壤与作物生长状况估算出作物田间需水量，再依据灌区的渠系分布逐级推算出灌溉需水量，同时还需考虑供水水源的来水和水利工程的引水条件，确定出灌溉可供水量。
通过供需水量的平衡分析，编制出灌区内各级渠道的用水计划。
在具体贯彻、实施用水计划过程中，还需视当时实际的气候条件，土壤墒情及作物生长状况、渠系条件等，灵活地作好全渠系水量的优化调配工作，并依据实际情况及时修正用水计划。
在阶段用水结束后，还要进行用水总结，分析其合理性，为今后更好地推行计划用水工作总结经验，积累资料，以实现充分利用水资源；实现灌溉用水优化调度；节约用水，扩大灌溉面积，降低灌溉成本；防止地下水位上升而产生的盐碱化；减少渠道淤积和防止土壤沙化的目的。
82、编制用水计划时，水源的供水流量如何确定？供水流量首先是确定计划年（典型年）内的河道（供水水源）径流总量及其季、月、旬（或5 日）的分配，即水源供水水量或流量的过程，目前采用的确定方法主要有成因分析法、平均流量法和经验频率成因分析法是利用实测资料，从径流成因上分析一些气象、水文因素与水源径流的关系，建立相关图（例如，建立降水径流关系曲线等），然后再按选定的各阶段气象、水文（或降水）资料预测河流的径流过程。
平均流量法是根据多年实测资料，按日平均流量，将大于渠首引水能力的部分削去，再按旬或5 日流量过程求其平均值，作为所拟定的水源供水流量，此方法较简易，但较粗糙，故多用于中小型灌区。
机电排灌工程设备常见问题及应对策略分析机电排灌工程设备管理工作是开展机电排灌工程管理的重要组成部分，其设备的有效管理与使用是保证机电排灌工程质量的关键和前提。
文章对机电排灌工程设备常见的问题进行分析，并且提出有效的应对策略，从而提高机电排灌工程设备操作者的专业技术水平，提高机电排灌工程设备的使用效率。
标签：机电排灌工程；设备；问题；应对策略机电排灌工程设备主要由供电设备、引水设备、水泵以及其他控制设备组成，对机电排灌工程设备常见的问题进行分析，并且采取有效的应对策略，能够保证机电排灌工程设备的正常运行，这也是机电排灌工程设备管理的重要内容。
1 机电排灌工程设备常见问题简析1.1 设备老化问题机电排灌工程设备在实际的运用中范围十分广泛，然而设备老化问题却直接影响了机电排灌工程设备的正常使用。
机电排灌工程设备通常是成套地投入的，需要花费较大的投入成本，这就导致设备的更新速度比较缓慢，并且也加速了机电排灌工程设备的老化。
另外当前我国机电排灌工程设备组装机构没有科学合理地使用一些原材料和零部件，极大地影响了机电排灌工程设备的工作效率，甚至出现机电排灌工程设备不灵活等问题。
1.2 设备失调问题伴随着科技信息技术的不断深入和发展，人类社会已经基本步入了自动化、机械化的时代，然而机电排灌工程设备却没有相应的缓冲装置，导致机电排灌工程设备的保护装置不健全，直接影响了设备运行的安全性，加上机电排灌工程设备在运行过程中负荷的超重、相关工作人员对设备维护维修技能知识不扎实等问题，使得机电排灌工程设备失调性问题愈加严重。
1.3 设备损坏问题设备损坏问题是机电排灌工程设备常见故障之一，这给机电排灌工程设备后续的运行造成极大的隐患，在设备运行的过程中若没有及时对其进行维护和保养，很容易造成机电排灌工程设備压痕等问题。
加上一些工作人员操作不当，没有严格按照操作规定进行操作，也会导致机电排灌工程设备出现开缝或者断裂等问题。
如果出现机电排灌工程设备问题诊断错误，还会加大对设备运行的影响。
03灌溉排水新技术-0005 试卷总分：100测试总分:90一、单选题（共10道试题，共50分。
）1.在排水顺畅的情况下，由设计暴雨推求流量的方法有（）和平均排除法流量资料推求地区排涝模数公式法暴雨资料推求排水面积推求2.地下水临界深度最小的是（）砂壤土轻壤土中壤土黏质土3.动态规划是把研究的问题分成若干阶段，且在每一个阶段都要（），从而使真个过程取得最优效果。
初步设计经济论证进行可研作出决策4.防治土壤盐碱化要求必须控制地下水位在（）以下•实际深度•用临界深度•“分水岭水深•r地下水深5.通常把不至于引起耕层土壤积盐危害作物生长的最小地下水埋藏深度，叫做（）r•地下水深r•地下水分水岭•冷地下水临界深度r•地下水实际深度6.以下几种盐碱土中，对作物危害最大的是（）。
白碱油碱瓦碱马尿碱7.放淤改碱的时间应选择在（）冬季河流水量充沛季节含沙量低的季节含沙量高的季节8.以下对于盐碱地改良措施的描述中，不正确的是（）•排水是改良盐碱地的一项重要措施，目前采用较多的是明沟排水•灌水冲洗时，其他条件相同情况下，土壤含盐量越高，所需要的冲洗定额越大*" 放淤冲碱的计划落淤厚度确定后，河水泥沙含量越高，所需放淤定额越大•r种稻改碱措施中，当土壤含盐量较高时，必须进行播种和插秧前的泡田洗盐，使土壤含盐量降低到对稻苗生长无害的程度9.耕作土壤由于人类活动的影响而转化为盐碱土的过程称为土壤（）。
r♦次生盐碱土r*盐碱土r*盐碱化*次生盐碱化10.推算大中型水库的的可利用地表水资源时，应根据（）进行水库径流调节，确定不同保证率的可供水量。
水库入库水量水库入库流量水库总容量水库汛期容量二、多选题（共5道试题，共30分。
）11.排渍流量（）。
■旺又称日常排水流量•厂用以确定排水沟的断面尺寸用以确定排水沟的沟底高程和排渍水位r可用暴雨资料推求■12.水库灌区优化决策数学模型目标函数可以用（）来表达粮食产量取冋净效益现值最大■啟费用现值最小灌溉面积最大。
农田水利灌溉管理存在的问题及措施农田水利灌溉是农业生产中必不可少的环节，对于提高农作物产量和质量具有重要的意义。
在实际操作中，农田水利灌溉管理存在一些问题，如水资源浪费、灌溉技术不适应、管理体制不完善等。
为了解决这些问题，需要采取相应的措施。
农田水利灌溉存在的问题之一是水资源浪费。
在传统的灌溉模式中，无论是径流灌溉还是人工提水灌溉，都存在一定的浪费。
经验农民可能会过度灌溉，导致水分流失，在许多地区形成了地下水位下降和土壤盐碱化的问题。
解决这一问题的关键是科学利用水资源，采用现代灌溉技术，如滴灌、喷灌等，可以减少水分的流失，提高灌溉效果。
灌溉技术的不适应也是农田水利灌溉管理存在的问题之一。
许多地区的灌溉设施老化，技术水平相对较低，无法满足现代农业对水分需求的要求。
需要加强农田水利建设和技术改造，更新设备，提高设备的自动化程度和智能化水平，优化灌溉技术，确保水资源的高效利用和合理分配。
农田水利灌溉管理的体制不完善也是一个问题。
在一些地区，由于管理体制不健全，缺乏统一的规划和统一的指导，导致农田水利灌溉管理混乱。
为了解决这个问题，应该建立健全的管理体制，制定相关的规范和政策，加强组织和协调，加强水资源的保护和管理，推动农田水利灌溉工作的科学和规范发展。
针对上述问题，可以采取以下措施：1. 加强水资源管理。
加强对水资源的保护和管理，推广节水灌溉技术，减少浪费。
2. 推动现代化灌溉设施建设。
加大对农田水利建设的投入，促进农田水利设施的更新和改造，推广现代化灌溉技术。
3. 加强技术培训和信息宣传。
加大对农民的技术培训力度，提高农民的技术水平，推广先进的灌溉技术，提高农民的灌溉技术水平。
4. 完善管理体制。
建立健全的农田水利灌溉管理体制，制定相关的法规和政策，加强组织和协调，推动农田水利灌溉管理工作的改革和创新。
5. 加强监测和评估。
加强对农田水利灌溉管理工作的监测和评估，及时发现问题，及时采取措施解决问题，确保农田水利灌溉管理工作的顺利进行。
灌溉排水新技术百问百答（第一期）编者的话为了帮助做好中央广播电视大学水利水电工程专业“灌溉排水新技术”课程的教学工作，我们编写了这份课程辅导材料，供学员和辅导教师参考。
材料采用问答方式，对课程中的重点、难点内容作了讲解和提示。
课程辅导材料按照文字教材各章的顺序编写，依课程进度分为十期发布，其中第一期对应于文字教材绪论和第1章，第二期对应文字教材第2章，第三期和第四期对应文字教材第3章，第五期～第十期分别对应于文字教材的第4章至第9章。
绪论1、今后世界灌溉发展的趋势是什么？据预测，全世界人口到本世纪中叶，将增加47%，而耕地只能增加4%，为满足未来对粮食的需求，主要靠提高单位面积产量，因此，发展灌溉仍将是今后发展农业的重要措施之一。
今后世界灌溉发展的趋势是：①灌溉方面仍将以地面灌溉为主，喷灌、微灌等现代灌溉将有较大的发展；②为缓解水资源紧缺状况，提高灌溉水的利用系数，管道输水、渠道防渗、污水灌溉、雨水利用等可持续灌溉农业和科学的灌溉方法以及节水灌溉技术将日益发展；③改进农田水土管理，提高自动控制技术；④激光平地技术、红外线遥测、遥控等新技术将广泛地得到应用。
2、灌溉排水新技术的主要研究内容有哪些？灌溉排水的基本任务是研究技术上先进、经济上合理的各种工程技术措施，调节和改变土壤水分状况和有关地区水情的变化规律、消除水旱灾害和高效利用水资源，促进农业生产稳定的发展。
灌溉排水新技术主要研究以下一些基本内容。
⑴土壤水分、盐分的运移规律，探求作物生长与土壤水分状况、盐分状况之间的内在联系；⑵作物水分生产函数及其变化规律；⑶作物传统灌溉制度和非充分灌溉原理；⑷现代节水灌溉技术的理论与设计方法；⑸低洼易涝区治理和盐碱地改良的基本原理和工程技术措施；⑹灌区水资源优化管理的基本原理和计算方法；⑺灌溉管理理论、配水原理和计算方法；⑻灌区现代化管理理论及计算机在灌排管理现代化中的应用。
第1章水分与作物3、水对作物的生理作用主要表现在哪些方面？水是原生质的主要成分。
细胞作为植物的结构单位及功能单位，是由细胞壁和原生质体组成。
原生质体外面是质膜，里面是无数颗粒状和膜状的内容物浸埋在衬质中。
原生质含水量一般在80%以上才可以保持溶胶状态，以保证各种生理生化过程的进行。
如果含水量减少，原生质由溶胶状态变成凝胶状态，细胞生命活动将大大减缓（例如休眠种子）。
如果原生质失水过多，就会引起生物胶体的破坏，导致细胞的死亡。
另外，细胞膜和蛋白质等生物大分子表面存在大量的亲水基团，吸引着大量的水分子形成一种水膜，正是由于这些水分子层的存在，维系着膜分子以及其它生物大分子的正常结构。
水对作物的生理作用，主要表现在以下5个方面：⑴细胞原生质的重要成分：原生质是细胞的主体，很多生理过程都在原生质中进行。
在正常情况下，原生质内含水量为80％以上。
如果水分不足，原生质内的生理活动便会减弱，甚至停止。
⑵光合作用的重要原料：作物在生长发育过程中，能利用叶绿素吸收太阳的能量，同二氧化碳和水，制造出有机质，这就是光合作用。
光合作用所产生的有机质主要是碳水化合物（糖、淀粉等）。
在光合作用中，水是不可缺少的原料,水分不足，就会使光合作用受到抑制。
⑶一切生化反应的介质：例如CO2进入叶部后，只有溶于细胞液转成液相，才能参与光合作用。
各种有机质的合成与分解也必须以水为介质，在水的参与下才能进行。
⑷溶解和输送养分：作物所需的矿质养分必须溶解于水中才能被利用；各种有机质也只有溶于水才能输送至植物的各个部位。
⑸保持作物体处于一定形态：作物体内水分充足时，细胞常保持数个大气压的膨压以维持细胞及作物的形态，使正常的生长、生理活动得以进行。
例如，使叶片展开，以接受阳光和交换气体；使根尖具有刚性，能够伸入土壤，使花朵开放，便于授粉等。
4、水对作物的生态作用有哪些？作物从种子发芽到新种子成熟的一生中，其生长发育状态与水有着十分密切的关系。
大多数休眠种子必须吸收足够的水分才能恢复生命活动。
种子萌发需要更多的水分使种皮软化，氧气透入，呼吸加强。
同时水分能使种子内凝胶状态的原生质向溶胶状态转变，使生理活性增强，促进种子萌发。
土壤含水量的多少，直接影响根系的发育。
当土壤含水量降低到田间持水量以下时，根系生长速度显著增快，根冠比率相应增大。
在土壤较干的地方，根系往往较发达，主要的长度可比地上部分的高度大几倍甚至十几倍，并且根系扩展的范围广，以吸收更大范围的土壤水分。
水稻在长期淹水、氧气缺乏的土壤中，一般多长出生命力弱的黄根，甚至出现很多黑根，而在水、气较协调的稻田中，则能长出一些生命力强的白根。
土壤水分状况也明显地影响作物茎叶的生长。
当土壤水分缺乏时，茎叶生长缓慢，水分过多时往往使作物茎秆细长柔弱，后期容易倒伏。
水分对作物生长有一个最高、最适和最低的基点。
低于最低点，作物生长停止，甚至枯死。
高于最高点，根系缺氧、窒息、烂根，植株生长困难甚至死亡。
只有处于最适范围内，才能维持作物的水分平衡，保证作物生长发育良好。
土壤含水量对各种生理活动的影响是不一致的。
大多数作物的生长最适含水量较高，蒸腾最适土壤含水量较低，而同化的最适含水量则更低。
所以当土壤有效水分减少时，对生长的影响最大，其次是蒸腾，再次是同化。
实验表明，在作物萎蔫前蒸腾量减少到正常的65％，同化减少到55％，而此时呼吸却增加62%，从而导致生长基本停止。
土壤含水量还影响作物的产品质量。
作物氮素和蛋白质含量与土壤含水量有直接关系。
以小麦为例，在生长期土壤含水量较小时，小麦的氮素和蛋白质含量都有所增加，说明在大陆性气候的少雨地区，有利于氮和蛋白质的形成和积累。
碳水化合物和土壤含水量的关系与蛋白质不同。
土壤含水量减少时，淀粉含量相应减少，同时木质素和半纤维有所增加，纤维素不变，果胶质则减少。
脂肪含量与蛋白质的含量相反，土壤含水量增高时，脂肪含量和油的碘价（每一百克植物油因其所含不饱和脂肪酸的种类多寡不同所吸收碘的克数。
碘价高则油质好。
）都有增高的趋势。
纤维作物的纤维似乎也是在较干旱的环境下才比较发达。
棉花和黄麻最适生长的土壤水分比纤维发育的最适水分要高。
在土壤含水量较低的情况下，作物的导管发达。
输导组织充实，纤维质量好。
5、如何衡量作物蒸腾作用的强弱？衡量作物蒸腾强弱的表示方法有以下三种方法：Ⅰ蒸腾速率。
是指作物在一定时间内单位叶面面积蒸腾的水量，一般用每小时每平方分米叶面蒸腾水量的克数表示。
通常白天的叶面积蒸腾速率为0.5～2.5g/(h·dm2)；晚上在0.1g/(h·dm2)以下。
Ⅱ蒸腾系数。
作物制造1克干物质所需要的水分克数。
大部分作物的蒸腾系数为100～500g/g。
例如：小麦为257～774g/g；玉米为174～406g/g；水稻为211～300g/g。
作物蒸腾系数越大,其利用水分的效率越低。
Ⅲ蒸腾效率。
作物每消耗1kg水所形式的干物质克数，大部分作物的蒸腾效率是2～10g/kg。
蒸腾效率是蒸腾系数的倒数。
6、如何理解土壤－作物－大气连续体（SPAC）的水分运动？水分经由土壤到达植物根系、进入根系、通过细胞传输，进入植物茎，由植物木质部到达叶片，再由叶气孔扩散到宁静空气层，最后参与大气的湍流交换。
这样一个过程形成了一个统一的、动态的系统，即土壤―作物―大气连续体（Soil-Plant-Atmosphere Continuum，简称SPAC ）。
菲利普(Philip，1966 )提出了系统的、较完整的关于SPAC 的概念：认为尽管介质不同，界面不一，但在物理上都是一个统一的连续体，水在该系统中的各种流动过程就像链环一样，互相衔接，而且完全可以应用统一的能量指标―“水势”来定量研究整个系统中各个环节能量水平的变化，并计算出水分通量。
现代农田水分循环与水分平衡的研究是以连续的、系统的、动态的观点和定量的方法为基础的。
即把土壤、植物、大气作为一个物理上的连续体，研究田间水分的循环过程和规律，以及与农田能量平衡和转化间的关系，揭示田间水循环工程的各个方面，探讨以土壤水和作物关系为中心的农田水分调控机理。
在SPAC中，水分运动的驱动力是水势梯度，即从水势高处向水势低处流动，其流动速度和水势梯度成正比，与水流阻力成反比。
象电容器一样，水贮存在薄壁组织细胞中用于补充蒸腾丧失的水分。
在叶片和茎的薄壁组织细胞中的水量很大，系统中任何部分单位水势变化所引起的细胞组织内含水量（W）的变化被定义为水容。
但SPAC中的水流过程是十分复杂的，在实际流动过程中各点的流速是不相等的，即使在叶片也会因为部位不同而在叶尖、叶中和叶基部有不同的蒸腾速率，各个部分的含水量也不同而且随时间产生变化。
SPAC中的水流阻力包括土壤阻力、土根接触阻力、根系吸收阻力、茎内和枝条的木质部阻力、叶肉阻力和叶片气孔阻力以及空气边界层阻力。
SPAC中主要的水流阻力发生在水分进入植物根系和离开植株叶片这两个部分。
植物根系吸收阻力和叶气孔阻力是决定SPAC 中液态水流与气态水扩散的控制因素。
7、如何让对土壤水进行分类？根据作用力的类型和被作物利用的难易程度，常把土壤水中的液态水划分为以下几种类型：⑴吸湿水与膜状水（束缚水）由于土粒表面具有很大的吸附力，胶粒表面还有电场力和吸附离子的水合力，故当其与气态水和液态水接触时，即可在其表面吸持水分子而形成一定厚度的水膜。
根据膜内水分子受力的强弱，又可分为吸湿水和膜状水。
⑵毛管水当土壤孔隙小到足以产生液—气界面的凹形弯月面时，便会发生毛管现象。
存在于毛细管中的水，称为毛管水。
它能抗拒重力作用而不流失。
毛管水所受的吸持力远小于植物根系的吸水力，因而可全部被吸收利用。
同时，它的移动速度也快于膜状水。
按照根系分布土层中的毛管水与地下水的关系，可将毛管水分为两种：若地形部位较高，地下水埋藏较深，根系分布层中毛管水主要来自降水或灌溉，而与地下水毫无联系，这种毛管水称为毛管悬着水。
如果地下水埋藏较浅，可借毛管作用上升至根区的水，称为毛管上升水。
毛管悬着水的最大含量，称田间持水量，而毛管上升水的最大含量，则称为毛管持水量。
⑶重力水超过田间持水量的水分由于不能为毛管力保持，在重力作用下，沿着土壤中大孔隙向下渗透至根区以下，这种水分叫做重力水。
由于它在根系分布层停留时间很短，所以对植物的吸收利用并无多大意义。
当土壤全部孔隙都为水分所充满时，土壤便处于水分饱和状态，这时土壤的含水量称为饱和含水量或全持水量。
8、何谓土壤水分的有效性？处于有效水上下限之间的水分是否具有同等的有效性？土壤水分的有效性是指土壤水分是否能被作物利用及其被利用的难易程度。
土壤水分有效性的高低，主要取决于它存在的形态、性质和数量，以及作物吸水力与土壤持水力之差。
传统上认为凋萎系数是土壤中有效水的下限，田间持水量则是其上限，所以土壤最大有效水贮量（%）= 田间持水量（%）－ 凋萎系数（%） 土壤有效水贮量（%）= 土壤自然含水量（%）－ 凋萎系数（%） 土壤最大有效水贮量，受质地、结构、容重和有机质含量等的影响。
