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第一章§1 农田水分状况农田水分：指农田中的地表水、土壤水和地下水。
地表水：地表积水。
土壤水：包气带中的水分。
地下水：饱水带中的水分（可自由流动的水体）。
与作物生长最密切的是土壤水。
一、土壤水（一）土壤水分形态土壤水又可分为吸着水、毛管水和重力水等几种水分形态。
1．吸着水（1）吸湿水分子力、紧紧束缚在土粒表面、不能移动、分子状态水吸湿水达到最大时的土壤含水率称为吸湿系数。
（2）膜状水分子力、束缚在土粒表面、可沿表面移动但不能脱离土粒表面、液态水膜膜状水达到最大时的土壤含水率称为最大分子持水率。
2．毛管水对于单个土粒,只能依靠分子力吸附水分, 但对于由许多土粒集合而成的土壤,其连续不断的孔隙相当于毛细管,因此还存在一种毛管力,依靠毛管力保持在土壤中的水分称为毛管水。
按水份供给情况不同，分悬着毛管水和上升毛管水。
（1）悬着毛管水灌溉或降雨后，在毛管力作用下保持在上部土层中的水分。
土壤储存水的主要形式。
悬着毛管水达到最大时的土壤含水率称为田间持水率。
（2）上升毛管水在地下水位以上附近土层中，由于毛细管作用所保持的水分。
上升毛管水达到根系，则可被作物吸收利用，但地下水位不允许上升到根系，以防渍害。
盐碱地区应严格控制地下水位，发防发生次生盐碱化。
3．重力水土壤中超过田间持水率的那部分水为重力水。
重力水以深层渗漏的形式进入更下的土层，或地下水。
旱地应避免深层渗漏，以防止水的浪费和肥料的流失。
水田保持适宜的深层渗漏是有益的，会增加根部氧分，有利于根系发育。
（二）土壤水分的有效性土壤对水分的吸力：1000MPa—0.0001MPa作物根系对水分的吸力： 1.5 MPa左右(1 MPa=9.87大气压=100m水柱)如果水分受土壤的吸力小于1.5 MPa, 作物可吸收利用;如水分受土壤的吸力大于1.5 MPa, 则作物不能吸收利用。
1.5 MPa是有效水和无效水的分界点。
土壤水分的有效性可以用下图来说明：（图：土壤水分有效性图）二、农田水分状况(一)旱田适宜的农田水分状况不允许地表积水土壤适宜含水率: 凋萎系数~田间持水率凋萎系数=0.6β田地下水水质较好,则地下水位可较高, 但一下水位不能达到根系层。
1、简述农田水利学得研究对象与内容。
研究对象:（1)调节农田水分状况（2） 改变与调节地区水情1)调节农田水分状况得水利措施一般有：(1）灌溉措施:补充水分不足(2）排水措施：控水,排盐 ； 调节农田水分状况需要研究得内容:(１）农田水盐运动规律（２)节水灌溉理论与技术（３）灌排系统布置（4）灌排系统管理2）地区水情：地区水资源得数量、分布情况及其动态。
调节地区水情得工程措施:蓄水保水措施与地区间调水、排水措施.改变与调节地区水情需要研究得内容:(１）制定水土资源规划（2）水资源合理配置（３)洪涝规律第一章 农田水分状况与土壤水分运动5、何谓吸湿系数、凋萎系数与田间持水率?凋萎系数与田间持水率两者各有什么用途?一般常将田间持水量作为重力水与毛管水以及有效水分与过剩水分得分界线。
凋萎系数与田间持水量就是农田作物根系层土壤得含水量下限与上限。
据此决定灌水时间与定额。
７、何谓作物田间需水量与田间耗水量？作物需水量：植株蒸腾量与株间蒸发量之与,又称为腾发量田间耗水量:作物整个生育期中,农田消耗得总水量。
稻田：作物需水量＋田间渗漏量=田间耗水量、 旱地：作物需水量＝田间耗水量 ９、什么就是作物需水临界期？了解作物需水临界期有何意义?需水临界期:在作物全生育期中,对缺水最敏感，影响产量最大得时期。
了解作物需水临界期得意义:（１）合理安排作物布局,使用水不至过分集中；（2)在干旱情况下,优先灌溉正处需水临界期得作物.1０、计算作物田间需水量常用方法有哪些？个适合于什么情况？各自如何计算某生育阶段作物需水量?(详见课件第二章P9—21）一类就是根据田间试验直接测定得作物需水量（作物需水量得田间测定方法主要包括器测法、田测法、坑测法等)与其影响因素之间经验关系，直接计算出作物需水量得方法； 在我国采用较多得有蒸发皿法、产量法与多因素法.另一类就是先计算参照作物得蒸发蒸腾量或潜在蒸发蒸腾量,再根据不同作物得实际情况及土壤实际含水率状况计算实际作物得需水量得半经验方法。
绪论◇名词解释①农田土壤水分状况②地区水情③涝灾④渍灾⑤旱灾⑥洪灾◇问答题①农田水利学的性质和研究任务是什么？②我国的农田水利建设有何特点？③今后世界灌溉发展的趋势是什么？第一章农田水分状况和土壤水分运动◇名词解释①凋萎系数②田间持水率③吸湿水④薄膜水⑤吸湿系数◇选择题①土壤水分中与作物关系最密切的是（）A、膜状水B、毛管水C、重力水D、吸湿水②作物因缺水而产生凋萎，当作物产生永久性凋萎时的土壤含水率称（）A、吸湿系数B、田间持水率C、最大分子持水率D、凋萎系数③吸湿水最大时的土壤含水率称之为（）A、吸湿系数B、田间持水率C、毛管持水率D、凋萎系数④悬着毛管水达到最大时的土壤含水率称之为（）A、最大分子持水率B、毛管持水量C、田间持水率D、饱和含水率⑤由于降雨过大或降雨连绵造成地下水位抬高、土壤含水量过大，形成的灾害称（）A、洪灾B、涝灾C、渍灾D、洪涝灾害◇问答题①什么是旱作地区的适宜农田水分状况？②什么是水稻地区的适宜农田水分状况？③为什么要调节农田水分状况？第二章作物需水量和灌溉用水量◇名词解释①植株蒸腾②株间蒸发③深层渗漏④作物需水量⑤田间耗水量⑥作物需水临界期⑦灌水定额⑧灌溉定额⑨灌溉用水量⑩灌溉设计保证率○11灌水率○12灌水率图◇问答题①什么是农作物灌溉制度？其主要内容是什么？如何制定农作物灌溉制度？制定农作物灌溉制度有何意义？②什么是灌溉设计保证率？常用的灌溉设计标准有哪些？③什么是设计典型年？如何确定设计典型年？◇计算题①用“水面蒸发为参数的需水系数法”求水稻耗水量。
已知：（1）根据某地气象站观测资料，设计年4月至8月80cm口径蒸发皿的观测资料见表1；（2）水稻各生育阶段的需水系数α值及日渗漏量见表2。
要求：根据上述资料，推求该地水稻各生育阶段及全生育期的耗水量。
②用列表法推求南方某灌区晚稻灌溉制度。
已知：（1）晚稻各生育阶段水面蒸发量和需水系数见表1（稻田渗漏量为3.01mm/d）；表1 1963年晚稻逐日耗水量计算表（2）晚稻生育期降雨量见表2；表2 1963年7月～10月逐日降雨量表（mm）（3）晚稻各生育阶段设计水层见表3。
1.土壤水分状况及土壤水分运动1.1.农田水分状况1.农田水利学的主要研究内容：1.调节农田水分状况2改变和调节地区水情》》》》1.控制农田水分状况2.改善土壤气热养状况3.满足农业的需水要求2.农田水分状况：指农田地面水、土壤水、地下水的多少在空间和时间上的分布。
3.农田水分存在的基本形式：地面水，土壤水（汽态水，吸着水（薄膜水，吸湿水），毛管水（悬着毛管水，上升毛管水），重力水），地下水4.土壤含水量：体积含水量（常用），重量含水量5.吸湿水：空气相对湿度接近饱和时，吸湿水达到最大时对应的土壤含水率。
6.凋萎系数：当土壤含水率低至吸湿系数的1.5-2倍时，植物发生永久性凋萎，此时的土壤含水率称为凋萎系数。
7.田间持水率：土壤中的水能客服重力作用而保持在土壤中的最大含水量。
（一般认为灌水后两天土壤所能保持的含水量为田间持水率）8.土壤水分有效性：是指土壤水分能否被作物利用及其被利用的难易程度。
取决于：形态、数量、作物吸水力和土壤持水率之差。
9.有效水：凋萎系数~田间持水率10.土水势：一个平衡的土水系统所具有的能够做功的能量。
重力势、基质势（负）、压力势、溶质势（负）、温度势。
11.滞后作用：同一土质，吸湿和脱湿过程土壤水势和数量关系不同，瓶颈效应，土壤孔隙的不规则性12.干旱：大气干旱（大气温度过高，相对湿度过低，阳光过强，有时伴有干热风，造成植物蒸腾耗水过大，而使根系吸水速度不能满足蒸腾需要）、土壤干旱（土壤含水率过低，根系从土壤中所能吸取水量很少，无法补偿叶面蒸发的消耗）、生理干旱（由于植物生理方面原因造成植物不能吸收土壤中水分而出现干旱现象。
如：土壤溶液浓度过高，土壤温度过低，严重缺氧）13.旱作物对农田水分状况的要求：1.根系层最大含水量不超过田间持水率，最小含水量不低于凋萎系数2.地面一般不允许有积水3.地下水一般不允许上升至根系层内4.盐碱地区土壤水溶液浓度不能超过最高值，最低含水率应满足土壤含盐量的要求14.水稻对农田水分状况的要求：1.田面有适宜的淹灌水层2.维持适宜的渗漏强度3.地下水维持在适宜的深度。
绪论1.《农田水利学》是一门研究利用灌溉排水工程措施来调节农田水分状况及改变和调节地区水情，以消除水旱灾害，合理而科学地利用水资源，为农业生产服务的科学。
2.农田水利学研究对象：①调节农田水分状况【灌溉措施和排水措施】②改变和调节地区水情。
【蓄水保水措施和调水排水措施】第一章：农田水分状况和土壤水分运动1.农田水分三种基本形式：地面水，土壤水【吸着水，毛灌水和重力水】和地下水。
2.凋萎系数：作物产生永久凋萎时的土壤含水量，其数量包括全部的吸湿水和部分薄膜水。
3.田间持水量：土壤中悬着毛管水达到最大时的土壤含水量。
4.田间持水率：常将灌水两天后土壤所能保持的含水率。
5.旱作物对农田水分状况的要求：大气干旱；土壤干旱；作物生理干旱。
6.农田水分过多的原因：①大气降水补给农田水分过多；②洪水泛滥、湖泊漫溢、海潮侵袭或坡地地面径流汇集等使低洼地积水成灾；③地下水位过高，上升毛管水不断向上补给；或因地下水从坡地溢出，大量补给农田水分；④地势低洼，出流条件不好。
7.农田水分不足的原因：降雨量不足；降雨入渗量少，径流损失较多；土壤保水能力差，渗漏及蒸发损失水量过大。
8.SPAC系统：土壤、作物、大气构成的水循环系统。
第二章：作物需水量和灌溉用水量1.农田水分消耗的途径：植株蒸腾；棵间蒸发；深层渗漏或田间渗漏；地表径流；组成植株体的一部分。
2.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”】3.作物耗水量，简称耗水量：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。
4.作物需水临界期：作物在不同生育时期对缺水的敏感程度不同，在作物整个生育期中通常把对缺水最敏感、缺水对产量影响最大的时期。
5.水面蒸发量法（蒸发皿法或α值法），一般水稻用α值法比旱作物用此法好。
灌溉排水工程一．名词解释1.灌溉排水工程学：灌溉排水工程学是研究农田水分状况和有关地区水情的变化规律及其调节措施，消除水旱灾害，并利用水利资源为发展农业生产而服务的科学。
2.农田水分状况：农田水分状况一般是指农田土壤水、地面水和地下水的状况及其相应的养分、通气、热状况3.凋萎系数：作物产生永久凋萎时的土壤含水率，4.田间持水率：悬着毛管水达到最大时的土壤含水率，5.干旱：是指因天气、土壤、生理等原因导致作物体内水分亏缺的现象，或指作物由根吸水不足而导致其体内水分失去平衡和协调的现象。
6.大气干旱：指农田水分尚不妨碍植物根系的吸收，但由于大气温度过高（T=30°C）和相对湿度过低（≤30%），阳光过强或遇旱风（≥3m/s），造成植物蒸腾耗水过大，使根系吸水速度不能满足蒸发的需要。
7.土壤干旱：土壤含水率过低，作物根系从土壤中所能吸收的水量很少，无法补偿叶面蒸发的消耗。
8.渍害：因降雨、灌溉水量太多，或因地下水补给水量太多，使土壤长期过湿，危害作物生长的灾害。
9.土壤盐害：盐害:指土壤含盐过多，土壤溶液渗透压过高影响植物生长发育的现象。
10.SPAC系统：田间水分运动是在水势梯度的作用下产生的，各环节之间是相互影响和相互制约的，为了完整地解决农田水分运动问题，必须将土壤-植物-大气看作一个连续体统一考虑。
这一连续体即为SPAC系统11.作物需水量：植株蒸腾和株间蒸发两者的腾发量（蒸发蒸腾量）。
12.作物耗水量：土壤在任何水分条件下实际消耗的植株蒸腾、土壤蒸发和植物体含水量之和。
13.需水量模比系数：作物某一生育阶段的需水量占全生育期的百分比。
14.需水临界期或关键期：水分亏缺对作物产量影响最敏感最严重的生育时期。
15.灌溉制度：是指特定作物在一定的气候、土壤、供水等自然条件和一定的农业技术措施下，为了获得高产或高效，实现节约用水，所指定的适时适量的农田灌水方案。
16.灌水定额：一次灌水单位面积上的灌水量。
灌溉排⽔⼯程学习题集灌溉排⽔⼯程学习题集编辑：迟道才夏桂敏张旭东孙仕军王丽学绪论思考题1.试述灌溉排⽔⼯程的基本任务。
2.试述我国⽔资源的特点。
3.试述我国灌溉排⽔分区特点。
4.排⽔⼯程学的主要研究内容有那些？5. 什么叫农⽥⽔分状况和地区⽔情？第⼀章农⽥⽔分状况及⼟壤⽔分运动思考题1.⼟壤是由哪⼏部分物质组成的？2. 农业⼟壤的剖⾯⼀般有哪⼏层？各层性质有何不同？3. 什么是⽔分常数？常⽤的⽔分常数有哪⼏种？并分别说明其含义。
4. 什么叫⼟壤的有效⽔？各类质地的⼟壤有效⽔范围是什么？5. 如何确定⼟壤有效⽔的最⼤贮量？⽣产实践中灌⽔时，为什么不能以凋萎系数作灌⽔下限？6. 分别说明⼟⽔势及各分势的基本概念。
7. 什么是⼟壤⽔分特征曲线？在实践中如何应⽤？如何测定？8. 作物体内⽔分存在的状态有哪两种、有何区别？它们在作物⽣理活动中起何作⽤？9. 什么是渗透作⽤？10. 作物吸收和运输⽔分的动⼒是什么？影响根系吸⽔的因素有哪些？11. 作物是通过什么途径进⾏蒸腾的？⽓孔的开闭及⽔分状况的关系？12. ⽔分不⾜和⽔分过多时对作物产⽣什么危害？13. 根区⼟壤⽔分平衡⽅程有什么作⽤？计算题1.某农⽥1m深以内⼟壤质地为壤⼟，其孔隙率为47%，悬着⽑管⽔的最⼤含⽔率为30%，凋萎系数为9.5%（以上各值皆按占整个⼟壤体积的百分数计），⼟壤容重为1.40g/cm3，地下⽔⾯在地⾯以下7m处，⼟壤计划湿润层厚度定为0.8m。
要求：计算⼟壤计划湿润层中有效含⽔量的上、下限，并分别⽤m3/亩，m3/ha和mm⽔深三种单位表⽰有效含⽔量的计算结果。
2.某⼟壤经试验测定，第⼀分钟末的⼊渗速率i1=6mm/min，α=0.4。
要求：运⽤⼟壤⼊渗经验公式计算30min内的⼊渗⽔量及平均⼊渗速率，以及第30分钟末的瞬时⼊渗速率。
3. ⼟壤蒸发计算某质⼟壤1m⼟层内初始含⽔率θ0=19%（体积，下同），⼩于临界含⽔率θc，蒸发处于强度递减阶段。
农田水利重点绪论《农田水利学》是一门研究利用灌溉排水工程措施来调节农田水分状况及改变和调节地区水情，以消除水旱灾害，合理而科学地利用水资源，为农业生产服务的科学。
1. 调节农田水分状况农田水分状况一般是指农田土壤水、地面水和地下水的状况及其相应的养分、通气、热状况。
农田水分的不足或过多，都会影响作物的正常生长和产量。
调节农田水分状况一般措施：1）灌溉措施灌溉措施即按照作物的需水要求，通过灌溉系统有计划地将水量输送和分配到田间，并采用一定的灌溉技术以补充农田水分的不足。
2）排水措施通过修建排水系统将农田内多余的水分(包括地面水和地下水)排入容泄区(江、河或湖泊等)，使农田处于适宜的水分状况。
在易涝易碱地区，排水系统还有控制地下水位和排盐的作用。
调节农田水分状况需要研究的问题：1）把土壤—作物—大气作为一个连续体来研究农田水分的微循环过程和水、盐运动规律，探求以土壤水和作物关系为中心的农田水分调控机理及水分、盐分和水肥耦合之间的内在联系，为节水农业提供理论和实际应用的依据，并指导灌排实践和中、低产田的改造。
2）研究节水灌溉的实用技术。
3）研究不同地区灌排系统的合理布置，做到山水田林路综合治理，既便于灌排和控制地下水位，又适应机耕。
4）研究灌排系统管理5）研究和重视灌排工程对水环境的影响及经济评价。
2.改变与调节地区水情(1)改变与调节地区水情措施：（1）蓄水保水措施(2)调水、排水措施需要研究的科学问题：1)在深入调查水量供、需情况的基础上，研究制定地区长远的水资源规划及水土资源平衡措施。
2)研究当地地面水、地下水和外来水的统一开发及联合运用。
寻求水资源系统的最优规划、扩建和运行方案。
3)研究洪涝规律，采取有效措施，解除洪涝威胁，并同水资源开发利用结合起来统一规划，做到洪涝旱碱综合治理。
4)研究水资源开发、利用和保护等方面的经济效益、生态环境和社会福利问题。
第一章 农田水分状况和土壤运动入渗过程的一般规律：干旱类型：大气干旱、土壤干旱、作物生理干旱 （大气干旱和土壤干旱都会造成作物生理干旱）田间持水率：在生产实践中，常将灌水两天后土壤所能保持的含水率叫做田间持水率。
1、简述农田水利学的研究对象与内容。
研究对象：（1）调节农田水分状况（2） 改变和调节地区水情1)调节农田水分状况的水利措施一般有：（1）灌溉措施：补充水分不足（2）排水措施：控水，排盐 ； 调节农田水分状况需要研究的内容：（1）农田水盐运动规律（2）节水灌溉理论与技术（3）灌排系统布置（4）灌排系统管理2)地区水情：地区水资源的数量、分布情况及其动态。
调节地区水情的工程措施：蓄水保水措施和地区间调水、排水措施。
改变和调节地区水情需要研究的内容：（1）制定水土资源规划（2）水资源合理配置（3）洪涝规律第一章 农田水分状况和土壤水分运动5、何谓吸湿系数、凋萎系数和田间持水率？凋萎系数和田间持水率两者各有什么用途？一般常将田间持水量作为重力水和毛管水以及有效水分和过剩水分的分界线。
凋萎系数和田间持水量是农田作物根系层土壤的含水量下限和上限。
据此决定灌水时间和定额。
7、何谓作物田间需水量和田间耗水量？作物需水量：植株蒸腾量与株间蒸发量之和，又称为腾发量田间耗水量：作物整个生育期中,农田消耗的总水量。
稻田：作物需水量＋田间渗漏量＝田间耗水量. 旱地：作物需水量＝田间耗水量9、什么是作物需水临界期？了解作物需水临界期有何意义？需水临界期：在作物全生育期中，对缺水最敏感，影响产量最大的时期。
了解作物需水临界期的意义：（1）合理安排作物布局，使用水不至过分集中；（2）在干旱情况下，优先灌溉正处需水临界期的作物。
10、计算作物田间需水量常用方法有哪些?个适合于什么情况?各自如何计算某生育阶段作物需水量？（详见课件第二章P9-21）一类是根据田间试验直接测定的作物需水量（作物需水量的田间测定方法主要包括器测法、田测法、坑测法等）与其影响因素之间经验关系，直接计算出作物需水量的方法; 在我国采用较多的有蒸发皿法、产量法和多因素法。
另一类是先计算参照作物的蒸发蒸腾量或潜在蒸发蒸腾量，再根据不同作物的实际情况及土壤实际含水率状况计算实际作物的需水量的半经验方法。
土中水的运动规律以土中水的运动规律为标题，我们来探讨一下土壤中水分的运动方式和规律。
土壤中的水分运动与土壤的物理性质、水分状况以及外部环境等有关，它对农田的灌溉和排水、水资源的利用和保护具有重要意义。
我们来讨论土壤中水分的来源。
土壤中的水分主要来自降水和地下水的补给，其中降水是土壤水分的主要补给来源。
雨水透过土壤表层，渗入土壤中形成入渗水，这部分水分被土壤颗粒吸附和保持，为土壤中的毛细水。
当土壤中的毛细水达到饱和状态时，超过土壤毛细水能力的雨水将向下渗透，形成深层水。
我们来看土壤中水分的运动方式。
土壤中的水分主要有三种运动方式：入渗、上升和下渗。
入渗是指降水透过土壤表层，渗入土壤中的过程。
土壤的入渗性取决于土壤的质地、结构、含水量以及降雨的强度等因素。
质地较粗糙的土壤，如砂土，入渗速度较快；而质地较细腻的土壤，如黏土，入渗速度较慢。
此外，土壤的结构也对入渗有影响，土壤结构疏松的入渗性较好，而结构紧密的土壤入渗性较差。
上升是指土壤中的水分通过毛细力向上运动的过程。
土壤中的毛细水能够被土壤颗粒吸附和保持，形成毛细管系统。
当土壤中的毛细力大于重力时，水分就能够向上运动，这种现象称为毛细上升。
毛细上升对植物的根系吸收水分起到了重要的作用。
下渗是指土壤中的水分向下运动的过程。
当土壤中的毛细水达到饱和状态时，超过土壤毛细水能力的雨水将向下渗透。
下渗速度取决于土壤的质地、结构、含水量以及渗透层的下边界等因素。
土壤质地较粗糙、结构疏松的下渗速度较快，而质地较细腻、结构紧密的下渗速度较慢。
我们来讨论土壤中水分的分布规律。
土壤中的水分分布主要取决于土壤的水分势差和地形。
水分势差是指土壤水分与周围环境之间的差异，它决定了水分的运动方向和速度。
一般情况下，水分势差大的地方水分运动较快，水分势差小的地方水分运动较慢。
地形对土壤中水分的分布也有一定的影响，比如山坡上部水分相对较多，容易形成积水，而山坡下部水分较少，容易出现干旱现象。
