第一章1 农田土壤水分状况..
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The Importance(Aki ver.)【绪论】(一)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关的养分、同期、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作物的产量。
调节农田水分状况的水泥措施一般有:1、灌溉措施即按照作物的需要,通过灌溉系统有计划的降水量输送和分配到田间,以补充农田水分的不足2、排水措施即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(河流或湖泊等),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作用。
控制地下水位对增产的重要性,近年来已越来越被人们所认识和重视.(二)改变和调节地区水情地区水情主要指地区水资源的数量、分布情况及其动态。
改变和调节地区水情的措施,一般可分为以下两种:1、蓄水保水措施通过修建水库、河网和控制利用湖泊、地下水库以及大面积的水土保持和田间蓄水措施,拦蓄当地径流和河流来水,改变水量在时间上(季节或多年范围内)和地区上(河流上下游之间、高低地之间)的分布状况,通过蓄水措施可以减少汛期洪水流量,避免暴雨径流向低地汇集,可以增加枯水时期河水流量以及干旱年份地区水量储备2、调水、排水措施主要是通过引水渠道,使地区之间或流域之间的水量互相调剂,从而改变水量在地区上的分布状况。
用水时期借引水渠道及取水设备,自水源(河流、水库、河网、地下含水层等)引水,以供地区用水。
某一地区水源缺乏时,可借人工河道自水源充足地区调配水量.研究最有效的利用水资源的科学理论,合理调配水资源,最大限度的保证各部门用水要求,同时解决好洪涝灾害,便成为我国水资源工程现代化的一个重要内容,需要研究以下问题: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机联合运用,应用系统工程的理论与方法,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,接触洪涝威胁,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,探求符合社会主义经济市场原则的水资源系统规划、华丽的经济论证方法、总之,无论是调节农田水分状况或是地区水情,都要认识自然规律,总结水利建设的经验,坚持科学态度,讲究经济效益并从理论和技术上解决农田水利现代化中出现的性问题,把农田水利科学技术不断推向前进【第一章农田水分状况和土壤水分运动】(一)农田水分状况凋萎系数——当土壤含水率降低至吸湿系数的1.5-2.0倍时,就会使植物发生永久性凋萎现象田间持水率——灌水两天后土壤所能保持的含水率农田水分过多的原因1、降水量过大2、河流洪水泛滥、湖泊满溢,海潮侵袭和坡地水进入农田3、地形低洼,地下水汇流和地下水位上升4、出流不畅农田水分不足的原因1、降雨量不足2、降雨形成的地表径流大量流失3、土壤保水能力差,水分大量渗漏4、蒸发量过大(二)土壤-作物-大气连续体水分运动的概念SPAC(soil-plant-atmosphere continum)——在研究有作物生长条件下农田水分运动时,大部分需要分析农田水分状况和水分在土壤中的运动,还需要考虑土壤水分向根系的运动和植物体中液态水分的运动以及自植物叶面和土层向大气的水汽扩散运动等。
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。
农田水分状况系指农田地面水、土壤水和地下水的多少及其在时间上的变化。
一切农田水利措施,归根结底都是为了调节和控制农田水分状况,以改善土壤中的气、热和养分状况,并给农田小气候以有利的影响,达到促进农业增产的目的。
因此,研究农田水分状况对于农田水利的规划、设计及管理工作都有十分重要的意义。
第一节农田水分状况一、农田水分存在的形式农田水分存在三种基本形式,即地面水、土壤水和地下水,而土壤水是与作物生长关系最密切的水分存在形式。
土壤水按其形态不同可分为汽态水、吸着水、毛管水和重力水等。
(1)汽态水系存在于土壤空隙中的水汽,有利于微生物的活动,故对植物根系有利。
由于数量很少,在计算时常略而不计。
(2)吸着水包括吸湿水和薄膜水两种形式:吸湿水被紧束于土粒表面,不能在重力和毛管力的作用下自由移动;吸湿水达到最大时的土壤含水率称为吸湿系数。
薄膜水吸附于吸湿水外部,只能沿土粒表面进行速度极小的移动;薄膜水达到最大时的土壤含水率,称为土壤的最大分子持水率。
(3)毛管水毛管水是在毛管作用下土壤中所能保持的那部分水分,亦即在重力作用下不易排除的水分中超出吸着水的部分。
分为上升毛管水及悬着毛管水,上升毛管水系指地下水沿土壤毛细管上升的水分。
悬着毛管水系指不受地下水补给时,上层土壤由于毛细管作用所能保持的地面渗入的水分(来自降雨或灌水)。
(4)重力水土壤中超出毛管含水率的水分在重力作用下很容易排出,这种水称为重力水。
在这几种土壤水分形式之间并无严格的分界线,其所占比重视土壤质地、结构、有机质含量和温度等而异。
可以假想在地下水面以上有一个很高(无限长)的土柱,如果地下水位长期保持稳定,地表也不发生蒸发入渗,则经过很长的时间以后,地下水面以上将会形成一个稳定的土壤水分分布曲线。
这个曲线反映了土壤负压和土壤含水率的关系,亦即是土壤水分特征曲线(见图1-1),这一曲线可通过一定试验设备确定。
在土壤吸水和脱水过程中取得的水分特征曲线是不同的,这种现象常称为滞后现象。