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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。
农田水利知识点农田水分状况：指农田土壤水、地面水和地下水的状况及其相关的养分、通气、热状况土壤水：通常将存在于非饱和带的水分称为土壤水，（土壤水是联系农田地表水和地下水的纽带，农田土壤水直接影响作物生长的水，气，热，养分等状况，与作物生长关系密切，是作物生长环境的核心要素之一。
）地下水：储存于饱和带的水分称为地下水。
土壤含水率：（习惯上称为含水量）是指一定量的土壤中所含有水分数量的多少，又称土壤湿度。
毛管水：是受土壤毛管力作用保持在土壤中的水分，（毛管水依其在土壤中的分布又可分为毛管悬着水和毛管上升水）。
毛管悬着水：在地下水埋深较大时，降水或灌溉水等地面水进入土壤，借助毛管力保持在上层土壤毛管孔隙中的水分毛管上升水：借助毛管力的作用，由地下水上升进入上层土体的水。
凋萎系数：出现永久凋萎时的土壤含水量称为凋萎点含水量，也称凋萎系数。
田间持水量：在地下水埋藏较深和排水良好的土地上，当充分降水或灌溉后，地表水完全入渗，并防止蒸发，经过几天时间，土壤剖面所保持的含水量，即为田间持水量。
（田间持水量包括吸湿水，薄膜水和毛管悬着水，其数量是三者数量的和）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。
SPAC系统的主要内容：水分经由土壤到达植物根系，进入根系，通过细胞传输进入木质部，由植物的木质部到达叶片，再由气孔扩散到大气中去，最后参与大气的湍流交换，形成一个统一、动态的互反馈连续系统，即土壤-植物-大气连续体（SPAC）系统。
在这一连续体中存在物质、能量和信息的传递和交换土壤、植物和大气是SPAC系统的研究对象。
SPAC系统研究的核心内容:水分在土壤、植物和大气中的传输。
水分总是从水势高的地方向水势低的地方运动作物需水量：指生长在大面积上的无病虫害，土壤水分和肥力适宜，能取得高产潜力条件下的作物植株蒸腾和棵间蒸发量，包括组成植株体所需的水量。
参照作物需水量（潜在腾发量）：指土壤水分充足、地面完全覆盖、生长正常、高矮整齐的开阔（地块的长度和宽度都大于200m）矮草地（草高8~15cm）上的蒸发量。
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[农田水利学]第三章灌水方法第三章灌水方法第一节灌水方法的评价标准、分类及使用条件一、评价指标 1 、灌水均匀度 2 、灌溉水利用效率 3 、贮水效率其他评价指标和农业措施的结合，施肥、喷药、调节气候等劳动生产率高。
水平畦田灌溉、机械化程度地形适应性管理与基建费用低占地少二、灌水方法分类 <一 > 全面灌溉 1 、地面灌溉畦灌沟灌淹灌(水稻 ) 漫灌(牧草 ) 2、喷灌sprinkle irrigation 利用专门设备将有压水输送至灌溉地段，喷射到空中，以降雨方式进行灌溉。
优点：均匀、地形适应性强、可调节湿度和温度、机械化程度高缺点：造价高、受风影响大。
打击强度过大可能伤害幼苗。
Sprinkle irrigation 二、局部灌溉Prtial irrigation 特点：只湿润作物周围局部土壤，其他远离作物根系的土壤保持干燥。
亦称为微灌（ micro-irrigation ）通常需要专门的管道系统和灌水器，将水和养分输送至根系附近。
优点：节水、节能、均匀、适应性强、可结合施肥。
可提高作物的品质和产量，利用劣质水源灌溉。
Partial irrigation 局部灌溉的种类 1、渗灌利用地下管道将水引至作物根系层，借助毛管作用自下而上湿润土壤。
亦称地下灌溉（滴灌亦可埋入地下）。
优点：蒸发少、占地少、压力低。
缺点：地面湿润差、容易堵塞、造价高 (2) 滴灌Drip irrigation 管道中灌溉水通过特制滴头直接滴在作物根部,然后渗入土壤 . 特点:节水、自动化程度高、地形适应能力强、作物可处于最佳水分状态。
缺点：易堵塞、造价高。
Drip irrigation 3、微喷灌micro-sprinkle 称为微型喷灌。
用小喷头将水喷洒在土壤表面，水流在空中消能。
可以是局部灌溉，也可以是全部灌溉。
湿润面积较大，所用的灌水器少，抗堵塞性能好，可创造良好生长环境。
与喷灌的区别：工作压力低（喷灌一般高于 15 米〕，流量小，水源象其他滴灌和渗灌一样需要过滤。
第二章作物需水量与灌溉用水量§1 作物需水量一、作物田间水分的消耗(三种途径：叶面蒸腾、棵间蒸发和深层渗漏)叶面蒸腾：作物植株内水分通过叶面气孔散发到大气中的现象；棵间蒸发：植株间土壤或水面（水稻田）的水分蒸发；深层渗漏：土壤水分超过了田间持水率而向根系以下土层产生渗漏的现象。
解释：棵间蒸发能增加地面附近空气的湿度，对作物生长环境有利，但大部分是无益的消耗，因此在缺水地区或干旱季节应尽量采取措施，减少棵间蒸发（如滴灌<局部灌溉>、水田不建立水层）和地面覆盖等措施。
深层渗漏对旱田是无益的，会浪费水源，流失养分，地下水含盐较多的地区，易形成次生盐碱化。
但对水稻来说，适当的深层渗漏是有益的，可增加根部氧分，消除有毒物质，促进根系生长，常熟、沙河、涟水等灌溉试验站结果都表明：有渗漏的水稻产量比无渗漏的水稻产量高3.9% ～26.5%。
叶面蒸滕量＋棵间蒸发量＝腾发量＝作物田间需水量水田：田间需水量＋渗漏量＝田间耗水量由于水田不同土壤渗漏量大小差别很大，为了使不同土质田块水稻需水具有可比性，因此水稻的田间需水量不包括渗漏量，如计入渗漏量，则称为田间耗水量。
二、作物需水规律（一）影响作物需水量的因素1、气象条件主要因素，气温高、日照时间长、空气湿度低、风速大、气压低等使需水量增加；2、土壤条件含水量大，砂性大，则需水量大（棵间蒸发大）3、作物条件水稻需水量较大，麦类、棉花需水量中等，高粱、薯类需水量较少；4、农业技术措施地面覆盖、采用滴灌、水稻控灌等能减少作物需水量。
（二）作物需水特性1、中间多，两头少；开花结实期需水量最大2、存在需水临界期需水临界期：在作物全生育期中，对缺水最敏感，影响产量最大的时期。
几种作物的需水临界期：水稻孕穗至开花期棉花开花至幼铃形成期小麦拨节至灌浆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。
习题1基本资料1、根据某地气象站观测资料，设计年4月至8月80cm口径蒸发皿的蒸发量的观测资料见表1。
注：4、6月以30天计，5、7、8月以31天计。
2、水稻各需水阶段的值及渗漏量，见表2。
要求：1、推求该地区水稻各生育阶段及全生育期的耗水量2、以返青期和分蘖期为例，写出计算公式和过程（注：中间不计算，最后结果保留两位小数）。
习题2基本资料：（1）棉花计划产量：籽棉300kg/亩；（2）由相似地区试验资料得，当产量为籽棉300kg/亩时，棉花需水系数K＝1.37m3/kg；（3）棉花各生育阶段的需水量模比系数，见下表。
表2 棉花各生育阶段的模比系数要求：计算棉花各生育阶段需水量累积（单位：m 3/亩）。
1、解：计算公式：1、0ET ET α= ET ——某时段的作物需水量，以mm 计；0ET ——与ET 同期的水面蒸发量，mm 。
一般采用80cm 口径蒸发皿的蒸发值；α——需水系数。
2、田间耗水量＝作物需水量＋渗漏量 返青期：ET ＝0.784×（182.6×5/30+145.7×3/31）+1.5×8≈46.91mm分蘖期：ET ＝1.060×145.7×25/31+1.2×25≈154.55mm2、解：计算公式：1、KY ET = ET ——作物全生育期内的总需水量，m 3/亩；Y ——作物单位面积产量，kg/亩；K ——以产量为指标的需水系数。
2、ET K ET i i 1001=ET ——作物全生育期内的总需水量，m 3/亩；i ET ——某一生育阶段作物需水量，m 3/亩；i K ——需水量模比系数。
3－3 灌水模数的计算和灌水率图的修正。
资料：（1）某灌区灌溉面积为3333.3hm 2 （2）各种作物种植比例和灌溉制度见表2－3。
要求：（1）计算灌水模数。
（2）绘制并修正灌水模数图。
3－4 灌溉用水量资料：某灌区需从水库引水，灌溉面积40万亩，种植小麦、棉花等作物，复种指数1.40，各种作物种植面积：冬小麦，18万亩；棉花，8万亩；春玉米，8万亩，夏玉米，16万亩；其它杂粮，6万亩。
《灌溉与排水工程学》教学大纲英文名称：Irrigation and Drainage课程编码：080820138学时：32 学分：2.0适用对象：水土保持与荒漠化防治专业本科生先修课程：土壤学、水力学、水利计算、工程水文学大纲主撰人：大纲审核人：一、课程性质、目的和任务《灌溉与排水》是水土保持与荒漠化防治专业的一门专业选修课，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，利用水资源为农业生产发展服务的学科。
其主要任务是：通过课程的学习，使学生掌握灌溉排水基本理论和灌排技术，初步具备灌溉排水系统规划设计及区域水利规划的能力，为从事农田水利工作奠定基础。
通过教学，学生应达到下列要求：熟悉农田水分运动规律的基本理论，掌握控制土壤水和地下水位以及进行合理灌排的技术，掌握节水灌溉新理论和技术，能根据水源及灌区自然地理条件，进行引水灌排（渠道或管网）系统的规划设计；明确农田水利管理工作的重要性，树立工程技术的经济观点，掌握管理工作的基本知识和经济论证的方法。
二、教学内容及要求第一章绪论授课学时：2基本要求：1-1 我国的农田水利事业1-2 世界灌溉与排水的发展概况1-3 农田水利学的研究对象和基本内容重点讲述我国的农田水利事业和本课程的研究对象及基本内容。
使学生对本课程有个全面的概念。
第二章农田水分状况和土壤水分运动授课学时：4基本要求：2-1 农田水分状况2-2 土壤水分运动2-3 土壤—作物—大气连续体水分运动的概念重点讲述农作物对农田水分状况的要求，明确各种灾害的形成机理，掌握含水率的各种表示方法和换算关系。
着重讲述土壤水运动的基本理论，使学生熟悉入渗和蒸发不同边界条件下土壤水的计算方法，理解SPAC系统水分运动的概念。
第三章作物需水量和灌溉用水量授课学时：4基本要求：3-1 作物需水量3-2 作物灌溉制度3-3 灌溉用水量3-4 灌水率本章以讲授作物需水量的估算、作物灌溉制度的拟定、灌区用水过程线的推算和灌水率为重点。
《农田水利学》课程教学大纲Irrigation and drainage engineering一、课程基本信息二、教学目标（一）知识目标农田水利学是一门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、消除水旱灾害和利用水资源为发展农业生产而服务的科学。
农田水利是水利工程的类— 1 —别之一，其基本任务是通过各种工程措施，调节和改变农田水分状况及其有关的地区水利条件，以促进农业生产的发展。
本课程的教学目的是使学生掌握灌溉排水的基本理论和灌排技术、灌排系统规划设计方法及地区水利规划的基本知识和方法等。
（二）能力目标通过理论教学，能根据水源条件选择合理的取水方式，能进行引水工程的水利计算；能进行灌区灌排系统的规划布置；能进行灌排系统的流量计算和纵横断面设计。
为土地规划、土地整治工程规划设计打下基础。
（三）素质目标培养学生爱岗敬业、勤奋好学、细心踏实、思维敏锐、勇于创新、科学认真的职业精神。
三、基本要求（一）了解了解我国的农田水利事业和世界灌溉与排水的发展概况；了解灌溉水源和取水方式的类型。
（二）理解理解农田水分状况和土壤水分运动的基本原理；理解作物需水量和灌溉用水量的计算方法；理解灌水方法的类型、特点及使用条件。
（三）掌握掌握灌溉渠道系统、灌溉管道系统的组成与规划设计；掌握田间排水的布置与结构、排水沟的设计水位和排水沟断面设计。
四、教学内容与学时分配绪论2学时一、水资源的概念二、灌溉排水工程在农业生产中的地位和作用三、灌溉排水工程的发展历程四、灌溉排水工程学研究对象和内容— 2 —知识点：水资源的概念、不同灌溉地带特征、研究对象和内容、灌溉排水工程的发展历程。
本章小结：本章主要介绍了水资源概念的由来和水资源开发利用的发展过程。
使学生了解我国的农田水利事业的发展概况和作用，理解水资源利用与保护的重要性，以及我国进行节水农业的必要性。
重点：水资源的概念和不同灌溉地带特征难点：灌溉排水工程的发展历程思考题：我国发展节水农业的重要意义？作业：1.水资源的含义及其双重性是指什么?包括的价值是什么?2.水资源的主要特征是什么?3.中国水资源的特点是什么?建议教学方法：启发式、讨论式和形象化教学相结合，采用多媒体教学。
农田水利学复习整理：一、绪论：1、农田水利：为防治干旱、渍、涝和盐碱灾害，对农田实施灌溉、排水等人工措施的总称。
2、农村水利：提高农业综合生产能力和改善农村生态环境与农民生活条件服务的水利措施。
3、农田水利状况：农田中地表水、土壤水、地下水的状态、变化规律及对作物生长影响的总称。
第二章：1、土壤水的分类：吸着水（吸湿水&薄膜水）、毛管水、重力水2、凋萎系数：植物开始发生永久凋萎时土壤含水率，也称凋萎含水率或萎焉点。
田间持水量：农田土壤某一深度内保持吸湿水、膜状水和毛管悬着水的最大含水量。
3、区别涝灾和滞害：涝：降水过多形成田面积水并危害作物正常生长的灾害。
渍害：地下水位过高、土壤过湿而危害作物正常生长的灾害。
4、农田水分消耗的3条途径：1.植物蒸腾2.株间蒸发3.深层渗漏3个方程式：植物蒸腾量+株间蒸发量=腾发量=作物需水量作物需水量+渗漏量=田间耗水量作物需水量=田间耗水量5、需水临界期：作物全生育期中因需水得不到满足时最易影响生长发育并导致最大减产的时期。
6、α及k值法的适用条件：（1）“α”值法基本公式：ＥT＝αＥ0 或ＥT＝aＥ0 ＋b式中：ＥT ——某时段内作物田间需水量，mmＥ0 ——与ＥT同时段的水面蒸发量，mm；α——需水系数或称蒸发系数。
a，b——经验常数。
（2）“K ”值法基本公式：ＥT＝KY 或ＥT＝KYn＋c式中:ＥT——作物全生育期内的总需水量，m3/亩Ｙ——作物单位面积产量，kg/亩;Ｋ——以产量为指标的需水系数，ｍ3/kg；n、c ——分别为经验指数和常数。
7、灌溉制度：按作物需水要求和不同的灌水方法制定的灌水次数，每次灌水的灌水时间和灌水定额和灌溉定额的总称。
8、灌水定额：一次灌水在单位灌溉面积上的灌溉量。
9、灌溉定额：各次灌水定额之和。
10、水稻充分灌溉制度的基本方程式及原则：（一）泡田定额计算公式：M1＝0.667（h0＋S1＋e1t1－P1）式中: M1——泡田定额，m3/亩；h0 ——插秧时田面所需水深，mm；S1 ——泡田期渗漏量，mm；t1 ——泡田期的天数，d,e1 —— t1时期内水田田面平均蒸发强度，mm/d；P1 —— t1时期内的降雨量，mm。
