节水灌溉理论与技术

节水灌溉理论与技术

一、名词解释（20分，2分/个）

1、节水灌溉：是根据作物需水规律及当地供水条件，为了有效地利用降水和灌溉水，获

取农业最佳经济效益，社会效益，生态环境而采取的多种措施的总称。

2、农田水分状况：农田地面水、土壤水和地下水数量的多少，存在的形式及其在时空上

的分布规律与变化情况。

3、毛管断裂含水量：随着作物的吸收和土表的蒸发，土壤的水分不断减少，当减少到一

定程度时，土壤空隙中的毛管水连续状态将会遭到破坏而断裂，对应的土壤含水量即是毛管断裂含水量。

4、田间持水量：土壤的悬着毛管水达到最大量时的土壤含水量。

5、大气干旱：由于大气的温度过高和相对湿度过低，阳光过强，或遇到干热风造成植物

植物蒸腾耗水过大，都会使根系吸水速度不能满足蒸腾需要。

6、土壤干旱：当土壤含水率过低，会出现植物根系从土壤中所能吸取的水量难于满足叶

面蒸腾的消耗，而影响作物的生长。

7、作物需水临界期/需水关键期：通常把作物在整个生育期中对缺水最敏感，缺水时产量

影响最大的生育期。

8、作物耗水量：是指实际条件下作物获得一定产量时所消耗的水量。

9、作物需水系数（mm/kg）：作物生产单位产量的需水量。

10、作物水分生产效率：作物每消耗单位水量（mm/m3）所能生产的产量（kg/mm或

kg/m3）。

11、农作物灌溉制度：是指作物播种前（或水稻插秧前）及全生育内的灌水次数，每次

灌水的日期、灌水定额以及灌溉定额。

12、灌水定额：一次灌水单位面积上的灌水量。

13、灌溉定额：作物全生育期各次灌水定额之和。（m3/hm2或mm）

14、阶段需水模数：作物各生育阶段的需水量占全生育期总需水量的百分数。

15、日需水量：作物每日所需水量。

16、作物水分生产函数：作物产量与需水量之间的函数关系。

17、小畦灌技术：指畦田“三改”灌水技术，即“长畦改短畦，宽畦改窄畦，大畦改小

畦”的三改畦灌灌水技术。

18、涌流灌溉技术：又称波涌灌溉或间歇灌溉，先用较大流量把水推进一段距离，暂停

灌水，间隔一定时间之后再次放水，如此断断续续，使水流呈波涌状推进。

19、控制性根系分区交替灌溉：在土壤垂直剖面或水平面的某个区域保持干燥，仅让一

部分区域灌水湿润，交替控制分根区域干燥，部分根系区域湿润的灌水方式。

20、喷灌技术：喷灌利用水泵和管道系统，在一定的压力下把水喷到空中，碎成细小水

滴，均匀降落在田间，供给作物水分的一种灌溉方式。

21、微灌技术：是利用专门的设备，将有压水流变成细小的水滴，以微小的流量湿润作

物根区附近土壤的一种局部灌水方式。

22、滴溉湿润锋：湿土区与干土区的分界线。

二、填空（30分，1分/个）

1、一般认为田间持水量是土壤有效水分的上限，凋萎系数是土壤有效水分的下限。当土

壤含水量为田间持水量的60%~80%时最适宜作物生长。

2、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移动。

3、作物水分消耗组成：（1）植株蒸腾、（2）棵间蒸发、（3）深层渗漏。

4、农作物灌溉制度的方法有：经验法、试验法、水量平衡原理。

5、作物水分生产函数中1区为非充分灌溉区，2区为过量灌溉区。

6、涌流灌溉技术的组成：由水源、管道、间歇阀、控制器等组成。

7、喷灌系统分类：（1）按压力方式分为：机压喷灌系统、自压喷灌系统；（2）按喷灌机

组的喷洒特征分为：定喷机组式喷灌系统、行喷机组式喷灌系统。

8、喷头的几何参数：进水口直径、喷嘴直径、喷射仰角；喷头的工作参数：工作压力、

喷头流量、射程；水力性能参数：喷灌强度、喷灌均匀度、水滴打击强度。

9、塑料管：PVC是聚氯乙烯管；PE是聚乙烯管；PP是聚丙烯管。

10、承压能力：钢管（1.5~6Mp）>铸铁管（1.0Mp）>塑料管（0.1~1.0Mp）。

11、微灌系统的组成：水源、首部枢纽、输配水管网和灌水器4部分组成。

12、常见的过滤器：水砂分离器、砂石过滤器、筛网过滤器、叠片式过滤器。

13、常见的施肥装置：压差式施肥灌、文丘里注入器。

14、微灌设备灌水器的分类：按结构和出流形式可分为：滴头、滴灌带和微喷头。

15、地面灌水技术分类：畦灌、沟灌、淹灌。

16、重壤土的滴灌湿润锋：旋转抛物体；中壤土的滴灌湿润锋：碗形；沙土的滴灌湿润

锋：柱状。

17、棉花膜下滴灌管理目标：不堵不漏，不积不旱，均匀滴灌，生长适度。

18、N肥在土壤中的流动性：硝态氮，不易吸附，滴头<边缘；尿素，不易吸附，滴头

<边缘；铵态氮，易吸附，滴头>边缘。P肥在石灰性土壤中易固定，尤其在有机质含量低的矿质元素。

19、膜下滴管系统的组成：水源工程、首部枢纽、输配水管网、滴头、附件。

三、简答（4题，30分）

1、试述目前国内外现阶段采用的主要节水灌溉技术。

答：国内外现阶段采用的主要节水灌溉技术有：节水工程技术、节水农业技术、节水管理技术；

（1）节水工程技术：①渠道防渗技术；②低压管道输水技术；③喷灌与微灌技术；④地面灌溉改进技术；

（2）节水农业技术：①耕作保墒技术；②覆盖保墒技术；③培肥改土、水肥耦合技术；

④节水生化制剂使用技术；⑤抗旱品种选育；

（3）节水管理技术：①制度管理；②制定节水灌溉制度；③水分检测，控制设备和计算机技术。

2、影响需水量的因素

答：（1）自然因素：作物性状、气象条件、土壤特性；（2）人为因素：人为灌排措施，农业耕作措施等。

3、作物需水量与耗水量的异同

答：（1）不同点：①概念不同；作物需水量：是指在适宜的外界环境条件（包括土壤水分、养分的充分供应）下，作物正常生长发育达到或接近该作物品种的最高产量水平时所需的水量。作物耗水量：是指实际条件下作物获得一定产量时所消耗的水量。②需水量是一个理论值，又称为潜在蒸散量（或潜在蒸发量）；耗水量是一个理论值，又称为实际蒸散量。（2）相同点：单位一样m3/hm2或mm水层表示。（1m3/hm2=0.1mm）

4、小畦灌技术的优点

答：优点：（1）节约水量，易于实现小定额灌水；（2）灌水均匀，浇地质量高；（3）防

止深层渗漏，提高田间水的有效利用率；（4）减轻土壤冲刷，减少土壤养分淋失，土壤板结减轻。

5、喷灌技术的优缺点

答：（1）优点：①省水、增产、提高作物品质；②提高土地利用率：③节省劳动力；④保持土壤结构、保持土壤肥力，适应性强。（2）缺点：①风和湿度对喷灌的影响；②要求较高的投资；③相对耗能高。

6、对管道的技术要求

答：（1）能承受设计工作压力，一般管壁有相应的厚度，并特别要注意壁厚要均匀；

（2）能通过设计的流量，管道内壁尽量光滑；

（3）价格低廉，使用寿命长。塑料管要注意防老化，钢铁管注意防锈蚀；

（4）便于运输，易于安装与施工，接头连接要方便，而且不漏水，并且有一定的抗震和抗折能力；

（5）对于移动管道则要求轻便，耐磨，并能经受风吹日晒。

7、微灌技术的注意事项

答：为确保微灌系统施肥时运行正常，并防止水源污染需注意以下三点：

(1)化肥和农药的注入一定要放在水源和过滤器之间，肥液先经过过滤器之后再进入

灌溉管道，使未润解化肥和其他杂质被清除掉，以免堵塞管道和过滤器；

(2)施肥和施农药后必须用清水把残留在系统内的肥液或农药全部冲洗干净，防止设

备被腐蚀；

(3)在化肥或农药输液管出口处与水源之间要安装逆上阀，防止肥液或农药流进水

源，更严禁直接把化肥和农药加进水源而造成污染。

8、膜下滴灌增产机理

答：（1）作物保苗率提高，收获株数增多；（2）作物干物质积累增多，分配效率提高；

（3）作物光合时间延长，物质生产力提高；（4）根系发育良好，利于形成高产；

（5）农田微环境改善，增产潜力增大。

9、随水施肥的优点

答：（1）水肥同步，可发挥二者的协同作用，使水肥耦合从理想变为现实；

（2）将肥料直接施入根区，降低了肥料与土壤的接触面积，减少了土壤对肥料与土壤的接触面积，减少了土壤对肥料养分的固定，有利于根系对养分的吸收；

（3）随水施肥的持续的时间较长，为根系生长维持了一个相对稳定的水肥环境；

（4）可根据气候、土壤特性、作物不同生长发育阶段的营养特点，灵活地调节供应养分的种类，比例及数量等，满足作物高产优质的要求。

10、系统规划的设计原则

答：（1）与农田基本建设规划相结合；（2）近期需要与远景发展相结合；

（3）综合考虑经济生态和社会效益；（4）应地制宜，合理选择滴灌形式。

四、计算（20分，10分/个）

1、径流地面灌溉技术

2、计算喷灌强度

3、设计灌水定额

某一次灌水时间（h）

4、微灌定额

一次灌水延续时间