《灌溉排水工程学》教学用课件-第六章

第六章农田排水原理第一节排水对水土环境及作物生长的影响一、农田灌溉与农田排水农田灌溉与农田排水是调节农田水分状况的两种措施。二、农田排水对土壤理化性质的影响排水对土壤理化性状的影响有以下几个方而：1、改善土壤结构2、排除有毒物质3、降低土壤含水量，改善土壤热状况4、改善土壤通气5、降低土壤含盐量，治理盐碱化三、农田排水对作物生长的影响1、排水对作物根系生长的影响2、排水对作物植株生长及产量的影响四、农田排水对地下水动态的影响1、排水沟对地下水位的调控作用2、排水对农田地下水动态的影响水稻的晒田期间，地下水位迅速下降，其处于动态变化过程。若无水补给，地下水呈非稳定流状态。地下水位下降值计算公式为：式中：ν为地下水位下降系数，它是时间t的函数；H0是地下水最大变化幅度；ε为t时段平均水面蒸发强度；f为蒸发影响系数；μ为土壤给水度。排水的一般规律：排水沟间距小、轻质土壤、沟深大，地下水下降速度快，反之则下降速度侵。在排水初期，排水沟附近的地下水下降速度快，远离排水沟地域的地下水下降速度慢。ftHh0第二节排水沟对地面水及地下水位的调控原理max0maxsHHW0WWPRmIPR一、排除地面水的田间排水沟排除地面水的目的主要是防止作物受淹。1、排涝水量降水过多就会造成涝灾。(1)利用超蓄产流法计算净雨深蓄水量径流深(2)利用超渗产流法计算净雨深蓄水量径流深111TtiI2、田间排水沟的深度与间距末级固定排水沟的间距，要根据田间作业对田块的要求并结合田间灌溉渠道的规划布置统考虑确定。一般北方地区排涝农沟的间距多为200~400m；南方地区农沟间距多为100~200m。单纯排涝用的农沟深度一般为1.0m左右。二、控制地下水的田间排水沟控制农田地下水位的目的是有效地排除渍害和防止土壤盐碱化。控制地下水位的田间工程，有水平排水和垂直排水两种形式。当作物允许的地下水埋深△H一定时，排水农沟的深度D可用下式计算：第三节农田排水的种类与排水标淮一、农田排水种类农田排水的任务是排除农田中多余的水分，控制地下水埋深。有除涝排水、防渍排水、防止土壤盐碱化排水形式。除涝排水：排除由于降雨超渗部分在田间形成的径流水层和低洼地汇集的多余的地面积水。防渍排水：坡度较小的地区和低洼地，在排除地面积水以后，对地下水位过高而采取排除土壤中多余水分的措施。完整的除涝排水工程包括除涝排水、防渍排水两种形式。防止土壤盐碱化排水：降低地下水位、减少潜水蒸发、避免盐分累积在土壤的表层的排水形式。二、排除地面水的排涝标准以排水区发生一定重现期的暴雨，农作物不受涝灾作为设计排涝标准。三、降低地下水位的排渍标准结论：地下水位过高将严重影响棉花产量，并且在一定幅度内随着地下水位的降低而产量增加。农作物排渍标准是指控制农作物不受渍害的农田地下水排降标准。农作物的设计排渍深度是指农作物在不同生育阶段要求保持一定的地下水适宜的埋藏深度，即土壤中水分和空气状况适宜于农作物根系生长、有利于农作物增产的地下水深度。2、几种主要作物对地下水位的要求(1)麦类播种、幼苗期：种子发芽期，要求土层湿润，地下水一般要求在0.50m左右；返青、拔节期：根系旺发，地下水要求降到0.8~1.0m；生长后期：根系完全发育，地下水要求降到1.0m以下。(2)棉花播种、幼苗期：种子发芽期，要求土层湿润，地下水一般要求在0.8~1.0m左右；蕾期：根系发达，地下水一般要求较深，在1.2~1.5m。(3)水稻水稻的大部分生长期要求田间有较多水分。但落干晒田措施可以协调水、热、气、肥的矛盾并进一步提高产量。四、防治土壤次生盐碱化的排水标准地下水位临界深度：为了保证不致引起耕作层土壤盐碱化所要求保持的地下水最小埋藏深度。作物根系层的土壤盐分含量取决于地下水埋深、地下水的含盐浓度、降雨、灌溉入渗和蒸发蒸腾作用的影响。根系层的盐分动态可用方程表示为：在干旱半干旱地区，地下水位以上土层中盐分平衡状况，主要取决于地下水补给的蒸发蒸腾量（ET）和地下水的排水出流量（D），只有使D≥ET才能使土壤盐分处于脱盐(△C＜0)或盐分平衡(△C≈0)状态。可将排蒸比γ作为防止壤盐碱化的排水设计参数。114321ETDrCDETCDCICPCETCC