农田水利学作业3答案部分Word格式.docx

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29 

15

6至6

16 

30

7至7

1 

10

7至7

11 

19

4至7

天 

数

25

18

10

9

85

阶段α值

0.784

1.060

1.341

1.178

1.133

日渗漏量（mm/a）

1.5

1.2

1.0

0.8

解：

（1）各月日蒸发量

4月份，日蒸发量ET04=182.6/30=6.09mm/d

5月份，日蒸发量ET05=145.7/31=4.7mm/d

6月份，日蒸发量ET06=178.5/30=5.95mm/d

7月份，日蒸发量ET07=198.8/31=6.41mm/d

（2）由公式

，计算各生育阶段的蒸发量；

需水量=腾发量+渗漏量。

结果见下表：

其中：

4月份5天

5月份25天

5月份3天

6月份15天

7月份10天

7月份9天

ET0（mm）

44.6

117.5

103.4

89.2

64.1

57.7

476.5

阶段

值

1.06

ET（mm）

34.9

124.6

138.6

105.1

68.0

65.4

536.6

渗漏量（mm）

12.0

30.0

18.0

15.0

8.0

7.2

90.2

耗水量（mm）

46.9

154.6

156.6

120.1

76.0

72.6

626.8

2、设计春小麦灌溉制度

西北内陆某地，气候干旱，降雨量少，平均年降雨量117mm，其中3～7月降雨量65.2mm，每次降雨量多属微雨（5mm）或小雨（10mm）且历时短，因此有效降雨量可忽略；

灌区地下水埋藏深度大于3m，且矿化度大，麦田需水全靠灌溉。

土壤为轻、中壤土，土壤容重为1.48g/cm3，田间持水量为28%（占干土重的百分数计）。

春小麦地在年前进行秋冬灌溉，开春解冻后进行抢墒播种。

春小麦各生育阶段的田间需水量、计划湿润层深度、计划湿润层增深土层平均含水率及允许最大、最小含水率（田间持水量百分数计），如表2-1所列。

据农民的生产经验，春小麦亩产达300～350kg时，生育期内需灌水5～6次，灌水定额为50～60m3/亩。

抢墒播种时的土壤含水率为75%（占田间持水量百分数计）。

表2-1春小麦灌溉制度设计资料表

生 

育 

阶 

段

播种～分蘖

分蘖～拔节

拔节～抽穗

抽穗～成熟

日期（日/月）

21/3～30/4

1/5～20/5

21/5～8/6

9/6～14/7

天数（d）

41

20

19

36

需水量（m3/亩）

24

81

83

112

允许最大含水率（田持%）

100

90

允许最小含水率（田持%）

55

60

计划湿润层深度（m）

0.4

0.4～0.6

0.6

计划湿润层增深土层平均含水率（田持%）

65

（1）灌区地下水埋藏深度大于3m，因而可忽略地下水补给量K。

（2）含水率换算（重量含水率换算为体积含水率）

田间持水量

式中：

为田间持水量（体积）；

为田间持水量（重量）；

为土壤干密度，g/cm3。

允许最大含水率

100%田持：

90%田持：

允许最小含水率

55%田持：

60%田持：

播种时初始含水率

75%田持：

（3）计划湿润层增深带来的土壤储水量增量

拔节期间，计划湿润层由40cm增加到60cm，增加了20cm，因此土壤储水量增加

（4）作物田间需水量（ET）表2-1已给出，在灌溉制度设计图上绘出作物田间需水量（ET）累积曲线，并得出净耗水量（ET-K-WT）累积曲线。

（5）每次降雨量多属微雨（5mm）或小雨（10mm），

取1，降雨入渗量P0

，逐时绘于图上。

（6）自作物生长初期土壤计划湿润层储水量W0，逐旬减去（ET-K-WT）值，当遇有降雨时加上降雨入渗量P0，即得计划湿润土层实际储水量（W）曲线。

当W曲线接近于Wmin时，即进行灌水。

灌水定额大小要适当，不应使灌水后土壤储水量大于Wmax。

得出春小麦灌溉制度设计图及汇总表格如下：

春小麦生育期灌溉制度

灌水次数

1

2

3

合计

灌水日期（日/月）

4月23日

5月5日

5月24日

6月6日

6月22日

灌水定额（m3/亩）

50

270

因此，春小麦生育期灌溉定额为270m3/亩，生育期共进行5次灌水，。

3、水库灌区灌溉用水量计算

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，各种作物种植面积如下：

冬小麦18万亩，棉花8万亩，春玉米8万亩，夏玉米16万亩，其他杂粮6万亩。

中等干旱年各种作物净灌水定额，见表3-1。

全灌区灌溉水利用系数η水为0.6。

中等干旱年的降雨量频率取为75%。

对于任何一种作物的某次灌水，需供水到田间的灌水量：

W净=mA（m3），利用该公式计算出各作物各次净灌溉用水量，见下表3-2。

全灌区任何一时段内的净灌溉用水量为该时段内各种作物净灌溉用水之和。

η水=W净/W毛，灌溉水利用系数估为0.6，即可求得总的毛灌溉用水量，见下表3-2。

得全灌区毛灌溉用水量为21967104m3。

3-2灌溉用水过程推算表

各种作物各次灌水定额（m3/亩）

各种作物各次净灌溉用水量（104m3）

全灌区净灌水用水量（104m3）

全灌区毛灌溉用水量（104m3）

作物（104亩）

时间

冬小麦

（A1=18）

棉花

（A2=8）

春玉米（A3=8）

夏玉米（A4=16）

其他杂粮（A5=6）

冬小麦（A1=18）

棉花（A2=8）

夏玉米A4=16）

上

900

1500

中

下

480

800

40

720

1200

300

500

45

810

320

1130

1883

240

400

533

560

933

1333

880

1467

640

1067

1040

1733

1080

1800

11

12

360

840

1400

全年内

220

180

230

5400

1760

2880

1380

13180

21967

表3-1中旱年各种作物净灌水定额统计表

作物名称

灌水

次数

灌水时间

净灌水定额（m3/亩）

作物

名称

播前

9月下旬

11月下旬

3月上旬

4月上旬

4月下旬

5月中旬

夏玉米

6月中旬

7月上旬

7月下旬

8月下旬

3月下旬

5月下旬

6月下旬

其他杂粮

冬灌

12月上旬

4月中旬

5月上旬

6月上旬

春玉米

7月中旬

4、引水灌区灌水率图的制定

基本资料：

（1）某灌区灌溉面积为10万亩，主要种植小麦、棉花、玉米及谷子等旱作物。

各种作物的生育期、种植面积的百分比及设计的灌溉制度，见表4-1。

（2）灌区为有坝取水的自流灌区。

根据设计年河流来水分析，渠首能引取的流量，见表4-2。

灌溉水利用系数为0.7。

要求：

编制灌区灌水率图，按经济合理的要求并考虑来水流量是否够用进行修正。

应完成计算说明书一份，包括修正前、后的灌水率计算表及灌水率图。

（1）由公式

及已知条件，可求得各作物灌水率计算表，见表4-1。

将所得的灌水率绘图，得修正前的灌水率图，见图4-1。

表4-1某灌区各种作物灌水率计算表

生育期

种植面积百分比（%）

灌水次数

灌水延续天数（d）

灌水率[m3/（s·

万亩）]

（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

（6）

（7）

冬小麦

23/9～16/5

0.24

0.26

玉米

6/6～4/9

0.23

35

0.20

棉花

21/4～10/11

0.14

0.13

0.10

谷子

25/4～14/8

0.12

图4-1修正前灌水率图

（2）由资料得渠首5月份能引取的流量为4.8m3/s，图4-1得5月份上、中旬需灌溉小麦、谷子及棉花三种作物，总面积为10万亩，已知灌溉水利用系数0.7，综上得渠首5月份能提供的最大灌水率为

0.336m3/（s·

万亩），不能满足作物该时灌水率0.53m3/（s·

万亩）。

从经济合理的角度分析，修正前的灌水率图大小相差悬殊，渠道输水断断续续，不利于管理，若以其中最大的灌水率设计渠道流量，定不经济，因此需将其进行修正，修正后的灌水率图见图4-2。

图4-2修正后灌水率图

5、畦灌设计

某灌区种植小麦，灌水定额m=50m3/亩，土壤透水性中等，由土壤渗吸试验资料得知：

第1小时内平均渗吸速度i0=150mm/h，α=0.5，地面坡度（畦田纵方向）为0.002。

（1）计算灌水时间（h）；

（2）选择畦田长度和宽度（m）；

（3）计算入畦单宽流量（L/s•m）。

（1）灌水时间t内入渗水量Ht与计划的灌水定额m相等，即

由已知条件m=50m3/亩=75mm,i0=150mm/h得灌水时间：

（2）土壤透水性中等，坡度0.002在适宜范围，故选择畦田长度为70m，宽度3m。

（3）进入畦田的灌水总量与畦长L上达到灌水定额m所需的水量相等。

由m=50m3/亩=75mm，L=70m，t=0.25h得入畦单宽流量：

（L/s•m）

9、滴灌设计

某蔬菜地拟建滴灌系统，已知滴头流量为4L/h，毛管间距为1m，毛管上滴头间距为0.7m，滴灌土壤湿润比为80%，土壤计划湿润层深度为0.3m，土壤有效持水率为15%（体积含水量），需水高峰期日平均耗水强度为6mm/d。

（1）计算滴灌设计灌水定额；

（2）计算设计灌水周期；

（3）计算滴头一次灌水的工作时间。

（1）有公式计算一次灌水量I为:

式中：

m滴—一设计灌水定额，mm;

α——允许消耗的水量占土壤有效水量的比例，取20%；

H——计划湿润层深度，0.3m;

θ——土壤有效持水量；

15%

P——土壤湿润比，80%；

代入以上数据得：

m滴=20*15*80*0.3/1000=7.2mm

（2）两次灌水之间的时间间隔又称为灌水周期。

灌水周期T的理论计算公式为：

e——需水高峰期日平均耗水强度

T=7.2/6=1.2（天）

（3）一次灌水延续时间可由下式计算：

t——一次灌水延续时间，h

Se——灌水器间距,滴头间距为70cm即0.7m

Sl——毛管间距，1m

q——灌水器流量，4L/h

所以t=7.20.71/4=1.26h