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1、农田水力学作业3答案word精品农田水利学作业1、用 水面蒸发为参数的需水系数法”求水稻的需水量(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(E0)的观测资料见表1-1(2) 水稻各生育阶段的需水系数 a值及日渗漏量，见表1-2。表1-1某地蒸发量(曰)的观测资料月 份45678蒸发量ET0 (mr)i182.6145.7178.5198.8201.5表1-2水稻各生育阶段的需水系数及日渗漏量返青分蘖乳熟 J黄熟1 全生育期生育阶段拔节育穗抽穗开花起止日期月4至55至55至66至67至7丁 7 至 7 丁4至7日26 34 2829 1516 301 10 11

2、1 191 26 19天数825181510 9 85阶段a值 0.7841.0601.3411.1781.0601.133日渗漏量（mm/a）:1.51.21.01.00.80.8解:（1）各月日蒸发量4 月曰蒸发量 ET04=182.6/30=6.09 mm/d5 月曰 蒸发量 ET04=145.7/3仁4.7 mm/d6 月曰蒸发量 ET04=178.5/30=5.95 mm/d7 月曰 蒸发量 ET04=198.8/3仁6.41 mm/d（2）由ET=a ETO,计算各生育阶段的蒸发量如下表:生育阶段返青分蘖拔节育穗抽穗开花乳熟黄熟全生育期天数8251815109854月5天5月3天5

3、月25天5月3天6月15天6月15天7月10天7月9天ET0( mm44.55117.5103.3589.2564.157.69476.44阶段a 值0.7841.061.3411.1781.061.133ET( mm34.927124.55138.59105.1467.9565.36536.517渗漏量（mm/a1230181587.290.2耗水量46.927154.55156.59120.1475.9572.56626.7172、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37月降雨量65.2mm每次降雨量多属微雨（5mm或小雨（10mm 且历时短；灌区

4、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 1.48t/m3，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300350kg时，生育期内需灌水56次，灌水定额为5060m3/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/

5、41/5 20/521/5 8/69/6 14/7天数（d）41201936需水量（m3/亩）248183112允许最大含水率（%10010010090允许最小含水率（%55556055计划湿润层深度（m）0.40.4 0.60.60.6计划湿润层增深土层平均含水率（%65解:（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） 根据各旬计划湿润层深度 H和计划湿润层允许最大、最小含水率求出土层允许储水量上限 Wax和下限Win ,并绘于灌溉制度设计图t Y . Y ,上（Wmax =667 H max , Wmin =667 H fn ）。水 水Y -（3） 由计划湿润层增加而增

6、加的水量 W= 667 （H2-H1） =33.67（ m亩）。:水（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-W） 累积曲线。（5） 每次降雨量多属微雨（5mm或小雨（10mm, 口取1,降雨入渗量P。=，逐时绘于图上。（6） 自作物生长初期土壤计划湿润层储水量 W,逐旬减去（ET-K-WT）值，当遇有降雨时加上降雨入渗量 P。，即得计划湿润土层实际储水量（W）曲线。当W曲线接近于Win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 Wax。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

7、灌溉制度灌水次数12345合计灌水日期（日/月）4月23日11月5日5月24日3月6日6月22日灌水定额（m3/亩）5050506060270计謬润土层含水童S/3 ) 有效降雨量(In亩 5 0 5 0 57 6 4 3 1 Oo Oo O3 2/ 需水量SOO51o o O0 5 000春小麦生育期灌水定额为270 m3/亩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n

8、水为0.6。解：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(m)，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。n水=W/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 219671th3。3-2灌溉用水过程推算表各种作物各次灌水定额(h/亩)各种作物各次净灌溉用水量(104卅)全灌区净 灌水用水量(10 4m*)全灌区毛灌 溉用水量 (10401)平物(10 4亩)时间 冬小麦(A1=18)棉花(A2=8)春玉米(A

9、3=8)夏玉米(A4=16)其他杂 粮(A=6)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)3上509009001500下60480P 4808004上407207201200中50300:300500下4540810320113018835上40240:240400中454081032011301883下403203205336上4040320240:560933中508008001333下404040320320240:88014677上406406401067中40320P 320533下4045320720104017338上中下4

10、5：720:72012009上中下6010801080180010上中下11上中下6010801080180012上60604803608401400中下全年内300220220180230540017601760288013801318021967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）作物名称灌水次数灌水时间净灌水定额（m3/亩）播前9月下旬60111月下旬6016月中旬50冬小麦23月上旬50夏玉米27月上旬4034月上旬4037月下旬4544月下旬4548月下旬4555月中旬45播前3月下旬60冬灌12月上旬6014月下旬4014月中旬50棉

11、花25月下旬40其他杂粮25月上旬4036月下旬4036月上旬4047月下旬4046月下旬40冬灌12月上旬6015月中旬40尹 丁26月上旬40春玉米36月下旬4047月中旬404、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

12、 算表及灌水率图。解：（1）由公式q 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8.64T4-1 0表4-1某灌区各种作物灌水率计算表作物生育期种植面积百分比（%）灌水次数灌水定额（m3/亩）灌水延续天数（d）灌水率m 3/（s 万亩）(1)(2)(3)(4)(5)(6)150120.24250120.24冬小麦23/916/550345100.26445100.26545100.26145100.26玉米6/64/950240100.23335100.2014080.14棉花21/410/112523580.13335100.10谷子14

13、5100.1325/414/825240100.12图4-1修正刖灌水率图(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 10万4 807 o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q二.=0.336 m/(s 万亩)，不能满足作物该时灌水率 0.53m/（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。小麦卷子玉米5、畦灌设计某灌区种植小麦，灌水定额 m=

14、50m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i=150mm/h a =0.5，地面坡度（畦田纵方向）为0.002。要求：（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）。解：（1）灌水时间t内入渗水量H与计划的灌水定额m相等，即m = Ht = K0t1_:由已知条件 m=50m亩=75mm,io=150mm/h得灌水时间：m 丄 75 t 珂）1- 竺严.5 =0.25hK0 150（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

15、m所需的水量相等。3.6qt = mlml3.6t75 10 703.6 0.25=5.83(L/s?m)由m=50m亩=75mm L=70m t=0.25h得入畦单宽流量:6、沟灌设计某地种植玉米，用沟灌法灌溉，土壤透水性中等，顺沟灌方向的地面坡度 J=0.003，采用灌水定额 m=40m亩。要求：（1）确定灌水沟的间距，长度和流量；（2）计算灌水沟的灌水时间解：（1） 土壤透水性中等，坡度0.003在适宜范围内，故选择灌水沟的间距为0.7m，长度为80m 流量为0.5L/S 。（2）灌水定额m二40m3/亩二60mm7、喷灌设计 喷头布置已知某喷头流量为4nVh，射程为18m喷灌水利用系数

16、取0.8。要求：（1）求该喷头作全圆喷洒时的平均喷灌强度；（2）求该喷头作240扇形喷洒时的平均喷灌强度；（3）若各喷头呈矩形布置，支管间距为18m，支管上喷头间距为15m组合平均喷灌强度又是多少？2 2 2解：（1）喷头作全园喷洒时A =二R = 3.14 18 = 1017.36m 一 1000q 1000 F 0.8 c 亠 平均喷灌强度p全 3.145mm/hA 1017.36（2 ） 喷 头 作 240 扇 形 喷 洒 时240 2 2代40 R. 240/360 3.14 182= 678.24m23601000 4 08 = 4.718mm/h678.24&喷灌设计 管道布置小麦

17、拔节期需进行喷灌，已测得小麦地计划湿润层深度 40cm 土层内的平均田间持水率为24% (重量含水量)，土壤容重为1.35g/cm3,灌前土壤含水率为 17%此时小麦每日耗水量为6mm/d现拟在200亩面积上安装固定式管道喷灌 系统，选择喷头的流量为4.5m3/h，射程为20m喷头组合形式为正三角形全圆 喷洒，每天喷洒有效工作时间为10h。要求：(1) 计算本次喷灌的灌水定额和设计灌水周期；(2) 确定喷头间距与支管间距；(3) 计算一次灌水所需的时间；(4) 确定同时工作的喷头数和支管数(设每支管上安装 48个喷头)。解：(1)设计灌水定额：m殳=0.1HCmax -)设计灌水周期：m设 T

18、设=e式中：H作物土壤计划湿润层深度9 max灌后土层允许达到的含水量的上限(以占土层体积的百分数 表示)。即相当于田间持水量。(题中是重量含水量，要注 意转化)。9 min灌前土层含水量下限(以占土层体积的百分数表示)。e 作物每日耗水量，mm/d代入数据得：m设=0.1 40 1.35 (0.24-0.17 =0.378cm=3.78mm3 78T 设= 0.63d设6(2)由农田水利学课本，表 3-7可知喷头间距 Sl=1.73R=34.6m支管间距Sm=1.5R=30mm设系统-_1000qH系统=一Sm0式中：m设 设计灌水定额，mm;乙系统喷灌系统的平均喷灌强度，mm/d;n喷洒水

19、有效利用系数，此处取 0.9 ；q 一个喷头的流量，nVh;s m 支管间距，m;代入数据得:K1 200 汉666.7汉 0.97N喷头=34.6 30 0.63 10= 19.78 =2020=4s i 沿支管的喷头间距，m;式中：A喷灌系统的面积，m；C 一天喷洒有效工作时间，h;其它符号同前。同时工作的支管数：N喷头N支n喷头式中：n喷头一根支管上的喷头数,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

20、/d要求：(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解：(1)有公式计算一次灌水量I为:pH1000式中：m滴一一设计灌水定额，mm;a 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;9 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：m滴I = e式中：e需水高峰期日平均耗水强度代入以上数据得：T=7.2/6=1.2(天)(3) 一次灌水延续时间可由下式计算：m 滴 SeS| tqt一次灌水延续时间，hSe 灌水器间距，滴头间距为70cm即0.7mSl 毛管间距，1mq灌水器流量，4L/h所以 t=7.2 0.7 1/4=1.26h18