農(nóng)田水力學(xué)作業(yè)答案

1、農(nóng)田水利學(xué)作業(yè)1、用 水面蒸發(fā)為參數(shù)的需水系數(shù)法”求水稻的需水量(1)根據(jù)某地氣象站觀測資料，設(shè)計(jì)年 4月至8月80cm口徑蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量(E0)的觀測資料見表1-1(2)水稻各生育階段的需水系數(shù) a值及日滲漏量，見表1-2。表1-1某地蒸發(fā)量(E)的觀測資料月份45678蒸發(fā)量ET0 (mm182.6145.7178.5198.8201.5表1-2水稻各生育階段的需水系數(shù)及日滲漏量生育階段返青分篥拔節(jié)育穗抽穗開花乳熟黃熟1 全生育期起止日期月 日4至52635至54285至629156至616307至71 107至711194至72619天 數(shù)825181510985階段a值 一0.7841

2、.0601.3411.1781.0601.133日滲漏里（mm/a）:1.51.21.01.00.80.8解：（1）各月日蒸發(fā)量4 月日蒸發(fā)量 ET04=182.6/30=6.09 mm/d5 月日 蒸發(fā)量 ET04=145.7/31=4.7 mm/d6 月日蒸發(fā)量 ET04=178.5/30=5.95 mm/d7 月日 蒸發(fā)量 ET04=198.8/31=6.41 mm/d（2）由ET=a ETO,計(jì)算各生育階段的蒸發(fā)量如下表:生育階段返青分篥拔節(jié)育穗抽穗開花乳熟黃熟全生育期天 數(shù)8251815109854月5天5月3天5月25天5月3天6月15天6月15天7月10天7月9天ET0 (mm4

3、4.55117.5103.3589.2564.157.69476.44階段a 值0.7841.061.3411.1781.061.133ET (mm34.927124.55138.59105.1467.9565.36536.517滲漏里（mm/句1230181587.290.2耗水量46.927154.55156.59120.1475.9572.56626.7172、設(shè)計(jì)春小麥灌溉制度西北內(nèi)陸某地，氣候干旱，降雨量少，平均年降雨量117mm其中37月降雨量65.2mm每次降雨量多屬微雨（5mm或小雨（10mrh 且歷時(shí)短；灌區(qū)地下水埋藏深度大于 3m且礦化度大，麥田需水全靠灌溉。土壤為輕、中壤

4、土，土壤容重為 1.48t/m3 ,田間持水量為 28%（占干土重的百分?jǐn)?shù)計(jì)）。春小麥地在年前進(jìn)行秋冬灌溉，開春解凍后進(jìn)行搶埔播種。春小麥各生育階段的田間需水量、計(jì)劃濕潤 層深度、計(jì)劃濕潤層增深土層平均含水率及允許最大、最小含水率（田間持水量百分?jǐn)?shù)計(jì)），如表 2-1所列。據(jù)農(nóng)民的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，春 小麥畝產(chǎn)達(dá)300350kg時(shí)，生育期內(nèi)需灌水56次，灌水定額為5060m3盾。搶埔播種時(shí)白土壤含水率為 75%（占田間持水量百分 數(shù)計(jì)）。表2-1春小麥灌溉制度設(shè)計(jì)資料表生育階段播種分篥分篥拔節(jié)拔節(jié)抽穗抽穗成熟日期（日/月）21/3 30/41/5 20/521/5 8/69/6 14/7天數(shù)（d）412

5、01936需水量（m3/畝）248183112允許最大含水率（10010010090允許最小含水率（55556055計(jì)劃濕潤層深度（m0.40.4 0.60.60.6計(jì)劃濕潤層增深土層平均含水率（%65解:（1）灌區(qū)地下水埋藏深度大于3m,因而可忽略地下水補(bǔ)給量K。（2）根據(jù)各旬計(jì)劃濕潤層深度 H和計(jì)劃濕潤層允許最大、最小含水率求出土層允許儲水量上限Wax和下限Win，并繪于灌溉制度設(shè)計(jì)圖上(ax =667 H %ax,'水Wnin =667 XX H Mmin )。.水y _(3)由計(jì)劃濕潤層增加而增加的水量 W=667x(H2 -H1)xx9P =33.67 (mi/W) :水（4

6、）作物田間需水量（ET）表2-1已給出，在灌溉制度設(shè)計(jì)圖上繪出作物田間需水量（ET）累積曲線，并彳#出凈耗水量（ET-K-W）累積曲線。（5）每次降雨量多屬微雨（5mm或小雨（10mm , 口取1,降雨入滲量Po二口 P ,逐時(shí)繪于圖上。（6）自作物生長初期土壤計(jì)劃濕潤層儲水量 W,逐旬減去（ET-K-W）值，當(dāng)遇有降雨時(shí)加上降雨入滲量 Po,即得計(jì)劃濕潤土層實(shí)際儲水量（W曲線。當(dāng)W曲線接近于Win時(shí)，即進(jìn)行灌水。灌水定額大小要適當(dāng)，不應(yīng)使灌水后土壤儲水量大于Wax。得出春小麥灌溉制度設(shè)計(jì)圖及匯總表格如下：春小麥生育期灌溉制度灌水次數(shù)12345合計(jì)灌水日期（日/月）4月23日11月5日5月24

7、日3月6日6月22日灌水定額（m3/畝）5050506060270有效降雨量<m畝5 0 5 0 57 6 4 3 1 O卜上1中1下上1中下上中rr上3月4月5月6月7月搐種分窠分基一拔節(jié)&發(fā)節(jié)二抽穗I抽穗月J款o O o O3 2/需水量o o o OU5O 5>0112/計(jì)劃溟潤土層含水量刖卸春小麥生育期灌水定額為270 m3/畝3、水庫灌區(qū)灌溉用水量計(jì)算某灌區(qū)需從水庫引水，灌溉面積 40萬畝，種植小麥、棉花等作物，復(fù)種指數(shù) 1.40,各種作物種植面積如下：冬小麥18萬畝，棉 花8萬畝，春玉米8萬畝，豆玉米16萬畝，其他雜糧6萬畝。中等干旱年各種作物凈灌水定額，見表

8、3-1。全灌區(qū)灌溉水利用系數(shù) ” 水為0.6。 解： 中等干旱年的降雨量頻率取為 75% 對于任何一種作物的某次灌水，需供水到田間的灌水量：W = mA(m),利用該公式計(jì)算出各作物各次凈灌溉用水量，見下表 3-2。全灌區(qū)任何一時(shí)段內(nèi)的凈灌溉用水量為該時(shí)段內(nèi)各種作物凈灌溉用水之和?！八?W/W毛，灌溉水利用系數(shù)估為0.6,即可求得總的毛灌溉用水量，見下表 3-2。 得全灌區(qū)毛灌溉用水量為 21967103。3-2灌溉用水過程推算表各種作物各次灌水定額(m3/畝)各種作物各次凈灌溉用水量(104m5)全灌區(qū)凈 灌水用水 量(10 4m3)全灌區(qū)毛灌 溉用水量(10 4m3)'弋物(104

9、畝)時(shí)間冬小麥(A=18)棉花(Aa=8)(小=8)夏玉米(4=16)其他雜糧(A=6)冬小麥(A=18)棉花(A=8)(4=8)夏玉米A=16)其他雜 糧(A5=6)3 1上509009001500中下60480P 4808004上407207201200中50300P 300500下4540810320113018835上40240P 240400中454081032011301883下403203205336上4040320240P 560933中508008001333下404040320320240P 88014677上406406401067中40320P 320533下40453

10、20720104017338上中下45：720P 72012009上中下6010801080180010上中下11上中下6010801080180012上60604803608401400中下全年內(nèi)300220220180230540017601760288013801318021967表3-1中旱年各種作物凈灌水定額統(tǒng)計(jì)表灌水凈灌水定額（m3/作物作物名稱灌水時(shí)間灌水次數(shù)灌水時(shí)間凈灌水定額（m3/畝）次數(shù)畝）名稱播前9月下旬60111月下旬6016月中旬5023月上旬5027月上旬40冬小麥夏玉米34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

11、上旬6014月下旬4014月中旬50棉花25月下旬40其他雜糧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4026月上旬4036月下旬4047月中旬404、引水灌區(qū)灌水率圖的制定基本資料：(1)某灌區(qū)灌溉面積為10萬畝，主要種植小麥、棉花、玉米及谷子等旱作物。各種作物的生育期、種植面積的百分比及設(shè)計(jì)的灌溉 制度，見表4-1。(2)灌區(qū)為有壩取水的自流灌區(qū)。根據(jù)設(shè)計(jì)年河流來水分析，渠首能引取的流量，見表 4-2 o灌溉水利用系數(shù)為0.7。要求：編制灌區(qū)灌水率圖，按經(jīng)濟(jì)合理的要求并考慮來水流量是否夠用進(jìn)行修正。應(yīng)完成計(jì)算說明書一份，包括修正前、

12、后的灌水率計(jì) 算表及灌水率圖。解：（1）由公式q=及已知條件，可求得各作物灌水率計(jì)算表，見表 4-1 o將所得的灌水率繪圖，得修正前的灌水率圖，見圖 8.64T4-1 0表4-1某灌區(qū)各種作物灌水率計(jì)算表作物生育期種植面根百分比灌水次數(shù)灌水定額（m3/畝）（%）灌水延續(xù)天數(shù)（d） 灌水率m 3/（s 萬畝）(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)150250冬小麥23/9 16/550345445545120.24120.24100.26100.26100.26145玉米6/6 4/950240335100.26100.23100.20140棉花21/4 10/112523533580.14

13、80.13100.10.、145谷子25/4 14/825240100.13100.12CL6n圖4-1修正刖灌水率圖(2)由資料得渠首5月份能引取的流量為4.8m3/s,圖4-1得5月份上、中旬需灌溉小麥、谷子及棉花三種作物，總面積為 10萬4 8 0 70國，已知灌慨水利用系數(shù)0.7,綜上得渠首5月份能提供的最大灌水率為q= . = 0.336 m/(s 萬畝)，不能滿足作物該時(shí)灌水率 0.5310n3/（s 萬畝）。從經(jīng)濟(jì)合理的角度分析，修正前的灌水率圖大小相差懸殊，渠道輸水?dāng)鄶嗬m(xù)續(xù)，不利于管理，若以其中最大的灌水率設(shè)計(jì)渠道流量，定不 經(jīng)濟(jì)，因此需將其進(jìn)行修正，修正后的灌水率圖見圖4-2

14、。航xe飛廠6月7月航飛瓦 西 n月rnj圖4-2修正后灌水率圖5、畦灌設(shè)計(jì)某灌區(qū)種植小麥，灌水定額 m=50n/W, 土壤透水性中等，由土壤滲吸試驗(yàn) 資料得知：第1小時(shí)內(nèi)平均滲吸速度i o=150mm/h a =0.5 ,地面坡度（畦田縱方 向）為0.002。要求：（1）計(jì)算灌水時(shí)間（h）；（2）選擇畦田長度和寬度（m） ；（3）計(jì)算入畦單寬流量（L/s?m）。解：（1）灌水時(shí)間t內(nèi)入滲水量H與計(jì)劃的灌水定額m相等，即m =Ht = kL由已知條件 m=50m畝=75mm,i°=150mm/h馬灌水時(shí)間：m75t =（31f =（二產(chǎn)5 =0.25hK0150（2） 土壤透水性中等

15、，坡度0.002在適宜范圍，故選擇畦田長度為 70m寬度 3nl（3）進(jìn)入畦田的灌水總量與畦長 L上達(dá)到灌水定額m所需的水量相等。3.6qt = ml由m=50m畝=75mm L=70m t=0.25h得入畦單寬流量：mlq 二3.6t75 10、703.6 0.25=5.83(L/s?m)6、溝灌設(shè)計(jì)某地種植玉米，用溝灌法灌溉，土壤透水性中等，順溝灌方向的地面坡度 J=0.003,采用灌水定額 m=40m畝。要求：（1）確定灌水溝的間距，長度和流量；(2)計(jì)算灌水溝的灌水時(shí)間解：(1) 土壤透水性中等，坡度0.003在適宜范圍內(nèi)，故選擇灌水溝的間距為0.7m,長度為80m 流量為0.5L/S

16、 。(2)灌水定額m = 40m3 /畝=60mm灌水時(shí)間tmal3.6q60 0.7 803.6 0.5 1000=1.87h7、噴灌設(shè)計(jì)一一噴頭布置已知某噴頭流量為4n3/h ,射程為18m噴灌水利用系數(shù)取0.8。要求：(1)求該噴頭作全圓噴灑時(shí)的平均噴灌強(qiáng)度；(2)求該噴頭作240°扇形噴灑時(shí)的平均噴灌強(qiáng)度；(3)若各噴頭呈矩形布置，支管間距為18m支管上噴頭間距為15m組 合平均噴灌強(qiáng)度又是多少？222解：(1)噴頭作全園噴灑時(shí)A= n R = 3.14父18 = 1017.36m 1000q1000 4 0.8平均噴灌強(qiáng)度p全= =3.145mm/hA 1017.36(2)

17、 噴 頭 作 2400 扇 形 噴 灑 時(shí)24022鼠 R2 = 240/360 3.14 182= 678.24m23601000q1000 4 0.8,平均噴灌強(qiáng)度p2404.718mm/hA40678.248、噴灌設(shè)計(jì)一一管道布置小麥拔節(jié)期需進(jìn)行噴灌，已測得小麥地計(jì)劃濕潤層深度40cm土層內(nèi)的平均田間持水率為24% (重量含水量)，土壤容重為1.35g/cm3,灌前土壤含水率為 17%此時(shí)小麥每日耗水量為6mm/d現(xiàn)才K在200畝面積上安裝固定式管道噴灌 系統(tǒng),選擇噴頭的流量為4.5m3/h，射程為20m噴頭組合形式為正三角形全圓 噴灑，每天噴灑有效工作時(shí)間為10ho要求：(1)計(jì)算本次

18、噴灌的灌水定額和設(shè)計(jì)灌水周期；(2)確定噴頭間距與支管間距；(3)計(jì)算一次灌水所需的時(shí)間；(4)確定同時(shí)工作的噴頭數(shù)和支管數(shù)(設(shè)每支管上安裝48個(gè)噴頭)。解：(1)設(shè)計(jì)灌水定額：m殳=0.1H(6max-0min)設(shè)計(jì)灌水周期：T設(shè)=但沒 e式中：H作物土壤計(jì)劃濕潤層深度9 max一一灌后土層允許達(dá)到的含水量的上限(以占土層體積的百分?jǐn)?shù) 表示)。即相當(dāng)于田間持水量。(題中是重量含水量，要注 意轉(zhuǎn)化)。8 min 一 灌前土層含水量下限(以占土層體積的百分?jǐn)?shù)表示)。e 作物每日耗水量，mm/d代入數(shù)據(jù)得：m殳=0.1 M 40M 1.35 M (0.24-0.17)=0.378cm=3.78mm(2)由農(nóng)田水利學(xué)課本，表 3-7可知噴頭間距 Sl=1.73R=34.6m支管間距 S=1.5R=30mP1系統(tǒng)二 _1000q，系統(tǒng)=Sm S|式中： m設(shè) 設(shè)計(jì)灌水定額， mm;P系統(tǒng)噴灌系統(tǒng)的平均噴灌強(qiáng)度，mm/d;刀噴灑水有效利用系數(shù)，此處取 0.9;q一個(gè)噴頭的流量，nVh;sm-支管間距，m;s 沿支管的噴頭間距，m;代入數(shù)據(jù)得:1000 4.5 0.9P系統(tǒng)=3.902mm/ h34.6 30t i =0.97h3.902A t 同時(shí)工作的噴頭數(shù)：N噴頭=父一Sm