農(nóng)田水力學(xué)作業(yè)20143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)值及日滲漏量，見表1-2。表1-1 某地蒸發(fā)量（E0）的觀測資料月 份45678蒸發(fā)量ET0（mm）182.6145.7178.5198.8201.5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蘗拔節(jié)育穗抽穗開花乳熟黃熟全生育期起止日期月日4至526 35至54 285至629 156至616 307至71 107至 711 194至 726 19天 數(shù)825181510985階段值

2、0.7841.0601.3411.1781.0601.133日滲漏量（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=ET0，計算各生育階段的蒸發(fā)量如下表：生育階段返青分蘗拔節(jié)育穗抽穗開花乳熟黃熟全生育期天 數(shù)8251815109854月5天5月25天5月3天6月15天7月10天7月9天5月3天6月15天ET0（mm）44.55117

3、.5103.3589.2564.157.69476.44階段值0.7841.061.3411.1781.061.133ET（mm）34.927124.55138.59105.1467.9565.36536.517 滲漏量（mm/a）1230181587.290.2耗水量46.927154.55156.59120.1475.9572.56626.7172、設(shè)計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（10mm）且歷時短；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、中壤土，土壤容

4、重為1.48t/m3，田間持水量為28%（占干土重的百分數(shù)計）。春小麥地在年前進行秋冬灌溉，開春解凍后進行搶墑播種。春小麥各生育階段的田間需水量、計劃濕潤層深度、計劃濕潤層增深土層平均含水率及允許最大、最小含水率（田間持水量百分數(shù)計），如表2-1所列。據(jù)農(nóng)民的生產(chǎn)經(jīng)驗，春小麥畝產(chǎn)達300350kg時，生育期內(nèi)需灌水56次，灌水定額為5060m3/畝。搶墑播種時的土壤含水率為75%（占田間持水量百分數(shù)計）。表2-1 春小麥灌溉制度設(shè)計資料表生 育 階 段播種分蘗分蘗拔節(jié)拔節(jié)抽穗抽穗成熟日期（日/月）21/330/41/520/521/58/69/614/7天數(shù)（d）41201936需水量(m3/

5、畝)248183112允許最大含水率（%）10010010090允許最小含水率（%）55556055計劃濕潤層深度（m）0.40.40.60.60.6計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給量K。（2）根據(jù)各旬計劃濕潤層深度H和計劃濕潤層允許最大、最小含水率求出土層允許儲水量上限Wmax和下限Wmin ,并繪于灌溉制度設(shè)計圖上（, ）。（3）由計劃濕潤層增加而增加的水量WT=33.67（m3/畝）。（4）作物田間需水量（ET）表2-1已給出，在灌溉制度設(shè)計圖上繪出作物田間需水量（ET）累積曲線，并得出凈耗水量（ET-K-WT）累積曲線。（

6、5）每次降雨量多屬微雨（5mm）或小雨（10mm），取1，降雨入滲量P0 ，逐時繪于圖上。（6）自作物生長初期土壤計劃濕潤層儲水量W0，逐旬減去（ET-K-WT）值，當遇有降雨時加上降雨入滲量P0，即得計劃濕潤土層實際儲水量（W）曲線。當W曲線接近于Wmin時，即進行灌水。灌水定額大小要適當，不應(yīng)使灌水后土壤儲水量大于Wmax。得出春小麥灌溉制度設(shè)計圖及匯總表格如下：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日灌水定額(m3/畝)5050506060270春小麥生育期灌水定額為270 m3/畝。3、水庫灌區(qū)灌溉用水量計算某灌區(qū)需從

7、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，夏玉米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凈= mA(m3)，利用該公式計算出各作物各次凈灌溉用水量，見下表3-2。全灌區(qū)任何一時段內(nèi)的凈灌溉用水量為該時段內(nèi)各種作物凈灌溉用水之和。水=W凈/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21967104m3。3-2

8、 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（104m3）全灌區(qū)凈灌水用水量(104m3)全灌區(qū)毛灌溉用水量(104m3)作物(104畝)時間冬小麥（A1=18）棉花（A2=8）春玉米（A3=8）夏玉米（A4=16）其他雜糧（A5=6）冬小麥（A1=18）棉花（A2=8）春玉米（A3=8）夏玉米A4=16）其他雜糧（A5=6）3上509009001500中下604804808004上407207201200中50300300500下4540810320113018835上40240240400中454081032011301883下403203205336上40

9、40320240560933中508008001333下40404032032024088014677上406406401067中40320320533下4045320720104017338上中下4572072012009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)計表作物名稱灌水次數(shù)灌水時間凈灌水定額(m3/畝)作物名稱灌水次數(shù)灌水時間凈灌水定額(m3/畝)冬小麥播前123459

10、月下旬11月下旬3月上旬4月上旬4月下旬5月中旬606050404545夏玉米12346月中旬7月上旬7月下旬8月下旬50404545棉花播前12343月下旬4月下旬5月下旬6月下旬7月下旬6040404040其他雜糧冬灌123412月上旬4月中旬5月上旬6月上旬6月下旬6050404040春玉米冬灌123412月上旬5月中旬6月上旬6月下旬7月中旬60404040404、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)計年河流來水分析

11、，渠首能引取的流量，見表4-2。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)濟合理的要求并考慮來水流量是否夠用進行修正。應(yīng)完成計算說明書一份，包括修正前、后的灌水率計算表及灌水率圖。 解：（1）由公式及已知條件，可求得各作物灌水率計算表，見表4-1。將所得的灌水率繪圖，得修正前的灌水率圖，見圖4-1。表4-1 某灌區(qū)各種作物灌水率計算表作物生育期種植面積百分比(%) 灌水次數(shù) 灌水定額(m3/畝)灌水延續(xù)天數(shù)(d)灌 水 率 m3/(s萬畝)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)冬 小 麥23/916/550150120.24250120.24345100.26445100.265

12、45100.26玉 米6/64/950145100.26240100.23335100.20棉 花21/410/112514080.1423580.13335100.10谷子25/414/825145100.13240100.12圖4-1 修正前灌水率圖（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10萬畝，已知灌溉水利用系數(shù)0.7，綜上得渠首5月份能提供的最大灌水率為0.336 m3/(s萬畝)，不能滿足作物該時灌水率0.53 m3/(s萬畝)。從經(jīng)濟合理的角度分析，修正前的灌水率圖大小相差懸殊，渠道輸水斷斷續(xù)續(xù)，不利于

13、管理，若以其中最大的灌水率設(shè)計渠道流量，定不經(jīng)濟，因此需將其進行修正，修正后的灌水率圖見圖4-2。圖4-2 修正后灌水率圖5、畦灌設(shè)計某灌區(qū)種植小麥，灌水定額m=50m3/畝，土壤透水性中等，由土壤滲吸試驗資料得知：第1小時內(nèi)平均滲吸速度i0=150mm/h，=0.5，地面坡度（畦田縱方向）為0.002。要求：（1）計算灌水時間（h）；（2）選擇畦田長度和寬度（m）；（3）計算入畦單寬流量（L/sm）。解：（1）灌水時間t內(nèi)入滲水量Ht與計劃的灌水定額m相等，即由已知條件m=50m3/畝=75mm, i0=150mm/h得灌水時間：（2）土壤透水性中等，坡度0.002在適宜范圍，故選擇畦田長度

14、為70m，寬度3m。（3）進入畦田的灌水總量與畦長L上達到灌水定額m所需的水量相等。由m=50m3/畝=75mm，L=70m，t=0.25h得入畦單寬流量：（L/sm）6、溝灌設(shè)計某地種植玉米，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=40m3/畝。要求：（1）確定灌水溝的間距，長度和流量；（2）計算灌水溝的灌水時間。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。（2）灌水定額灌水時間7、噴灌設(shè)計噴頭布置已知某噴頭流量為4m3/h，射程為18m，噴灌水利用系數(shù)取0.8。要求：（1）求

15、該噴頭作全圓噴灑時的平均噴灌強度；（2）求該噴頭作240扇形噴灑時的平均噴灌強度；（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，組合平均噴灌強度又是多少？解：（1）噴頭作全園噴灑時平均噴灌強度（2）噴頭作240扇形噴灑時平均噴灌強度8、噴灌設(shè)計管道布置小麥拔節(jié)期需進行噴灌，已測得小麥地計劃濕潤層深度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%，此時小麥每日耗水量為6mm/d?，F(xiàn)擬在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

16、作時間為10h。要求：（1）計算本次噴灌的灌水定額和設(shè)計灌水周期；（2）確定噴頭間距與支管間距；（3）計算一次灌水所需的時間；（4）確定同時工作的噴頭數(shù)和支管數(shù)（設(shè)每支管上安裝48個噴頭）。解：（1）設(shè)計灌水定額：設(shè)計灌水周期：式中：H作物土壤計劃濕潤層深度 max灌后土層允許達到的含水量的上限（以占土層體積的百分數(shù)表示）。即相當于田間持水量。（題中是重量含水量，要注意轉(zhuǎn)化）。 min灌前土層含水量下限（以占土層體積的百分數(shù)表示）。 e作物每日耗水量，mm/d代入數(shù)據(jù)得：（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Sm=1.5R=30m(3) 式中： m設(shè)

17、設(shè)計灌水定額，mm; 噴灌系統(tǒng)的平均噴灌強度，mm/d; 噴灑水有效利用系數(shù)，此處取0.9； q一個噴頭的流量，m3/h; sm支管間距，m; sl沿支管的噴頭間距，m;代入數(shù)據(jù)得： (4)同時工作的噴頭數(shù)：式中：A噴灌系統(tǒng)的面積，m2; C一天噴灑有效工作時間，h; 其它符號同前。同時工作的支管數(shù)：式中：n噴頭一根支管上的噴頭數(shù)，代入數(shù)據(jù)得： 9、滴灌設(shè)計某蔬菜地擬建滴灌系統(tǒng)，已知滴頭流量為4L/h，毛管間距為1m，毛管上滴頭間距為0.7m，滴灌土壤濕潤比為80%，土壤計劃濕潤層深度為0.3m，土壤有效持水率為15%（體積含水量），需水高峰期日平均耗水強度為6mm/d。要求：（1）計算滴灌設(shè)計灌水定額；（2）計算設(shè)計灌水周期；（3）計算滴頭一次灌水的工作時間。解：（1）有公式計算一次灌水量I為:式中 ： m滴一設(shè)計