东北农业大学水利与土木工程学院灌排工程学课件第一章

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1、第一章农田水分状况第一章农田水分状况和土壤水分运动本章重点是农田水分存在的形式和土壤水的概念；土壤水分特性曲线；旱作地区农田水分状况及调节措施。土壤水分运动一般了解，土壤—植物—大气连续体只谈基本概念。农田水利措施的目的在于改变和控制农田水分状况。调节土壤中气、热和养分状况，改善田间小气候，使得作物处于良好的生长条件下，达到提高产量和品质的目的。第一节农田水分状况一、农田水分存在的形式二、土壤水分特性曲线三、旱作地区农田水分状况四、水稻地区农田水分状况五、农田水分状况的调节措施六、土壤含水量的计算三种基本形式地面水地下水土壤水(1)地面

2、水:由于降雨和灌溉,使地表以上积蓄的水分。(2)地下水：地面以下，形成相对稳定水位以下的水分。(3)土壤水：地面以下，稳定地下水位以上，与作物生长最为密切的壤中水分。一、农田水分存在的形式水的转化示意图1.土壤水的组成及各种水分的定义汽态水吸着水吸湿水土壤水薄膜水毛管水上升毛管水悬着毛管水重力水土壤水的组成示意图2.一些重要参数（1）吸湿系数：当吸湿水达到最大时的土壤含水率。（2）凋萎系数：使作物发生永久凋萎的土壤含水率，一般为吸湿系数的1.5～2.0倍。（3）土壤最大分子持水率：薄膜水达到最大时的土壤含水率。（4）田间持水率：悬着毛

3、管水达到最大时的土壤含水率。一般指灌水两天后土壤所能保持的含水率。（5）饱和含水率：重力水达到最大时的土壤含水率。（6）有效水和无效水：能被植物吸收利用的水分为有效水，即凋萎系数到田间持水量之间的水分。重力水及低于凋萎点的土壤水不能被植物吸收利用或被土壤所保持，称为无效水。二、土壤水分特性曲线1.概念：表示土壤基质势和含水率的关系曲线。基质势：是土壤颗粒对水分子的吸附力和毛管现象产生的毛管力共同形成的，饱和土壤中基质势为零。通俗地说，是土壤对水的吸力，但对于水来说，所具有的能量是负值。2.影响土壤水分特性曲线的因素土壤质地：土壤越粘重，含水能

4、力越强。土壤结构：同一种土壤，孔隙率越小，饱和含水率越小，但在高吸力时，土壤水分主要受颗粒吸附力的影响，因而压实程度对含水率的影响很小。1.土壤水分特性曲线图二、土壤水分特性曲线3.各种土壤水分特性曲线的区别（1） 土壤越粘，在含水率相同的情况下，吸力越大，表明粘性土比砂性土排水不易。（2） 土壤越粘，在相同吸力下，含水量越大，表明孔隙较多，可持有更多水分，但有效水分不一定大。（3） 砂土在大孔隙水分排除后。只能保留很少水分，曲线变化大，而粘土曲线变化比较均匀。4.滞后现象同一种土壤，在吸水和释水时，在同一含水率情况下，吸水比释水吸力小，这种

5、现象叫滞后现象。三、旱作地区农田水分状况三、旱作地区农田水分状况（一）1.当地下水距地面较深，土壤上层干燥时，有一次大的降雨和雨后一段时间，土壤水的变化过程：0线：未接受降雨入渗时的土壤含水率。1线：降雨自开始后，水分在重力作用下，逐渐湿润下层土壤。2线：降雨至停止，表层土壤达到饱和，水在重力作用下逐渐向下层浸润，影响到更深一层。3线：雨停后，大于田间持水率的水分在重力作用下向下移动，。4线：再经过一段时间后，上部土层中的含水率已接近田间持水率。5线：由于根系吸水和土壤蒸发，表层土壤水分逐渐减少，小于田间持水率。6线：由于田间持水率是一个变量

6、，是时间的函数，所以仍有重力水下渗。三、旱作地区农田水分状况（二）2.当地下水埋深较小，作物根系吸水层上面受地面水补给，下面又受上升毛管水影响时，当有一次大的降雨和雨停后一段时间，土壤水随时间的变化过程：三、旱作地区农田水分状况（三）3.名词：（1）干旱：由于根系吸水不足，破坏了植物体内水分协调和平衡的现象。分为大气干旱和土壤干旱。（2）大气干旱：农田水分尚不妨碍根系的吸收，但由于大气温度过高，相对湿度过低，阳光过强，旱风等，造成的植物蒸腾耗水过大，使根系吸水速度不能满足蒸发需要。（3）土壤干旱：土壤含水率过低，植物根系从土壤中吸取的水量很少

7、，无法补偿叶面蒸发的消耗，凋萎系数是土壤干旱的临界含水率。三、旱作地区农田水分状况（三）3.名词：（4）涝灾：由于降雨过多，使旱田地面积水和稻田淹水过深，造成农业歉收的灾害。（5）渍害：由于地下水位过高和土壤上层滞水，因而土壤过湿，影响作物生长发育，导致农作物减产或失收的现象（6）洪灾：由于河湖泛滥而形成的灾害。四、水稻地区农田水分状况四、水稻地区农田水分状况由于水田的栽培技术与旱田不同，因此，农田水分存在的形式也不相同。我国的水田灌水技术，传统上采用田面建立一定水层的淹灌方法，故田面经常有水层存在，并不断向根系吸水层中入渗。一般情况下，入渗

8、速度与地下水位埋深、不透水层位置、排水出流情况有关。下面介绍两种情况：1.当地下水位埋藏较浅，又无出流条件时０线：地表无水时农田水分状况。１线、２线、３线：当田面建