农田水利学作业题() 13页

09水利水电2班马守斌09031050471.用水量平衡方程估算冬小麦全生育期的灌溉定额【基本资料】某灌区冬小麦全生育期需水量E=400m3/亩，设计降雨量p=120mm，降雨有效利用系数s=0.8，全生育期地下水补给量K=35m3/亩，生育初期土壤计划湿润层深度=0.3m，后期=0.8m。土壤孔隙率n=45%（占土壤体积百分数)，田间持水率=75%（占空隙体积百分比）。在冬小麦播前进行灌溉，灌后使土壤的最大计划湿润层范围内的含水量皆达到田间持水量，收割时土壤含水率降至田间持水率的80%。【要求】用水量平衡原理方法，估算冬小麦全生育期的灌溉定额。解：由水量平衡方程：Wt－W0=WT+P0+K+M-ETWt=667nH=667×0.45×0.8×0.75×0.8×1000/667=216mmW0=667nH=667×0.45×0.3×0.75×1000/667=101mmWT=667(H2-H1)n=667×(0.8-0.3)×0.45×0.75×1000/667=169mmP0=×P=0.8×120=96mm;K=35×1000/667=53mm;ET=400×1000/667=600mm;M=397mm则冬小麦全生育期的灌溉定额：M=M1=397÷1000×667=265(m3n/亩）;1.水稻灌溉制度计划【基本资料】根据南方某地方灌溉试验站多年观测资料，早稻设计年各个生育期阶段需水量，以及田间允许水层深度及渗透强度见表1-2-6。根据当地气象资料，设计年（1998年）早稻生育期降雨量见表1-2-7,80cm口径蒸发皿月水面蒸发量情况见表1-2-8。表1-2-6早稻各个生育阶段需水量，田间允许水层深度及渗漏强度生育阶段返青期分蘖前期分蘖后期孕穗期抽穗期乳黄期黄熟期全生育期起止日期（月-日）04-27~05-0605-07~05-1505-16~06-0306-04~06-1806-19~06-2706-28~07-0807-09~07-1804-27~07-18天数（d）10919159111083阶段需水量（mm）30.334.871.6107.897.564.740.1446.8渗漏强度（mm/d）1.71.51.51.41.41.21.1田间允许水层深度（mm）10~30~5010~40~8010~40~8020~50~8020~50~8010~40~50湿润表1-2-71998年早稻生育期降雨量单位：mm日期（月-日）04-2905-0705-0805-1005-1105-1405-15降雨量6.06.52.012.51.52.58.5n日期（月-日）05-1705-1805-1905-2005-2105-2205-27降雨量4.545.656.410.92.08.51.0日期（月-日）06-0506-0906-1406-1506-1706-1806-22降雨量7.50.50.87.01.039.50.5日期（月-日）06-2406-2706-2806-2907-0207-0307-04降雨量1.51.213.56.04.04.81.5表1-2-81998年80cm口径蒸发皿月水面蒸发量月份45678蒸发量（mm）205.2168.5192.5189.0249.0【要求】采用列表法设计中等干旱年该地区早稻生育期灌溉制度解：表一逐日降水量计算表生育阶段返青期分蘖前期分蘖后期孕穗期抽穗期乳黄期黄熟期全生育期起止日期04-27~05-07~05-16~06-04~06-19~06-28~07-09~04-27~（月-日）5月6日5月15日6月3日6月18日6月27日7月8日7月18日7月18日天数（d）10919159111083阶段需水量（mm）30.334.871.6107.897.564.740.1446.8渗漏强度（mm/d）1.71.51.51.41.41.21.1　阶段耗水量3236.373.1109.298.965.941.2446.8　3.24.03.87.311.06.04.15.4翌日耗水量表二旱稻生育期灌溉制度计算表日期生育期设计灌水层逐日耗水量逐日降水量淹灌水层变化灌水量排水量　　12345678n426返青期10~30~503.2　10　　27　26.820　28　23.6　　29　　　620.4　　　17.2　　　　14　　　30　10.8　　51　27.620　　2　24.4　　　3　21.2　　　4　18　　　5　14.8　　　6　11.6　　　7分蘖前期10~40~8046.514.1　　　8212.1　　　9　38.130　　1012.540　6.4　111.537.5　　　12　33.5　　　13　29.5　　　142.528　　　158.532.5　　　16分蘖后期10~40~803.8　28.7　　　174.529.4　　　1845.640　35　1956.440　52.6　2010.940　7.1　21238.2　　　228.540　6.7　23137.2　　　24　33.4　　　25　29.6　　　26　25.8　　　27　22　　　28　18.2　　　29　14.4　　　30　10.6　　　31　36.830　61　33　　n　2　29.2　　　3　25.4　　　4孕穗期　　　48.130　　57.548.3　　　6　41　　　7　33.7　　　8　26.4　　　97.30.549.630　　10　42.3　　　11　35　　　12　27.7　　　13　20.4　　　14　20~50~800.843.930　　15743.6　　　16　36.3　　　17130　　　1839.550　12.2　19抽穗期20~50~8011　39　　　20　28　　　21　4730　　220.536.5　　　23　25.5　　　241.526　　　25　66.550　　26　55.5　　　271.245.7　　　2810~40~50613.550　3.3　29650　　　30乳黄期　44　　71　　38　　　2　436　　　3　4.834.8　　　4　1.530.3　　　5　　24.3　　　6　湿润4.1　50.230　　7黄熟期　46.1　　　8　　42　　　9　　37.9　　n　10　　33.8　　　11　　29.7　　　12　　25.6　　　13　　21.5　　　14　　17.4　　　15　　13.3　　　16　　9.2　　　17　　5.1　　　18　　1　　求和43.4257.7300131.3早稻生育期设计灌溉制度表灌水次数灌水日期灌水定额mmm3/亩14.272013.342512013.3435.93020.0145.313020.0156.43020.0166.93020.0176.143020.0186.213020.0196.255033.35107.63020.01合计300200.13.棉花灌溉制度设计n【基本资料】设计年为中等干旱年，在棉花生长期渗入土壤的降雨量，见表1-2-12。计划籽棉产量为300kg/亩，农业技术条件能够满足丰产要求。根据当地生产经验，需水系数K=1.8m3/kg，棉花各个生育阶段计划湿润层深度及需水模比系数见表1-2-13.表层土壤为黏壤土，土壤肥力一般，经测定0~80cm土层内平均土壤密度是1.45g/cm3，孔隙率为44.5%（占土壤体积百分比），田间持水率占孔隙体积的70%，田间适宜含水率以田间持水率为上限，以田间持水率的60%为下限。播前土壤天然含水率约为孔隙体积的50%，播前灌土壤含水率已经达到田间持水率，至播种时土壤含水率已经降到田间持水率的90%。因计划湿润层增加所增加的水量，按田间持水率的90%计算土壤含水量。灌区内有排除地下水的排水沟，在棉花生育期内地下水面在地面以下4.0m处，故地下水补给量较小，可忽略不计。表1-2-12棉花生长期渗入土壤内的降水量单位：mm月份45678910合计旬上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下932555348983519295表1-2-13棉花各个生育阶段计划湿润层深度及需水摸比系数生育阶段幼苗期现蕾期开花期接铃期吐絮期n起止日期（月-日）04-25~06-1006-11~07-0507-06~08-0708-08~09-2409-25~10-26计划湿润层深度H(m）0.50.5~0.60.6~0.70.7~0.80.8需水模比系数（%）阶段值10.526.015.037.011.5累计值10.536.551.588.5100.0【要求】（1）计算播前灌水定额。（2）用图解法分析法或列表计算法计算棉花灌溉制度。解：播种前灌水定额的确定M1=667H（ϴmax-ϴ0）nWminH=0.5m,ϴmax=70%,ϴ0=50%,n=44.5%M1=667H（ϴmax-ϴ0）n=667×0.5×(0.7-0.5)×0.445=29.68m3/亩ET=KY=1.8m3/kg×300kg/亩=540m3/亩生育阶段幼苗期现蕾期开花期接铃期吐絮期起止日期（月-日）04-25~06-1006-11~07-0507-06~08-0708-08~09-2409-25~10-26计划湿润层深度H(m）0.50.5~0.60.6~0.70.7~0.80.8需水模系数（%）阶段值10.526153711.5阶段需水量56.7140.481199.862.1n　Wmax103.89124.66145.44166.22166.22　Wmin62.3311562.331274.797487.263699.7298　WT56.1056.1056.1056.1056.10　ET-WT-K0.6084.3024.90143.706.004.用图解法计算-----西北干旱地区春小麦的灌溉制度【基本资料】西北内陆甘肃省民勤县，气候干旱，降雨量少，平均年降雨量115mm，其中3~7月降雨量70.5mm，每次降雨量多属于小雨，雨量大都小于10mm，且历时较短；灌区地下水埋深大于20m，且矿化度大，麦田生育期需水全部依靠灌溉。土壤为轻、中土壤，土壤容重为1.48g/cm3，田间持水率为28%（按占干土重的百分比计）。在年前，春小麦地要进行秋冬灌溉，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（按占田间持水率的百分比计），见表1---2---10,。根据当地生产经验，当春小麦亩产达300~350kg时，整个生育期内需灌水5~6次，灌水定额50~60m³/亩。抢墒播种时的土壤含水率为75%（按占田间持水率百分比计）。表1—2—10春小麦灌溉制度设计资料表生育阶段n播种期—分蘖期分蘖期—拔节期拔节期—抽穗期抽穗期—成熟期日期（月-日）03.23—05.0205.03—05.2205.23—06.1006.11—07.16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【要求】用图解法或列表法设计春小麦的灌溉制度。5．确定灌区设计灌水率【基本资料】某中型灌区灌溉面积为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灌溉制度，见表1—2—14.n灌区为有坝引水的自流灌区，灌区灌溉水利用系数η水为0.7。表1—2—14某中型灌区各种作物的生育期、种植面积的百分比及设计灌溉制度作物生育期(月-日）种植面积百分比（%）灌水次序灌水定额（m3/亩）修正前灌溉定额（m3/亩）灌水日期（月-日）灌水延续天数（d）起止中间日（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）冬小麦09-23~05-165015009-1109-2209-171223525011-2112-0211-271234503-0403-1303-091044504-1904-2804-241054505-0705-1605-1210玉米06-06~09-045014506-0806-1706-131012024006-3007-0907-051033508-0108-1008-0610棉花04-21~11-102514005-0105-0805-05811023506-2006-2706-24833507-2207-3107-2710谷子04-25~08-142514505-0105-1005-06108524006-2006-2906-2510n【要求】（1）绘制初步灌水率图（2）修正初步灌水率图，并确定设计灌水率。解：灌水率计算表作物生育期(月-日）种植面积百分比（%）灌水次序灌水定额（m3/亩）修正前灌水率（m3/(s.万亩））灌水日期（月-日）灌水延续天数（d）起止中间日冬小麦09-23~05-16501509月11日9月22日9月17日120.2425011月21日12月2日11月27日120.243453月4日3月13日3月9日100.264454月19日4月28日4月24日100.265455月7日5月16日5月12日100.26玉米06-06~09-04501456月8日6月17日6月13日100.262406月30日7月9日7月5日100.233358月1日8月10日8月6日100.20棉花04-21~11-10251405月1日5月8日5月5日80.142356月20日6月27日6月24日80.133357月22日7月31日7月27日100.10谷子04-25~08-14251455月1日5月10日5月6日100.132406月20日6月29日6月25日100.12n由图可得：设计灌水率q=0.25[m3/(s.万亩)]