农田水利实验指导 10页

《水资源与农田水利学》实验指导书刘佩茹编青岛农业大学资环学院2009年3月n实验一灌溉制度设计和灌水率的设计(4学时)1、实验目的正确分析所提供的各种资料，掌握作物灌溉制度和灌水率的设计原理、方法和步骤。2、仪器设备绘图工具、计算器3、实验内容(1)基本资料分析。(2)农作物灌溉制度设计。主要设计水稻的灌溉制度。(3)灌水率的设计。4、实验结果(1)灌区灌水定额(2)水稻的灌溉制度表(3)灌区的设计灌水率5、问题讨论灌溉制度的设计方法有哪些？如何设计灌水率？附：设计资料水稻灌溉制度设计某北方水稻(早稻)灌区面积为100公顷，采用河水自流灌溉。灌区土壤为粘壤土。某设计年4月14FI至4月23日为泡田期，泡田期稻田渗漏量为lmm/d。4月24FI插秧，返青前的淹灌水层深度为10mm。(1)各生育阶段适宜淹灌水层深度见教材35页表2-5；(2)当地气象站观测资料，设计年4月至8月80cm口径的蒸发皿的蒸发量(E0)的观测资料见下表。月份4567水面蒸发量E0(nun)182.6145.717&519&8201.5日蒸发量(mm)6.094.705.956.416.50(3)水稻各生育阶段的需水系数a值及口渗漏量，如下表。生育阶段返青分藥拔节孕穗抽穗开花乳熟黄熟全生育期起止月日期1=14.25-5.25.3-5.275.28-6.156.16-6.307.1-7.107.11-7.194.25-7.19天数825191510986阶段a值0.7811.0601.3431.1791.0601.133日渗漏量(mm/d)1.41.21.11.00.80.8(4)灌区设计年4月至8月降水情况，如下表。日期4.94.164.204.264.294.305.55.65.115」4降雨量mm8.17.36.57.58.564.215.014.25.630.2口期5.155.185.215.316.86.96.226.236.277」0降雨量mm6.226.52.02.63.36.43.01.512.85.0(5)每次灌水延续时间为1=24小时，渠道水利用率为0.85。根据以上资料，用列表法设计灌区早稻牛育期灌溉制度，总灌溉定额;n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2-7。（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2-8。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、后的灌水率计算表及灌水率图。表3-7某灌区各种作物的生冇期、种植面积的百分比及设计的灌溉制度作物生育期种植面积百分比（%）灌水次序灌水定额（m3/亩）修正.、八冃IJ灌溉定额（n?/亩）灌水日期（日/月）灌水延续天数（d）起止中间日(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)15011/922/917/912冬小23/9〜25021/112/1227/1112麦16/5503454/313/39/31023544519/428/424/4105457/516/512/5106/6〜4/91458/617/613/610玉米5024060/6975/7101203351/810/86/81021/4〜10/111401/58/55/58棉花2523520/627/624/6811033522/731/727/710谷子25/4〜251451/510/56/5108514/824020/629/625/610表3-8设计年渠首能引取的流量厉份123456789101112流量(m7s)0.80.84.75.24.84.87.010.07.56.02.42.0实验二喷灌（2学时）1、实验目的测定喷灌的技术参数，掌握喷灌的设计原理、方法和步骤。2、仪器设备量雨筒、计时器、绘图工具、计算器3、实验内容n（1）喷灌强度n（2）喷灌均匀系数4、实验结果（1）点喷灌强度（2）平均喷管强度（3）喷灌均匀系数5、问题讨论如何测沱和选择喷灌技术参数?某次喷灌试验，雨晟简共36个（6X6）,呈方格网形均匀布置。雨儀简承接门H径为20cm.试验持续lh・各雨就筒承接水凰，见表4・2・1.«421各雨■筒承樓水■袁No1i2一45s189承挨水■IV(ml)4656849083M亠编耳No1013u--'—1151-7le,s承摆水*W(ml)4070BS90-一J•*521404453雨嚴■竣号No19I?，2224252627承按水■W(ml)'160-1弼85605635_—.一30■37痢■倚編号No28，29|JO313233nn351「S6承按水■W(ml)辿45€393|72I5742要求<1）列表计算各点的点喷潘强度$（2）计算平均啖鴻强度$<3）计算喷灌均匀系数.on2.已知某喷头流量为4m'/h,射程为18m,喷灌水利用系数取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18叫支管上喷头间距为15m,组合平均喷灌强度又是多少？实验三渠道流量的推算（2学时）有一灌溉渠系（如图4-2）,干渠同时向各支渠供水。已知各支渠渠首Q、Q?、Qs的流量均为0.2、01、01m3/s,干渠总长为5Km,—支渠与二、三支渠的间距为3Km,AB段每公里n长渠道的输水损失系数为0.01,BC段每公里长渠道的输水损失系数为0.013o求干渠渠首的流量Qo的大小？作业：1•探A斗渠长2干渠啼B!4000亩，设计净灌水率1c（询q^Wo该地Lli-ui水利用v.z/6,处*利用系数0.95,斗渠利用不m二支渠W斗渠设计流量。*2、某灌区有一干渠一条，其有效利用系数为0.93。干渠下分三条支渠（同时工作），每一支渠设计流量（即毛流量）为1.23m3/s,渠道水利用系数为0.80；第二支渠设计流量为4.62m3/s,渠道水利用系数为0.84；第三支渠设计流量为1.76m3/s,渠道水利用系数为0.49。已知同时工作的斗渠渠道水利用系数为0.72,农渠渠道水利用系数为0.95o求该灌区渠系利用系数。支渠渠道水利用系数：（加权平均值可以用设计流量进行加权平均，也可以用渠道长度进行加权平均。）3、某渠系仅由两级渠道组成。上级渠道长3km,自渠尾分出两条下级渠道，皆长1.5km,下级渠道净流量Q下浄二0.3n?/s。渠道沿线土壤透水性较强（23.4,m=0.5）,地下水埋深为5.5m。要求：（1）计算上级渠道的毛流量及渠系水利用系数；（2）计算下级渠道的毛流量及渠道水利用系数。4、某渠系仅由两级渠道组成。上级渠道长3.6km,自渠尾分出两条下级渠道长,皆长1.8knio下级渠道的净流量为0.25m/s,渠道沿线土壤渗透水性较强（A=3.6,m=0.6）地下水埋深为6米。要求：（1）计算上级渠道的毛流量及渠系水利用系数；（2）计算下级渠道的毛流量及渠道水利用系数。实验四农田灌溉水质评价（2学时）1、实验目的掌握农田灌溉用水屮儿种主要指标的测定方法，同时依据农田灌溉水质标准GB5084-2005釆用不同的评价方法对所取水样进行评价。2、主要仪器与试剂1.滴定管、移液管、容量瓶、洗瓶及洗耳球等常规仪器；2.试剂3、实验内容n（1）取样：记录样品取样时间、地点（2）指标测定：分析天平称量及滴定操作练习、水温、PH值、化学需氧量（COD）的测定。n（3）农田灌溉水质评价4、实验结果（1）指标值：水温、PH值、化学需氧量（2）农m灌溉水质评价分析5、问题讨论农田灌溉水质评价方法有哪些？附表：农出灌溉水质标准GB5084-2005表10-7农田灌溉水质标准（GB5084-92）mg/L序号項目作物分类水作旱作蘿菜1生化需氧最（BODJW80150802化学裾氧址（COg）<2003001503悬浮物w1502001004阴离子表面活性剂（LAS）<5.08.05.05凯氏氮<1230306总碣（以P计）w5.010107水温<358pH(ft<5・5〜&59含盘量W1000（非盐破土地区）2000（盐緘土地区）有条件的地区可以适当放宽10氯化物W250序号項目作捞分矣水作早作11負化物W1.012£0.001130.005H0.05•0.10.0515恪〈六价〉00.1160.117总钢3・0（-®地区〉210.522石油类<5.0101.023挥发機<1.0242.525三氯乙廉<1.00.5I0.526丙烯SF<0.527硼<1.0（对硯散匕作物•如，吗铃曹、"瓜上菜.洋复、柑橘尊〉2.0（对硼耐受较强的作物■如小麦、主米、站椒、小白菜、氫帝）3-0（对翔耐受性冬的作物・如’水稻•蓼卜、油菜.甘昶等）28总大肠帽群•个・1.T<1000029划虫卵数•个・L'<2n实验五土壤田间持水量的测定-实验室法（2学时）一、实验目的土壤出间持水量，在地势高、水位深的地方是毛管悬着水最大含量，但在地下水位高的低洼地区，它则接近毛管持水量。它的数值反映土壤保水能力的大小，常作为灌水定额的最高指标，对指导生产有很重要意义。二、实验原理在自然状态下，用一定容积的环刀（一般为100cm3）取土，到室内加水至毛管全部充满。取一定量湿土放入105°C〜110°C烘箱中，烘至恒重。水分占干土重百分数即为土壤出I'可持水量。三、实验仪器药品环刀（lOOcn?）；滤纸；纱布；橡皮筋；玻璃皿；天平（1/100）；剖面刀；铁锹；小锤子；烘箱；烧杯；滴管。四、实验方法步骤（1）在田间选择挖掘的土壤位置，用土刀修平土壤表面，按要求深度将环刀向下垂直压入土中，直至环刀筒中充满土样为止；（2）然后用土刀切开环周围的土样，取出已充满土的环刀，细心削平刀两端多余的土,并擦净环刀外围的土，将筒内的土壤无损失带入室内。（3）在环刀底端放大小合适滤纸2张，用纱布包好后用橡皮筋扎好。（4）放在玻璃皿中，玻璃皿中事先放2〜3层滤纸，将装土环刀放在滤纸上，用滴管不断地滴加水于滤纸上，使滤纸经常保持湿润状态，至水分沿毛管上升而全部充满达到恒重为止。（5）取出装土环刀，去掉纱布和滤纸，取出一部分土壤放入已知重量的铝盒内称重，放入105°C〜110°C烘箱中，烘至恒重，取出称重。五、实验结果计算土壤田间持水量％=（（湿土重-烘干土重）X100）/烘干土重重复III铝盒号铝盒加湿土重（g）铝盒加干土重（g）铝盒重（g）平均（％）相对偏差注意：环刀取土时要保持土壤的原样，不能压实土壤，否则引起数值不准确。【例8・2】某乡总排涝面积60km2,#中旱田20kn?•水田33kn?,非耕地7km2,采用10n年一遇设计标准，典型年最大Id暴雨为200mm,要求2d排除。排涝紧张期，水稻允许聂大耐淹水深为50mm,适宜水深上限为30mm,稻田日耗水强度为旱地暴雨径流系数为0.7。试计算设计排涝流址及排涝模数。解(1)计算水田净雨深&。由题意知P=200mm,b田=hm-屁二50-30=20(mm),£=2x4=8(mm),则二P-h田舊-E=200-20-8二172(mm)(1)计算旱田净雨深。采用心二a・P进行估算，则=aP=0.7x200=140(mm)o(2)综合排涝模数及流量计算综合应用公式(8-3).公式(84)、公式(8-5),则q(i•"d+9诃°qp九+九=：x172x33=o.912(m3/(s-km2))86.4x260Qp-qp(Af{+Aw)=0.912x(20+7+33)=54.7(m3/s)