灌區(qū)灌溉用水量計算-評定農(nóng)田水分狀況

（一）土壤含水率的測定方法測定土壤含水率的方法很多，如稱重法（包括烘干法、酒精燃燒法、紅外線法）、負壓計法、TDR法、核物理法（γ射線法、中子散射法）等。常用的方法:1.烘干法

將采集的土樣稱得濕重后，放在105～110℃的烘箱中烘干至恒重，然后稱重，水重與干土重的比值為土壤含水率。

烘干法是最基本的直接測定土壤含水率的方法，缺點是土樣受到破壞，且不能連續(xù)觀測某處的土壤含水率。土壤含水率的測定方法烘干法儀器設備：土鉆、鋁盒（已知重量和編號）、烘箱、剖面刀和電子天平（或分析天平）土壤含水率的測定方法儀器準備取土稱重烘干稱重計算

操作步驟：土壤含水率的測定方法2.負壓計法1）用負壓計和烘干法配合，測定土壤吸力（土壤水勢）—土壤含水率曲線；2）用負壓計測得土壤吸力，查曲線可得土壤含水率。使用時，負壓計內充滿水，將陶土頭埋入需測位置，水向土中流出，直至平衡，真空表中顯示負壓值（吸力值）；當灌溉或降雨后，土中水分得到補充，水向負壓計中流入，負壓值減小。土壤含水率的測定方法TDR法與其他的土壤水分計測方法相比具有測定范圍廣泛、不破壞土壤結構、測定方法簡單、對人體無傷害、能隨時捕捉含水率隨時間的迅速變化、可實現(xiàn)自動化觀測。3.時域反射儀法（也稱TDR法）

時域反射儀法是根據(jù)探測器發(fā)出的電磁波在不同介電常數(shù)物質中的傳輸時間的不同，計算出被測物的含水率。當電磁波的頻率在1Hz——1GHz時，介電常數(shù)與傳播速度呈如下關系：式中ξ——介電常數(shù)；

c——光速3×108，m/s；

t——電磁波的傳輸時間，s。土壤含水率的測定方法4301/4302中子儀（美國產(chǎn)）CPN503DR中子儀2500S電子張力計（法國）土壤含水率的測定方法TDR土壤水分測定儀土壤含水率的測定方法土壤含水率的表示方法（1）以土壤水分質量占干土質量百分數(shù)表示：

——土壤含水率（占干土質量的百分數(shù)，%）；G水——土壤中含有的水量，為原濕土質量與烘干土質量的差，kg；G干土——烘干土質量，kg。土壤含水率的表示方法土壤含水率的表示方法（2）以土壤水分體積占土壤體積的百分數(shù)表示：式中

——土壤含水率（占土壤體積的百分數(shù)，%）；V水

——土壤水分體積，m3；V土

——土壤體積，m3；

干土——土壤干密度，kg/m3；

水

——水的密度，kg/m3。土壤含水率的表示方法土壤含水率的表示方法（3）以土壤水分體積占土壤孔隙體積的百分數(shù)表示：式中

——土壤含水率（占土壤孔隙體積的百分數(shù)，%）；V水

——土壤中水分體積，m3；V孔

——土壤中孔隙體積，m3；

n——土壤孔隙率（指一定體積的土壤中，孔隙的體積占整個土壤體積的百分數(shù)，%）；

其余符號意義同前。土壤含水率的表示方法土壤含水率的表示方法（4）以土壤實際含水率占田間持水率的百分數(shù)表示：式中

、

、——土壤的相對含水率、實際含水率、田間含水率（%）。

這種表示方法便于直接判斷土壤水分狀況是否適宜，以制定相應的灌溉排水措施。（5）以水層厚度表示：

它是將某一土層所含的水量折算成水層厚度來表示土壤的含水率，以mm為單位。這種方法便于將土壤含水量與降雨量、灌水量和排水量進行比較。土壤含水率的表示方法土壤含水率的表示方法練習練習1已知某干土質量1.48Kg，現(xiàn)加入0.21kg的水，土塊的含水率是多少？若田間持水率是25%（占干土質量的百分數(shù)），試問還要加入多少水才能使它達到田間持水率？練習2某地塊的土壤含水率為20%（占干土重），密度1470kg/m3，問1m土層1m2的儲水量是多少m3？土壤含水率的表示方法練習

作業(yè)：1.密度為1200kg/m3的土壤，初始含水率為10%（重量百分數(shù)），田持為30%，降雨10mm，全部入滲，問可使多深土層達到田持？2.取田間濕土115g，烘干后質量為100g，測得該土壤的田間持水率為30%，問該土壤的相對含水率是多少？若某一作物生長適宜的土壤含水率為田持的75%，請問現(xiàn)在的土壤是否需要灌溉？若需要灌溉，則每畝需灌多少才能使1m土層達到田持（密度1200kg/m3）？土壤含水率的表示方法作業(yè)3.某地塊的土壤含水率為20%（占干土重），土壤密度為1360kg/m3，問當土壤含水層厚度由0.4m變?yōu)?.6m時，土壤的儲水量增加了多少？學習目標

通過學習農(nóng)田水分狀況及作物需水量、灌溉制度、灌水率的確定方法，能夠合理確定灌溉用水量及灌溉用水流量。學習任務

1.理解農(nóng)田水分狀況對作物生長的影響及土壤水分的有效范圍，會進行土壤含水率各種表示方法的轉換。

2.掌握需水量的計算方法，能夠確定各種作物的需水量。3.掌握用水量平衡方程式確定水稻及旱作物灌溉制度的方法，能夠合理地制定水稻和旱作物在充分灌溉條件下的灌溉制度。4.學會繪制和修正灌水率圖，并能夠確定灌溉用水量及灌溉用水流量。第一章農(nóng)田水分狀況與灌溉用水量農(nóng)田水分存在的形式基本形式地面水土壤水氣態(tài)水液態(tài)水吸著水吸濕水膜狀水毛管水懸著毛管水上升毛管水重力水固態(tài)水地下水農(nóng)田水分存在的形式基本形式：地面水、土壤水、地下水地面水、地下水必須轉化成土壤水才能被植物吸收利用。土粒土粒土粒土粒土粒土粒膜狀水吸濕水土粒（一）吸著水（包括吸濕水和膜狀水）吸濕水:土壤孔隙中的水汽在土粒分子的吸引力作用下，而被吸附于土粒表面的水分。吸濕系數(shù):吸濕水達到最大時的土壤含水率。不同質地土壤的吸濕系數(shù)不同，吸濕系數(shù)一般為0.034%-6.5%（占干土重的%計）。膜狀水:當土壤含水率達到吸濕系數(shù)后，土粒分子的引力已不能再從空氣中吸附水分子，但土粒表面仍有剩余的分子引力。這時，如再遇到土壤孔隙中的液態(tài)水，就會繼續(xù)吸附并在吸濕水外圍形成水膜，這層水叫膜狀水。凋萎系數(shù):植物產(chǎn)生永久性凋萎時的土壤含水率。它包括全部吸濕水和部分膜狀水，是可利用水的下限。一般取吸濕系數(shù)的1.5-2倍，作為凋萎系數(shù)的近似值。最大分子持水率:膜狀水達到最大時的土壤含水率。它是土壤借分子吸附力所能保持的最大土壤含水率，它包括全部的吸濕水和膜狀水，其值約為吸濕系數(shù)的2-4倍。

（一）吸著水（包括吸濕水和膜狀水）（二）毛管水毛管水：土壤借毛管力作用而保持在土壤孔隙中的水。田間持水率：懸著毛管水達到最大時的土壤含水率。生產(chǎn)實踐中，常將灌水兩天后土壤所能保持的含水率作為田間持水率。懸著毛管水：指不受地下水補給時，由于降雨或灌溉滲入土壤并在毛管力作用下保持在上部土層毛管孔隙中的水。上升毛管水：指地下水沿土壤毛細管上升的水分，毛管水上升的高度和速度，與土壤的質地、結構和排列層次有關。表1-1毛管水最大上升高度表土壤種類毛管水最大上升高度（m）土壤種類毛管水最大上升高度（m）黏土黏壤土砂壤土2～41.5～31～1.5砂土泥炭土堿土或鹽土0.5～