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《节水灌溉技术》主要内容
一、
1. 畦灌 通过防渗沟渠及管道将灌溉水引入畦田的作物根层。
2. 沟灌 在作物行距间开挖灌水沟，灌溉水在沟中流动时靠重力和毛细管作用湿润土壤的进行灌溉。
3. 膜上灌 先铺地膜，将膜侧流改为膜上流，利用地膜输水，通过放苗孔和膜侧旁渗给作物供水的进行灌溉。
4. 微灌技术---滴灌、微喷灌、雾灌、渗灌、涌泉灌等。
5. 节水灌溉技术 滴灌、微喷灌、渗灌统称为节水灌溉技术。
6. 保护性耕作节水机械化技术 对农田实行免耕、少耕，并采用作物秸秆、残茬覆盖地表，来提高土壤肥力和蓄水保墒能力。
7. 蒸腾 作物根系从土壤中吸入体内，通过叶片的气孔扩散到大气中去的水分。
8. 蒸发 植株间土壤或田面蒸发的水分。
9. 渗漏 旱田（深层渗漏）中由于降水或灌溉水量太大，使土壤水分超过了田间持水量，水分渗透到根系以下深层的土壤中。
10. 灌溉水量 是指从灌溉供水水源所取得的总供水量。
11. 灌水定额 是指单位面积上灌溉一次所需要的水量，以m3/亩表示。
12. 灌溉定额 是指在作物整个生育期内单位面积灌溉的水量，即各次灌水定额的总和，也叫总灌水量，以m3/亩表示。
13. 灌溉渠道系统 是指从水源取水、通过渠道及其附属建筑物向农田供水、经由田间工程进行农田灌溉的工程系统。
14. 固定式渠道 多年使用的永久性渠道称为固定式渠道。
15．临时渠道 使用寿命小于一年的季节性渠道称为临时渠道。
16. 渠道最小流量 在设计标准条件下，渠道在正常工作中输送的最小流量。
17. 渠道加大流量 在短时增加输水的情况下，渠道需要通过的最大灌溉流量。
18. 渠道水利用系数 指某一渠道在中间无分水的情况下，渠道末端的净流量与进入渠道毛流量的比值。
19. 渠系水利用系数 等于灌溉渠道系统中从末级渠道放出的净流量与渠首引进的毛流量的比值，它等于各级渠道水利用系数的乘积。

20. 田间水利用系数 指实际灌入田间的有效水量（旱作农田是指存在计划湿润层中的灌溉水量；对水稻田，指蓄存在格田内的灌溉水量）和末级固定渠道（农渠）放出水量的比值。
21. 灌溉水利用系数 指实际灌入农田的有效水量和渠首引入水量的比值，也等于渠系水利用系数与田间水利用系数的乘积。
22. 喷灌 是利用专门的系统将水加压后送到喷灌地段，通过喷头将水喷洒在空中，并使水分散成小水滴后均匀地洒落在田间进行灌溉的一种灌溉方式。
22. 喷灌 是把由水泵加压或自然落差形成的有压水通过压力管道送到田间，再经喷头喷射到空中，形成细小水滴，均匀地洒落在农田，达到灌溉的目的一种灌溉方式。
23. 微灌 是指根据作物生长需水要求，通过低压管道系统与安装在末级管道上的滴水器，将有压水变成细小的水流或水滴，把作物生长所需要的水分和养分输送到作物根区附近的灌水方法。
23. 微灌 是利用微灌设备组装成微灌系统，将有压水输送分配到田间，通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种局部灌水技术。
24. 蒸腾速率 是指作物在一定时间内单位叶面面积蒸腾的水量，一般用每小时每平方分米叶面蒸腾水量的克数表示，g/h·dm2。
25. 蒸腾系数 作物制造每克干物质所需要的水的克数，通常在100~500之间。
26. 蒸腾效率 作物每消耗1千克水所形成的干物质的克数，通常在2~10之间。
27. 吸湿水：又称紧束缚水，是在分子引力作用下，干燥土粒从土壤空气中吸附的气态水分。
28. 膜状水：又称松束缚水，当吸湿水达到最大量之后，在吸湿水层的外面形成膜态的液态水叫膜状水。
29. 毛管水 受毛管力作用，被吸附于土壤细小孔隙中的水称为毛管水。
30. 毛管悬着水 若地形部位较高，地下水埋藏较深，降雨和灌溉后借助毛管力而保持在上层土壤中的水分。
31. 毛管上升水 如果地下水埋藏较浅，在毛管力作用下上升至根区的水称为毛管上升水。
32. 重力水：当土壤含水量达到毛管悬着水的最大含量时，多余水分由于不能为毛管力所保持，在重力作用下，沿着土壤中大孔隙向下渗透至根区以下，这部分水叫做重力水。
33. 最大分子持水量：当膜状水达到最大数量时的土壤含水量称为最大分子持水量。
34. 田间持水量：当毛管悬着水达到最大数量时的土壤含水量称为田间持水量。
35. 毛管持水量：当毛管上升水达到最大数量时的土壤含水量称为毛管持水量。
36. 饱和含水量：当土壤全部孔隙被水分所充满时，土壤便处于水分饱和状态，这时土壤的含水量称为饱和含水量或全持水量。
37. 凋萎系数：当土壤含水量降至一定程度时，由于植物的吸水力小于土壤的持水力，植物便因水分亏缺而发生永久性凋萎，此时的土壤含水量称做凋萎系数，也叫永久凋萎含水量。
38. 作物水分生产函数 作物产量与水分的数学关系称作物水分生产函数。
39. 喷灌强度 单位时间内喷洒在单位面积土地上的水量，mm/h。
40. 喷灌均匀度 就是喷灌面积上水量分布的均匀程度。
41. 水滴打击强度 就是单位喷洒面积的水滴对作物和土壤的打击动能。
42. 射程 指在无风条件下喷头喷洒的水流所能达到的最远距离。
43. 微灌土壤湿润比 微灌时被土壤湿润的土体占计划湿润层深度土体的百分比。
二、
1. 灌溉渠道系统包括：渠首工程、输配水工程和田间工程三大部分。
2. 地表水取水方式有:
★ 无坝取水；★ 有坝取水；
★ 提水取水；★ 水库取水。
3. 地下水取水方式有：
★ 垂直取水建筑物：管井、筒井；
★ 水平取水建筑物：坎儿井；
★ 多向取水建筑物：辐射井。
4. 大、中型灌区的固定渠道一般分为干渠、支渠、斗渠、农渠四级。
5. 在地形复杂的大型灌区，固定渠道的级数往往多于四级，干渠可分成总干渠和分干渠，支渠可下设分支渠，甚至斗渠也可下设分斗渠。
6. 渠系建筑物可分为：
★ 控制建筑物 进水闸、分水闸、节制闸；
★ 交叉建筑物 隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞、桥梁；
★ 泄水建筑物 溢流堰、退水闸、泄水闸；
★ 衔接建筑物 跌水、陡坡；
★ 量水建筑物 巴歇尔量水槽。
7. 喷灌技术的优缺点：
★ 省水、增产； ★ 省劳力；
★ 提高土地利用率；
★ 防止土壤冲刷和盐碱化。
★ 受风的影响大 一般在3～4级风以上，部分水滴在空中被吹走，灌溉均匀度大大降低，就不宜进行喷灌；
★ 在空气中的损失大 空气相对湿度过低时，水滴未落到地面之前在空中的蒸发损失可以达到10 %；
8. 喷头按其工作压力和射程的大小可以分为低压喷头(或称近射程喷头)、中压喷头(或称中射程喷头)和高压喷头(或称高射程喷头)。目前用得最多的是中、近射程喷头，因为它消耗的能量较小，而且比较容易得到较好的喷灌质量。
9. 喷头按照喷头的结构型式与水流性状可以分为旋转式、固定式和孔管式三种。
10. 喷灌机可分为：单喷头喷灌机、人工移动管道式、绞盘式、双悬臂式、纵拖式、滚移式、时针式、平移式。
11. 微灌的特点： 是以少量的水湿润作物根区附近的部分土壤，比地面灌溉节水50％～70%，比喷灌省水15%～20 %，灌水均匀，均匀度达 0.8～0.9,适用于所有的地形和土壤 ,特别适用于干旱缺水地区。
12. 微灌可以按不同的方法分类，按所用的设备(主要是灌水器)及出流形式不同，分为：
★ 滴灌（地表与地下滴灌）； ★ 微喷灌；
★ 涌泉灌（小管出流灌）； ★ 重力滴灌；
★ 渗灌。
13. 灌水器按结构和出流形式可将灌水器分为
★ 滴头；★ 滴灌带； ★ 微喷头； ★ 涌水器。
14. 微喷头的分类
★ 射流式； ★ 离心式； ★ 折射式； ★ 缝隙式。
15. 滴头可分为：
★ 长流道型滴头； ★ 孔口型滴头；
★ 迷宫紊流滴头； ★ 压力补偿型滴头。
16. 微灌系统主要过滤设备与设施
★ 拦污栅(筛、网)； ★ 沉淀池；
★ 过滤器(水砂分离器、砂石介质过滤器、筛网式过滤器)；
★ 这里只介绍微灌常用过滤器的结构、工作原理。
17. 微灌常用的过滤器有：
★ 水砂分离器； ★ 砂过滤器；
★ 反冲洗过滤器； ★ 筛网过滤器；
★ 叠片式过滤器。
18. 施肥（施药）装置包括：
★ 自压（压差）式施肥罐； ★ 文丘里注入器；
★ 注射泵； ★ 活塞式施肥器；
★ 自动灌溉施肥器。
三、1. 微灌系统的组成。
由低压管道系统→水泵→闸阀→主管道→过滤器→支管道→毛管道→各种灌水器（滴头、微喷头、雾喷头、渗头等）→作物根部。
2. 喷灌的优点。
喷灌是目前大田比较理想的灌溉方式，有固定式、机械移管式和半固式喷灌3种。可节水30％～50％，增产10％～30％，具有省地、保肥等优点。
3. 喷灌的优点。
喷灌需降压、过滤、分流，更省水，80％以上，更增产，20％～4O％，具有省地、保地、保肥等优点。
4. 水对作物生理活动的作用。
★ 作物的重要组成部分；
★ 细胞原生质的重要成分；
★ 光合作用的重要原料；
★ 作物进行生化反应和吸收输送养分的介质；
★ 保持作物固有形态的重要支撑；
★ 维持作物叶面蒸腾的必备条件。
5. 什么是作物需水量？
作物需水量是指作物在适宜的土壤水分和肥力水平下，经过正常生长发育，获得高产时的植株蒸腾、株间蒸发以及构成植株体的水量之和。
6. 农田水分消耗的途径主要有哪三个方面？
植株蒸腾、株间蒸发和深层渗漏（或田间渗漏）。
7. 灌溉取水方式有哪几种？
★ 地面水：河流、湖泊；
★ 地下水：潜水、层间水；
★ 灌溉回归水；
★ 污水。
8. 渠道防渗的优点。
可以有效减少渠道渗漏损失，节约灌溉水量，控制地下水位，防止渍害发生；提高渠床的抗冲刷能力，防止渠坡坍塌；加大渠道流速，提高输水能力；降低灌溉成本，提高灌溉效益。
9. 常用的渠道防渗措施哪些？
包括土料防渗、砌石防渗、砖砌防渗、混凝土防渗、沥青材料防渗和塑料薄膜防渗等形式。实际应用中，可根据具体情况而定。
10. 喷灌均匀度的影响因素。
喷头结构、工作压力、喷头布置形式、喷头间距、喷头转速的均匀性、竖管的倾斜度、地面的坡度和风速、风向等因素都有密切关系。
11. 影响喷头射程的因素。
射程的大小，主要决定于工作压力和喷水量，但也受喷头结构、自转速度等因素的影响。
12. 什么是20%原则？
一般原则为，控制同一支管上任意两个喷头的喷水量之差在10％以内。此原则也等同于：控制支管上任意两个喷头的工作压力水头之差不超过喷头设计工作压力水头的20%，即为20%原则。
13. 对灌水器的基本要求。
★ 制造偏差越小越好；
★ 出水量小而稳定，受水头变化的影响较小；
★ 流道大，抗堵塞性能强；
★ 结构简单，便于制造、安装、清洗；
★ 坚固耐用，价格低廉。
14．影响湿润比的因素。
毛管的布置方式，灌水器的类型和布置方式，灌水器的流量和大小，土壤的种类和结构。
四、
1. 论述农业节水新技术
（一）农艺节水 农艺节水技术是通过采取各种耕作栽培措施和化学制剂调控农田水分状况，目的是减少无效蒸发，防止水土流失、改善土壤结构，提高作物产量和水分利用率。农艺节水主要包括地面覆盖、耕作改良、水肥耦合、抗旱品种选育等。
1) 地面覆盖 抑制土壤水分蒸发；蓄水保墒、提高地温，改善土壤，节水增产；实施技术简单，成本低廉，易于推广
2) 耕作改良 耕作改良是通过各种耕作作业改善土壤耕层结构，蓄水保墒，增加养分供给，减少水分蒸发消耗，为作物生长发育提供一个良好的生态环境。耕作改良措施包括深松耕法和免耕少耕法等。深松耕法是只疏松土层而不反转土层的一种土壤耕作方式，该法实施后的土壤透气性好，蓄水保墒能力强。免耕少耕法是减少耕作次数或在一定年限内免除一切耕作，具有保持水土和抗旱增产的效果。免耕少耕法可使玉米增产10%～20%。
3) 水肥耦合 合理施肥使提高水分利用效率的重要途径。作物营养的基本问题是解决在有限的水资源条件下，合理施肥，培肥地力，充分发挥水肥协同效应和激励机制，提高水分利用效率和在不增加施肥量的条件下，获得最大经济效益。通过改变灌水方式、灌溉制度和作物根区的湿润方式达到有效调节根区水分养分的有效性和根系微生态系统的目的，从而最大限度地提高水分养分耦合的利用效率。
4) 抗旱品种选育、化学制剂作物品种的水分利用效率由本身遗传特性、形态特征和生理过程所决定，并在环境条件和栽培措施的综合应用中得以体现，依次通过选用对作物品种实现高效利用水资源，具有很大的潜力。 化学制剂节水技术的基本原理是利用化学制剂对水分的调控机能，抑制叶面蒸腾，增加蓄水、提高水分利用效率。目前常用的化学制剂包括保水剂、抗蒸腾剂等。
（二）生理节水 生理节水是将作物水分生理调控机制与作物高效用水技术紧密结合形成的新型节水技术 。
1) 调亏灌溉 根据作物的生理生化作用受到遗传特性或生长激素的影响，在其生长发育的某些时期施加一定的水分胁迫（有目的地使其有一定程度的缺水），即可影响作物的光合产物向不同的组织器官分配，提高所需收获的产量而舍弃营养器官的生长量和有机合成物质的总量。
2) 局部灌溉 根据作物需水要求，通过低压管道系统与安装在末端管道上的特殊灌水器将水和作物生长所需的养分用比较小的流量均匀准确地把水直接输向植物根末部，以湿润植物根部土壤为主要目标。
3) 控制性分根交替灌溉 人为保持和控制根系活动层的土壤在垂直剖面或水平面的某个区域干燥，使作物根系始终有一部分生长在干燥或较干燥的土壤区域中，限制该部分的根系吸收水分，让其产生水分胁迫信号传递至叶气孔，形成最优气孔开度，减少作物奢侈的蒸腾耗水，另一部分根系区则保持湿润，维持作物正常吸水，保证作物产量。
（三）管理节水 根据作物需水规律和生长发育特点，运用现代先进的管理技术和自动化管理系统对作物用水进行科学调控，最大限度满足作物对水分的需求，实现区域效益最佳。
★ 建立农田土壤墒情检测预报模型；
★ 开展灌区多种水源联合利用的研究；
★ 实现灌区用水的科学政策管理等。

2. 试述水对作物的生理作用主要表现在哪些方面？
1）水是作物细胞原生质的重要组成部分
原生质是细胞的主体，很多生理过程都在原生质中进行。在正常情况下，原生质内含水量为80%以上。如果水分不足，原生质内的生理活动便会减弱，甚至停止。
2）水是光合作用的重要原料
在光合作用中，水是不可缺少的原料，水分不足，就会使光合作用受到抑制。
3）水是一切生化反应的介质
各种有机质的合成与分解也必须以水为介质，在水的参与下才能进行。
4）水是养分溶解和输送的载体
作物所需的矿质养分必须溶解于水中才能被利用；各种有机质也只有溶于水才能输送至植物的各个部位。
5）水可使作物保持一定的形态
作物体内水分充足时，细胞常保持数个大气压的膨压，以维持细胞及作物的形态，使正常的生长，生理活动得以进行。

3．试述水对作物的生态作用。
水对作物的生态作用，表现在五个方面：
1）水分可以调节土壤空气
在一定土壤中，土壤水分与土壤空气共同占有土壤孔隙，水多则气少，水少则气多，二者互为消长。
2）水分能够调节土壤温度
水的热容量和水的导热率比空气大得多。为了调节农田土壤温度或稻田水温，常常通过调控土壤水的含量来解决。
3）水分可以调节土壤肥力
养分的吸收和转化，都是以一定的水分条件为基础的，土壤水分的多少直接影响土壤肥力状况。
4）水分能够改善农田小气候
通过合理的灌排措施，不仅可以调节土壤温度而且也可以调节农田内部一定空气层的气温，空气湿度等因素。当农田水分多时，蒸发蒸腾强烈，空气湿度就高，气温就低；反之亦然。
5）水分可提高耕作质量和效率
旱田土壤含水量适宜，土壤的物理机械性介于粘结性与可塑性之间时，耕作质量和效率最佳；水稻田泡田以及边耕边放水的方法，也是通过调节水分来满足耕作要求的措施。
4. 详述微灌系统的组成及各部分的功用。
5. 结合节水灌溉的应用实际，谈谈国内大田农业节水灌溉技术的发展趋势。