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第四節 波湧畦灌灌水方案設計方法
波湧畦灌灌水方案設計方法有理論方法和經驗方法。主要確定週期數、迴圈率、放水總時間 和單寬流量的q。
一、理論方法
式中： 為土壤連續入滲的入滲係數和指數； 為前幾週期的間歇入滲係數； 為土壤容重； 為計劃溼潤層深度(cm)； 為田間持水率(佔乾土重)；n為週期數。
二、經驗法
式中：r為波湧畦灌相對連續畦灌的節水率(%)，通過試驗確定； 為連續畦灌灌水時間 。
第五節 波湧畦灌灌水質量評價方法
評價灌水質量的指標有三個即用水效率 ，儲水效率 和灌水均勻度。
(1) 用水效率
式中： 為用水效率； 為灌水後儲存於土壤計劃溼潤層中的水量； 為灌入田間的總水量。
(2) 儲水效率
式中： 為計劃溼潤層土壤中所需的灌水量。
(3) 灌水均勻度
式中： 為沿畦方向第i點的滲水深度， 為沿畦長方向圭壤中平均入滲深度。
以上三個灌水質量指標是評價灌水質量和進行理論分析的前提。在一定的灌水定額下，當三項指標均大於0.80時，說明灌水方案合理。
第六節 波湧灌技術的應用
波湧灌在不同的條件下的節水效果和灌水質量是不同的，因而波湧灌技術有其適宜的條件。
一、波湧灌適宜的田間條件
1、波湧灌適宜的土壤條件
適宜波湧灌的土壤為：結構良好的中壤土、輕壤土、沙壤土和粘壤土，且土壤表層不應有土壤板結現象，在田間發生嚴重板結時，進行波湧灌前應對土壤進行中耕，以提高灌水效果。
而對於透水性不良的粘土和透水性過強的沙土，其波湧灌的效果較差。根據經驗觀察耕作層土壤質地和結構，若判斷為沙土和粘土，則不易波湧灌，若為中壤土、輕壤土、沙壤土和粘壤土需作入滲試驗來確定，當第一個小時的土壤入滲量為50～260mm/h，則適宜波湧灌，否則不適宜波湧灌。
2、波湧灌對田間溝畦的要求
溝畦條件指灌水溝、畦的規格、農田平整程度和縱坡等。原則上講，適宜連續溝畦灌的土壤也適宜實施波湧灌，一般要求實施波湧灌的溝、畦縱向不存在倒坡，溝和畦的長度一般大於80m。如要達到計劃灌水定額，則溝畦長度應為合理畦長。
由計算確定。
三、涇惠渠灌區波湧灌灌水方案
可供參考。
四、波湧灌灌水控制方式
波湧灌灌水可自動控制，也可人工控制。自動控制灌水是用裝有波湧閥和自控裝置的裝置，按預定的計劃時間放水和停水，在灌水期間交替進行放水，直到灌水結束。自動控制波湧灌技術用於低壓管道輸水的自流灌區效果更為優越。
在管理水平和生產條件允許的情況下，應推廣低壓管道的波湧灌技術。
人工控制就是採用和傳統連續灌時開、堵溝(畦)口的辦法，按波湧灌灌水要求向溝畦放水，此法完成一次灌水，需多次開、堵溝(畦)口，費工、灌水人員勞動強度有所增大，但不需增加裝置投資，僅將一般連續灌水改為波湧灌灌水方法即可，對於襯砌灌區更加有效。
思考題 波湧灌技術要素
波湧畦灌技術要素
專業術語 波湧灌 週期數 迴圈率
第八章 滲灌
第一節 滲灌特點及其發展
一、滲灌特點及其發展
滲灌即地下灌溉，它是利用地下管道將灌溉水輸入埋設地田間地下一定深度的滲水管或鼠洞內，藉助土壤毛管作用溼潤土壤的灌溉方法。
滲灌的主要優點是：(1) 灌水後田面土壤仍保持疏鬆狀態，不破壞土壤結構，不產生土壤板結，為作物生長提供良好的水肥氣熱條件；(2) 地表土壤含水量低，可減少田面土壤蒸發；(3) 管道埋入地下，可少佔耕地，便於交通和田間作業，可同時進行灌水和農事活動；(4) 灌水定額小，灌水效率高；(5)能減少田間雜草生長和蟲害發生；(6) 滲灌系統流量小，壓力低，故可減少能耗，節約能源。
滲灌存在的主要缺點是：(1) 表層土壤溼度較差，不利於作物種子發芽和幼苗生長，也不利於淺根作物生長；(2) 投資高、施工複雜，且管理維修困難，一旦管道堵塞或破壞，難以檢查和修理；(3) 易產生深層滲漏，特別對透水性較強的輕質土壤，更易產生滲漏損失；(4) 滲水孔易堵塞。
二、滲灌技術的發展
20世紀以來，許多國家開展了滲灌的試驗研究工作，並在管材、濾料施工方法以及土壤水分運動等方面取得較大進展。原蘇聯b.t考爾涅夫於2023年根據土壤吸水特性提出的吸力灌溉法，引起了灌溉工作者的極大興趣，他建議採用粘土多孔管進行地下灌溉，管距1m，埋深0.
3m，管中為無壓流，靠土壤吸水作用使土壤達到溼潤。在考爾涅夫吸力灌溉的基礎上，發展了有壓水的滲灌研究，提高了灌水效率。滲灌在義大利多用於果樹灌溉，他們採用了較小直徑(10～20mm)的塑料管作為透水管，管壁上開有5～10mm寬的縱縫，有內水壓力時，縱縫張開灌水，無內水壓力時自動閉合。
原西德尼德韋默針對乾旱和半乾旱地區，設計了一種用於滲灌的施工方法和機具。美國德克薩斯州、阿肯色州以及亞利桑那州進行的滲灌試驗研究表明，應用人工不透水阻隔層(如瀝青、合成橡膠和塑料膜等)也可有效地提高水的利用率。
我國滲灌研究工作起始於20世紀50年代，當時在河南、陝西、江蘇等省開展了滲灌的田間試驗，用於滲灌的透水管多為陶土管。20世紀70年代以後，開展了滲灌研究的省市和科研單位有所增加，對透水管材料、濾料、滲灌系統規劃設計和施工方法、滲灌灌溉制度及土壤水分運動等進行了較系統的研究，並取得了一定的成果。
第二節 滲灌機理
均質土滲灌條件下土壤水分運移擴散和土壤溼潤鋒隨灌水時間變化情況如圖所示。灌水初期由於土壤基質勢對土壤水流起著主導作用，而重力勢相對較重力勢相地較小，所以土壤水流在透水管四周各個方向的入滲速度接近相同，形成大致呈園形的溼潤面。但是，隨著時間延長，重力勢作用將逐漸增加，由透水管向上的水流因克服重力致使速率相對較小，向下的水流卻因重力推動而有較大的速率，於是便形成了上短下長的扁園形溼潤鋒，時間越長越顯得扁。
在溼潤鋒包圍內的土壤，愈靠近透水管處含水率愈大，甚至會形成圍繞透水管的飽和水帶。這說明土壤溼潤區記憶體在有含水率梯度。
以上為均質土壤滲灌時的溼潤情況。顯然，由於均質土壤滲灌時不可避免出現上短下長的扁園形溼潤區，往往使表土層和透水管兩側較遠處土壤得不到足夠水分，而下層土壤的水分又超出要求，乃至產生深層滲漏損失。為此，可在透水管下側設定人工隔水層(夯實土、粘土、塑料膜等)，提高滲灌溼潤土壤的效果，這方面國外已有不少成功的經驗。
最適於滲灌的土壤剖面應該是這樣的兩層土壤組成，即上部根層土壤較為透水，底層為弱透水土壤，在這種土壤條件下，滲灌效果最好，還可使透水管間距加大，降低成本。
第三節 滲灌型別及系統組成
一、滲灌型別
(一) 地下水浸潤灌溉
它是利用溝渠河網及其調節建築物，將地下水位升高，再借土壤毛管作用向土壤上部補給水分，以達到灌溉目的。此類方法適用於土壤透水性較強，地下水位高和地下水及土壤含鹽最較低的地區。
(二) 地下滲水暗管灌溉
通過埋設於地下一定深度的滲水暗管，使灌溉水進入土壤，並主要借毛管作用向四周擴散運移進行灌溉。此類方法適用於地下水位較深，灌溉水質好，含沙量及含鹽量低，且無汙物雜質的灌溉水，以及土壤透水性適中的地區。
二、滲灌系統的組成與結構
1、滲灌系統的組成 滲灌系統一般由水源工程、首部樞紐、輸水部分和滲水器等四部分組成。輸水部分的作用是與水源工程相連線，並將灌溉水輸送到田間的滲水器，它的結構可以是明渠，也可以採有暗渠或地埋管。滲水器埋設在地下，是滲灌系統的主要灌水部件。
2、滲水器
(1) 滲水器分類 按向滲水器供水狀況的不同，可把滲水器分為有壓和無壓兩種形式。在有壓情況下，滲水器內充滿水，呈壓力流狀態。灌溉水通過有壓滲水器向土壤入滲，不完全依靠土壤的吸水能力，而主要依靠滲水器的壓力水頭(0.
2～0.5m以上)向土壤層內擴散，其溼潤範圍較大。在無壓流的情況下，滲水器中水深一般為管徑的1/2～1/3，呈明渠水流，灌溉水向土壤中擴散主要靠土壤毛管作用和土壤與作物根系吸水能力，溼潤範圍較小。
(2) 滲水器的種類
① 滲水管 其種類繁多，有利用當地材料製成的陶土管、灰土管、混凝土管和塑料管，一般在管上開孔透水或利用管道縫隙滲水，也可製成多孔透水管。還有在塑料中加發泡劑和成型劑混合後擠壓成型的滲水管，以及利用**橡膠加特殊的新增劑，經特殊加工工藝製成的新型滲水管。
② 鼠洞 是利用拖拉機牽引鑽孔器在土壤中鑽成的土洞通道進行灌水。鼠洞的深度為40～50cm，間距60cm左右，粘土直徑7-8cm，輕質土直徑10～12cm。
灌溉水直接流入鼠洞，由洞壁直接滲入土壤進行灌溉。
第四節 滲灌技術要素確定
管道式滲灌的技術要素包括管道埋深、灌水定額、管道間距、長度及坡度。滲水管的埋深、間距和長度一般應根據不同的土壤條件和作物種類，通過試驗確定，一些國家和地區的經驗數值可參考使用。
(1) 管道深度 滲灌管道埋深應使灌溉水藉助於毛管作用上升充分溼潤作物根系活動層的土壤，並使滲漏最小。因此管道的埋深取決於土壤性質和作物種類，一般粘性土埋深大，砂性土埋深小，此外還應考慮耕作的要求和管道的抗壓強度，不致因拖拉機和其他機械行走而損壞。目前，各地採用的管道埋深一般為40～60cm。
(2) 灌水定額 滲灌每次灌水量應能使相鄰兩管間土層得到足夠的溼潤，以不發生深層滲漏為依據，一般要通過田間試驗確定。
(3) 管道間距 滲灌時，灌溉水藉助毛管力作用橫向擴散的距離主要取決於土壤性質和供水壓力，土壤顆粒愈細，擴散範圍愈大，因而管道間距可以加大。為了保證土壤溼潤均勻，相鄰兩條管道中的浸潤曲線應有一部分重疊 。一般砂性土中管距較小，粘性土中管距較大，管道中壓力愈大，管距可較大。
可達5～8m，在無壓條件下，可達2～3m。
(4) 管道壓力和流量 滲灌一般採用有壓流供水，但壓力不能太大，以免發生深層滲漏和溢位田面，一般管道式水頭壓力控制在0.4～0.8m為宜。管道流量可按下式計算：
式中： 為每根滲水管道所需入管流量，(l/s)；m為灌水定額，(m3/hm2)；b為地下滲水管管道間距，(m)；l為地下潤水管道的長度，(m)；t為一次灌水延續時間，(h)，由試驗確定。
(5) 管道長度與坡度 適宜的管道長度應使管道首尾範圍內的土壤溼潤均勻，滲漏量小，它與管道坡度、壓力情況、流量大小和滲水情況有關。國內採用的管長，無壓供水時為80～120m，有壓供水時為150～200m。無壓供水時管道適宜坡度為1/1000～4/1000，有壓供水時，以地面坡度確定，但要保證管長方向上的各點水流溼潤均勻，且不致溢位地面。
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