灌区灌溉用水量计算-评定农田水分状况

（一）土壤含水率的测定方法测定土壤含水率的方法很多，如称重法（包括烘干法、酒精燃烧法、红外线法）、负压计法、TDR法、核物理法（γ射线法、中子散射法）等。常用的方法:1.烘干法

将采集的土样称得湿重后，放在105～110℃的烘箱中烘干至恒重，然后称重，水重与干土重的比值为土壤含水率。

烘干法是最基本的直接测定土壤含水率的方法，缺点是土样受到破坏，且不能连续观测某处的土壤含水率。土壤含水率的测定方法烘干法仪器设备：土钻、铝盒（已知重量和编号）、烘箱、剖面刀和电子天平（或分析天平）土壤含水率的测定方法仪器准备取土称重烘干称重计算

操作步骤：土壤含水率的测定方法2.负压计法1）用负压计和烘干法配合，测定土壤吸力（土壤水势）—土壤含水率曲线；2）用负压计测得土壤吸力，查曲线可得土壤含水率。使用时，负压计内充满水，将陶土头埋入需测位置，水向土中流出，直至平衡，真空表中显示负压值（吸力值）；当灌溉或降雨后，土中水分得到补充，水向负压计中流入，负压值减小。土壤含水率的测定方法TDR法与其他的土壤水分计测方法相比具有测定范围广泛、不破坏土壤结构、测定方法简单、对人体无伤害、能随时捕捉含水率随时间的迅速变化、可实现自动化观测。3.时域反射仪法（也称TDR法）

时域反射仪法是根据探测器发出的电磁波在不同介电常数物质中的传输时间的不同，计算出被测物的含水率。当电磁波的频率在1Hz——1GHz时，介电常数与传播速度呈如下关系：式中ξ——介电常数；

c——光速3×108，m/s；

t——电磁波的传输时间，s。土壤含水率的测定方法4301/4302中子仪（美国产）CPN503DR中子仪2500S电子张力计（法国）土壤含水率的测定方法TDR土壤水分测定仪土壤含水率的测定方法土壤含水率的表示方法（1）以土壤水分质量占干土质量百分数表示：

——土壤含水率（占干土质量的百分数，%）；G水——土壤中含有的水量，为原湿土质量与烘干土质量的差，kg；G干土——烘干土质量，kg。土壤含水率的表示方法土壤含水率的表示方法（2）以土壤水分体积占土壤体积的百分数表示：式中

——土壤含水率（占土壤体积的百分数，%）；V水

——土壤水分体积，m3；V土

——土壤体积，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）以土壤水分体积占土壤孔隙体积的百分数表示：式中

——土壤含水率（占土壤孔隙体积的百分数，%）；V水

——土壤中水分体积，m3；V孔

——土壤中孔隙体积，m3；

n——土壤孔隙率（指一定体积的土壤中，孔隙的体积占整个土壤体积的百分数，%）；

其余符号意义同前。土壤含水率的表示方法土壤含水率的表示方法（4）以土壤实际含水率占田间持水率的百分数表示：式中

、

、——土壤的相对含水率、实际含水率、田间含水率（%）。

这种表示方法便于直接判断土壤水分状况是否适宜，以制定相应的灌溉排水措施。（5）以水层厚度表示：

它是将某一土层所含的水量折算成水层厚度来表示土壤的含水率，以mm为单位。这种方法便于将土壤含水量与降雨量、灌水量和排水量进行比较。土壤含水率的表示方法土壤含水率的表示方法练习练习1已知某干土质量1.48Kg，现加入0.21kg的水，土块的含水率是多少？若田间持水率是25%（占干土质量的百分数），试问还要加入多少水才能使它达到田间持水率？练习2某地块的土壤含水率为20%（占干土重），密度1470kg/m3，问1m土层1m2的储水量是多少m3？土壤含水率的表示方法练习

作业：1.密度为1200kg/m3的土壤，初始含水率为10%（重量百分数），田持为30%，降雨10mm，全部入渗，问可使多深土层达到田持？2.取田间湿土115g，烘干后质量为100g，测得该土壤的田间持水率为30%，问该土壤的相对含水率是多少？若某一作物生长适宜的土壤含水率为田持的75%，请问现在的土壤是否需要灌溉？若需要灌溉，则每亩需灌多少才能使1m土层达到田持（密度1200kg/m3）？土壤含水率的表示方法作业3.某地块的土壤含水率为20%（占干土重），土壤密度为1360kg/m3，问当土壤含水层厚度由0.4m变为0.6m时，土壤的储水量增加了多少？学习目标

通过学习农田水分状况及作物需水量、灌溉制度、灌水率的确定方法，能够合理确定灌溉用水量及灌溉用水流量。学习任务

1.理解农田水分状况对作物生长的影响及土壤水分的有效范围，会进行土壤含水率各种表示方法的转换。

2.掌握需水量的计算方法，能够确定各种作物的需水量。3.掌握用水量平衡方程式确定水稻及旱作物灌溉制度的方法，能够合理地制定水稻和旱作物在充分灌溉条件下的灌溉制度。4.学会绘制和修正灌水率图，并能够确定灌溉用水量及灌溉用水流量。第一章农田水分状况与灌溉用水量农田水分存在的形式基本形式地面水土壤水气态水液态水吸着水吸湿水膜状水毛管水悬着毛管水上升毛管水重力水固态水地下水农田水分存在的形式基本形式：地面水、土壤水、地下水地面水、地下水必须转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状水吸湿水土粒（一）吸着水（包括吸湿水和膜状水）吸湿水: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。吸湿系数:吸湿水达到最大时的土壤含水率。不同质地土壤的吸湿系数不同，吸湿系数一般为0.034%-6.5%（占干土重的%计）。膜状水:当土壤含水率达到吸湿系数后，土粒分子的引力已不能再从空气中吸附水分子，但土粒表面仍有剩余的分子引力。这时，如再遇到土壤孔隙中的液态水，就会继续吸附并在吸湿水外围形成水膜，这层水叫膜状水。凋萎系数:植物产生永久性凋萎时的土壤含水率。它包括全部吸湿水和部分膜状水，是可利用水的下限。一般取吸湿系数的1.5-2倍，作为凋萎系数的近似值。最大分子持水率:膜状水达到最大时的土壤含水率。它是土壤借分子吸附力所能保持的最大土壤含水率，它包括全部的吸湿水和膜状水，其值约为吸湿系数的2-4倍。

（一）吸着水（包括吸湿水和膜状水）（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。田间持水率：悬着毛管水达到最大时的土壤含水率。生产实践中，常将灌水两天后土壤所能保持的含水率作为田间持水率。悬着毛管水：指不受地下水补给时，由于降雨或灌溉渗入土壤并在毛管力作用下保持在上部土层毛管孔隙中的水。上升毛管水：指地下水沿土壤毛细管上升的水分，毛管水上升的高度和速度，与土壤的质地、结构和排列层次有关。表1-1毛管水最大上升高度表土壤种类毛管水最大上升高度（m）土壤种类毛管水最大上升高度（m）黏土黏壤土砂壤土2～41.5～31～1.5砂土泥炭土碱土或盐土0.5～