图9.1查表法流程图 大同市南郊区的赵家小村北的某一块地上实施第一次灌水，灌溉水源为河水，该土壤质地为粉壤土，已知畦田长度为100m，畦田宽度为3m，地面坡度为0.002，灌水定额为40m3/亩，试确定这次灌水的优化入畦单宽流量。......
2023-11-04
地面灌溉优化技术：单宽流量在各种土壤条件下的实用手册
【摘要】：根据所选定的计算参数和代表性的土壤入渗参数，首先计算同一土壤入渗能力、同一地面坡降、同一灌水定额、不同单宽流量情况下，同畦田长度条件下的灌水效率，从中找出优化效率不小于180%时相应的单宽流量。表8.11同一畦田长度下不同土壤入渗能力下的优化单宽流量续表注黑体为优化结果。表8.12南郊区御河试验站土壤优化单宽流量分析表单
地面灌溉条件下的优化入畦单宽流量的基本思路是:首先综合考虑田间灌溉网的布置、地形条件确定灌水畦田长度；然后在不同的作物生长期，依据相应的土壤入渗能力、计划灌水定额等分别优化各次灌水的单宽流量，使每次灌溉达到最佳的灌溉效果。
1.计算参数的选定
畦田长度:生产实践中，灌水畦、沟的长度并不能完全根据理论上所计算的优化畦田长度布设，一方面基本农田规格不一；另一方面理论的灌溉网密度投资过大，在目前的经济实力下还难以完成。因此，对项目区规格为20～200m 的基本农田，考虑其灌水畦田长度为基本农田规格的1/2或1/3，即取20m、30m、40m、50m、75m、100m。
入畦单宽流量:入畦单宽流量是影响水流在畦内推进速度的主要因素，进而影响到灌水时间和灌水均匀度，入畦单宽流量太小，水流推进速度慢，畦首入渗量大，而畦尾较小，灌水均匀度低，入畦单宽流量过大，灌水均匀度高，但畦首容易产生冲刷。故入畦单宽流量取值范围为0.001～0.01m3/s。
其他参数的选取与优化畦田长度的相同。
2.优化过程
所谓的优化入畦单宽流量是指在不同的灌水技术参数、不同的畦田长度下，能够获得较好灌溉效果所要求的入畦单宽流量。优化过程流程图与图8.2相同。下面同样以大同市南郊区各试验地点的试验数据为例，说明已知畦田长度优化单宽流量的优化过程。
（1）计算同一土壤入渗能力、同一地面坡降、同一畦田长度下的优化单位宽流量。根据所选定的计算参数和代表性的土壤入渗参数，首先计算同一土壤入渗能力、同一地面坡降、同一灌水定额、不同单宽流量情况下，同畦田长度条件下的灌水效率，从中找出优化效率不小于180%时相应的单宽流量。
【例8.6】 南郊区御河试验站头水灌溉，灌水定额为40m3/亩，地面坡度为1/300，土壤入渗能力为19.494cm，试计算畦田长度为20m的优化单宽流量。其计算结果见表8.7。从表8.7中看出，地面灌水优化效率随着单宽流量的增加而增加，但增加到一定值时，随着单宽流量的增加而降低，最大值对应的单宽流量为0.0019m3/s，说明在这种情况下，优化单宽流量为0.0019m3/s，优化效率不小于180%所对应的单宽流量范围为0.012～0.002m3/s。
表8.7 同一地面坡降、同一畦田长度下不同单宽流量的灌水效率 （H 90=19.494cm）
注黑体为优化结果。
（2）计算同一灌水定额、同一畦田长度下、不同地面坡降下的优化单宽流量。
【例8.7】 南郊区御河试验站头水灌溉，土壤入渗能力为19.494cm，灌水定额为40m3/亩，地面坡度为1/300、1/500、1/1500，畦田长度为20m，试计算不同坡度下的优化单宽流量。其计算结果见表8.8。从表8.8中可以看出，在其他参数不变的情况下，随着地面坡度的减小，优化单宽流量也逐渐增加。
（3）计算同一地面坡降下、同一灌水定额、不同畦田长度条件下优化单宽流量。
【例8.8】 南郊区御河试验站头水灌溉，灌水定额为40m3/亩，土壤入渗能力相同，地面坡度为1/300，试计算畦田长度为20m、30m、40m、50m 的优化单宽流量。其对应的优化单宽流量分别为0.0019m3/s、0.0028m3/s、0.0036m3/s、0.0058m3/s。从表8.9中可以看出，在同一土壤入渗能力下，优化单宽流量随着畦田长度的增加而有增加的趋势，灌溉优化效率随着畦田长度的增加而有减小的趋势。
表8.8 同一畦田长度、不同地面坡降下的优化单宽流量范围 （H 90=19.494cm）
续表
注黑体为优化结果。
表8.9 同一地面坡降、不同畦田长度的优化单宽流量 （H 90=19.494cm）(www.chuimin.cn)
续表
注黑体为优化结果。
（4）计算同一土壤入渗能力下、同一地面坡度、不同灌水定额的优化单宽流量。
【例8.9】 南郊区御河试验站头水灌溉，畦田长度为20m，地面坡度为1/300，试计算灌水定额为40m3/亩、50m3/亩时的优化单宽流量。其计算结果见表8.10。从表8.10中可以看出，在同一土壤入渗能力下，灌水定额为40m3/亩，优化单宽流量为0.0019m3/s；放水时间为695s，灌水定额为50m3/亩时，优化单宽流量为0.0015m3/s，放水时间为1224s，灌水定额大的优化效率稍微差些。
表8.10 同一畦田长度下不同灌水定额的优化单宽流量 （H 90=19.494cm）
续表
（5）计算同一畦田长度下、同一地面坡度、同一灌水定额下的不同土壤入渗能力的优化单宽流量。
【例8.10】 南郊区各试验地点头水灌溉，畦田长度为20m，地面坡度为1/300，灌水定额为40m3/亩，试计算不同土壤入渗能力下的优化单宽流量。其计算结果见表8.11。从表8.11中可以看出，不同的土壤入渗能力下，单宽流量优化结果不同，随着土壤入渗能力的增加，优化单宽流量也逐渐增大。在土壤入渗能力6.377～8.536cm 的条件下，畦田长度为20m，单宽流量为0.001m3/s时，灌水效果较差，达不到优化效果，灌水时畦田长度不能取20m；在土壤入渗能力为19.494cm，畦田长度为20m，优化的单宽流量为0.019m3/s。
表8.11 同一畦田长度下不同土壤入渗能力下的优化单宽流量
续表
注黑体为优化结果。
3.优化结果
由以上优化过程可以看出，不同的土壤入渗能力，不同的畦田长度下，优化单宽流量不同，地面灌水优化效率随着单宽流量的不同而不同。在土壤质地不变、地面坡度不变、灌水定额不变的情况下，随着畦田长度的增加，优化单宽流量也逐渐增加；在同一土壤入渗能力下、同一单宽流量下，优化单宽流量随着地面坡降的减小而有增加的趋势；在同一土壤入渗能力下，灌水定额愈大时，优化单宽流量愈小，但是灌水定额大的优化效率稍微差些。不同的土壤入渗能力下，优化单宽流量结果不同，随着土壤入渗能力的增加，优化单宽流量逐渐增加。特大土壤入渗能力下，要求的畦田长度特别小，如土壤入渗能力为19.494cm，优化的畦田长度仅为20m。例如南郊区御河试验站头水灌溉优化单宽流量结果见表8.12。
表8.12 南郊区御河试验站土壤优化单宽流量分析表 单位:m3·s
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2023-11-04
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