Giáo trình thủy nông - Chương 1 ppt

Do đó đối tượng nghiên cứu của môn học thuỷ nông là nghiên cứu ảnh hưởng của nước đối với cây trồng Nhiệm vụ đặt ra cho môn học Thuỷ nông là: e Nhiệm vụ thứ nhất: Nghiên cứu các phương

CHƯƠNG 01: MỞ ĐẦU

1-1: ĐỐI TƯỢNG VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA MÔN HỌC THUỶ NÔNG

1: Đối tượng nghiên cứu và nhiệm vụ của môn học thuỷ nông

Thuỷ nông là một bộ phận của khoa học Nông nghiệp chuyên nghiên cứu về những điều kiện ảnh hưởng ảnh hưởng đến cây trồng, với mục đích tăng năng suất và đạt hiệu quả kinh tế cao Xuất phát từ những điều kiện ảnh hưởng đến cây trồng như:

e Điều kiện về gống và loại cây trồng, lĩnh vực này được ngành nông nghiệp nghiên cứu

e Điều kiện ngoại cảnh như: nước, chất dinh dưỡng, ánh sáng, nhiệt độ vv Trong đó nước đóng vai trò rất quan trọng trong việc tạo ra năng suất cho cây trồng, đặc biệt là cây lúa

Do đó đối tượng nghiên cứu của môn học thuỷ nông là nghiên cứu ảnh hưởng của (nước) đối với cây trồng

Nhiệm vụ đặt ra cho môn học Thuỷ nông là:

e Nhiệm vụ thứ nhất: Nghiên cứu các phương pháp, kỹ thuật điều tiết chế độ nước trong đất như Tưới và Tiêu Nhằm đáp ứng được nhu cầu nước của cây trồng, góp phần tăng năng suất và hạ giá thành sản phẩm

e Nhiệm vụ thứ hai: Đưa ra các biện pháp nhằm bảo vệ và cải tạo nâng cao độ phì nhiêu cho đất, đồng thời xây dựng kế hoạch sử dụng nước hợp lý trong hệ thống thuỷ nông

2: Nội dung của môn học thuỷ nông

Từ hai nhiệu vụ cơ bản của môn học nêu trên, nội dung của môn học thuỷ nông cần giải quyết các vấn đề sau đây:

Thuỷ nông 1: Nội dung chính là tính toán chế độ tưới, tiêu cho cây trồng và thiết kế một hệ

thống tưới tiêu hoàn chỉnh, ®−a ra c¸c gi¶i ph¸p h×nh thøc x©y dùng c«ng tr×nh ®Ìu mỉi

Thuỷ nông 2: Nội dụng chính là đưa ra các biện pháp thuỷ lợi nhằm bảo vệ và cải tạo đất ở

những vùng có điều kiện tự nhiên đặc biệt Quản lý và khai thác hệ thống thuỷ nông một cách có hiệu quả

SƠ ĐỒ MÔN HOC THUỶ NÔNG 1

Thiết lập phương trình cân bằng nước

Xây dựng hệ thống thuỷ nông

Phương pháp tưới và kỹ thuật tưới

CHƯƠNG 3

Chế độ tưới cho các

loại cây trồng

CHƯƠNG 2

Bố trí hệ thống thuỷ nông Thiết kế đường kênh

Tính toán thuỷ lợi công trình đầu mối

CHƯƠNG 7

CHƯƠNG 6 CHƯƠNG 5

CHƯƠNG 4

Chế độ tiêu cho các loại cây trồng

CHƯƠNG 1

1-2: NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA MÔN HỌC THUỶ NÔNG

Để xác định mức độ đảm bảo nước một cách chính xác và trên cơ sở đó có thể quyết định được hình thức điều tiết nước ruộng, cần dựa vào phương trình cân bằng nước

Phương trình cân bằng nước biểu thị tương quan giữa lượng nước đến và lượng nước đi

trong một điều kiện không gian và thời gian nhất định

* Phương trình cân bằng nước:

Trên khu trồng trọt, ở tầng đất có sự hoạt động của bộ rể cây trồng hoặc tầng đất trên mực nước ngầm, trong một khoảng thời gian nhất định thì phương trình cân bằng nước (ptcb) có dạng:

dV + dW = (P + N + G + A)- (E + R + S)

SƠ ĐỒ CÂN BẰNG NƯỚC

MNN

N

S

E

P

R

G

Trong đó:

- Lượng nước đến bao gồm: (P + N + G + A)

P: lượng mưa rơi xuống trên khu trồng trọt

N: lượng nước mặt từ nơi khác chảy đến

G: lượng nước ngầm và nước ngấm từ các vùng lân cận chảy đến

A: lượng nước do bốc hơi ngưng tụ trong đất

- Lượng nước đi bao gồm: (E + R + S)

E: lượng nước cần của cây trồng để tạo được một sản lượng nhất định, trong một điều kiện về nông nghiệp nhất định Bao gồm: lượng bốc hơi khoảng trống và lượng bốc hơi mặt lá của cây trồng

S: lượng nước mặt chảy đi

R: lượng nước trong đất ngấm xuống tầng đất bên dưới hoặc mực nước ngầm

- Lượng nước tăng, giảm bao gồm: dV + dW

dV: lượng tăng giảm lớp nước mặt đất, dV= V1- V0

V1: lượng nước mặt đất cuối thời đoạn tính toán

V0: lượng nước mặt đất đầu thời đoạn tính toán

dW: lượng tăng giảm của nước trong tầng đất tính toán, dW= W1- W0

W1: lượng nước trong tầng đất tính toán ở cuối thời đoạn

W0: lượng nước trong tầng đất tính toán ở đầu thời đoạn

Nếu gọi W* và V* là lượng nước tối thiểu theo yêu cầu của cây trồng, để cây trồng phát triễn bình thường thì: V1≥ V* và W1≥ W*

Vậy trong điều kiện nước thiên nhiên đảm bảo cung cấp đủ cho cây trồng thì phương trình

có dạng: (V * -V 0 ) + (W * -W 0 )= (P + N + G + A)- (E + R + S)

Hay viết một cách tổng quát ∆ = (P + N + G + A)- (E + R + S)- (V*-V0) - (W*-W0)

*Nếu ∆= 0 thì chế độ nước của thiên nhiên phù hợp với yêu cầu nước của cây trồng, ta

*Nếu ∆ > 0 Thì lượng nước trong ruộng vượt quá yêu cầu của cây trồng, do đó phải tiến hành tiêu nước, từ đó xác định lượng nước cần tiêu đi, xác định qui mô và kích thước của công trình tiêu

*Nếu ∆ < 0 thì lượng nước trong ruộng không đủ cho yêu cầu nước của cây trồng, do đó cần phải tưới Từ đó xác định lượng nước cần tưới, xác định qui mô và kích thước công trình tưới Vậy dựa vào ptcb trong từng thời đoạn, ta có thể xác định được lượng nước tưới và tiêu trong mỗi giai đoạn đó Thời đoạn tính toán càng nhỏ thì kết quả tính toán càng chính xác và chế độ nước cho cây trồng càng thích hợp

Để xác định lượng nước tưới hợp lý (đảm bảo yêu cầu về kỷ thuật và kinh tế) ta cần phải điều tiết nước ruộng

1-3: CÁC DẠNG NƯỚC CÓ KHẢ NĂNG CUNG CẤP NƯỚC CHO CÂY TRỒNG

Nước ruộng gồm 3 loại chính sau đây: nước mặt đất, nước trong đất, nước ngầm Mỗi loại đều có những tính chất khác nhau và có tác dụng khác nhau đối với cây trồng

P

N−íc mƯt ®Ít

Vïng mao dĨn Vïng trung gian Vïng rÓ c©y

Vïng b¶o hoµ N−íc ngÌm

N−íc trong ®Ít

S¬ ®ơ ph©n bỉ n−íc d−íi ®Ít theo chiÒu th½ng ®øng

1-3-1: Nước mặt đất:

Là nước do mưa rơi xuống hoặc nước từ nơi khác chảy đến, nước mặt phải được ngấm xuống đất và biến thành nước trong đất thì cây trồng mới hấp thụ được

1-3-2: Nước trong đất:

Là loại nước có trong tầng đất trên mực nước ngầm, khi mực nước ngầm nằm sâu, thì ta chỉ nghiên cứu nước trong đất ở tầng đất có sự hoạt động của bộ rể cây, nước trong đất có nhiều loại:

a: Hơi nước: Trong đất luôn chứa không khí và không khí lại có chứa hơi nước , do đó hơi

nước tróng đất luôn chuyển động từ nơi có áp suất cao đến nơi có áp suất thấp Loại nước này cây trồng có thể sử dụng được Nếu trong một điều kiện nào đó hơi nước thoát ra thì đó chính là lượng bốc hơi mặt đất

b: Nước liên kết hoá học: Là loại nước liên kết chặt với các hạt đất và không trực tiếp tham

gia vào các quá trình biến đổi vật lý trong đất Nhiệt độ bốc hơi > 1000C , đối với loại nước này cây trồng không thể sử dụng được, khi tính toán độ ẩm của đất ta thường không xét tới lượng nước này

c: Nước liên kết vật lý: Là loại nước được giử lại trong đất nhờ lực phân tử, bốc hơi ở nhiệt

độ 1000C Nước liên kết được chia thành nước dính và nước màng:

*Nước dính: Là loại nước dính chặt vào mặt ngoài hạt đất, có cấu tạo lớp, có chiều dày từ 8 đến 10 lớp phân tử nước Loại nước này tạo thành do hơi nước bị hạt đất hut từ không khí vào với một áp lực phân tử rất cao rồi ngưng tụ lại Loại nước này cây trồng không thể hấp thụ được

*Nước màng: Sau khi hạt đất đạt đến lượng nước dính tối đa, nếu tiếp tục cung cấp thêm nước cho đất thì các màng nước xung quanh hạt đất sẽ tiếp tục tăng lên và hình thành nước màng, nước màng có chiều dày gấp 2- 6 lần chiều dày của nước dính Loại nước này cây trồng hấp thụ rất khó khăn

d: Nước tự do: Sau khi hình thành nước màng, nếu tiếp tục cung cấp thêm nước cho đất thì

giữa các góc nhọn của kẻ rỗng sẽ hình thành mặt nước cong, gọi là nước góc Nước góc chịu tác

dụng sức căng mặt ngoài chứ không chịu tác dụng của trọng lực

Khi đã có nước góc, nếu nước trong đất tiếp tục tăng thì mặt nước cong ở các góc càng mở rộng, tiếp xúc với nhau và hình thành nước mao quản ống Khi đó giữa các hạt đất vẫn còn có

các kẽ rỗng hình ống chưa đầy nước

Nếu các ống đó tiếp xúc với mặt tự do thì nước sẽ chuyễn động lên trong các kẽ hỗng và gọi là nước mao quản Loại nước này chịu tác dụng của sức căng mặt ngoài và trọng lực

Khi các kẽ hỗng đã đầy nước, nếu tiếp tục cung cấp nước thì sự chuyễn động của nước lúc này chỉ chịu tác dụng của trọng lực, nước này gọi là nước tự do

Nước tự do có tính chất giống như nước thường, cây trồng hấp thụ dễ dàng

Nước góc

Nước dính

Kẽ rỗng có chứa nước mao quản ống

Hạt đất

Nước màng

Nủc trong ®Ít phêng to

1-3-3: Nước ngầm: Thường có 3 dạng

a: Nước ngầm không áp:Thường nằm trong tầng đất trên tầng không thấm nước, nguồn

nước được cung cấp chủ yếu từ nước mưa ngấm xuống hoặc từ sông, suối, ao hồ trong vùng Nguồn nước này thường không ổn định

b: Nước ngầm bán áp và có áp: Thường nằm kẹp giữa hai tầng không thấm, lượng nước này

rất ổn định và có chất lượng tốt

Các loại nước ngầm cung cấp cho cây trồng dưới dạng mao quản leo Vì vậy vị trí mực nước ngầm cao hay thấp đều ảnh hưởng đến sự hoạt động của bộ rễ cây trồng

Giếng không áp Giếng có áp

Mực nước ngầm Giếng bán áp

Tầng thấm có áp

Tầng thấm nước

Mực nước sông