《节水灌溉技术》实验指导书 农水教研室编写 石河子大学水利建筑工程学院 二00九年五月 PDF文件使用"pdfFactory Pro'”试用版本创建w,fineprint,cn
《节水灌溉技术》实验指导书 农水教研室编写 石河子大学水利建筑工程学院 二 00 九年五月 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
目录 实验室及实验要求.2 实验一、节水灌溉产品认识实验.5 实验二、滴灌条件下土壤水分运动规律实验· .7 实验三、滴灌均匀度实验.9 实验四、喷灌均匀度实验.14 实验五、常用土壤含水量测定实验.18 实验报告格式.24 PDF文件使用"pdfFactory Pro”试用版本创建，fineprint.cn
1 目录 实 验 室及实 验 要 求 . . . . . . 2 实验一、节水灌溉产品认识实验.5 实验二、滴灌条件下土壤水分运动规律实验.7 实验三、滴灌均匀度实验.9 实验四、喷灌均匀度实验.14 实验五、常用土壤含水量测定实验.18 实验报告格式.24 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
实验室及实验要求 一、实验目的 实验的目的，一方面是使学生在实验原理、实验技术和实验方法诸方面得到全面而系 统的科学训练，在实验过程中学握仪器设备的正确使用方法和操作技巧，养成良好的实验 工作习惯，学会如何进行科学实验并掌握观察、记录、总结及归纳推理的方法：另一方面 是让学生在实验中深入体会课堂学习的理论是怎样从实验中总结出来的，这些理论、规律 和概念又是怎样经受实践检验的，从而培养学生获得知识的能力和正确的思维方法，同时 加深理解、巩固和扩大所学的知识，为进一步应用所学知识解决生产实践和科学研究中的 问题打下良好的基础。 此外，培养学生严肃认真、实事求是的科学态度和作风，也是实验课的目的之一。 二、实验基本要求 一个完整的实验过程，应该是始于对实验的类型、原料、器具乃至时间、地点、环境 的选择，终于对实验结果进行的定性、定量分析或评述的完成。实验过程由课前预习、做 实验、写出实验报告三部分组成。 1.课前预习 实验前必须认真预习，其内容包括 (1)阅读实验教材、教科书和参考资料中的有关内容： (2)明确本实验的目的、要求、原理： (③)了解实验的内容、步骤、操作及注意事项： (4)制订出合理的实验实施方案： (⑤)写出预习报告，做到实验时心中有数。 2.实验 (1)根据实验教材上所规定的方法、步骤和试剂用量进行认真操作： (2)细心观察现象，并及时、准确地记录在专门的记录本上： (3)发现现象与理论不符合，应首先尊重实验事实，并认真分析、检查其原因，也可 2 PDF文件使用"pdfFactory Pro”试用版本创建w,fineprint,cn
2 实验室及实验要求 一、实验目的 实验的目的，一方面是使学生在实验原理、实验技术和实验方法诸方面得到全面而系 统的科学训练，在实验过程中掌握仪器设备的正确使用方法和操作技巧，养成良好的实验 工作习惯，学会如何进行科学实验并掌握观察、记录、总结及归纳推理的方法；另一方面 是让学生在实验中深入体会课堂学习的理论是怎样从实验中总结出来的，这些理论、规律 和概念又是怎样经受实践检验的，从而培养学生获得知识的能力和正确的思维方法，同时 加深理解、巩固和扩大所学的知识，为进一步应用所学知识解决生产实践和科学研究中的 问题打下良好的基础。 此外，培养学生严肃认真、实事求是的科学态度和作风，也是实验课的目的之一。 二、实验基本要求 一个完整的实验过程，应该是始于对实验的类型、原料、器具乃至时间、地点、环境 的选择，终于对实验结果进行的定性、定量分析或评述的完成。实验过程由课前预习、做 实验、写出实验报告三部分组成。 1．课前预习 实验前必须认真预习，其内容包括： (1)阅读实验教材、教科书和参考资料中的有关内容； (2)明确本实验的目的、要求、原理； (3)了解实验的内容、步骤、操作及注意事项； (4)制订出合理的实验实施方案； (5)写出预习报告，做到实验时心中有数。 2．实验 (1)根据实验教材上所规定的方法、步骤和试剂用量进行认真操作； (2)细心观察现象，并及时、准确地记录在专门的记录本上； (3)发现现象与理论不符合，应首先尊重实验事实，并认真分析、检查其原因，也可 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
以做对照实验、空白试验或自行设计的实验来核对，必要时应重做： (4)实验过程中应保持肃静，严格遵守实验规则。 3.实验报告 实验做完后，应写出实验报告。 (①)格式一一参照有关规定（各类实验报告的格式不完全相同）或根据教师要求确定， 应注意字迹端正、整洁： (②)内容一一解释实验现象并作出结论，根据实验数据进行处理和计算，整理归纳实 验结果。 三、实验规则 1.遵守纪律，不迟到，不早退，保持室内安静。 2.实验前应先清点药品、仪器，若有缺损，立即向指导教师声明补领，并按规定填 写有关报损单。未经教师同意，不得拿用其它组或实验桌上的药品、仪器 3.实验时必须按操作规程认真进行操作，细心观察现象，如实记录结果，积极思考 问题，保证实验安全。 4.爱护仪器，节约用水、用电、用药。 5.遵从教师和实验室工作人员的指导，若发生意外事故务必保持镇定，并立即报告 教师及时解决和处理。 6.保持实验桌整洁，火柴梗、废纸屑、废液等应投入废纸簧或倒人废液缸内，严禁 倒入水槽，以防水槽或下水道堵塞或腐蚀。 7.实验完毕后必须把仪器洗净放好，整理好桌面，洗净双手。值日生应打扫实验室， 倒净废液缸。检查电源是否断开、水龙头和门窗是否关闭。 8.实验室内的一切物品均不得带离实验室。 9.实验后应尽快独立完成实验报告。 10.实验课不得无故缺席，因故缺席未做实验者应该补做， PDF文件使用”pdfFactory Pro”试用版本创建E,fineprint.cn
3 以做对照实验、空白试验或自行设计的实验来核对，必要时应重做； (4)实验过程中应保持肃静，严格遵守实验规则。 3．实验报告 实验做完后，应写出实验报告。 (1)格式——参照有关规定(各类实验报告的格式不完全相同)或根据教师要求确定， 应注意字迹端正、整洁； (2)内容——解释实验现象并作出结论，根据实验数据进行处理和计算，整理归纳实 验结果。 三、实验规则 1．遵守纪律，不迟到，不早退，保持室内安静。 2．实验前应先清点药品、仪器，若有缺损，立即向指导教师声明补领，并按规定填 写有关报损单。未经教师同意，不得拿用其它组或实验桌上的药品、仪器。 3．实验时必须按操作规程认真进行操作，细心观察现象，如实记录结果，积极思考 问题，保证实验安全。 4．爱护仪器，节约用水、用电、用药。 5．遵从教师和实验室工作人员的指导，若发生意外事故务必保持镇定，并立即报告 教师及时解决和处理。 6．保持实验桌整洁，火柴梗、废纸屑、废液等应投入废纸篓或倒人废液缸内，严禁 倒入水槽，以防水槽或下水道堵塞或腐蚀。 7．实验完毕后必须把仪器洗净放好，整理好桌面，洗净双手。值日生应打扫实验室， 倒净废液缸。检查电源是否断开、水龙头和门窗是否关闭。 8．实验室内的一切物品均不得带离实验室。 9．实验后应尽快独立完成实验报告。 10．实验课不得无故缺席，因故缺席未做实验者应该补做。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
四.实验室安全守则 (1)实验开始前应检查仪器是否完整无损，装置是否稳定，实验进行时，不得离开岗位。 (2)水、火、电用毕后或在离开实验室前必须关闭或熄灭。 (3)易燃、易爆物品应放在离火较远又安全的地方，操作时应严格遵守操作规程。 (4)有毒、有刺激性气体的实验要在通风橱内或室内通风较好的安全的地方进行。 (5)不得口尝任何药品 (6)严禁在实验室内吸烟或饮食。 PDF文件使用"pdfFactory Pro”试用版本创建w,fineprint,cn
4 四．实验室安全守则 (1)实验开始前应检查仪器是否完整无损，装置是否稳定，实验进行时，不得离开岗位。 (2)水、火、电用毕后或在离开实验室前必须关闭或熄灭。 (3)易燃、易爆物品应放在离火较远又安全的地方，操作时应严格遵守操作规程。 (4)有毒、有刺激性气体的实验要在通风橱内或室内通风较好的安全的地方进行。 (5)不得口尝任何药品。 (6)严禁在实验室内吸烟或饮食。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
实验一、节水灌溉产品认识实验 一、实验目的及要求 了解节水灌溉产品功能、规格、型号和性能参数及使用条件。 掌握各种管道、管件、闸阀、压力表、水表的连接方法。 二、实验内容 1、喷灌设备： (1)喷头系列(PY1系列、PY2系列、PYS系列)： (2)管道（铸铁管、钢管、塑料管、铝管、混凝土管）： (3)管件（闸阀、截止阀、球阀、排气阀、泄水阀、三通、四通、弯头、堵头 快速接头)： (4)喷灌泵系列： 2、微灌设备 (1)迷宫式滴灌带、内镶式滴灌带、滴灌管、微喷头： (2)管道(PVC管、PE管)： (3)管件（闸阀、截止阀、球阀、排气阀、泄水阀、三通、四通、弯头、堵头 快速接头)： 3、喷灌系统演示。 4、微灌系统演示。 5、沟灌系统演示。 6、畦灌系统演示。 三、实验方法 实验教师讲解，学生动手演示。 四、实验分组 PDF文件使用"pdfFactory Pro”试用版本创建，fineprint,cn
5 实验一、节水灌溉产品认识实验 一、实验目的及要求 了解节水灌溉产品功能、规格、型号和性能参数及使用条件。 掌握各种管道、管件、闸阀、压力表、水表的连接方法。 二、实验内容 1、喷灌设备： （1） 喷头系列（PY1 系列、PY2 系列、PYS 系列）； （2） 管道（铸铁管、钢管、塑料管、铝管、混凝土管）； （3） 管件（闸阀、截止阀、球阀、排气阀、泄水阀、三通、四通、弯头、堵头、 快速接头）； （4） 喷灌泵系列； 2、微灌设备 （1） 迷宫式滴灌带、内镶式滴灌带、滴灌管、微喷头； （2） 管道（PVC 管、PE 管）； （3） 管件（闸阀、截止阀、球阀、排气阀、泄水阀、三通、四通、弯头、堵头、 快速接头）； 3、喷灌系统演示。 4、微灌系统演示。 5、沟灌系统演示。 6、畦灌系统演示。 三、实验方法 实验教师讲解，学生动手演示。 四、实验分组 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
每组20人，时间100分钟。 六、注意事项 1、管道及管件的连接方式 七、思考题 1、安装在施肥罐进出口中间的压差阀门的作用是什么？ 2、铸铁管、钢管、塑料管、铝管、混凝土管作为灌溉管道，各有什么优缺点？ 3、喷灌系统和滴灌系统是如何进行连接的？ 4、喷灌系统和滴灌系统各有什么优缺点及其适用条件？ 6 PDF文件使用"pdfFactory Pro”试用版本创建w,fineprint,cn
6 每组 20 人，时间 100 分钟。 六、注意事项 1、管道及管件的连接方式 七、思考题 1、安装在施肥罐进出口中间的压差阀门的作用是什么？ 2、铸铁管、钢管、塑料管、铝管、混凝土管作为灌溉管道，各有什么优缺点？ 3、喷灌系统和滴灌系统是如何进行连接的？ 4、喷灌系统和滴灌系统各有什么优缺点及其适用条件? PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
实验二滴灌条件下土壤水分运动规律实验 一、实验目的 1,在室内土槽模拟滴灌条件，观察滴灌时土壤湿润锋面的扩展过程，认识滴灌条件下 土壤水分运动的规律： 2.了解滴灌的灌水特点，入渗水量随时时间变化关系： 3.了解非饱和士壤水分运动在室内实验的技术及测试方法， 二、实验原理 滴灌是局部灌水方法，滴头间距决定于灌水田块土质入渗条件，地面坡度及设计的 出水流量，本实验是研究及测试在一定的原始上壤含水率情况下进行滴灌时土壤水的运 动，其测试内容包括：土壤湿锋扩展规律，土壤湿润范围及形状，土壤含水率随空间及时 间的变化规律等。 三、实验设备 1.实验土槽 实验在120×100×80cm3土壤上进行，土槽为钢制框架，四侧装有机玻璃，透过有机 玻璃可以观湿润锋面扩展过程。槽内如何装填试样要视实验安排而定，若进行均质土实验 可根据预先制备的土壤（最好选用轻质土，以免实验时时间过长）按容重分层装填：若进 行非均质上（即层状结构）实验，则按预先设定的上层剖面结构和各层土壤的容重，逐层 装填。填土厚度为50cm,在中部滴水。为了标记土壤不同时刻土壤湿润范围，在有机玻 璃一侧应标有刻度， 1.供水装置 为使在灌水过程中维持一定的灌水滴水位，在灌水滴上方装设自动供水箱（即马氏 瓶)，水箱进气管的下缘的高程即为灌水滴的水位高程，供水箱自动补充灌水滴中由于水 的入渗而减少的水量，故灌水滴入渗量的多少可通过侧面读供水箱水位变化值换算求得。 2.土壤含水率的测量 用烘干法测量士壤含水率。 > PDF文件使用"pdfFactory Pro”试用版本创建w,fineprint.cn
7 实验二 滴灌条件下土壤水分运动规律实验 一、实验目的 1．在室内土槽模拟滴灌条件，观察滴灌时土壤湿润锋面的扩展过程，认识滴灌条件下 土壤水分运动的规律； 2．了解滴灌的灌水特点，入渗水量随时时间变化关系； 3．了解非饱和土壤水分运动在室内实验的技术及测试方法。 二、实验原理 滴灌是局部灌水方法， 滴头 间距决定于灌水田块土质入渗条件，地面坡度及设计的 出水流量，本实验是研究及测试在一定的原始上壤含水率情况下进行滴灌时土壤水的运 动，其测试内容包括：土壤湿锋扩展规律，土壤湿润范围及形状，土壤含水率随空间及时 间的变化规律等。 三、实验设备 1．实验土槽 实验在 120×100×80cm3 土壤上进行，土槽为钢制框架，四侧装有机玻璃，透过有机 玻璃可以观湿润锋面扩展过程。槽内如何装填试样要视实验安排而定，若进行均质土实验， 可根据预先制备的土壤（最好选用轻质土，以免实验时时间过长）按容重分层装填；若进 行非均质上（即层状结构）实验，则按预先设定的上层剖面结构和各层土壤的容重，逐层 装填。填土厚度为 50cm，在中部滴水。为了标记土壤不同时刻土壤湿润范围，在有机玻 璃一侧应标有刻度， 1．供水装置 为使在灌水过程中维持一定的灌水滴水位，在灌水滴上方装设自动供水箱（即马氏 瓶），水箱进气管的下缘的高程即为灌水滴的水位高程，供水箱自动补充灌水滴中由于水 的入渗而减少的水量，故灌水滴入渗量的多少可通过侧面读供水箱水位变化值换算求得。 2．土壤含水率的测量 用烘干法测量土壤含水率。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
四、实验步骤 (1)将实验设置情况—滴头的位置、尺寸描绘下来。 (2)记录马氏瓶初始读数： (3)打开马氏瓶的进气管和进水管，按规定的观测时间测绘湿润锋轮廓线在有机破 璃上测量士X和±Y的距离并记录在表1上。 (4)实验约进行2小时结束，停止滴水并清理现场 人员分工：计时（兼）指挥1人，马氏瓶测读2一3人：湿锋缘测绘及记录3人。 五、实验资料的整理及分析 (1)测定前期土壤含水率 (2)根据湿锋廓线记录，绘制不同时刻湿润锋面范围图。 (3)对滴灌条件下，实验士壤浸润过程进行描述。 (4)根据试样最终土壤含水率说明滴灌条件下水分的分布。 (5)分析湿润锋扩展随时间变化的规律，三视图。 表1 湿锋缘记录表 观测时间 +X轴 X轴 +Y轴 Y轴 表2灌水量记录 水箱水尺读数 观测时间 滴头流量 累计灌水量 PDF文件使用"pdfFactory Pro”试用版本创建w,fineprint,cn
8 四、实验步骤 （1）将实验设置情况——滴头的位置、尺寸描绘下来。 （2）记录马氏瓶初始读数； （3）打开马氏瓶的进气管和进水管，按规定的观测时间测绘湿润锋轮廓线在有机破 璃上测量±X 和±Y 的距离并记录在表 1 上。 （4）实验约进行 2 小时结束，停止滴水并清理现场。 人员分工：计时(兼)指挥 1 人，马氏瓶测读 2—3 人；湿锋缘测绘及记录 3 人。 五、实验资料的整理及分析 （1）测定前期土壤含水率 （2）根据湿锋廓线记录，绘制不同时刻湿润锋面范围图。 （3）对滴灌条件下，实验土壤浸润过程进行描述。 （4）根据试样最终土壤含水率说明滴灌条件下水分的分布。 （5）分析湿润锋扩展随时间变化的规律，三视图。 表 1 湿锋缘记录表 观测时间 +X 轴 -X 轴 +Y 轴 -Y 轴 表 2 灌水量记录 水箱水尺读数 观测时间 滴头流量 累计灌水量 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
实验三滴灌均匀度实验 一、试验目的 1、通过对滴灌试验设备和装置的参观，了解滴灌系统的组成，首部枢纽的结构形成，加 深对滴灌系统工作原理的感性认识。 2、通过实测毛管上各滴头的滴水量，进一步掌握毛管及滴头的水力计算方法及毛管的均 匀系数的计算： 3、滴头是从正式厂家成批购进的。目前，通用的评价滴头质量的方法是测定滴头的制造 偏差，以滴头流量偏差系数C,作为衡量滴头制造精度的目标，但无统一的国家标准，按有 关文献介绍，Cv0.15则为劣等 产品。本试验通过测定一组滴头（以为25个滴头为一组），求得其Cv值，对测试产品进 行评价。 二、试验及量测设备 试验的间隔使水能够自由进入滴灌系统包括首都枢纽，管道系统与滴头。量测设备包 括压力表、水银压力计、水表、毛管架、滴头受水筒、量筒、量杯及秒表等。 1.首部枢纽 水源一一室内储水池或装有稳压装置的自来水管。 机泵一一根据试验要求（如毛管的多少、滴头的数日、最大的输水距离及扬程）而定， 如果一试验用漩涡泵，扬程75m,流量2.88m/h一一保证试验过程中工作压力稳定，包 括压力罐减压阀和闸阀。 化肥灌一一供滴灌向时施肥，进出口分别接压差调节阀的上下游，通过进出口的压力 差使得输水管道中部分水流流入化肥灌并借走预先配好的溶液再与清水混合送至滴头。 过滤器一一过滤水中的固体粗颗粒杂物，以免堵塞滴头。 量测仪表一一首部枢纽安装3块压力表，分别在化肥罐出口处和过滤器出口处，以观 测化肥罐及过滤器是否工作正常。 2.管道系统 PDF文件使用"pdfFactory Pro”试用版本创建，fineprint,cn
9 实验三 滴灌均匀度实验 一、试验目的 1、通过对滴灌试验设备和装置的参观，了解滴灌系统的组成，首部枢纽的结构形成，加 深对滴灌系统工作原理的感性认识。 2、通过实测毛管上各滴头的滴水量，进一步掌握毛管及滴头的水力计算方法及毛管的均 匀系数的计算； 3、滴头是从正式厂家成批购进的。目前，通用的评价滴头质量的方法是测定滴头的制造 偏差，以滴头流量偏差系数 CV作为衡量滴头制造精度的目标，但无统一的国家标准，按有 关文献介绍，Cv＜0.05 为优质，Cv 在 0.05—0.10 之间属中等水平，Cv＞0.15 则为劣等 产品。本试验通过测定一组滴头（以为 25 个滴头为一组），求得其 Cv 值，对测试产品进 行评价。 二、试验及量测设备 试验的间隔使水能够自由进入滴灌系统包括首都枢纽，管道系统与滴头。量测设备包 括压力表、水银压力计、水表、毛管架、滴头受水筒、量筒、量杯及秒表等。 1．首部枢纽 水源——室内储水池或装有稳压装置的自来水管。 机泵——根据试验要求(如毛管的多少、滴头的数日、最大的输水距离及扬程)而定， 如果一试验用漩涡泵，扬程 75m，流量 2.88m3／h——保证试验过程中工作压力稳定，包 括压力罐减压阀和闸阀。 化肥灌——供滴灌向时施肥，进出口分别接压差调节阀的上下游，通过进出口的压力 差使得输水管道中部分水流流入化肥灌并借走预先配好的溶液再与清水混合送至滴头。 过滤器——过滤水中的固体粗颗粒杂物，以免堵塞滴头。 量测仪表——首部枢纽安装 3 块压力表，分别在化肥罐出口处和过滤器出口处，以观 测化肥罐及过滤器是否工作正常。 2．管道系统 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn