农业水文与水资源
课程编码：1802090903Z1M2002H
英文名称：Hydrology and Agricultural Water Management
课时：60
学分：3.00
课程属性：专业核心课
主讲教师：杨永辉等
教学目的要求
本课程是讲授农业水文与水资源的核心课程，主要向学生讲授：1）SPAC系统水循环，以及土壤、土壤物理、土壤水、植物吸水、植物蒸腾等影响SPAC系统水分传输的过程机理与相关理论；2）农田与陆地生态系统的水量与能量平衡及其耦合关系；3）从植株尺度-农田尺度-区域尺度的水循环拓展过程与相关理论；4）从农业节水、弱水利用、虚拟水、水权、区域水资源等的农田-流域尺度-国家尺度-全球尺度的农业水资源综合管理；5）从农田到全球尺度水文学新方法、新手段、新数据源等科学前沿。
预修课程
包括但非必须：土壤学、植物生理、农业气象学、生态学、地理信息系统和遥感。
大纲内容
第一章 农业水文学基础和理论框架 3学时 杨永辉
第1节 我国与全球灌溉发展史
第2节 水文学分支与农业水文水资源
第3节 农业水文学与水资源发展动态
第二章 土壤物理与土壤水运移与模拟 3学时 杨永辉
第1节 土壤结构与土壤物理基础
第2节 土壤水分
第3节 土壤水势与土壤水分运移
第三章 降雨的形成及其再分配 3学时 沈彦俊
第1节 降水的形成过程
第2节 降水的形式及再分配
第3节 有效降水及其影响因素
第四章 农田水分观测方法 4学时 张喜英
第1节 土壤水分动态
第2节 蒸发与蒸腾
第3节 农田水分平衡
第五章 作物-水分关系 6学时 张喜英
第1节 作物对水分亏缺响应
第2节 作物亏缺灌溉原理
第3节 作物耗水与产量形成
第六章 提高农田水分利用效率的调控机制 8学时 张喜英
第1节 农田高效用水调控机制
第2节 个体-群体-田间尺度转化
第3节 冠层-大气界面
第4节 根系-土壤界面
第5节 土壤-大气界面
第七章 农业灌溉与弱水资源利用 3学时 张喜英
第1节 雨水资源利用
第2节 微咸水咸水资源利用
第3节 中水资源利用
第八章 农田高效用水技术及评价 3学时 张喜英
第1节 高效用水技术
第2节 用水效率评估
第3节 水足迹评估
第九章 蒸散及其计算 3学时 沈彦俊
第1节 蒸散的基本原理
第2节 物质传输与梯度扩散理论
第3节 Penman公式及蒸散计算
第十章 作物需水量与灌溉需水量 3学时 沈彦俊
第1节 作物需水量及其计算
第2节 灌溉需水量与灌水管理
第3节 现代节水灌溉技术
第十一章 区域农业耗水估算与管理 3学时 沈彦俊
第1节 蒸散监测的遥感基础
第2节 遥感蒸散模型
第3节 遥感在农业水管理中的应用
第十二章 农业耗水管理与综合节水 3学时 沈彦俊
第1节 农业耗水管理理论
第2节 耗水管理指标与方法
第3节 华北平原耗水管理与综合节水实践
第十三章 径流与地表水、地下水资源 3学时 杨永辉
第1节 地表产流与流域水文
第2节 生态系统管理的水资源影响
第3节 地下水文学与地下水资源
第十四章 水资源与虚拟水 3学时 杨永辉
第1节 全球水资源短缺与评估
第2节 虚拟水
第3节 全球蒸散发演变与水资源
第十五章 宏观农业水资源研究新方法 3学时 杨永辉
第1节 方法的不确定性及水资源研究新数据源
第2节 地表水研究方法案例
第3节 地下水研究方法案例
第十六章 全球水资源短缺管理案例 3学时 杨永辉
第1节 农业用水与我国缺水流域水资源管理
第2节 美国与澳大利亚流域水资源管理案例
第3节 水资源-粮食-能源NEXUS
第十七章 考试 3学时 杨永辉
第1节 考试
参考书
1、
水文学导论
Wilfried Brutsaert, 王忠静等译
2017
气象出版社
2、
土壤-植物-大气连续体水分传输理论及其应用
康绍忠等
1994
水利电力出版社
3、
北方地区主要农作物灌溉用水定额
段爱旺、孙景生、刘钰等
2004
中国农业科学技术出版社
4、
Water dynamics in plant production
Wilfried Ehlers & Michael Goss
2003
CABI Publishing
5、
Crop Evapotranspiration: Guidelines for computing crop water requirements
Richard G. ALLEN
1998
FAO Irrigation and Drainage Paper No. 56
课程教师信息
杨永辉教授：日本千叶大学博士、院百人计划终期评估“优秀” ，英国剑桥大学Clare Hall 学院终身会员。曾在英国生态水文研究所、日本国立环境研究所长期从事研究工作。曾任农业资源研究中心副主任、中国科学院水资源研究中心副主任、院农业水资源重点实验室主任等，现担任国科大教学督导委员、参与教材审查，曾获朱李月华优秀教师奖、益海嘉里优秀教师、国科大时光奉献奖和2022年度教学优秀奖等。
张喜英教授：二级研究员，研究方向:农田节水机理和技术。获得成果奖10余项、发表中文论文100余篇、英文论文80余篇，参与8部专著编写。现任中国科学院农业水资源重点实验室和河北省节水农业重点实验室副主任；是国际杂志?“Agricultural Water Management”主编以及“European Journal of Agronomy”、”Field Crops Research” 等刊物编委。获朱李月华优秀指导教师奖及益海嘉里优秀导师奖。
沈彦俊教授：二级研究员、千叶大学博士、万人计划入选者；中国科学院遗传所农业资源研究中心副主任、中国科学院农业水资源重点实验室主任、栾城国家站站长等。主要业绩: 获中国科学院杰出科技成就奖和河北省自然科学一等奖；发表科研论文160余篇，SCI论文95篇；获全国优秀科技工作者、河北省优秀科技先进工作者、中国科学院“朱李月华”优秀导师奖等荣誉。