第一節觀測的意義和內容
一、觀測的意義
隨著國民經濟和城市建設的發展，在地區水資源中，可供統一調度的部分，在首先滿足城鎮人民生活用水的情況下，還要發展工業、鄉鎮企業、漁業等。因此供給農村的水量正在逐步減少，迫使農村主要依靠當地水資源，即本地降水、河道基流和地下水。
隨著鄉鎮工業企業和養殖業用水.果林灌溉用水以及農村生活用水的逐年增長，用於種植業的灌溉用水逐年減少的趨勢，這種狀況在我國北方幹旱、半幹旱和部分濕潤地區普遍存在。為合理利用水資源，給作物創造適宜的生長條件，需要對灌溉用水.地下水、降水、徑流和排水進行觀測，取得可靠數據，用以指導農村水資源的開發利用，取得最好的經濟、社會和環境效益，同時也為水利規劃和設計提供科學依據。
二、觀測內容
（一）灌溉用水觀測
通過灌溉用水觀測可掌握土壤水分狀況，隨時調節土壤水分，使其適應作物生長。同時可根據用水觀測資料，製訂有效的科學技術措施，發揮水的最大效益，達到節水增產的目的。
（二）水鹽動態觀測
主要了解當地地下水開采和補給規律、土壤鹽分動態和地下水水質變化規律，以采取相應措施，促進作物的穩產高產和水的良性循環。
（三）降水、徑流和排水觀測
降水是水資源的主要來源。為進行灌溉和排水，需要了解當地作物不同生育期的降水量和有效降水量。徑流觀測是了解不同雨型形成的徑流量、汛期排出徑流量和枯季河道基流，為挖掘利用雨洪潛力提供依據。排水觀測主要了解降水能否及時從地塊排出，使地下水位在適當時間降到作物要求的臨界水深以下，避免受洪澇影響。
第二節灌溉用水觀測
灌溉用水觀測是指對農作物用水狀況的觀測，觀測的主要項目是作物全生育期土壤水分的變化，目的是使作物生長在適宜的土壤水分狀況下。
對灌溉用水狀況的觀測，應搞清水在土壤中的存在形式及土壤物理狀況，如土壤質地、容重、比重、孔隙率等。由於作物生長離不開水分，而水分是通過土壤為介質被作物根部吸收的。同時，肥分也通過土壤中的水分由根係輸送到作物中。土壤的物理狀況直接影響土壤水分狀況，影響作物對水分的吸收作用。
一、土壤水分及土壤的物理狀況
（一）田間土壤水分存在的基本形式
水資源有三種基本形式，即地麵水、土壤水和地下水。與作物生長有直接關係的土壤水按其形態不同又可分為汽態水、吸著水、毛細管水和重力水等。
1.汽態水
係存在於土壤孔隙中的水汽，它有利於微生物活動，故對作物根係生長有利。
2.吸著水
包括吸濕水和薄膜水兩種形式。吸濕水被束緊於土粒表麵不能自由移動，它不被作物吸收利用，為無效水。薄膜水吸附於吸濕水的外部，能沿土粒表麵進行速度極小的運動。因此，薄膜水隻有少部分能被作物吸收。
3.毛細管水
分上升毛管水和懸著毛管水，上升毛管水指地下水由土層下部沿土壤毛細管上升的水分。懸著毛管水指不受地下水補給時，上層土壤由於毛細管作用所能保持的地麵人滲水分（降水或灌水）。
毛管水是能被作物利用的有效水，而且在土壤中保持時間最長，並可借毛細管作用移動到作物根係活動層，供作物吸收，它具有溶解養分的能力，通過上下左右的移動，為作物吸收養分創造有利條件，同時它可溝通地下水與地表水，使地下水得到補給，或借毛細管的作用使地下水補給土壤水。
毛細管水的最大毛管上升高度隨著土壤孔隙率、土壤結構等條件的不同而有很大差異，須由實測確定。地下水的輯度，土壤中含有溶解鹽的質和量、以及土壤含水率的大小對最大上升高度都有影響，各種土壤最大毛管上升高。
4.重力水
當土層下部不受地下水頂托，土壤含水率超過了土粒吸引力和毛管所能保待的範圍（田間最大持水量）時，過多的水分受重力作用向下移動，這種水稱為重力水。重力水滲到下層幹燥土壤時，一部分轉化為其他形態的水，如毛管水。一部分繼續下滲，但水量越來越少。此外，重力水下滲到潛水麵時就會轉化為地下水，並提高地下水位。
（二）土壤質地
土壤質地是土壤的基本性質之一，指土壤中不同大小的礦物顆粒的組合比例，也就是土壤的粗細、砂粘狀況，又稱土壤的機械組成。不同質地的土壤，有不同的理化性質和肥力特征。
1.土壤質地等級及粒組界限土壤質地的等級和粒組界限的國際標準。
2.土壤粒級表（國際土壤學會所通過的方法）。
3.土壤質地簡明分類參考。
（1）土壤質地簡易測定
測定土壤質地可以為土壤分類，按土壤性質進行種植、耕作、灌溉、施肥，為改良土壤質地建立高產穩產農田提供基礎資料。
比重計法和人工篩分法這兩種方法一般是在試驗室內進行。首先在田間取樣，土樣不要過幹或過濕，要有代表性，采樣深度視需要而定。注意不使土樣受擠壓，盡量保持原狀。然後送到試驗室進行測定，按不同顆粒組土粒重的百分數，可利用土壤質地分類表定出土壤質地的名稱。
（2）手測法根據土壤由幹變濕或由濕變幹過程中不同程度的粘性和可塑性，以及人們的手感，可以區分土壤的質地類型。
（3）手測法的做法是，取玉米粒大小的幹土，用拇指和食指擠壓，分散的土粒在拇指和食指間來回搓動，根據用力大小及相應土的破碎情況，並以其粗細狀況判斷土壤質地。也可取玉米粒大小的濕土，放在拇指和食指間捏成土球，到不粘手時為止。用食指從大拇指向下搓壓土球，觀察其能否成片，片麵是否斷裂、平滑、發亮，以判斷土壤質地。還可以將濕土用兩手搓撚，看其是否成條，彎曲時能否成環，或有無裂縫等判斷土壤質地。
（三）土壤含水率（土壤含水量）
土壤含水率通常以土壤中所含水分占幹土重的百分數表示，其測定方法有以下幾種。
1.烘幹法
設備取土鑽，鋁盒，天平（感量0.01克），105~110攝氏度烘箱，幹燥器，記錄本，鏟土刀等。
測定方法和取土方法土壤含水量的測定時間需視測定目的和具體要求而定，一般需水量和灌溉製度試驗在作物播種和收獲的當天都應分別測定一次，在作物生長期內需進行多次。在測定地塊內，選擇2~3個測點，按需要分層取樣，一般在1米深度內每隔10~20厘米分層進行。
用土鑽取土時，要使土鑽保持垂直，並保證所測深度準確無誤，每次下鑽時必須將鑽頭內外的泥土擦淨：每層土取出後從土鑽中均勻地從上到下取土樣20~40克（要求能代表本層土壤），分別裝入鋁盒中，蓋緊盒蓋，嚴防日光曝曬，當場記錄每個盒號代表的地塊和層次。取土後須將鑽孔用土填滿，並留下標記，避免以後取土重複，所取土樣要盡快送室內稱重。
操作步驟稱重後將“盒十濕土重”記人手冊，然後打開盒蓋，放入105~110攝氏度烘箱內，烘6小時後取出，蓋上盒蓋，放人幹燥器內冷卻後，稱“盒十幹土重”記入手冊，並按下式計算土壤含水率。
2.酒精燃燒法
本方法主要利用酒精在土樣中燃燒，使水分蒸發幹燥（有機質含量高於的土樣不適用本法）
試劑及儀器無水酒精，鋁盒，天平（感量0.01克）。
操作方法稱取樣品3~5克（精確到0.01克）放人已知重量的鋁盒中，稱重記錄。然後向鋁盒中滴加酒精，直至土麵全部浸沒即可。將鋁盒在桌麵上敲擊幾次，使樣品均勻分布於鋁盒中，此時樣品易被酒精浸透。燃著酒精，經數分鍾後熄滅，待樣品冷卻後再滴加1.5~2毫升酒精，進行第二次燃燒，通常樣品經2~3次燃燒即可達恒重。冷卻後稱重，按烘幹法公式計算土壤含水率。
3.紅外線法
本方法是將樣品放在紅外線燈下，利用紅外線照射的熱能，使樣品水分蒸發，迅速烘幹，以測定含水量，方法快速簡便。
儀器紅外線幹燥箱或紅外線燈，鐵架，石棉板，鋁盒，天平（感量0.01克）。
操作方法將紅外線燈固定在鐵架上，下麵墊一塊石棉板，紅外線燈中心距石棉板5~10厘米。然後稱樣品5克（精確到0.01克），置人已知重量的鋁盒或稱中，攤成薄層，放在石棉板上紅外線燈照射的中心，每個紅外線燈下一次可放4~6個土樣。一般含有機質少的樣品可照射7~15分鍾後稱重，計算土壤含水量。對於有機質含量多的樣品，一般照射3~7分鍾即可。計算公式同烘幹法。