1、主讲教师：谭军利主讲教师：谭军利 博士博士宁夏大学土木与水利工程学院宁夏大学土木与水利工程学院2012年年9月月农业水资源利用与管理农业水资源利用与管理 作物需水量和灌溉制度作物需水量和灌溉制度内容提要内容提要p 作物需水量（概念及计算方法）作物需水量（概念及计算方法）p 作物灌溉制度（充分灌溉）作物灌溉制度（充分灌溉）p 灌溉用水量灌溉用水量p 灌水率灌水率第一节第一节 作物需水量作物需水量灌排工程规划、设计、管理的依据灌排工程规划、设计、管理的依据为什么要学习作物需水量？为什么要学习作物需水量？水资源规划和开发利用的必需资料水资源规划和开发利用的必需资料植株蒸腾植株蒸腾株间土壤蒸发株间土壤
2、蒸发深层渗漏深层渗漏农田水分消耗的途径农田水分消耗的途径田间渗漏：水稻田的渗漏田间渗漏：水稻田的渗漏植株蒸腾和株间土壤蒸发合称为腾发，两者消耗的水量植株蒸腾和株间土壤蒸发合称为腾发，两者消耗的水量合称为腾发量，通常把腾发量称为合称为腾发量，通常把腾发量称为作物需水量作物需水量。灌溉需水量：灌溉需水量：除降雨之外而获得期望的作物产量除降雨之外而获得期望的作物产量和品质并使作物根区保持适宜的盐分平衡所需的和品质并使作物根区保持适宜的盐分平衡所需的灌溉水量或水深灌溉水量或水深。美国国家灌溉工程手册美国国家灌溉工程手册P59气象条件气象条件影响作物需水量的影响因素影响作物需水量的影响因素作物特性作物特
3、性土壤性质土壤性质气温高、日照时间长、空气湿度低、风速大、气温高、日照时间长、空气湿度低、风速大、气压低等使需水量增加气压低等使需水量增加 水稻需水量较大，麦类、棉花需水量中等，高水稻需水量较大，麦类、棉花需水量中等，高粱、薯类需水量较少；粱、薯类需水量较少；地面覆盖、采用滴灌、水稻控灌等能减少地面覆盖、采用滴灌、水稻控灌等能减少作物需水量。作物需水量。含水量大，砂性大，则需水量大（棵间蒸发大）含水量大，砂性大，则需水量大（棵间蒸发大）农作物技术措农作物技术措施施作物需水规律作物需水规律 中间多，两头少；开花结实期需水量最大中间多，两头少；开花结实期需水量最大 存在需水临界期存在需水临界期 水
4、稻水稻 孕穗至开花期孕穗至开花期 棉花棉花 开花至幼铃形成期开花至幼铃形成期 小麦小麦 拨节至灌浆期拨节至灌浆期 需水临界期：需水临界期：在作物全生育期中，对缺水最在作物全生育期中，对缺水最敏感，影响产量最大的时期。敏感，影响产量最大的时期。了解作物需水临界期的意义：了解作物需水临界期的意义：u 合理安排作物布局，使用水不至过分集中；合理安排作物布局，使用水不至过分集中；u 在干旱情况下，优先灌溉正处需水临界期的作物。在干旱情况下，优先灌溉正处需水临界期的作物。请你选择你熟悉的一种作物，通过图书馆及中请你选择你熟悉的一种作物，通过图书馆及中国知网查阅相关文献，就这种作物的需水规律国知网查阅相关
5、文献，就这种作物的需水规律写一篇写一篇10001000字的论文，并列出你引用的文献。字的论文，并列出你引用的文献。课后作业课后作业一、直接计算需水量的方法一、直接计算需水量的方法 1、以水面蒸发为参数的需水系数法、以水面蒸发为参数的需水系数法(简称简称“值法值法”或称蒸发皿法或称蒸发皿法)ET=E0 (2-1)ET=a E0 +b (2-2)ET 某时段内的作物需水量，以水层深度某时段内的作物需水量，以水层深度mm计；计；E0 与与ET同时段的水面蒸发量，以水层深度同时段的水面蒸发量，以水层深度mm计。一般计。一般采用采用80cm口径蒸发皿的蒸发值；口径蒸发皿的蒸发值；a，b 经验常数；经验常
6、数；需水系数，或称蒸发系数，为需水量与水面蒸发量之比需水系数，或称蒸发系数，为需水量与水面蒸发量之比值。值。“值法值法”只要水面蒸发量资料，易于获得且比较稳只要水面蒸发量资料，易于获得且比较稳定，定，适宜水稻等作物，不适宜于旱作物。适宜水稻等作物，不适宜于旱作物。水面蒸发皿的规格、安设方式及观测场地规范化水面蒸发皿的规格、安设方式及观测场地规范化 注意非气象条件注意非气象条件(如土壤、水文地质、农业技术措如土壤、水文地质、农业技术措施、水利措施等施、水利措施等)对对值的影响值的影响注意事项注意事项2以产量为参数的需水系数法以产量为参数的需水系数法(简称简称“K值法值法”)ET作物全生育期内总需
7、水量，作物全生育期内总需水量，m3亩；亩；Y 作物单位面积产量，作物单位面积产量，kg亩；亩；K 以产量为指标的需水系数。以产量为指标的需水系数。ET=KY公式，则公式，则K代表单位产量的需水量，代表单位产量的需水量，m3kg；n、c 分别为经验指数和常数，可以通过试验确定。分别为经验指数和常数，可以通过试验确定。ET=KY （2-3）ET=KYn+c (2-4)l 对于旱作物，在土壤水分不足而影响高产的情况下，对于旱作物，在土壤水分不足而影响高产的情况下，需水量随产量的提高而增大，用此法推算较可靠。需水量随产量的提高而增大，用此法推算较可靠。l对于土壤水分充足的旱田以及水稻田，需水量主要对于
8、土壤水分充足的旱田以及水稻田，需水量主要受气象条件控制，产量与需水量关系不明确，用此法受气象条件控制，产量与需水量关系不明确，用此法推算的误差较大。推算的误差较大。模系数法模系数法ETi=Ki ET/100 （3-5）K=ETi/ET 如何估算各生育阶段需水量如何估算各生育阶段需水量先确定全生育期作物需水量，然后按照各生育阶段需先确定全生育期作物需水量，然后按照各生育阶段需水规律，以一定比例进行分配。水规律，以一定比例进行分配。ETi 某一生育阶段作物需水量；某一生育阶段作物需水量；Ki 需水量模比系数，即生育阶段作物需水量占全生育期作需水量模比系数，即生育阶段作物需水量占全生育期作物需水量的
9、百分数物需水量的百分数参照作物需水量参照作物需水量ET0 指指土壤水分充足、地面完全覆盖、土壤水分充足、地面完全覆盖、生长正常、高矮整齐的开阔生长正常、高矮整齐的开阔(地块的长度和宽度都大于地块的长度和宽度都大于200m)矮草地矮草地(草高草高815cm)上的蒸发量上的蒸发量，一般是指一般是指在这种条件下的在这种条件下的苜蓿草苜蓿草的需水量而言。的需水量而言。二、通过计算参照作物需水量来计算实际作物需水量的方二、通过计算参照作物需水量来计算实际作物需水量的方法法 参照作物需水量主要受气象条件的影响，所以都是根参照作物需水量主要受气象条件的影响，所以都是根据当地的气象条件分阶段据当地的气象条件分
10、阶段(月和旬月和旬)计算。计算。计算计算ET0；计算思路计算思路 根据作物系数根据作物系数Kc对对ET0进行修正即可求出进行修正即可求出作物的实际需水量作物的实际需水量ET；ET=KcET0作物实际需水量则可根据作物生育阶段分作物实际需水量则可根据作物生育阶段分段计算。段计算。其基本思想是：其基本思想是：将作物腾发看作将作物腾发看作能量消耗能量消耗的过程，通的过程，通过平衡计算求出腾发所消耗的能量，然后再将能量折过平衡计算求出腾发所消耗的能量，然后再将能量折算为算为水量水量，即作物需水量。，即作物需水量。如果能在农田中测算出如果能在农田中测算出腾发消耗的总热量腾发消耗的总热量，便能由此，便能由
11、此推算出相应的推算出相应的作物需水量的数值作物需水量的数值。(一一)参照作物需水量的计算参照作物需水量的计算 英国的彭曼英国的彭曼(Penman)公式是公式是1948年提出来的，年提出来的，后来经过多次的修正。后来经过多次的修正。1979年，联合国世界粮农组织对彭曼公式又作年，联合国世界粮农组织对彭曼公式又作了进一步修正，并正式认可向各国推荐作为计算了进一步修正，并正式认可向各国推荐作为计算参照作物需水量的通用公式。参照作物需水量的通用公式。1000ppEaRnppET参照作物需水量参照作物需水量海拔高度影响温度函数的改海拔高度影响温度函数的改正系数，正系数，p0为海平面的平均为海平面的平均气
12、压，气压，p为计算点的平均气为计算点的平均气压压标准大气压下的温度函数，其中为平均气标准大气压下的温度函数，其中为平均气温时饱和水汽压随温度之变率温时饱和水汽压随温度之变率dea/dt，ea为饱为饱和水汽压，和水汽压，t为平均气温，为平均气温，为湿度计常数为湿度计常数=0.66hPa/太阳净辐射太阳净辐射干燥力，干燥力，Ea=0.26(1+0.54u)(ea-ed)。ea为饱和水汽压，为饱和水汽压，ed为当地的实际水汽压，为当地的实际水汽压，u为离地面为离地面2m高处的风高处的风速速Penman-Monteith 公式估算参考作物蒸发蒸腾量，公式估算参考作物蒸发蒸腾量，并根据公式的要求，对参考
13、作物蒸发蒸腾量做了新并根据公式的要求，对参考作物蒸发蒸腾量做了新的定义的定义参考作物蒸发蒸腾量参考作物蒸发蒸腾量：假设作物高度为：假设作物高度为0.12m，固，固定的叶面阻力为定的叶面阻力为70s/m，反射率为，反射率为0.23，非常类似于，非常类似于表面开阔、高度一致、生长旺盛、完全覆盖地面且表面开阔、高度一致、生长旺盛、完全覆盖地面且不缺水的绿色草地的蒸发蒸腾速率不缺水的绿色草地的蒸发蒸腾速率。FAO-56推荐使用的公式形式为推荐使用的公式形式为)34.01()(273900)(408.0220aseeTGRnET饱和水汽压饱和水汽压ea与温度曲与温度曲线的斜率，线的斜率，kPa/干湿表常
14、数，干湿表常数，kPa/2m高处平均高处平均风速，风速，m/s作物表面的净辐作物表面的净辐射，射，MJ/（m2.d)土壤热通量，土壤热通量，MJ/（m2.d)平均日或月平均日或月气温，气温，饱和水汽饱和水汽压，压，kPa实际水汽实际水汽压，压，kPa ET=Kc(ET0)Kc作物系数。作物系数。(二二)实际需水量的计算实际需水量的计算 作物需水系数作物需水系数KcKc不仅随作物而变化，更主要的是随作不仅随作物而变化，更主要的是随作物的生育阶段而异。生育初期和末期的物的生育阶段而异。生育初期和末期的KcKc较小，而中较小，而中期的期的KcKc较大。较大。生育生育阶段阶段播种播种越冬越冬越冬越冬返
15、青返青返青返青拔节拔节拔节拔节抽穗抽穗抽穗抽穗灌浆灌浆灌浆灌浆收获收获全生全生育期育期Kc0.860.480.821.001.160.870.87山西省冬小麦作物需水系数山西省冬小麦作物需水系数Kc值值农作物的农作物的灌溉制度灌溉制度是指作物播种前是指作物播种前(或水稻栽秧前或水稻栽秧前)及及全生育期内的全生育期内的灌水次数灌水次数、每次的灌水日期每次的灌水日期和和灌水定额灌水定额以以及及灌溉定额灌溉定额。第二节第二节 作物灌溉制度作物灌溉制度灌水定额灌水定额(m):一次灌水单位灌溉面积上的灌水量一次灌水单位灌溉面积上的灌水量;灌溉定额灌溉定额(M):各次灌水定额之和各次灌水定额之和;单位：单
16、位：(1)(1)m3667m2=m3/亩亩；(2)mm 定义定义 ：灌溉供水能够灌溉供水能够充分满足充分满足作物各生育阶段的需水作物各生育阶段的需水量要求而设计制定的灌溉制度。量要求而设计制定的灌溉制度。一、充分灌溉条件下的灌溉制度一、充分灌溉条件下的灌溉制度确定方法确定方法：总结群众丰产灌水经验总结群众丰产灌水经验 根据灌溉试验资料制定灌溉制度根据灌溉试验资料制定灌溉制度 按水量平衡原理分析制定作物灌溉制度按水量平衡原理分析制定作物灌溉制度（一）（一）水稻灌溉制度水稻灌溉制度水稻本田的灌溉制度，可分别针对泡田期和插秧以后水稻本田的灌溉制度，可分别针对泡田期和插秧以后的生育时期进行设计。的生育
17、时期进行设计。泡田定额的目的（泡田定额的目的（M M1 1）使一定土层达到饱和时所需水量使一定土层达到饱和时所需水量 建立插秧时田面水层深度建立插秧时田面水层深度 泡田期的田间渗漏量和田面蒸发量泡田期的田间渗漏量和田面蒸发量1、泡田期的灌溉用水量的计算、泡田期的灌溉用水量的计算M1=0.667（h0+S1+e1t1-P1）泡田定额取决于土壤、地势、地下水埋深和犁耕深泡田定额取决于土壤、地势、地下水埋深和犁耕深度等因素。一般度等因素。一般h0=30 50 mm。土壤质地土壤质地地下水埋深地下水埋深大于大于2m地下水埋深地下水埋深小于小于2m粘土和粘壤土粘土和粘壤土5080中壤土和沙壤土中壤土和沙
18、壤土 8012070100轻沙壤土轻沙壤土10016080130泡田定额：泡田定额：m3/亩亩生育期灌溉制度的制定生育期灌溉制度的制定 1 1）按照各地试验资料，合理写出水稻不同生长阶段）按照各地试验资料，合理写出水稻不同生长阶段的适宜淹灌水层的的适宜淹灌水层的上限（上限（h hmaxmax）和和下限（下限（h hminmin）2 2）根据生育期任何一个时段）根据生育期任何一个时段t t的农田来水与耗水，用的农田来水与耗水，用水量平衡方法确定各时段的灌溉制度。水量平衡方法确定各时段的灌溉制度。水量平衡方程式如下水量平衡方程式如下h1+P+m WC d=h2m=hmax-hminhminhmax
19、Hphminhmaxhp例题，见教材例题，见教材P55.泡田定额为泡田定额为80 m80 m3 3/亩亩水稻生育期灌溉水量为水稻生育期灌溉水量为227 m227 m3 3/亩亩总灌溉定额为总灌溉定额为307 m307 m3 3/亩亩（二）旱作物灌溉制度（二）旱作物灌溉制度通常以作物主要根系吸水层作为灌水时的土壤计划湿通常以作物主要根系吸水层作为灌水时的土壤计划湿润层（润层（H H），并要求该土层内的储水量能保持在作物所），并要求该土层内的储水量能保持在作物所要求的范围内。要求的范围内。ETETETmP0K1、水量平衡方程、水量平衡方程Wt-W0=Wr+P0+K+M-ET式中：式中：Wt,W0
20、时段初和任一时间时段初和任一时间t时的土壤计划湿润层时的土壤计划湿润层内的储水量；内的储水量；Wr 由于计划湿润层增加而增加的水量；由于计划湿润层增加而增加的水量；P0 保存在土壤计划湿润层内的有效雨量保存在土壤计划湿润层内的有效雨量K 时段时段t内的地下水补给量，即内的地下水补给量，即K=kt；M 时段时段t内的灌溉水量；内的灌溉水量；ET时段时段t内的作物田间需水量，即内的作物田间需水量，即ET=et，e为为t时段内平时段内平均每昼夜的作物田间需水量。均每昼夜的作物田间需水量。mm 或或 m3/亩亩任一时段内土壤计划湿润层的储水量必须经常保持在任一时段内土壤计划湿润层的储水量必须经常保持在
21、一定的适宜范围内，处于一定的适宜范围内，处于 Wmin Wmax之间。之间。当无有效降雨时，计划湿润层中的储水量由于作物的当无有效降雨时，计划湿润层中的储水量由于作物的消耗接近于消耗接近于Wmin，此时需要进行灌溉，补充水量。，此时需要进行灌溉，补充水量。Wmin=W0 ET+K 则，推算出开始进行灌水时的时间间距则，推算出开始进行灌水时的时间间距t=(W0-Wmin)/(e-k)而这一时段末灌水定额而这一时段末灌水定额mm=Wmax-Wmin=667nH（max min)m=Wmax-Wmin=667 H（max min)式中式中 m 灌水定额，灌水定额，m3/亩；亩；H 该时段内土壤计划湿
22、润层深度，该时段内土壤计划湿润层深度，m；n计划湿润层内土壤的空隙率（以占土壤体积的计划湿润层内土壤的空隙率（以占土壤体积的%计）计）2 2、基本资料的收集、基本资料的收集 (1)土壤计划湿润层深度土壤计划湿润层深度(H)是指在旱田进行灌溉时，计划调节控制土壤水分状是指在旱田进行灌溉时，计划调节控制土壤水分状况的土层深度。况的土层深度。(2)(2)土壤最适宜含水率及允许的最大、最小含水率土壤最适宜含水率及允许的最大、最小含水率 适宜含水率因适宜含水率因作物种类、生育阶段的需水特点、施肥情作物种类、生育阶段的需水特点、施肥情况和土壤性质况和土壤性质(包括含盐状况包括含盐状况)等因素而异；等因素而
23、异；采用采用max=田田，min为凋萎系数为凋萎系数(3)降雨入渗量降雨入渗量(P0)指降雨量指降雨量(P)减去地面径流损失减去地面径流损失(P地地)后的水量，后的水量，P0=P-P地地 (2-15)降雨入渗量也可用降雨入渗系数来表示：降雨入渗量也可用降雨入渗系数来表示：P0=P (2-16)降雨入渗系数，其值与一次降雨量、降雨强度、降雨延续时降雨入渗系数，其值与一次降雨量、降雨强度、降雨延续时间以及土壤性质、地面覆盖及地形等因素有关。间以及土壤性质、地面覆盖及地形等因素有关。一般认为一次降雨量小于一般认为一次降雨量小于5mm时，时，为为0；当一次降雨量在当一次降雨量在550mm时，时，约为约
24、为0.1.0.8；当次降雨量大于当次降雨量大于50mm时，时，=0.70.8。(4)地下水补给量地下水补给量(K)地下水补给量系指地下水借土壤毛细管作用上升至地下水补给量系指地下水借土壤毛细管作用上升至作物根系吸水层而被作物利用的水量，其大小与地下作物根系吸水层而被作物利用的水量，其大小与地下水埋藏深度、土壤性质、作物种类、作物需水强度、水埋藏深度、土壤性质、作物种类、作物需水强度、计划湿润土层含水量等有关。计划湿润土层含水量等有关。(5)由于计划湿润层增加而增加的水量由于计划湿润层增加而增加的水量(WT)在作物生育期内计划湿润层是变化的，由于在作物生育期内计划湿润层是变化的，由于计划湿润层增
25、加，可利用一部分深层土壤的原有计划湿润层增加，可利用一部分深层土壤的原有储水量，储水量，WT可按下式计算：可按下式计算：WT=667s(H2 H1)/w 或或 WT=667(H2 H1)n式中：式中：H1计划时段初计划湿润层深度，计划时段初计划湿润层深度，m；H2计划时段末计划湿润层深度，计划时段末计划湿润层深度，m；(H2-H1)深度的土层中的平均含水率，深度的土层中的平均含水率，以占孔隙率的百以占孔隙率的百分数计，一般分数计，一般田田；n 土壤孔隙率，以占土体积的百分数计；土壤孔隙率，以占土体积的百分数计；同同，但以占干土重的百分数计；，但以占干土重的百分数计；s 、水水 分别为土壤干容重
26、和水的容重，分别为土壤干容重和水的容重，tm3。3、旱作物播前的灌水定额、旱作物播前的灌水定额(M1)的确定的确定 M1=667sH（max 0)/w H 土壤计划湿润层深度土壤计划湿润层深度(m)，应根据播前灌水要求决定；，应根据播前灌水要求决定；n 相应于相应于H土层内的土壤孔隙率，以占土壤体积百分数计；土层内的土壤孔隙率，以占土壤体积百分数计；max 一般为田间持水率，以占孔隙的百分数计；一般为田间持水率，以占孔隙的百分数计；0 播前播前H土层内的平均含水率，以占孔隙率的百分数计；土层内的平均含水率，以占孔隙率的百分数计；max、0同同max、0，但以占干土重的百分数计。，但以占干土重的
27、百分数计。灌水率：灌水率：灌区单位面积灌区单位面积(例如以万亩计例如以万亩计)上所需灌溉的上所需灌溉的净流量净流量q q净净又称又称灌水模数灌水模数。作用：计算灌区渠首的引水流量和灌溉渠道的设计流作用：计算灌区渠首的引水流量和灌溉渠道的设计流量。单位：量。单位：m3/(s/104667m2)第三节第三节 灌水率灌水率设计方法设计方法 ：灌水率灌水率q q净净应分别根据灌区各种作物的每应分别根据灌区各种作物的每次灌水定额，逐一进行计算。次灌水定额，逐一进行计算。设灌区面积为设灌区面积为A（亩），种有甲、乙、丙（亩），种有甲、乙、丙种作物，种作物，面积各为面积各为1 A、2A、3A、；1、2、3
28、分别为各种作物的种植面积占灌区面积分别为各种作物的种植面积占灌区面积的百分数。的百分数。作物甲的各次灌水定额分别为作物甲的各次灌水定额分别为m1、m2、mn(m3/亩），要求各次灌水在亩），要求各次灌水在T1、T2、Tn昼夜内完成，昼夜内完成，则对于甲作物，各次灌水所要求的灌水率为则对于甲作物，各次灌水所要求的灌水率为第第i次灌水时次灌水时 qi，净，净=1mi/8.64Ti （3-65）则对于乙作物，各次灌水所要求的灌水率为则对于乙作物，各次灌水所要求的灌水率为第第i次灌水时次灌水时 qi，净，净=2mi/8.64Ti （3-66）其中其中T T1 1、T T2 2、T Tn n均为灌水延续
29、时间，以均为灌水延续时间，以d d计。对于计。对于自流灌区，每天灌水延续时间一般以自流灌区，每天灌水延续时间一般以24h24h计；计；对于抽水灌区，则每天抽灌时间以对于抽水灌区，则每天抽灌时间以2022h2022h计，则式中计，则式中系数系数8.648.64均相应地改为均相应地改为7.27.92.7.27.92.我国各地主要作物灌水延续时间大致如下：我国各地主要作物灌水延续时间大致如下：水稻：泡田期灌水水稻：泡田期灌水7-15 昼夜，生育期灌水昼夜，生育期灌水3-5 昼夜。昼夜。小麦：播前灌小麦：播前灌10-20 昼夜；拔节后灌水昼夜；拔节后灌水10-15 昼夜。昼夜。棉花：苗期、花铃期棉花：
30、苗期、花铃期8-12 昼夜，吐絮期昼夜，吐絮期8-15 昼夜。昼夜。玉米：拔节抽穗玉米：拔节抽穗l0-15 昼夜；开花期昼夜；开花期8-13 昼夜。昼夜。对于灌溉面积较小的灌区，灌水延续时间要相应减小，对于灌溉面积较小的灌区，灌水延续时间要相应减小，例如，一条农渠的灌水延续时间一般约例如，一条农渠的灌水延续时间一般约12-24h。设计步骤：设计步骤：1 1）先对某一设计代表年计算出灌区各种作物每次灌水）先对某一设计代表年计算出灌区各种作物每次灌水的灌水率，所得灌水率绘在方格纸上，称为初步灌水的灌水率，所得灌水率绘在方格纸上，称为初步灌水率图。率图。2 2）根据一定的原则对初步灌水率图进行修正。
31、）根据一定的原则对初步灌水率图进行修正。从图上看，各时期的灌水率大小相差悬殊，渠道输水断断续从图上看，各时期的灌水率大小相差悬殊，渠道输水断断续续，不利于管理。因此需要对初步灌水率图要进行修正。续，不利于管理。因此需要对初步灌水率图要进行修正。修正灌水率图原则修正灌水率图原则 ：p 不影响作物需水要求不影响作物需水要求尽量不要改变主要作物关键用水期的各次灌水时间，尽量不要改变主要作物关键用水期的各次灌水时间，若必须调整移动，以往前移动为主，前后移动不超过若必须调整移动，以往前移动为主，前后移动不超过三天；三天；p 要使修正后的灌水率图比较均匀、连续要使修正后的灌水率图比较均匀、连续一般最小灌水
32、率不应小于最大灌水率的一般最小灌水率不应小于最大灌水率的4040。大面积水稻灌区大面积水稻灌区(万亩以上万亩以上)的设计净灌水率的设计净灌水率(q净净)一般一般为为 0.450.6 m3(s万亩万亩)；大面积旱作灌区的设计净灌水率一般为大面积旱作灌区的设计净灌水率一般为 0.20.35 m3(s 万亩万亩)；水旱田均有的大中型灌区，其综合净灌水率可按水水旱田均有的大中型灌区，其综合净灌水率可按水旱面积比例加权平均求得。旱面积比例加权平均求得。灌溉用水量灌溉用水量:灌溉土地需从水源取用的水量。灌溉土地需从水源取用的水量。第四节第四节 灌溉用水量灌溉用水量 目的目的 确定灌溉工程的规模及可能开发的
33、灌溉面积确定灌溉工程的规模及可能开发的灌溉面积 提出用水要求，以便对水资源实行统一合理调度；提出用水要求，以便对水资源实行统一合理调度；进行供水与用水的平衡计算，当供水不能满足用水进行供水与用水的平衡计算，当供水不能满足用水要求时，应提出所要采取的措施要求时，应提出所要采取的措施一、设计典型年的选择一、设计典型年的选择蒸发蒸发(ET)降雨降雨灌溉灌溉地下水的补给地下水的补给由于地下水的补给比较稳定，灌溉用水量主要取决于降由于地下水的补给比较稳定，灌溉用水量主要取决于降雨量。降雨量年际变化大，因此各年的灌溉用水量就有雨量。降雨量年际变化大，因此各年的灌溉用水量就有很大的差异。很大的差异。如何来确
34、定灌溉用水量如何来确定灌溉用水量首先要确定降雨量首先要确定降雨量确定一个特定的水文年份确定一个特定的水文年份设计典型年设计典型年计算方法计算方法：根据历年降雨量资料，用频率方法进行统计分析，根据历年降雨量资料，用频率方法进行统计分析，中等年中等年(降雨量频率为降雨量频率为50)、中等干旱年中等干旱年(降雨量频率为降雨量频率为75)干旱年干旱年 (降雨量频率为降雨量频率为8590)。以这些典型年的降雨量资料作为计算设计灌溉制度和以这些典型年的降雨量资料作为计算设计灌溉制度和灌溉用水量的依据。灌溉用水量的依据。二、典型年灌溉用水量及用水过程线二、典型年灌溉用水量及用水过程线1 1、直接计算法、直接
35、计算法 对于任何一种作物的某一次灌水，须供水到田间的对于任何一种作物的某一次灌水，须供水到田间的灌水量灌水量(称净灌溉用水量称净灌溉用水量)W)W净净，W净净=mA(m3)(3-67)(3-67)m-m-该作物某次灌水的灌水定额，该作物某次灌水的灌水定额，m m3 3亩；亩；A-A-该作物的灌溉面积，亩。该作物的灌溉面积，亩。全灌区任何一个时段内的净灌溉用水量是该时段各种全灌区任何一个时段内的净灌溉用水量是该时段各种作物净灌溉用水量之和，按此计算可求得典型年全灌作物净灌溉用水量之和，按此计算可求得典型年全灌区净灌溉用水量过程。区净灌溉用水量过程。灌溉水由水源经各级渠道输送到田间，一部分灌溉水由
36、水源经各级渠道输送到田间，一部分水会损失掉。而为了满足作物的生长需要，灌水会损失掉。而为了满足作物的生长需要，灌溉需水量应当包括这部分损失掉的水量。溉需水量应当包括这部分损失掉的水量。在此引入在此引入灌溉水利用系数灌溉水利用系数水水，它是衡量灌溉水，它是衡量灌溉水量损失的指标。量损失的指标。水水=W净净/W毛毛 W毛毛=W净净/水水 渠道的长度渠道的长度 流量流量 沿渠土壤沿渠土壤 水文地质条件水文地质条件 渠道工程状况渠道工程状况 灌溉管理水平灌溉管理水平水水的影响因素的影响因素水水的取值的取值我国南方各省，在规划设我国南方各省，在规划设计中，对大、中、小型灌计中，对大、中、小型灌区，一般区
37、，一般水水分别为分别为0.500.60、0.600.70、和、和0.700.80；有防渗措施取；有防渗措施取大值，无防渗取小值大值，无防渗取小值2、间接计算法、间接计算法（综合灌水定额）（综合灌水定额）任何时段内全灌区的综合灌水定额，是任何时段内全灌区的综合灌水定额，是该时段内各种该时段内各种作物灌水定额的面积加权平均值作物灌水定额的面积加权平均值，m综，净综，净=a1m1+a2m2+a3m3+(3-68)m综，净综，净某时段内综合净灌水定额，某时段内综合净灌水定额，m3亩；亩；m1、m2、m3第第1种、第种、第2种、第种、第3种种作物在该时作物在该时段内灌水定额，段内灌水定额，m3亩；亩；a
38、1、a2、a3各种作物灌溉面积占全灌区的灌溉面各种作物灌溉面积占全灌区的灌溉面积的比值。积的比值。计入水量损失，则综合毛灌水定额计入水量损失，则综合毛灌水定额 m综综.毛毛=m综综.净净/水水 (m3亩亩)(3-70)全灌区任何时段毛灌溉用水量全灌区任何时段毛灌溉用水量 W毛毛=m综综.毛毛A (m3)(3-71)全灌区某时段内的净灌溉用水量全灌区某时段内的净灌溉用水量W净净，可用下式求，可用下式求得：得：W净净=m综综.净净A (m3)(3-69)式中式中A全灌区的灌溉面积，亩。全灌区的灌溉面积，亩。综合灌水定额有以下作用：综合灌水定额有以下作用：1 1）它是衡量全灌区灌溉用水是否合适的一项
39、重要指标；）它是衡量全灌区灌溉用水是否合适的一项重要指标；2 2）若一个较大灌区的局部范围）若一个较大灌区的局部范围(如一些支渠控制范围如一些支渠控制范围)内，其各种作物种植面积比例与全灌区的情况类似，则内，其各种作物种植面积比例与全灌区的情况类似，则求得求得m m综后，不仅便于推算全灌区灌溉用水量，同时可综后，不仅便于推算全灌区灌溉用水量，同时可利用它推算局部范围内的灌溉用水量；利用它推算局部范围内的灌溉用水量；3 3）灌区的作物种植面积比例已根据当地的农业发展计）灌区的作物种植面积比例已根据当地的农业发展计划决定好了，但灌区总的灌溉面积还须根据水源等条件划决定好了，但灌区总的灌溉面积还须根
40、据水源等条件决定，此时，须利用综合毛灌溉定额推求全灌区应发展决定，此时，须利用综合毛灌溉定额推求全灌区应发展的灌溉面积的灌溉面积如：如：A=W源源/m综综.毛毛（3-72）W源源水源每年能供给的灌溉水量，水源每年能供给的灌溉水量，m3；m综综.毛毛综合毛灌溉定额，综合毛灌溉定额，m3亩亩。小结小结p 作物需水量及其影响因素；作物需水量及其影响因素；p 作物需水量的计算方法；作物需水量的计算方法；p 灌溉制度的有关概念；灌溉制度的有关概念；p 水稻灌溉制度制定的原理及方法步骤；水稻灌溉制度制定的原理及方法步骤；p 旱作物灌溉制度制定的原理及方法步骤；旱作物灌溉制度制定的原理及方法步骤；p 灌水率灌水率的概念；的概念；p灌溉用水量及灌溉用水量及灌溉水利用系数灌溉水利用系数；
