作物需水量和灌溉制度(2)

1、12012年年9月月農(nóng)業(yè)水資源利用與管理農(nóng)業(yè)水資源利用與管理 作物需水量和灌溉制度作物需水量和灌溉制度2內(nèi)容提要內(nèi)容提要p 作物需水量（概念及計(jì)算方法）作物需水量（概念及計(jì)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3第一節(jié)第一節(jié) 作物需水量作物需水量灌排工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理的依據(jù)灌排工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理的依據(jù)為什么要學(xué)習(xí)作物需水量？為什么要學(xué)習(xí)作物需水量？水資源規(guī)劃和開發(fā)利用的必需資料水資源規(guī)劃和開發(fā)利用的必需資料4植株蒸騰植株蒸騰株間土壤蒸發(fā)株間土壤蒸發(fā)深層滲漏深層滲漏農(nóng)田水分消耗的途徑農(nóng)田水分消耗的途徑田間滲漏：水稻田的滲漏田間滲漏

2、：水稻田的滲漏植株蒸騰和株間土壤蒸發(fā)合稱為騰發(fā)，兩者消耗的水量植株蒸騰和株間土壤蒸發(fā)合稱為騰發(fā)，兩者消耗的水量合稱為騰發(fā)量，通常把騰發(fā)量稱為合稱為騰發(fā)量，通常把騰發(fā)量稱為作物需水量作物需水量。5灌溉需水量：灌溉需水量：除降雨之外而獲得期望的作物產(chǎn)量除降雨之外而獲得期望的作物產(chǎn)量和品質(zhì)并使作物根區(qū)保持適宜的鹽分平衡所需的和品質(zhì)并使作物根區(qū)保持適宜的鹽分平衡所需的灌溉水量或水深灌溉水量或水深。美國(guó)國(guó)家灌溉工程手冊(cè)美國(guó)國(guó)家灌溉工程手冊(cè)P596氣象條件氣象條件影響作物需水量的影響因素影響作物需水量的影響因素作物特性作物特性土壤性質(zhì)土壤性質(zhì)氣溫高、日照時(shí)間長(zhǎng)、空氣濕度低、風(fēng)速大、氣溫高、日照時(shí)間長(zhǎng)、空氣

3、濕度低、風(fēng)速大、氣壓低等使需水量增加氣壓低等使需水量增加 水稻需水量較大，麥類、棉花需水量中等，高水稻需水量較大，麥類、棉花需水量中等，高粱、薯類需水量較少；粱、薯類需水量較少； 地面覆蓋、采用滴灌、水稻控灌等能減少地面覆蓋、采用滴灌、水稻控灌等能減少作物需水量。作物需水量。 含水量大，砂性大，則需水量大（棵間蒸發(fā)大）含水量大，砂性大，則需水量大（棵間蒸發(fā)大） 農(nóng)作物技術(shù)措農(nóng)作物技術(shù)措施施7作物需水規(guī)律作物需水規(guī)律 中間多，兩頭少；開花結(jié)實(shí)期需水量最大中間多，兩頭少；開花結(jié)實(shí)期需水量最大 存在需水臨界期存在需水臨界期 水稻水稻 孕穗至開花期孕穗至開花期 棉花棉花 開花至幼鈴形成期開花至幼鈴形成

4、期 小麥小麥 撥節(jié)至灌漿期撥節(jié)至灌漿期 需水臨界期：需水臨界期：在作物全生育期中，對(duì)缺水最在作物全生育期中，對(duì)缺水最敏感，影響產(chǎn)量最大的時(shí)期。敏感，影響產(chǎn)量最大的時(shí)期。 8了解作物需水臨界期的意義：了解作物需水臨界期的意義： u 合理安排作物布局，使用水不至過(guò)分集中；合理安排作物布局，使用水不至過(guò)分集中； u 在干旱情況下，優(yōu)先灌溉正處需水臨界期的作物。在干旱情況下，優(yōu)先灌溉正處需水臨界期的作物。 9請(qǐng)你選擇你熟悉的一種作物，通過(guò)圖書館及中請(qǐng)你選擇你熟悉的一種作物，通過(guò)圖書館及中國(guó)知網(wǎng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，就這種作物的需水規(guī)律國(guó)知網(wǎng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，就這種作物的需水規(guī)律寫一篇寫一篇10001000字的論文

5、，并列出你引用的文獻(xiàn)。字的論文，并列出你引用的文獻(xiàn)。課后作業(yè)課后作業(yè)10一、直接計(jì)算需水量的方法一、直接計(jì)算需水量的方法 1、以水面蒸發(fā)為參數(shù)的需水系數(shù)法、以水面蒸發(fā)為參數(shù)的需水系數(shù)法(簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱“值法值法”或稱蒸發(fā)皿法或稱蒸發(fā)皿法) ET= E0 (2-1) ET= a E0 +b (2-2) ET 某時(shí)段內(nèi)的作物需水量，以水層深度某時(shí)段內(nèi)的作物需水量，以水層深度mm計(jì)；計(jì)； E0 與與ET同時(shí)段的水面蒸發(fā)量，以水層深度同時(shí)段的水面蒸發(fā)量，以水層深度mm計(jì)。一般計(jì)。一般采用采用80cm口徑蒸發(fā)皿的蒸發(fā)值；口徑蒸發(fā)皿的蒸發(fā)值； a，b 經(jīng)驗(yàn)常數(shù)；經(jīng)驗(yàn)常數(shù)； 需水系數(shù)，或稱蒸發(fā)系數(shù)，為需水量與水面

6、蒸發(fā)量之比需水系數(shù)，或稱蒸發(fā)系數(shù)，為需水量與水面蒸發(fā)量之比值。值。111213“值法值法”只要水面蒸發(fā)量資料，易于獲得且比較穩(wěn)定，只要水面蒸發(fā)量資料，易于獲得且比較穩(wěn)定，適宜水稻等作物，不適宜于旱作物。適宜水稻等作物，不適宜于旱作物。 水面蒸發(fā)皿的規(guī)格、安設(shè)方式及觀測(cè)場(chǎng)地規(guī)范化水面蒸發(fā)皿的規(guī)格、安設(shè)方式及觀測(cè)場(chǎng)地規(guī)范化 注意非氣象條件注意非氣象條件(如土壤、水文地質(zhì)、農(nóng)業(yè)技術(shù)措如土壤、水文地質(zhì)、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施、水利措施等施、水利措施等)對(duì)對(duì)值的影響值的影響注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)1415162以產(chǎn)量為參數(shù)的需水系數(shù)法以產(chǎn)量為參數(shù)的需水系數(shù)法(簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱“K值法值法”)ET作物全生育期內(nèi)總需水量，作物全生育

7、期內(nèi)總需水量，m3畝；畝； Y 作物單位面積產(chǎn)量，作物單位面積產(chǎn)量，kg畝；畝； K 以產(chǎn)量為指標(biāo)的需水系數(shù)。以產(chǎn)量為指標(biāo)的需水系數(shù)。 ET = KY公式，則公式，則K代表單位產(chǎn)量的需水量，代表單位產(chǎn)量的需水量，m3kg； n、c 分別為經(jīng)驗(yàn)指數(shù)和常數(shù)，可以通過(guò)試驗(yàn)確定。分別為經(jīng)驗(yàn)指數(shù)和常數(shù)，可以通過(guò)試驗(yàn)確定。ET=KY （2-3） ET=KYn + c (2-4) 1718l 對(duì)于旱作物，在土壤水分不足而影響高產(chǎn)的情況下，對(duì)于旱作物，在土壤水分不足而影響高產(chǎn)的情況下，需水量隨產(chǎn)量的提高而增大，用此法推算較可靠。需水量隨產(chǎn)量的提高而增大，用此法推算較可靠。l對(duì)于土壤水分充足的旱田以及水稻田，需

8、水量主要對(duì)于土壤水分充足的旱田以及水稻田，需水量主要受氣象條件控制，產(chǎn)量與需水量關(guān)系不明確，用此法受氣象條件控制，產(chǎn)量與需水量關(guān)系不明確，用此法推算的誤差較大。推算的誤差較大。 19模系數(shù)法模系數(shù)法ETi = Ki ET /100 （3-5） K=ETi / ET 如何估算各生育階段需水量如何估算各生育階段需水量先確定全生育期作物需水量，然后按照各生育階段需先確定全生育期作物需水量，然后按照各生育階段需水規(guī)律，以一定比例進(jìn)行分配。水規(guī)律，以一定比例進(jìn)行分配。ETi 某一生育階段作物需水量；某一生育階段作物需水量； Ki 需水量模比系數(shù)，即生育階段作物需水量占全生育期作需水量模比系數(shù)，即生育階段

9、作物需水量占全生育期作物需水量的百分?jǐn)?shù)物需水量的百分?jǐn)?shù)20參照作物需水量參照作物需水量ET0 指指土壤水分充足、地面完全覆蓋、土壤水分充足、地面完全覆蓋、生長(zhǎng)正常、高矮整齊的開闊生長(zhǎng)正常、高矮整齊的開闊(地塊的長(zhǎng)度和寬度都大于地塊的長(zhǎng)度和寬度都大于200m) 矮草地矮草地(草高草高815cm)上的蒸發(fā)量上的蒸發(fā)量， 一般是指一般是指在這種條件下的在這種條件下的苜蓿草苜蓿草的需水量而言。的需水量而言。 二、通過(guò)計(jì)算參照作物需水量來(lái)計(jì)算實(shí)際作物需水量的方二、通過(guò)計(jì)算參照作物需水量來(lái)計(jì)算實(shí)際作物需水量的方法法 21參照作物需水量主要受氣象條件的影響，所以都是根參照作物需水量主要受氣象條件的影響，所以

10、都是根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件分階段據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件分階段(月和旬月和旬)計(jì)算。計(jì)算。22 計(jì)算計(jì)算ET0；計(jì)算思路計(jì)算思路 根據(jù)作物系數(shù)根據(jù)作物系數(shù)Kc對(duì)對(duì)ET0進(jìn)行修正即可求出進(jìn)行修正即可求出作物的實(shí)際需水量作物的實(shí)際需水量ET；ET=KcET0作物實(shí)際需水量則可根據(jù)作物生育階段分作物實(shí)際需水量則可根據(jù)作物生育階段分段計(jì)算。段計(jì)算。23其基本思想是：其基本思想是：將作物騰發(fā)看作將作物騰發(fā)看作能量消耗能量消耗的過(guò)程，通的過(guò)程，通過(guò)平衡計(jì)算求出騰發(fā)所消耗的能量，然后再將能量折過(guò)平衡計(jì)算求出騰發(fā)所消耗的能量，然后再將能量折算為算為水量水量，即作物需水量。，即作物需水量。如果能在農(nóng)田中測(cè)算出如果能在農(nóng)田中

11、測(cè)算出騰發(fā)消耗的總熱量騰發(fā)消耗的總熱量，便能由此，便能由此推算出相應(yīng)的推算出相應(yīng)的作物需水量的數(shù)值作物需水量的數(shù)值。( (一一) )參照作物需水量的計(jì)算參照作物需水量的計(jì)算 24 英國(guó)的彭曼英國(guó)的彭曼(Penman)公式是公式是1948年提出來(lái)的，年提出來(lái)的，后來(lái)經(jīng)過(guò)多次的修正。后來(lái)經(jīng)過(guò)多次的修正。 1979年，聯(lián)合國(guó)世界糧農(nóng)組織對(duì)彭曼公式又作年，聯(lián)合國(guó)世界糧農(nóng)組織對(duì)彭曼公式又作了進(jìn)一步修正，并正式認(rèn)可向各國(guó)推薦作為計(jì)算了進(jìn)一步修正，并正式認(rèn)可向各國(guó)推薦作為計(jì)算參照作物需水量的通用公式。參照作物需水量的通用公式。251000ppEaRnppET參照作物需水量參照作物需水量海拔高度影響溫度函數(shù)的

12、改海拔高度影響溫度函數(shù)的改正系數(shù)，正系數(shù)，p0為海平面的平均為海平面的平均氣壓，氣壓，p為計(jì)算點(diǎn)的平均氣為計(jì)算點(diǎn)的平均氣壓壓標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的溫度函數(shù)，其中標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的溫度函數(shù)，其中為平均氣為平均氣溫時(shí)飽和水汽壓隨溫度之變率溫時(shí)飽和水汽壓隨溫度之變率dea/dt，ea為飽為飽和水汽壓，和水汽壓，t為平均氣溫，為平均氣溫，為濕度計(jì)常數(shù)為濕度計(jì)常數(shù)=0.66hPa/太陽(yáng)凈輻射太陽(yáng)凈輻射干燥力，干燥力，Ea=0.26(1+0.54u)(ea-ed)。ea為飽和水汽壓，為飽和水汽壓，ed為當(dāng)?shù)氐膶?shí)際水汽壓，為當(dāng)?shù)氐膶?shí)際水汽壓，u為離地面為離地面2m高處的風(fēng)高處的風(fēng)速速26Penman-Monteith

13、公式估算參考作物蒸發(fā)蒸騰量，公式估算參考作物蒸發(fā)蒸騰量，并根據(jù)公式的要求，對(duì)參考作物蒸發(fā)蒸騰量做了新并根據(jù)公式的要求，對(duì)參考作物蒸發(fā)蒸騰量做了新的定義的定義參考作物蒸發(fā)蒸騰量參考作物蒸發(fā)蒸騰量：假設(shè)作物高度為：假設(shè)作物高度為0.12m，固，固定的葉面阻力為定的葉面阻力為70s/m，反射率為，反射率為0.23，非常類似于，非常類似于表面開闊、高度一致、生長(zhǎng)旺盛、完全覆蓋地面且表面開闊、高度一致、生長(zhǎng)旺盛、完全覆蓋地面且不缺水的綠色草地的蒸發(fā)蒸騰速率不缺水的綠色草地的蒸發(fā)蒸騰速率。27FAO-56推薦使用的公式形式為推薦使用的公式形式為)34. 01 ()(273900)(408. 0220ase

14、eTGRnET飽和水汽壓飽和水汽壓ea與溫度曲與溫度曲線的斜率，線的斜率，kPa/干濕表常數(shù)，干濕表常數(shù)，kPa/2m高處平均高處平均風(fēng)速，風(fēng)速，m/s作物表面的凈輻作物表面的凈輻射，射，MJ/（m2.d)土壤熱通量，土壤熱通量，MJ/（m2.d)平均日或月平均日或月氣溫，氣溫， 飽和水汽飽和水汽壓，壓，kPa實(shí)際水汽實(shí)際水汽壓，壓，kPa28 ET=Kc (ET0) Kc作物系數(shù)。作物系數(shù)。 (二二) 實(shí)際需水量的計(jì)算實(shí)際需水量的計(jì)算 作物需水系數(shù)作物需水系數(shù)KcKc不僅隨作物而變化，更主要的是隨作不僅隨作物而變化，更主要的是隨作物的生育階段而異。生育初期和末期的物的生育階段而異。生育初期和

15、末期的KcKc較小，而中較小，而中期的期的KcKc較大。較大。 29生育生育階段階段播種播種越冬越冬越冬越冬返青返青返青返青拔節(jié)拔節(jié)拔節(jié)拔節(jié)抽穗抽穗抽穗抽穗灌漿灌漿灌漿灌漿收獲收獲全生全生育期育期Kc0.860.480.821.001.160.870.87山西省冬小麥作物需水系數(shù)山西省冬小麥作物需水系數(shù)Kc值值30農(nóng)作物的農(nóng)作物的灌溉制度灌溉制度是指作物播種前是指作物播種前( (或水稻栽秧前或水稻栽秧前) )及及全生育期內(nèi)的全生育期內(nèi)的灌水次數(shù)灌水次數(shù)、每次的灌水日期每次的灌水日期和和灌水定額灌水定額以以及及灌溉定額灌溉定額。 第二節(jié)第二節(jié) 作物灌溉制度作物灌溉制度灌水定額灌水定額(m): 一

16、次灌水單位灌溉面積上的灌水量一次灌水單位灌溉面積上的灌水量; ;灌溉定額灌溉定額(M): 各次灌水定額之和各次灌水定額之和; ; 單位：?jiǎn)挝唬?1) (1) m3667m2 = m3/畝畝； (2) mm 31定義定義 ：灌溉供水能夠灌溉供水能夠充分滿足充分滿足作物各生育階段的需水作物各生育階段的需水量要求而設(shè)計(jì)制定的灌溉制度。量要求而設(shè)計(jì)制定的灌溉制度。一、充分灌溉條件下的灌溉制度一、充分灌溉條件下的灌溉制度確定方法確定方法： 總結(jié)群眾豐產(chǎn)灌水經(jīng)驗(yàn)總結(jié)群眾豐產(chǎn)灌水經(jīng)驗(yàn) 根據(jù)灌溉試驗(yàn)資料制定灌溉制度根據(jù)灌溉試驗(yàn)資料制定灌溉制度 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

17、度32（一）（一） 水稻灌溉制度水稻灌溉制度水稻本田的灌溉制度，可分別針對(duì)泡田期和插秧以后水稻本田的灌溉制度，可分別針對(duì)泡田期和插秧以后的生育時(shí)期進(jìn)行設(shè)計(jì)。的生育時(shí)期進(jìn)行設(shè)計(jì)。泡田定額的目的（泡田定額的目的（M M1 1） 使一定土層達(dá)到飽和時(shí)所需水量使一定土層達(dá)到飽和時(shí)所需水量 建立插秧時(shí)田面水層深度建立插秧時(shí)田面水層深度 泡田期的田間滲漏量和田面蒸發(fā)量泡田期的田間滲漏量和田面蒸發(fā)量331、泡田期的灌溉用水量的計(jì)算、泡田期的灌溉用水量的計(jì)算M1=0.667（h0+S1+e1t1-P1）泡田定額取決于土壤、地勢(shì)、地下水埋深和犁耕深泡田定額取決于土壤、地勢(shì)、地下水埋深和犁耕深度等因素。一般度等因

18、素。一般h0=30 50 mm。土壤質(zhì)地土壤質(zhì)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壤土 8012070100輕沙壤土輕沙壤土10016080130泡田定額：泡田定額：m3/畝畝34生育期灌溉制度的制定生育期灌溉制度的制定 1 1）按照各地試驗(yàn)資料，合理寫出水稻不同生長(zhǎng)階段）按照各地試驗(yàn)資料，合理寫出水稻不同生長(zhǎng)階段的適宜淹灌水層的的適宜淹灌水層的上限（上限（h hmaxmax）和和下限（下限（h hminmin）2 2）根據(jù)生育期任何一個(gè)時(shí)段）根據(jù)生育期任何一個(gè)時(shí)段t t的農(nóng)田來(lái)水與耗水，用的農(nóng)田來(lái)水與耗水，

19、用水量平衡方法確定各時(shí)段的灌溉制度。水量平衡方法確定各時(shí)段的灌溉制度。 35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 -hminhminhmaxHp36hminhmaxhp3738例題，見(jiàn)教材例題，見(jiàn)教材P55.泡田定額為泡田定額為80 m80 m3 3/ /畝畝水稻生育期灌溉水量為水稻生育期灌溉水量為227 m227 m3 3/ /畝畝總灌溉定額為總灌溉定額為307 m307 m3 3/ /畝畝39（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層作為灌水時(shí)的土壤計(jì)劃濕通常以作物主要根系吸水層作為灌水時(shí)的土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層（潤(rùn)層（

20、H H），并要求該土層內(nèi)的儲(chǔ)水量能保持在作物所），并要求該土層內(nèi)的儲(chǔ)水量能保持在作物所要求的范圍內(nèi)。要求的范圍內(nèi)。ETETETmP0K401、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 時(shí)段初和任一時(shí)間時(shí)段初和任一時(shí)間t時(shí)的土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層時(shí)的土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的儲(chǔ)水量；內(nèi)的儲(chǔ)水量；Wr 由于計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量；由于計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量；P0 保存在土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的有效雨量保存在土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的有效雨量K 時(shí)段時(shí)段t內(nèi)的地下水補(bǔ)給量，即內(nèi)的地下水補(bǔ)給量，即K =kt；M 時(shí)段時(shí)段t內(nèi)的灌溉水量；內(nèi)的灌溉水量；E

21、T時(shí)段時(shí)段t內(nèi)的作物田間需水量，即內(nèi)的作物田間需水量，即ET=et，e為為t時(shí)段內(nèi)平時(shí)段內(nèi)平均每晝夜的作物田間需水量。均每晝夜的作物田間需水量。mm 或或 m3/畝畝41任一時(shí)段內(nèi)土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層的儲(chǔ)水量必須經(jīng)常保持在任一時(shí)段內(nèi)土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層的儲(chǔ)水量必須經(jīng)常保持在一定的適宜范圍內(nèi)，處于一定的適宜范圍內(nèi)，處于 Wmin Wmax之間。之間。當(dāng)無(wú)有效降雨時(shí)，計(jì)劃濕潤(rùn)層中的儲(chǔ)水量由于作物的當(dāng)無(wú)有效降雨時(shí)，計(jì)劃濕潤(rùn)層中的儲(chǔ)水量由于作物的消耗接近于消耗接近于Wmin，此時(shí)需要進(jìn)行灌溉，補(bǔ)充水量。，此時(shí)需要進(jìn)行灌溉，補(bǔ)充水量。42Wmin= W0 ET + K 則，推算出開始進(jìn)行灌水時(shí)的時(shí)間間距則，推算出開

22、始進(jìn)行灌水時(shí)的時(shí)間間距t= (W0-Wmin) / (e-k) 43而這一時(shí)段末灌水定額而這一時(shí)段末灌水定額mm =Wmax -Wmin= 667nH（max min) m =Wmax -Wmin= 667 H（max min) 式中式中 m 灌水定額，灌水定額，m3/畝；畝；H 該時(shí)段內(nèi)土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度，該時(shí)段內(nèi)土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度，m；n計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)土壤的空隙率（以占土壤體積的計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)土壤的空隙率（以占土壤體積的%計(jì)）計(jì)） 44452 2、基本資料的收集、基本資料的收集 (1) 土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度(H) 是指在旱田進(jìn)行灌溉時(shí)，計(jì)劃調(diào)節(jié)控制土壤水分狀是指在旱田進(jìn)行灌溉時(shí)

23、，計(jì)劃調(diào)節(jié)控制土壤水分狀況的土層深度。況的土層深度。(2)(2)土壤最適宜含水率及允許的最大、最小含水率土壤最適宜含水率及允許的最大、最小含水率 適宜含水率因適宜含水率因作物種類、生育階段的需水特點(diǎn)、施肥情作物種類、生育階段的需水特點(diǎn)、施肥情況和土壤性質(zhì)況和土壤性質(zhì)( (包括含鹽狀況包括含鹽狀況) )等因素而異；等因素而異； 采用采用max=田田， min為凋萎系數(shù)為凋萎系數(shù)46(3) 降雨入滲量降雨入滲量(P0) 指降雨量指降雨量(P)減去地面徑流損失減去地面徑流損失(P地地)后的水量，后的水量， P0=P-P地地 (2-15) 降雨入滲量也可用降雨入滲系數(shù)來(lái)表示：降雨入滲量也可用降雨入滲系

24、數(shù)來(lái)表示： P0=P (2-16) 降雨入滲系數(shù)，其值與一次降雨量、降雨強(qiáng)度、降雨延續(xù)時(shí)降雨入滲系數(shù)，其值與一次降雨量、降雨強(qiáng)度、降雨延續(xù)時(shí)間以及土壤性質(zhì)、地面覆蓋及地形等因素有關(guān)。間以及土壤性質(zhì)、地面覆蓋及地形等因素有關(guān)。 一般認(rèn)為一次降雨量小于一般認(rèn)為一次降雨量小于5mm時(shí)，時(shí)，為為0； 當(dāng)一次降雨量在當(dāng)一次降雨量在550mm時(shí)，時(shí)，約為約為0.1.0.8； 當(dāng)次降雨量大于當(dāng)次降雨量大于50mm時(shí)，時(shí)，=0.70.8。47(4) 地下水補(bǔ)給量地下水補(bǔ)給量(K) 地下水補(bǔ)給量系指地下水借土壤毛細(xì)管作用上升至地下水補(bǔ)給量系指地下水借土壤毛細(xì)管作用上升至作物根系吸水層而被作物利用的水量，其大小與

25、地下作物根系吸水層而被作物利用的水量，其大小與地下水埋藏深度、土壤性質(zhì)、作物種類、作物需水強(qiáng)度、水埋藏深度、土壤性質(zhì)、作物種類、作物需水強(qiáng)度、計(jì)劃濕潤(rùn)土層含水量等有關(guān)。計(jì)劃濕潤(rùn)土層含水量等有關(guān)。48(5)由于計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量由于計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量(WT) 在作物生育期內(nèi)計(jì)劃濕潤(rùn)層是變化的，由于在作物生育期內(nèi)計(jì)劃濕潤(rùn)層是變化的，由于計(jì)劃濕潤(rùn)層增加，可利用一部分深層土壤的原有計(jì)劃濕潤(rùn)層增加，可利用一部分深層土壤的原有儲(chǔ)水量，儲(chǔ)水量，WT可按下式計(jì)算：可按下式計(jì)算： WT =667s(H2 H1)/w 或或 WT =667 (H2 H1)n49式中：式中： H1計(jì)劃時(shí)段初計(jì)劃濕潤(rùn)層

26、深度，計(jì)劃時(shí)段初計(jì)劃濕潤(rùn)層深度， m； H2計(jì)劃時(shí)段末計(jì)劃濕潤(rùn)層深度，計(jì)劃時(shí)段末計(jì)劃濕潤(rùn)層深度，m； (H2-H1)深度的土層中的平均含水率，深度的土層中的平均含水率， 以占孔隙率的百以占孔隙率的百分?jǐn)?shù)計(jì)，一般分?jǐn)?shù)計(jì)，一般田田； n 土壤孔隙率，以占土體積的百分?jǐn)?shù)計(jì)；土壤孔隙率，以占土體積的百分?jǐn)?shù)計(jì)； 同同，但以占干土重的百分?jǐn)?shù)計(jì)；，但以占干土重的百分?jǐn)?shù)計(jì)； s 、水水 分別為土壤干容重和水的容重，分別為土壤干容重和水的容重，tm3。503、旱作物播前的灌水定額、旱作物播前的灌水定額(M1)的確定的確定 M1=667sH（max 0)/w H 土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度(m)，應(yīng)根據(jù)

27、播前灌水要求決定；，應(yīng)根據(jù)播前灌水要求決定； n 相應(yīng)于相應(yīng)于H土層內(nèi)的土壤孔隙率，以占土壤體積百分?jǐn)?shù)計(jì)；土層內(nèi)的土壤孔隙率，以占土壤體積百分?jǐn)?shù)計(jì)； max 一般為田間持水率，以占孔隙的百分?jǐn)?shù)計(jì)；一般為田間持水率，以占孔隙的百分?jǐn)?shù)計(jì)； 0 播前播前H土層內(nèi)的平均含水率，以占孔隙率的百分?jǐn)?shù)計(jì)；土層內(nèi)的平均含水率，以占孔隙率的百分?jǐn)?shù)計(jì)； max、0同同max、0，但以占干土重的百分?jǐn)?shù)計(jì)。，但以占干土重的百分?jǐn)?shù)計(jì)。51灌水率：灌水率：灌區(qū)單位面積灌區(qū)單位面積( (例如以萬(wàn)畝計(jì)例如以萬(wàn)畝計(jì)) )上所需灌溉的上所需灌溉的凈流量?jī)袅髁縬 q凈凈又稱又稱灌水模數(shù)灌水模數(shù)。 作用：計(jì)算灌區(qū)渠首的引水流量和灌溉

28、渠道的設(shè)計(jì)流作用：計(jì)算灌區(qū)渠首的引水流量和灌溉渠道的設(shè)計(jì)流量。單位：量。單位：m3/(s /104667m2 )第三節(jié)第三節(jié) 灌水率灌水率52設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法 ：灌水率灌水率q q凈凈應(yīng)分別根據(jù)灌區(qū)各種作物的每應(yīng)分別根據(jù)灌區(qū)各種作物的每次灌水定額，逐一進(jìn)行計(jì)算。次灌水定額，逐一進(jìn)行計(jì)算。設(shè)灌區(qū)面積為設(shè)灌區(qū)面積為A（畝），種有甲、乙、丙（畝），種有甲、乙、丙種作物，種作物，面積各為面積各為1 A、 2A、 3A、； 1、 2 、3 分別為各種作物的種植面積占灌區(qū)面積分別為各種作物的種植面積占灌區(qū)面積的百分?jǐn)?shù)。的百分?jǐn)?shù)。53作物甲的各次灌水定額分別為作物甲的各次灌水定額分別為m1、m2、 、mn(

29、m3/畝），要求各次灌水在畝），要求各次灌水在T1、T2、 、Tn晝夜內(nèi)完成，晝夜內(nèi)完成，則對(duì)于甲作物，各次灌水所要求的灌水率為則對(duì)于甲作物，各次灌水所要求的灌水率為第第i次灌水時(shí)次灌水時(shí) qi，凈，凈= 1mi / 8.64Ti （3-65）則對(duì)于乙作物，各次灌水所要求的灌水率為則對(duì)于乙作物，各次灌水所要求的灌水率為第第i次灌水時(shí)次灌水時(shí) qi，凈，凈= 2mi / 8.64Ti （3-66）54其中其中T T1 1、T T2 2、 、T Tn n均為灌水延續(xù)時(shí)間，以均為灌水延續(xù)時(shí)間，以d d計(jì)。對(duì)于計(jì)。對(duì)于自流灌區(qū)，每天灌水延續(xù)時(shí)間一般以自流灌區(qū)，每天灌水延續(xù)時(shí)間一般以24h24h計(jì)；計(jì)；

30、對(duì)于抽水灌區(qū)，則每天抽灌時(shí)間以對(duì)于抽水灌區(qū)，則每天抽灌時(shí)間以2022h2022h計(jì)，則式中計(jì)，則式中系數(shù)系數(shù)8.648.64均相應(yīng)地改為均相應(yīng)地改為7.27.92.7.27.92.55我國(guó)各地主要作物灌水延續(xù)時(shí)間大致如下：我國(guó)各地主要作物灌水延續(xù)時(shí)間大致如下：水稻：泡田期灌水水稻：泡田期灌水7-15 晝夜，生育期灌水晝夜，生育期灌水3-5 晝夜。晝夜。小麥：播前灌小麥：播前灌10-20 晝夜；拔節(jié)后灌水晝夜；拔節(jié)后灌水10-15 晝夜。晝夜。 棉花：苗期、花鈴期棉花：苗期、花鈴期8-12 晝夜，吐絮期晝夜，吐絮期8-15 晝夜。晝夜。 玉米：拔節(jié)抽穗玉米：拔節(jié)抽穗l0-15 晝夜；開花期晝夜；

31、開花期8-13 晝夜。晝夜。 對(duì)于灌溉面積較小的灌區(qū)，灌水延續(xù)時(shí)間要相應(yīng)減小，對(duì)于灌溉面積較小的灌區(qū)，灌水延續(xù)時(shí)間要相應(yīng)減小，例如，一條農(nóng)渠的灌水延續(xù)時(shí)間一般約例如，一條農(nóng)渠的灌水延續(xù)時(shí)間一般約12-24h。56設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：1 1）先對(duì)某一設(shè)計(jì)代表年計(jì)算出灌區(qū)各種作物每次灌水）先對(duì)某一設(shè)計(jì)代表年計(jì)算出灌區(qū)各種作物每次灌水的灌水率，所得灌水率繪在方格紙上，稱為初步灌水的灌水率，所得灌水率繪在方格紙上，稱為初步灌水率圖。率圖。 2 2）根據(jù)一定的原則對(duì)初步灌水率圖進(jìn)行修正。）根據(jù)一定的原則對(duì)初步灌水率圖進(jìn)行修正。5758從圖上看，各時(shí)期的灌水率大小相差懸殊，渠道輸水?dāng)鄶嗬m(xù)從圖上看，各時(shí)期的

32、灌水率大小相差懸殊，渠道輸水?dāng)鄶嗬m(xù)續(xù)，不利于管理。因此需要對(duì)初步灌水率圖要進(jìn)行修正。續(xù)，不利于管理。因此需要對(duì)初步灌水率圖要進(jìn)行修正。59修正灌水率圖原則修正灌水率圖原則 ：p 不影響作物需水要求不影響作物需水要求盡量不要改變主要作物關(guān)鍵用水期的各次灌水時(shí)間，盡量不要改變主要作物關(guān)鍵用水期的各次灌水時(shí)間，若必須調(diào)整移動(dòng)，以往前移動(dòng)為主，前后移動(dòng)不超過(guò)若必須調(diào)整移動(dòng)，以往前移動(dòng)為主，前后移動(dòng)不超過(guò)三天；三天； p 要使修正后的灌水率圖比較均勻、連續(xù)要使修正后的灌水率圖比較均勻、連續(xù)一般最小灌水率不應(yīng)小于最大灌水率的一般最小灌水率不應(yīng)小于最大灌水率的4040。60大面積水稻灌區(qū)大面積水稻灌區(qū)(萬(wàn)畝

33、以上萬(wàn)畝以上)的設(shè)計(jì)凈灌水率的設(shè)計(jì)凈灌水率(q凈凈)一般一般為為 0.450. 6 m3(s萬(wàn)畝萬(wàn)畝)； 大面積旱作灌區(qū)的設(shè)計(jì)凈灌水率一般為大面積旱作灌區(qū)的設(shè)計(jì)凈灌水率一般為 0.20.35 m3(s 萬(wàn)畝萬(wàn)畝)；水旱田均有的大中型灌區(qū)，其綜合凈灌水率可按水水旱田均有的大中型灌區(qū)，其綜合凈灌水率可按水旱面積比例加權(quán)平均求得。旱面積比例加權(quán)平均求得。61灌溉用水量灌溉用水量: : 灌溉土地需從水源取用的水量。灌溉土地需從水源取用的水量。 第四節(jié)第四節(jié) 灌溉用水量灌溉用水量 目的目的 確定灌溉工程的規(guī)模及可能開發(fā)的灌溉面積確定灌溉工程的規(guī)模及可能開發(fā)的灌溉面積 提出用水要求，以便對(duì)水資源實(shí)行統(tǒng)一合

34、理調(diào)度；提出用水要求，以便對(duì)水資源實(shí)行統(tǒng)一合理調(diào)度； 進(jìn)行供水與用水的平衡計(jì)算，當(dāng)供水不能滿足用水進(jìn)行供水與用水的平衡計(jì)算，當(dāng)供水不能滿足用水要求時(shí)，應(yīng)提出所要采取的措施要求時(shí)，應(yīng)提出所要采取的措施62一、設(shè)計(jì)典型年的選擇一、設(shè)計(jì)典型年的選擇蒸發(fā)蒸發(fā)(ET)降雨降雨灌溉灌溉地下水的補(bǔ)給地下水的補(bǔ)給63由于地下水的補(bǔ)給比較穩(wěn)定，灌溉用水量主要取決于降由于地下水的補(bǔ)給比較穩(wěn)定，灌溉用水量主要取決于降雨量。降雨量年際變化大，因此各年的灌溉用水量就有雨量。降雨量年際變化大，因此各年的灌溉用水量就有很大的差異。很大的差異。如何來(lái)確定灌溉用水量如何來(lái)確定灌溉用水量首先要確定降雨量首先要確定降雨量確定一個(gè)特

35、定的水文年份確定一個(gè)特定的水文年份設(shè)計(jì)典型年設(shè)計(jì)典型年64計(jì)算方法計(jì)算方法： 根據(jù)歷年降雨量資料，用頻率方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)歷年降雨量資料，用頻率方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析， 中等年中等年 (降雨量頻率為降雨量頻率為50)、 中等干旱年中等干旱年 (降雨量頻率為降雨量頻率為75) 干旱年干旱年 (降雨量頻率為降雨量頻率為8590)。 以這些典型年的降雨量資料作為計(jì)算設(shè)計(jì)灌溉制度和以這些典型年的降雨量資料作為計(jì)算設(shè)計(jì)灌溉制度和灌溉用水量的依據(jù)。灌溉用水量的依據(jù)。 65二、典型年灌溉用水量及用水過(guò)程線二、典型年灌溉用水量及用水過(guò)程線1 1、直接計(jì)算法、直接計(jì)算法 對(duì)于任何一種作物的某一次灌水，須供水到田間

36、的對(duì)于任何一種作物的某一次灌水，須供水到田間的灌水量灌水量( (稱凈灌溉用水量稱凈灌溉用水量)W)W凈凈， W凈凈=mA(m3) (3-67) (3-67) m-m-該作物某次灌水的灌水定額，該作物某次灌水的灌水定額，m m3 3畝；畝； A-A-該作物的灌溉面積，畝。該作物的灌溉面積，畝。6667全灌區(qū)任何一個(gè)時(shí)段內(nèi)的凈灌溉用水量是該時(shí)段各種全灌區(qū)任何一個(gè)時(shí)段內(nèi)的凈灌溉用水量是該時(shí)段各種作物凈灌溉用水量之和，按此計(jì)算可求得典型年全灌作物凈灌溉用水量之和，按此計(jì)算可求得典型年全灌區(qū)凈灌溉用水量過(guò)程。區(qū)凈灌溉用水量過(guò)程。68灌溉水由水源經(jīng)各級(jí)渠道輸送到田間，一部分灌溉水由水源經(jīng)各級(jí)渠道輸送到田間

37、，一部分水會(huì)損失掉。而為了滿足作物的生長(zhǎng)需要，灌水會(huì)損失掉。而為了滿足作物的生長(zhǎng)需要，灌溉需水量應(yīng)當(dāng)包括這部分損失掉的水量。溉需水量應(yīng)當(dāng)包括這部分損失掉的水量。在此引入在此引入灌溉水利用系數(shù)灌溉水利用系數(shù)水水，它是衡量灌溉水，它是衡量灌溉水量損失的指標(biāo)。量損失的指標(biāo)。69 水水= W凈凈 / W毛毛 W毛毛=W凈凈 / 水水 渠道的長(zhǎng)度渠道的長(zhǎng)度 流量流量 沿渠土壤沿渠土壤 水文地質(zhì)條件水文地質(zhì)條件 渠道工程狀況渠道工程狀況 灌溉管理水平灌溉管理水平水水的影響因素的影響因素水水的取值的取值我國(guó)南方各省，在規(guī)劃設(shè)我國(guó)南方各省，在規(guī)劃設(shè)計(jì)中，對(duì)大、中、小型灌計(jì)中，對(duì)大、中、小型灌區(qū)，一般區(qū)，一般水水分別為分別為0.500.60、0.600.70、和、和0.700.80 ；有防滲