第二章 作物需水量和灌溉用水量

1、作物根系吸水，也稱植株蒸騰作物根系吸水，也稱植株蒸騰植株間水分蒸發(fā)，也稱棵間蒸發(fā)植株間水分蒸發(fā)，也稱棵間蒸發(fā)滲漏滲漏深層滲漏：旱作物深層滲漏：旱作物田間滲漏：水稻田間滲漏：水稻 農(nóng)田水分消耗農(nóng)田水分消耗根系根系吸水吸水植物體植物體輸水輸水植物體植物體蒸騰蒸騰蒸騰蒸騰蒸發(fā)蒸發(fā)1、作物需水量、作物需水量v 在實(shí)際中由于組成植株體的水分只占總需水量中在實(shí)際中由于組成植株體的水分只占總需水量中很微小的一部分很微小的一部分(一般小于一般小于1%)，而且這一小部分的，而且這一小部分的影響因素較復(fù)雜，難于準(zhǔn)確計(jì)算，故人們均將此部影響因素較復(fù)雜，難于準(zhǔn)確計(jì)算，故人們均將此部分忽略不計(jì)，分忽略不計(jì)，即認(rèn)為作物需

2、水量就等于植株蒸騰量即認(rèn)為作物需水量就等于植株蒸騰量和棵間蒸發(fā)量之和，即所謂的和棵間蒸發(fā)量之和，即所謂的“蒸發(fā)蒸騰量蒸發(fā)蒸騰量” 。 作物需水量作物需水量 = 植株蒸騰植株蒸騰 + 株間蒸發(fā)株間蒸發(fā)=騰發(fā)量騰發(fā)量簡(jiǎn)稱耗水量：就某一地區(qū)而言，指簡(jiǎn)稱耗水量：就某一地區(qū)而言，指具體條件下作物獲得一定產(chǎn)量時(shí)實(shí)際所消耗的水量。具體條件下作物獲得一定產(chǎn)量時(shí)實(shí)際所消耗的水量。v 需水量需水量是一個(gè)是一個(gè)理論值理論值，又稱為潛在蒸散量（或潛在，又稱為潛在蒸散量（或潛在騰發(fā)量），而騰發(fā)量），而耗水量耗水量是一個(gè)是一個(gè)實(shí)際值實(shí)際值，又稱實(shí)際蒸散量。，又稱實(shí)際蒸散量。需水量與耗水量的單位一樣，常以需水量與耗水量的單

3、位一樣，常以 m3 畝畝-1 或或 mm 水水層表示。層表示。2、田間耗水量、田間耗水量稻田耗水量稻田耗水量=作物需水量作物需水量+ 田間滲漏田間滲漏旱地耗水量旱地耗水量=作物需水量作物需水量3、作物需水量特點(diǎn)、作物需水量特點(diǎn)隨著作物的隨著作物的生長(zhǎng)和葉面積的增加，需水量值也不斷增大，在作生長(zhǎng)和葉面積的增加，需水量值也不斷增大，在作物苗期，需水量值較小，當(dāng)作物進(jìn)入生長(zhǎng)盛期，需物苗期，需水量值較小，當(dāng)作物進(jìn)入生長(zhǎng)盛期，需水量增加很快，葉面積最大時(shí)，作物需水量出現(xiàn)高水量增加很快，葉面積最大時(shí)，作物需水量出現(xiàn)高峰；到作物成熟期，需水量值又迅速下降。峰；到作物成熟期，需水量值又迅速下降。v每種作物都有

4、需水高峰期，每種作物都有需水高峰期，如冬小麥有兩個(gè)需水高峰期，如冬小麥有兩個(gè)需水高峰期，第一個(gè)高峰在分蘗期，第二高峰在開(kāi)花至乳熟期；第一個(gè)高峰在分蘗期，第二高峰在開(kāi)花至乳熟期；大豆的需水高峰在開(kāi)花結(jié)莢期；谷子的需水高峰為大豆的需水高峰在開(kāi)花結(jié)莢期；谷子的需水高峰為開(kāi)花開(kāi)花乳熟期；玉米為抽雄乳熟期；玉米為抽雄乳熟期。乳熟期。 （1）同一作物不同生育階段對(duì)水分要求不同）同一作物不同生育階段對(duì)水分要求不同E作物在不同生育時(shí)期對(duì)缺水的敏感程度不同，在作作物在不同生育時(shí)期對(duì)缺水的敏感程度不同，在作物整個(gè)生育期中通常把對(duì)缺水最敏感、缺水對(duì)產(chǎn)量影響物整個(gè)生育期中通常把對(duì)缺水最敏感、缺水對(duì)產(chǎn)量影響最大的時(shí)期稱

5、為最大的時(shí)期稱為作物需水臨界期作物需水臨界期或或需水關(guān)鍵期需水關(guān)鍵期。各種作各種作物需水臨界期不完全相同，物需水臨界期不完全相同，在作物需水臨界期缺水，在作物需水臨界期缺水，會(huì)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生很大影響。會(huì)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生很大影響。E農(nóng)作物產(chǎn)量影響最大的時(shí)期分別為農(nóng)作物產(chǎn)量影響最大的時(shí)期分別為:3、作物需水量特點(diǎn)、作物需水量特點(diǎn)（2）作物種類不同對(duì)水分要求不同）作物種類不同對(duì)水分要求不同水稻：孕穗開(kāi)花水稻：孕穗開(kāi)花 棉花：開(kāi)花棉花：開(kāi)花結(jié)鈴結(jié)鈴期期小麥：拔節(jié)灌漿期小麥：拔節(jié)灌漿期 玉米：玉米：抽雄抽雄乳熟期乳熟期3、作物需水量特點(diǎn)、作物需水量特點(diǎn)（3）地區(qū)自然條件不同作物需水量不同地區(qū)自然條件不同作物需水量

6、不同土壤：土壤含水率、土壤質(zhì)地、地下水埋深土壤：土壤含水率、土壤質(zhì)地、地下水埋深 氣象：蒸發(fā)、降雨氣象：蒸發(fā)、降雨（4）農(nóng)業(yè)技術(shù)措施不同，作物需水情況不同農(nóng)業(yè)技術(shù)措施不同，作物需水情況不同免耕免耕 秸稈或薄膜覆蓋秸稈或薄膜覆蓋 深翻深松深翻深松自然因素：氣象條件、土壤特征、作物性狀等自然因素：氣象條件、土壤特征、作物性狀等人為因素：農(nóng)田灌排措施、農(nóng)業(yè)耕作措施等人為因素：農(nóng)田灌排措施、農(nóng)業(yè)耕作措施等（1 1）氣象因素）氣象因素 氣象因素是影響作物需水量的主要因素，它不僅氣象因素是影響作物需水量的主要因素，它不僅影響蒸騰速率，也直接影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育。影響蒸騰速率，也直接影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育。氣象因

7、素對(duì)作物需水量的影響，往往是幾個(gè)因素氣象因素對(duì)作物需水量的影響，往往是幾個(gè)因素同時(shí)作用，很難將各個(gè)因素的影響一一分開(kāi)。同時(shí)作用，很難將各個(gè)因素的影響一一分開(kāi)。當(dāng)氣溫高、日照時(shí)數(shù)多、相對(duì)濕度小時(shí)，需水量當(dāng)氣溫高、日照時(shí)數(shù)多、相對(duì)濕度小時(shí)，需水量會(huì)增加。會(huì)增加。4、影響作物需水量的因素：影響作物需水量的因素：（2）土壤特征）土壤特征 土壤含水狀況、土壤質(zhì)地、地下水埋深等。土壤含水狀況、土壤質(zhì)地、地下水埋深等。4、影響作物需水量的因素：影響作物需水量的因素：（3）作物因素）作物因素 v 不同種類的作物需水量有很大的差異，如就小不同種類的作物需水量有很大的差異，如就小麥、玉麥、玉 米、水稻而言，水稻小

8、麥玉米；米、水稻而言，水稻小麥玉米；v 不同品種的作物需水量有很大差異，如耐旱品不同品種的作物需水量有很大差異，如耐旱品種需水量?。徊煌A段需水量不同；不同長(zhǎng)勢(shì)種需水量??；不同生育階段需水量不同；不同長(zhǎng)勢(shì)的作物需水量不同。的作物需水量不同。（4）農(nóng)業(yè)耕作措施）農(nóng)業(yè)耕作措施 灌水后適時(shí)耕耙保墑、中耕松土，將土壤表面灌水后適時(shí)耕耙保墑、中耕松土，將土壤表面 形成一個(gè)疏松層，這樣就可以減少水分的消耗。形成一個(gè)疏松層，這樣就可以減少水分的消耗。（5）農(nóng)田灌溉排水措施）農(nóng)田灌溉排水措施 兩類計(jì)算方法：兩類計(jì)算方法： 1、直接計(jì)算出作物需水量的方法；、直接計(jì)算出作物需水量的方法； 2、基于參照作物、基

9、于參照作物需水量計(jì)算實(shí)際作物需水量。需水量計(jì)算實(shí)際作物需水量。nETc=kc ET0 Kc：作物系數(shù)：作物系數(shù)nET0：參考作物騰發(fā)量，計(jì)算以：參考作物騰發(fā)量，計(jì)算以往常用往常用FAO（1979）的修正）的修正Penman法，最新法，最新FAO（1998）Penman-Monteith法法1000ppERppETan1、直接計(jì)算需水量的方法、直接計(jì)算需水量的方法（1）值法：以水面蒸發(fā)為參數(shù)的需水量計(jì)算法值法：以水面蒸發(fā)為參數(shù)的需水量計(jì)算法水面蒸發(fā)量與作物需水量之間存在一定程度的相關(guān)關(guān)水面蒸發(fā)量與作物需水量之間存在一定程度的相關(guān)關(guān)系，因此可用水面蒸發(fā)量這一參數(shù)來(lái)計(jì)算作物需水量：系，因此可用水面蒸

10、發(fā)量這一參數(shù)來(lái)計(jì)算作物需水量：0EETbEET0與與ET同時(shí)段的同時(shí)段的水面蒸發(fā)量水面蒸發(fā)量某時(shí)段內(nèi)的作物需水量（某時(shí)段內(nèi)的作物需水量（mm）1、直接計(jì)算需水量的方法、直接計(jì)算需水量的方法（1）值法：值法：需水系數(shù)或蒸發(fā)系數(shù)，為需水量與水面蒸發(fā)量需水系數(shù)或蒸發(fā)系數(shù)，為需水量與水面蒸發(fā)量的比值，由實(shí)測(cè)資料確定，的比值，由實(shí)測(cè)資料確定，一般水稻田的一般水稻田的= 0.91.3，旱作的，旱作的= 0.30.7。 作物全生育期內(nèi)各生長(zhǎng)階段的作物全生育期內(nèi)各生長(zhǎng)階段的值是各不相同的，值是各不相同的，其最大值出現(xiàn)在作物生長(zhǎng)旺期，而發(fā)芽出苗期則其最大值出現(xiàn)在作物生長(zhǎng)旺期，而發(fā)芽出苗期則最小，所以在分階段計(jì)算

11、作物需水量時(shí)，各階段最小，所以在分階段計(jì)算作物需水量時(shí)，各階段應(yīng)分別選取應(yīng)分別選取不同的不同的值值。 一般水稻用一般水稻用 值法比旱作物用此法好。值法比旱作物用此法好。1、直接計(jì)算需水量的方法、直接計(jì)算需水量的方法 作物產(chǎn)量反映了水、土、肥、熱、氣、光等因作物產(chǎn)量反映了水、土、肥、熱、氣、光等因素的協(xié)調(diào)及農(nóng)業(yè)措施的綜合作用。素的協(xié)調(diào)及農(nóng)業(yè)措施的綜合作用。在一定條件下，在一定條件下，作物需水量將隨產(chǎn)量的提高而增加。但是需水量的作物需水量將隨產(chǎn)量的提高而增加。但是需水量的增加并不與產(chǎn)量成比例，增加并不與產(chǎn)量成比例， 單位產(chǎn)量的需水量隨產(chǎn)量的增單位產(chǎn)量的需水量隨產(chǎn)量的增加而逐漸減小，說(shuō)明當(dāng)作物產(chǎn)加而

12、逐漸減小，說(shuō)明當(dāng)作物產(chǎn)量達(dá)到一定水平后，要進(jìn)一步量達(dá)到一定水平后，要進(jìn)一步提高產(chǎn)量就不能僅靠增加水量，提高產(chǎn)量就不能僅靠增加水量，而必須同時(shí)改善作物生長(zhǎng)所必而必須同時(shí)改善作物生長(zhǎng)所必需的其它條件。需的其它條件。產(chǎn)量Y式中：式中：K 、 n、c由實(shí)驗(yàn)確定。由實(shí)驗(yàn)確定。此法簡(jiǎn)便，只要確定計(jì)劃產(chǎn)量后便可算出需水量；同時(shí)，此法簡(jiǎn)便，只要確定計(jì)劃產(chǎn)量后便可算出需水量；同時(shí)，此法使需水量與產(chǎn)量相聯(lián)系，便于進(jìn)行此法使需水量與產(chǎn)量相聯(lián)系，便于進(jìn)行灌溉經(jīng)濟(jì)分析灌溉經(jīng)濟(jì)分析。cKYETn作物全生育期作物全生育期內(nèi)總需水量（內(nèi)總需水量（m3/畝）畝）需水系數(shù)需水系數(shù)作物單位面積作物單位面積產(chǎn)量（產(chǎn)量（kg/畝）畝）

13、1、直接計(jì)算需水量的方法、直接計(jì)算需水量的方法E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。量隨產(chǎn)量的提高而增大，用此法推算較可靠。但對(duì)于土壤水但對(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)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，用此法推算的誤差較大。量與需水量關(guān)系不明確，用此法推算的誤差較大。（3）階段作物需水量階段作物需水量：實(shí)踐中的模比系數(shù)法：先確定全生育期作物需水量，實(shí)踐中的模比系數(shù)法：先確定全生育期作物需水量，估算出作物各生育階段的需水量

14、，然后按照各生育估算出作物各生育階段的需水量，然后按照各生育階段需水規(guī)律，以一定比例進(jìn)行分配，即階段需水規(guī)律，以一定比例進(jìn)行分配，即ETKETii1001某一生育階段的作物需水量某一生育階段的作物需水量模比系數(shù)模比系數(shù)日需水量日需水量：作物每日所需水量。：作物每日所需水量。作物的日需水量和作物的日需水量和模比系數(shù)模比系數(shù)，是制定灌溉制，是制定灌溉制度和合理用水的重要依據(jù)。度和合理用水的重要依據(jù)。1、直接計(jì)算需水量的方法、直接計(jì)算需水量的方法基于參照作物需水量計(jì)算實(shí)際作物需水量基于參照作物需水量計(jì)算實(shí)際作物需水量2、基于參照作物需水量計(jì)算實(shí)際作物需水量基于參照作物需水量計(jì)算實(shí)際作物需水量計(jì)算參照

15、作物需水量的方法有很多，最著名的、應(yīng)用計(jì)算參照作物需水量的方法有很多，最著名的、應(yīng)用最廣泛的是最廣泛的是Penman公式公式1000ppERppETanKc ： 作物系數(shù)，與作物種類、品種、生育期、作物群作物系數(shù)，與作物種類、品種、生育期、作物群體葉面積有關(guān)。實(shí)測(cè)結(jié)果表明，體葉面積有關(guān)。實(shí)測(cè)結(jié)果表明，Kc 在作物全生育期的在作物全生育期的變化規(guī)律是：前期和后期相對(duì)較小，生長(zhǎng)盛期較大。變化規(guī)律是：前期和后期相對(duì)較小，生長(zhǎng)盛期較大。實(shí)際作物的需水量與參考作物需水量?jī)烧呤軞庀笠蛩貙?shí)際作物的需水量與參考作物需水量?jī)烧呤軞庀笠蛩氐挠绊懢哂型叫缘摹Ｒ虼?，此時(shí)作物需水量可由參的影響具有同步性的。因此，此時(shí)

16、作物需水量可由參照作物蒸發(fā)蒸騰量乘以作物系數(shù)得到。照作物蒸發(fā)蒸騰量乘以作物系數(shù)得到。ET0 的計(jì)算只考慮了氣象因素對(duì)需水量的影響，實(shí)際作的計(jì)算只考慮了氣象因素對(duì)需水量的影響，實(shí)際作物需水量物需水量ET 還應(yīng)考慮作物與土壤因素進(jìn)行修正。還應(yīng)考慮作物與土壤因素進(jìn)行修正。0ETKETcv灌溉制度：灌溉制度：指特定作物在一定的氣候、土壤、供水指特定作物在一定的氣候、土壤、供水等自然條件和一定的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施下，為了獲得高產(chǎn)等自然條件和一定的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施下，為了獲得高產(chǎn)或高效，所制訂的向農(nóng)田灌水的方案。包括作物播種或高效，所制訂的向農(nóng)田灌水的方案。包括作物播種前前(或水稻栽秧前或水稻栽秧前)及全生育期內(nèi)的

17、及全生育期內(nèi)的灌水次數(shù)灌水次數(shù)，每次灌，每次灌水的水的灌水日期灌水日期、灌水定額灌水定額以及以及灌溉定額灌溉定額。v灌水定額：灌水定額：指一次灌水單位面積上的灌水量。指一次灌水單位面積上的灌水量。v灌溉定額：灌溉定額：指作物全生育期各次灌水定額之和。指作物全生育期各次灌水定額之和。 灌水定額及灌溉定額常以灌水定額及灌溉定額常以m3/hm2或或mm表示。表示。v灌水次數(shù)：灌水次數(shù)：農(nóng)作物在整個(gè)生育期中實(shí)施灌溉的次數(shù)。農(nóng)作物在整個(gè)生育期中實(shí)施灌溉的次數(shù)。 灌水時(shí)間以作物生育期或年、月、日表示。灌水時(shí)間以作物生育期或年、月、日表示。 灌溉制度隨作物種類、品種和自然條件及農(nóng)業(yè)技術(shù)灌溉制度隨作物種類、品

18、種和自然條件及農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的不同而變化。措施的不同而變化。 由于擬建灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)或已建灌區(qū)管理工作的需要，由于擬建灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)或已建灌區(qū)管理工作的需要，灌溉制度一般都需在灌水季節(jié)前加以確定，帶有部分灌溉制度一般都需在灌水季節(jié)前加以確定，帶有部分估算（預(yù)報(bào)）性質(zhì)。估算（預(yù)報(bào)）性質(zhì)。 因此，必須以作物需水規(guī)律和氣象條件（特別是降因此，必須以作物需水規(guī)律和氣象條件（特別是降水）等作為主要依據(jù)，從當(dāng)?shù)鼐唧w條件出發(fā)，針對(duì)不水）等作為主要依據(jù)，從當(dāng)?shù)鼐唧w條件出發(fā)，針對(duì)不同水文年份，擬定同水文年份，擬定濕潤(rùn)年（降雨量頻率為濕潤(rùn)年（降雨量頻率為25%25%）、中等中等年（頻率為年（頻率為50%50%）和和中等

19、干旱年（頻率為中等干旱年（頻率為75%75%）及及特旱特旱年（頻率為年（頻率為95%95%）四種類型的灌溉制度。四種類型的灌溉制度。 也就是說(shuō)也就是說(shuō)同一種作物在不同水文年有不同的灌溉制同一種作物在不同水文年有不同的灌溉制度。度。一一般在灌溉工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)中多采用般在灌溉工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)中多采用中等干旱年中等干旱年的灌溉制度作為標(biāo)準(zhǔn)的灌溉制度作為標(biāo)準(zhǔn)。 灌溉制度是灌溉工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是已建成灌溉制度是灌溉工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是已建成灌區(qū)編制和執(zhí)行用水計(jì)劃，合理用水的重要依據(jù)。灌區(qū)編制和執(zhí)行用水計(jì)劃，合理用水的重要依據(jù)。 灌溉制度關(guān)系到灌區(qū)內(nèi)作物產(chǎn)量（效益）和品質(zhì)灌溉制度關(guān)系到灌區(qū)內(nèi)作物產(chǎn)量（

20、效益）和品質(zhì)的提高，及灌區(qū)水土資源的充分利用和灌溉工程設(shè)的提高，及灌區(qū)水土資源的充分利用和灌溉工程設(shè)施效益的發(fā)揮。施效益的發(fā)揮。 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在灌區(qū)規(guī)劃、設(shè)計(jì)或管理中，常采用以下幾種方法來(lái)在灌區(qū)規(guī)劃、設(shè)計(jì)或管理中，常采用以下幾種方法來(lái)確定灌溉制度。確定灌溉制度。 1）根據(jù)群眾豐產(chǎn)灌水經(jīng)驗(yàn)確定作物灌溉制度根據(jù)群眾豐產(chǎn)灌水經(jīng)驗(yàn)確定作物灌溉制度 經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐、摸索，各地群眾都積累了不少經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐、摸索，各地群眾都積累了不少確定灌溉制度的經(jīng)驗(yàn)與方法。這些經(jīng)驗(yàn)是制定灌溉制確定灌溉制度的經(jīng)驗(yàn)與方法。這些經(jīng)驗(yàn)是制定灌溉制度的重要依據(jù)，應(yīng)成為制定灌溉制度最寶貴

21、的資料。度的重要依據(jù)，應(yīng)成為制定灌溉制度最寶貴的資料。灌溉制度調(diào)查應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的水文年份，仔細(xì)調(diào)查灌溉制度調(diào)查應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的水文年份，仔細(xì)調(diào)查這些年份不同生育期的作物田間耗水強(qiáng)度這些年份不同生育期的作物田間耗水強(qiáng)度mm/d及灌及灌水次數(shù)、灌水時(shí)間、灌水定額及灌溉定額，并由此確水次數(shù)、灌水時(shí)間、灌水定額及灌溉定額，并由此確定這些年份的灌溉制度。定這些年份的灌溉制度。1、制定灌溉制度的方法、制定灌溉制度的方法一、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 1）根據(jù)群眾豐產(chǎn)灌水經(jīng)驗(yàn)確定作物灌溉制度根據(jù)群眾豐產(chǎn)灌水經(jīng)驗(yàn)確定作物灌溉制度我國(guó)北方地區(qū)幾種主要旱作物的灌溉制度調(diào)查生育期灌溉制度

22、 作 物 灌水次數(shù) 灌水定額(m3hm2) 灌溉定額(m3hm2) 備注 小麥 棉花 玉米 36 24 34 6001200 450600 600900 30004500 12002250 22503750 干旱年份 1、制定灌溉制度的方法、制定灌溉制度的方法一、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 2）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 長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)各地的灌溉試驗(yàn)站已進(jìn)行了多長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)各地的灌溉試驗(yàn)站已進(jìn)行了多年灌溉試驗(yàn)工作，積累了一大批相關(guān)的試驗(yàn)觀測(cè)資年灌溉試驗(yàn)工作，積累了一大批相關(guān)的試驗(yàn)觀測(cè)資料，這些資料為制定灌溉制度提供了重要的依據(jù)。料，這些

23、資料為制定灌溉制度提供了重要的依據(jù)。 1、制定灌溉制度的方法、制定灌溉制度的方法一、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1、制定灌溉制度的方法、制定灌溉制度的方法 3）按水量平衡原理分析制定灌溉制度按水量平衡原理分析制定灌溉制度 水量平衡法以作物各生育期內(nèi)水層變化（水田）水量平衡法以作物各生育期內(nèi)水層變化（水田）或土壤水分變化（旱田）為依據(jù)，或土壤水分變化（旱田）為依據(jù)，從對(duì)作物充分供從對(duì)作物充分供水的觀點(diǎn)出發(fā)水的觀點(diǎn)出發(fā)，要求在作物各生育期內(nèi)水層變化，要求在作物各生育期內(nèi)水層變化（水田）或計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的土壤含水量維持在作物（水田）或計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的土壤含水量維持在作物適宜水層深

24、度或土壤含水量的上限和下限之間，降適宜水層深度或土壤含水量的上限和下限之間，降至至下限時(shí)則應(yīng)進(jìn)行灌水下限時(shí)則應(yīng)進(jìn)行灌水，以保證作物充分供水。，以保證作物充分供水。 應(yīng)用時(shí)要參考、結(jié)合前幾種方法的結(jié)果，這樣應(yīng)用時(shí)要參考、結(jié)合前幾種方法的結(jié)果，這樣才能使得所制定的灌溉制度更為合理與完善。才能使得所制定的灌溉制度更為合理與完善。2 2、水稻灌溉制度、水稻灌溉制度2 2、水稻灌溉制度、水稻灌溉制度 水稻本田的灌溉制度?？煞謩e針對(duì)水稻本田的灌溉制度?？煞謩e針對(duì)泡田期泡田期及及插秧以后插秧以后的的生育期進(jìn)行設(shè)計(jì)。生育期進(jìn)行設(shè)計(jì)。1 1）泡田期）泡田期 泡田期的灌溉用水量泡田期的灌溉用水量(泡田定額泡田定額

25、)可用下式確定：可用下式確定：M1=0.667(h0+S1+e1t1-P1) 式中式中 M1泡田期灌溉用水量，泡田期灌溉用水量，m3/畝；畝； h0插秧時(shí)田面所需的水層深度，插秧時(shí)田面所需的水層深度，mm； S1泡田期的滲漏量，即開(kāi)始泡田到插秧期間的總滲漏量泡田期的滲漏量，即開(kāi)始泡田到插秧期間的總滲漏量, ,mm； t1泡田期的日數(shù)；泡田期的日數(shù)； e1t1時(shí)期（泡田期）內(nèi)水田田面平均蒸發(fā)強(qiáng)度，時(shí)期（泡田期）內(nèi)水田田面平均蒸發(fā)強(qiáng)度，mm/d，可可用水面蒸發(fā)強(qiáng)度代替；用水面蒸發(fā)強(qiáng)度代替； P1t1時(shí)期內(nèi)的降雨量，時(shí)期內(nèi)的降雨量，mm。通常，泡田定額按照土壤、地勢(shì)、地下水埋深通常，泡田定額按照土壤

26、、地勢(shì)、地下水埋深等類似田塊的實(shí)測(cè)資料決定，一般等類似田塊的實(shí)測(cè)資料決定，一般h0=3050cm條條件下，泡田定額可采取以下數(shù)值：件下，泡田定額可采取以下數(shù)值： 粘土、壤土：粘土、壤土：5080m3/畝；畝； 中壤土、砂壤土：中壤土、砂壤土：80120m3/畝；畝； 輕砂壤土：輕砂壤土：100160m3/畝；畝；2 2、水稻灌溉制度、水稻灌溉制度1 1）泡田期）泡田期2 2、水稻灌溉制度、水稻灌溉制度2 2）生育期（水量平衡原理）生育期（水量平衡原理） 水量平衡方程：水量平衡方程： h1+P+m-s-c-E=h2 式中式中 h1時(shí)段初田面水層深度；時(shí)段初田面水層深度； P時(shí)段內(nèi)降雨量；時(shí)段內(nèi)降

27、雨量； m時(shí)段內(nèi)的灌水量；時(shí)段內(nèi)的灌水量； s時(shí)段內(nèi)滲漏量時(shí)段內(nèi)滲漏量c時(shí)段內(nèi)排水量；時(shí)段內(nèi)排水量；E 蒸發(fā)量；蒸發(fā)量； h2時(shí)段末田面水層深度；時(shí)段末田面水層深度；式中各數(shù)值均以式中各數(shù)值均以mm計(jì)。計(jì)。 2 2、水稻灌溉制度、水稻灌溉制度2 2）生育期（水量平衡原理）生育期（水量平衡原理）h1h2mscPE如圖所示：如圖所示：m為灌溉量，為灌溉量，P為降雨，為降雨，E為蒸發(fā)量，為蒸發(fā)量，c為排為排水量，水量，s為滲漏量，初始水層深為為滲漏量，初始水層深為h1。對(duì)任一時(shí)段：。對(duì)任一時(shí)段：h1+P+m-s-c-E=h2m=h2+s+c+E-h1-P如果時(shí)段初的農(nóng)田水分處于適宜水層如果時(shí)段初的農(nóng)

28、田水分處于適宜水層(水田水田)上限上限(hmax)，經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)段的消耗，田面水層降到適宜經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)段的消耗，田面水層降到適宜水層的下限水層的下限(hmin)，這時(shí)如果沒(méi)有降雨，則需進(jìn)行這時(shí)如果沒(méi)有降雨，則需進(jìn)行灌溉，灌水定額即為：灌溉，灌水定額即為：m= hmaxhmin 當(dāng)確定了各階段適宜水層當(dāng)確定了各階段適宜水層hmax 、 hmin 以及各階段需水強(qiáng)度，即可采用圖解法推求水以及各階段需水強(qiáng)度，即可采用圖解法推求水稻灌溉制度稻灌溉制度 3 3）圖解法推求作物灌溉制度）圖解法推求作物灌溉制度 2 2、水稻灌溉制度、水稻灌溉制度hminhmaxhpdmh121hdWCmPh時(shí)段初田面時(shí)段初田面

29、水層深度水層深度時(shí)段內(nèi)時(shí)段內(nèi)降雨量降雨量時(shí)段內(nèi)田時(shí)段內(nèi)田間耗水量間耗水量時(shí)段內(nèi)時(shí)段內(nèi)灌水量灌水量時(shí)段內(nèi)時(shí)段內(nèi)排水量排水量時(shí)段末田面時(shí)段末田面水層深度水層深度灌水定額灌水定額m=hmax-hminp4 4）列表計(jì)算法擬定作物灌溉制度列表計(jì)算法擬定作物灌溉制度列表法計(jì)算灌溉制度步驟：列表法計(jì)算灌溉制度步驟：（1）基本資料：生育期階段耗水強(qiáng)度、）基本資料：生育期階段耗水強(qiáng)度、生育期降雨量、階段適宜水深生育期降雨量、階段適宜水深（2）列表逐日計(jì)算。）列表逐日計(jì)算。（3）列出灌溉制度表。）列出灌溉制度表。（4）計(jì)算灌溉定額。）計(jì)算灌溉定額。例題（例題（P35）2 2、水稻灌溉制度、水稻灌溉制度經(jīng)計(jì)算，可

30、求得灌水次數(shù)為經(jīng)計(jì)算，可求得灌水次數(shù)為10次次，灌溉定額為，灌溉定額為340mm，即，即227立立方米方米/畝；若泡田定額為畝；若泡田定額為80立方米立方米/畝，則總灌溉定額為畝，則總灌溉定額為M=227+80=307m3/畝。由計(jì)算表可得到畝。由計(jì)算表可得到灌水時(shí)間灌水時(shí)間和和每次灌水量每次灌水量。由此得到灌溉制度的全部四個(gè)要素。由此得到灌溉制度的全部四個(gè)要素。注意點(diǎn)注意點(diǎn)2 2、水稻灌溉制度、水稻灌溉制度計(jì)算時(shí)間應(yīng)從返青期前一天開(kāi)始；計(jì)算時(shí)間應(yīng)從返青期前一天開(kāi)始；剛播秧的幾天內(nèi)水深允許低于剛播秧的幾天內(nèi)水深允許低于hmin，防止漂秧；，防止漂秧；每次灌溉至少每次灌溉至少10mm以上，然后依

31、次以上，然后依次15，20，25，30mm等。等。需水臨界期充分灌溉。需水臨界期充分灌溉。校核。校核。例題例題1：用列表法制定水稻的灌溉制度。：用列表法制定水稻的灌溉制度。資料：（資料：（1）某灌區(qū)擬種植雙季晚稻，設(shè)計(jì)年全生育）某灌區(qū)擬種植雙季晚稻，設(shè)計(jì)年全生育期需水系數(shù)期需水系數(shù)=1.4，水面蒸發(fā)量，水面蒸發(fā)量E=350.0mm，稻田，稻田日滲漏量為日滲漏量為1.5mm/d。（2）灌水方法采用淺灌深蓄。各生育階段需水模系）灌水方法采用淺灌深蓄。各生育階段需水模系數(shù)、淹灌水層上下線及雨后允許最大深度見(jiàn)表數(shù)、淹灌水層上下線及雨后允許最大深度見(jiàn)表1-1。（3）設(shè)計(jì)年雙季晚稻生育期內(nèi)降雨量見(jiàn)表）設(shè)計(jì)

32、年雙季晚稻生育期內(nèi)降雨量見(jiàn)表1-2。（4）泡田定額為）泡田定額為120mm，泡田末期（，泡田末期（7月月31日）田日）田面水層為面水層為30mm；分蘗期末要求曬田。；分蘗期末要求曬田。 參照書(shū)中例題（參照書(shū)中例題（35頁(yè)）頁(yè)）生育階段生育階段返青返青分蘗分蘗拔節(jié)拔節(jié)孕孕期期抽穗抽穗開(kāi)開(kāi)花花乳期乳期黃熟黃熟起止時(shí)間（日起止時(shí)間（日/月）月）1/8-7/88/8-27/828/8-19/920/9-29/930/9-19/1020/10-5/11天數(shù)（天數(shù)（d）72023102017需水模系數(shù)需水模系數(shù)（%）7.126.826.210.9712適宜水層下線適宜水層下線（mm）20252530150

33、適宜水層上線適宜水層上線（mm）505060604530雨后允許最大雨后允許最大蓄水深（蓄水深（mm）60708010050表表2-1 2-1 水稻各生育階段需水系數(shù)、適宜水層上下限水稻各生育階段需水系數(shù)、適宜水層上下限及雨后允許最大蓄水深及雨后允許最大蓄水深日期日期2/89/831/82/94/95/9降雨量（降雨量（mm）3.20.721.4616.914.3日期日期8/915/916/920/928/916/10降雨量（降雨量（mm）19.41.6日期日期18/1019/1026/10降雨量（降雨量（mm）11.513.21.5表表2-2 2-2 設(shè)計(jì)年雙季晚稻生育

34、期內(nèi)的降雨量設(shè)計(jì)年雙季晚稻生育期內(nèi)的降雨量HKETPMETMKPWWWTt00任一時(shí)間任一時(shí)間t時(shí)的時(shí)的土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的儲(chǔ)水量?jī)?nèi)的儲(chǔ)水量時(shí)段初的土壤時(shí)段初的土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的儲(chǔ)水量?jī)?nèi)的儲(chǔ)水量計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量時(shí)段內(nèi)保存在時(shí)段內(nèi)保存在土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的有效降雨量?jī)?nèi)的有效降雨量時(shí)段內(nèi)的時(shí)段內(nèi)的地下水補(bǔ)給量地下水補(bǔ)給量時(shí)段內(nèi)的時(shí)段內(nèi)的灌溉水量灌溉水量時(shí)段內(nèi)的時(shí)段內(nèi)的作物需水量作物需水量1 1）根據(jù)水量平衡原理制定旱作物灌溉制度）根據(jù)水量平衡原理制定旱作物灌溉制度 為了滿足作物正常生長(zhǎng)的要求，土壤計(jì)劃濕潤(rùn)為了滿足作物正常生長(zhǎng)的要

35、求，土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的土壤含水量（或儲(chǔ)水量）必須經(jīng)常保持在一層內(nèi)的土壤含水量（或儲(chǔ)水量）必須經(jīng)常保持在一定的范圍之內(nèi)，即通常要求定的范圍之內(nèi)，即通常要求不小于不小于最小允許含水量最小允許含水量min（或最小允許儲(chǔ)水量（或最小允許儲(chǔ)水量Wmin）和）和不大于不大于最大允許最大允許含水量含水量max（或最大允許儲(chǔ)水量（或最大允許儲(chǔ)水量Wmax）。）。當(dāng)計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的平均土壤含水量（或儲(chǔ)水量）降當(dāng)計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的平均土壤含水量（或儲(chǔ)水量）降低到或接近于最小允許值（低到或接近于最小允許值（minmin或或W Wminmin）時(shí)，即需）時(shí)，即需進(jìn)行灌溉，以補(bǔ)充土壤水分，維持作物的正常生長(zhǎng)。進(jìn)行灌溉，以補(bǔ)充

36、土壤水分，維持作物的正常生長(zhǎng)。1 1）根據(jù)水量平衡原理制定旱作物灌溉制度）根據(jù)水量平衡原理制定旱作物灌溉制度1 1）根據(jù)水量平衡原理制定旱作物灌溉制度）根據(jù)水量平衡原理制定旱作物灌溉制度例如某時(shí)段內(nèi)沒(méi)有灌溉也沒(méi)有降雨，土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層也例如某時(shí)段內(nèi)沒(méi)有灌溉也沒(méi)有降雨，土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層也無(wú)變化，隨著時(shí)間的推移，無(wú)變化，隨著時(shí)間的推移，土壤儲(chǔ)水量土壤儲(chǔ)水量將降至下限將降至下限，其，其水量平衡方程可寫(xiě)為：水量平衡方程可寫(xiě)為：ETKWW0min土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層(H)內(nèi)儲(chǔ)水量變化內(nèi)儲(chǔ)水量變化1 1）根據(jù)水量平衡原理制定旱作物灌溉制度）根據(jù)水量平衡原理制定旱作物灌溉制度 判斷是否需要灌判斷是否需要

37、灌時(shí)段末的灌水定額（時(shí)段末的灌水定額（m3畝）畝） 則為（注意單位換則為（注意單位換算算）: :keWWtmin0)(667minmaxminmaxnHWWm)(667minmaxminmaxHWWm 確定灌水時(shí)間確定灌水時(shí)間 確定灌水量確定灌水量比較比較0 （ W0 ）與）與 min（Wmin）或旱作物的灌溉定額旱作物的灌溉定額)(667minmaxminmaxnHWWm)(667minmaxminmaxHWWm土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)允許最大儲(chǔ)水量?jī)?nèi)允許最大儲(chǔ)水量土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)允許最小儲(chǔ)水量?jī)?nèi)允許最小儲(chǔ)水量土壤計(jì)劃土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度濕潤(rùn)層深度計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)土

38、壤孔隙率土壤孔隙率（占土壤體積的（占土壤體積的%）允許的土壤允許的土壤最小含水率最小含水率（占土壤空隙（占土壤空隙體積的體積的%）允許的土壤允許的土壤最大含水率最大含水率（占土壤空隙（占土壤空隙體積的體積的%）計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)土壤干容重土壤干容重計(jì)劃濕潤(rùn)層深度（計(jì)劃濕潤(rùn)層深度（H）a、土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度：土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度：實(shí)施灌水時(shí)計(jì)劃調(diào)節(jié)、控實(shí)施灌水時(shí)計(jì)劃調(diào)節(jié)、控制土壤水分狀況的土層深度。制土壤水分狀況的土層深度。 一般可取為作物的主要根系活動(dòng)層。一般可取為作物的主要根系活動(dòng)層。 計(jì)劃濕潤(rùn)層深度與計(jì)劃濕潤(rùn)層深度與作物種類、品種、生育階段、作物種類、品種、生育階段、土壤性質(zhì)以及地下水

39、埋深等因素有關(guān)土壤性質(zhì)以及地下水埋深等因素有關(guān)。對(duì)某一特。對(duì)某一特定作物其深度隨作物的生長(zhǎng)而增加，需根據(jù)當(dāng)?shù)囟ㄗ魑锲渖疃入S作物的生長(zhǎng)而增加，需根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況確定。實(shí)際情況確定。 2 2）旱作物灌溉制度的基本資料）旱作物灌溉制度的基本資料 2 2）旱作物灌溉制度的基本資料）旱作物灌溉制度的基本資料冬小麥、棉花、玉米各生育期較典型的計(jì)劃濕潤(rùn)層深度冬小麥、棉花、玉米各生育期較典型的計(jì)劃濕潤(rùn)層深度 生育期 幼苗期 分蘗期 拔節(jié)期 抽穗期 灌漿期 冬小麥 計(jì)劃濕潤(rùn)層深度 0.30.4m 0.40.5 m 0.50.6m 0.60.8m 0.81.0 m 生育期 幼苗期 現(xiàn)蕾期 開(kāi)花結(jié)鈴期 吐絮期 棉花

40、 計(jì)劃濕潤(rùn)層深度 0.30.4m 0.40.6m 0.60.8m 0.60.8m 生育期 幼苗期 拔節(jié)期 孕穗期 抽穗期 灌漿期 玉米 計(jì)劃濕潤(rùn)層深度 0.30.4m 0.40.5m 0.50.6m 0.60.8m 0.8m 允許最大、最小含水率允許最大、最小含水率max、 minmax=fcminwpb、 2 2）旱作物灌溉制度的基本資料）旱作物灌溉制度的基本資料生育期 出苗期 分蘗期 越冬期 返青-拔節(jié)期 拔節(jié)期后 冬小麥 土壤適宜含水量 稍70% 稍70% 70%左右 6070% 7080% 生育期 播種期 苗期 現(xiàn)蕾期 開(kāi)花結(jié)鈴期 成熟期 棉花 土壤適宜含水量 70% 5570% 60

41、70% 7080% 5570% 生育期 播種期 苗期 拔節(jié)孕穗期 抽穗開(kāi)花期 灌漿成熟期 玉米 土壤適宜含水量 6080% 5560% 6070% 7075% 70%左右 冬小麥、棉花和玉米各生育階段要求的土壤適宜含水量冬小麥、棉花和玉米各生育階段要求的土壤適宜含水量 土壤適宜含水量介于土壤適宜含水量介于max與與min之間，隨作物品種及其生育之間，隨作物品種及其生育階段、土壤性質(zhì)等因素而變化。階段、土壤性質(zhì)等因素而變化。降雨入滲量降雨入滲量P0c、PP0降雨入滲系數(shù)降雨入滲系數(shù)P5 =05P50 =0.8-1.0P50 =0.7-0.8 2 2）旱作物灌溉制度的基本資料）旱作物灌溉制度的基本

42、資料有效降水：有效降水：能被田間作物有效利用的當(dāng)?shù)亟邓?。能被田間作物有效利用的當(dāng)?shù)亟邓?一般認(rèn)為小于一般認(rèn)為小于2mm2mm（亦有認(rèn)為小于（亦有認(rèn)為小于5mm5mm）的降水對(duì)作物無(wú)實(shí)）的降水對(duì)作物無(wú)實(shí)際意義，為際意義，為無(wú)效降水無(wú)效降水；降水過(guò)大將產(chǎn)生徑流和深層滲漏，此；降水過(guò)大將產(chǎn)生徑流和深層滲漏，此兩者也為無(wú)效降水。因此，有效降水量一般采用如下公式計(jì)兩者也為無(wú)效降水。因此，有效降水量一般采用如下公式計(jì)算：算：地下水補(bǔ)給量地下水補(bǔ)給量Kd、 2 2）旱作物灌溉制度的基本資料）旱作物灌溉制度的基本資料地下水補(bǔ)給量：地下水補(bǔ)給量：地下水借毛細(xì)管作用上升至作物根系活動(dòng)地下水借毛細(xì)管作用上升至作物

43、根系活動(dòng)層內(nèi)而被作物利用的水量。層內(nèi)而被作物利用的水量。p 其大小與地下水埋藏深度、土壤性質(zhì)、作物種類、作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、氣象條件、根系層土壤含水量等有關(guān)。物需水強(qiáng)度、氣象條件、根系層土壤含水量等有關(guān)。地下地下水位越接近根系活動(dòng)層，毛管作用越強(qiáng)，地下水補(bǔ)給量也水位越接近根系活動(dòng)層，毛管作用越強(qiáng)，地下水補(bǔ)給量也越多。越多。p 一般要通過(guò)田間試驗(yàn)來(lái)確定地下水對(duì)農(nóng)田的補(bǔ)給強(qiáng)度。一般要通過(guò)田間試驗(yàn)來(lái)確定地下水對(duì)農(nóng)田的補(bǔ)給強(qiáng)度。地下水（或下部土層）對(duì)根系層的補(bǔ)給可在實(shí)測(cè)兩層間土地下水（或下部土層）對(duì)根系層的補(bǔ)給可在實(shí)測(cè)兩層間土壤含水量（或基質(zhì)勢(shì)）變化趨勢(shì)的基礎(chǔ)上

44、，通過(guò)計(jì)算土壤壤含水量（或基質(zhì)勢(shì)）變化趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算土壤水分通量獲得水分通量獲得 。p通常取作物需水量的通常取作物需水量的15%-20%。計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量WTe、H1H2nHHWT)(6671212)(667水HHWT2 2）旱作物灌溉制度的基本資料）旱作物灌溉制度的基本資料作物生育期內(nèi)計(jì)劃濕潤(rùn)層的深度是不斷變化的。若計(jì)算作物生育期內(nèi)計(jì)劃濕潤(rùn)層的深度是不斷變化的。若計(jì)算時(shí)段內(nèi)計(jì)劃濕潤(rùn)層深度無(wú)變化，則時(shí)段內(nèi)計(jì)劃濕潤(rùn)層深度無(wú)變化，則WT 項(xiàng)可設(shè)定為零；若時(shí)項(xiàng)可設(shè)定為零；若時(shí)段內(nèi)計(jì)劃濕潤(rùn)層變化較大，由于計(jì)劃濕潤(rùn)層的增加，將增加段內(nèi)計(jì)劃濕潤(rùn)層變化較大，由于計(jì)

45、劃濕潤(rùn)層的增加，將增加部分有效水量，此時(shí)，部分有效水量，此時(shí)，WT可近似按下式計(jì)算：可近似按下式計(jì)算：nHM)(6670max1HM水)(6670max1播前灌水的目的在于保證作物種子發(fā)芽和出苗所必播前灌水的目的在于保證作物種子發(fā)芽和出苗所必須的土壤含水量或儲(chǔ)水于土壤中以供作物生育后期須的土壤含水量或儲(chǔ)水于土壤中以供作物生育后期之用。播前灌水往往只進(jìn)行一次。一般可按下式計(jì)之用。播前灌水往往只進(jìn)行一次。一般可按下式計(jì)算：算：3 3）旱作物播前灌水定額（）旱作物播前灌水定額（M1)M1)的確定的確定 以棉花灌溉制度為例：以棉花灌溉制度為例：在采用水量平衡圖解分析法擬定灌溉制度時(shí)，其步驟為：在采用水

46、量平衡圖解分析法擬定灌溉制度時(shí)，其步驟為： 1)1)根據(jù)各旬的計(jì)劃濕潤(rùn)層深度根據(jù)各旬的計(jì)劃濕潤(rùn)層深度H 和作物所要求的計(jì)劃濕潤(rùn)和作物所要求的計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)土壤含水量的上限和下限，求出層內(nèi)土壤含水量的上限和下限，求出H 土層內(nèi)允許儲(chǔ)水量上土層內(nèi)允許儲(chǔ)水量上限限Wmax及下限及下限Wmin，繪于圖上。，繪于圖上。 2)2)繪制作物田間需水量繪制作物田間需水量( (ET) )累積曲線，由于計(jì)劃濕潤(rùn)層加累積曲線，由于計(jì)劃濕潤(rùn)層加大而獲得的水量大而獲得的水量( (WT）累積曲線、地下水補(bǔ)給量）累積曲線、地下水補(bǔ)給量( (K ) )累積曲線累積曲線以及凈耗水量以及凈耗水量( (ETWTK) )曲線。曲線。

47、3)3)根據(jù)設(shè)計(jì)年雨量求出滲入土壤的降雨量根據(jù)設(shè)計(jì)年雨量求出滲入土壤的降雨量P0，逐時(shí)段繪，逐時(shí)段繪于圖上。于圖上。4 4）根據(jù)水量平衡圖解法擬定旱作物的灌溉制度）根據(jù)水量平衡圖解法擬定旱作物的灌溉制度中中下下上上中中下下上上中中下下中中下下上上下下上上中中下下4月月5月月上上中中9月月6月月7月月8月月吐絮吐絮出苗出苗幼苗幼苗結(jié)蕾結(jié)蕾結(jié)鈴結(jié)鈴01004003002004080120160200計(jì)劃濕潤(rùn)土層含水量（計(jì)劃濕潤(rùn)土層含水量（m3/畝）畝）需水量（需水量（m3/畝）畝）04080120160滲入土層降雨量（滲入土層降雨量（m3/畝）畝）棉花灌溉制度設(shè)計(jì)圖棉花灌溉制度設(shè)計(jì)圖作物需水量累積

48、曲線作物需水量累積曲線WT累積曲線累積曲線K值累積曲線值累積曲線ET-WT-K累積曲線累積曲線滲入土壤內(nèi)的滲入土壤內(nèi)的降雨量累積曲線降雨量累積曲線計(jì)劃濕潤(rùn)土層計(jì)劃濕潤(rùn)土層允許最大儲(chǔ)水量允許最大儲(chǔ)水量Wmax曲線曲線計(jì)劃濕潤(rùn)土層計(jì)劃濕潤(rùn)土層允許最小儲(chǔ)水量允許最小儲(chǔ)水量Wmin曲線曲線計(jì)劃濕潤(rùn)土層計(jì)劃濕潤(rùn)土層實(shí)際儲(chǔ)水量實(shí)際儲(chǔ)水量W曲線曲線灌水灌水深層滲漏深層滲漏4 4）根據(jù)水量平衡圖解法擬定旱作物的灌溉制度）根據(jù)水量平衡圖解法擬定旱作物的灌溉制度 4)4)自作物生長(zhǎng)初期土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層儲(chǔ)水量自作物生長(zhǎng)初期土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層儲(chǔ)水量W0, ,逐旬減去逐旬減去( (ET- -WT - -K) )值，即至值，即

49、至A A點(diǎn)引直線平行于點(diǎn)引直線平行于( (ET-WT-K) )曲線，當(dāng)曲線，當(dāng)遇有降雨時(shí)再加上降雨入滲量遇有降雨時(shí)再加上降雨入滲量P0，即得計(jì)劃濕潤(rùn)土層實(shí)際儲(chǔ)，即得計(jì)劃濕潤(rùn)土層實(shí)際儲(chǔ)水量水量 ( (W) )曲線。曲線。 5)5)當(dāng)當(dāng)W曲線接近于曲線接近于Wmin時(shí)，即進(jìn)行灌水。灌水時(shí)期除考慮時(shí)，即進(jìn)行灌水。灌水時(shí)期除考慮水量盈虧的因素外，還應(yīng)考慮作物各發(fā)育階段的生理要求，水量盈虧的因素外，還應(yīng)考慮作物各發(fā)育階段的生理要求，與灌水相關(guān)的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施以及灌水和耕作的勞動(dòng)組織等。與灌水相關(guān)的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施以及灌水和耕作的勞動(dòng)組織等。灌水定額的大小要適當(dāng)，不應(yīng)使灌水后土壤儲(chǔ)水量大于灌水定額的大小要適當(dāng)，

50、不應(yīng)使灌水后土壤儲(chǔ)水量大于Wmax，也不宜給灌水技術(shù)的實(shí)施造成困難。灌水定額值也象降雨入也不宜給灌水技術(shù)的實(shí)施造成困難。灌水定額值也象降雨入滲量一樣加在滲量一樣加在W W曲線上。曲線上。4 4）根據(jù)水量平衡圖解法擬定旱作物的灌溉制度）根據(jù)水量平衡圖解法擬定旱作物的灌溉制度 6) 6)如此繼續(xù)進(jìn)行，即可得到全生育期的各次灌水定額、灌如此繼續(xù)進(jìn)行，即可得到全生育期的各次灌水定額、灌水時(shí)間和灌水次數(shù)。水時(shí)間和灌水次數(shù)。 7) 7)生育期灌溉定額生育期灌溉定額M2=m，M為各次灌水定額。根據(jù)上為各次灌水定額。根據(jù)上述原理，也可列表計(jì)算，計(jì)算時(shí)段采用一旬或五天。計(jì)算也述原理，也可列表計(jì)算，計(jì)算時(shí)段采用一

51、旬或五天。計(jì)算也十分簡(jiǎn)便。十分簡(jiǎn)便。 把把播前灌水定額播前灌水定額加上加上生育期灌溉定額生育期灌溉定額，即得，即得旱作物的總灌旱作物的總灌溉定額溉定額M，即：，即：M M1+ M2 按水量平衡方法估算灌溉制度，如果作物耗水量和降雨量按水量平衡方法估算灌溉制度，如果作物耗水量和降雨量資料比較精確，其計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)際情況。對(duì)于比較大資料比較精確，其計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)際情況。對(duì)于比較大的灌區(qū)，由于自然地理?xiàng)l件差別較大，應(yīng)分區(qū)制定灌溉制度，的灌區(qū)，由于自然地理?xiàng)l件差別較大，應(yīng)分區(qū)制定灌溉制度，并與前面調(diào)查和試驗(yàn)結(jié)果相互核對(duì)，以求比較切合實(shí)際。并與前面調(diào)查和試驗(yàn)結(jié)果相互核對(duì)，以求比較切合實(shí)際。例題例

52、題2：用列表法制定棉花的灌溉制度。：用列表法制定棉花的灌溉制度。資料：（資料：（1）某灌區(qū)籽棉計(jì)劃產(chǎn)量）某灌區(qū)籽棉計(jì)劃產(chǎn)量2250kg/畝，根據(jù)相畝，根據(jù)相似地區(qū)試驗(yàn)資料，需水系數(shù)似地區(qū)試驗(yàn)資料，需水系數(shù)K=2.32m3/kg，各生育階，各生育階段的計(jì)劃濕潤(rùn)層深度及需水模數(shù)如表段的計(jì)劃濕潤(rùn)層深度及需水模數(shù)如表2-1所示。所示。（2）設(shè)計(jì)年（）設(shè)計(jì)年（P=75%）各旬降雨量見(jiàn)表）各旬降雨量見(jiàn)表2-2，降雨有，降雨有效利用系數(shù)效利用系數(shù)=1.0。（3）灌區(qū)土壤為粘壤土，）灌區(qū)土壤為粘壤土，080cm土層內(nèi)土壤孔隙率土層內(nèi)土壤孔隙率n=45.7%，田間持水率，田間持水率田田=24%，允許最大和最小含

53、，允許最大和最小含水率分別為水率分別為田田和和0.6田田。（4）3月下旬進(jìn)行播前灌溉，灌水定額為月下旬進(jìn)行播前灌溉，灌水定額為900m3/hm2，4月中旬播種，播種時(shí)月中旬播種，播種時(shí)0.4m土層內(nèi)的含水率為土層內(nèi)的含水率為21.6%，0.4m以下土層內(nèi)的含水率為以下土層內(nèi)的含水率為田。田。（5）地下水埋深）地下水埋深34m，地下水補(bǔ)給量可忽略不計(jì)。，地下水補(bǔ)給量可忽略不計(jì)。生育階段生育階段幼苗幼苗現(xiàn)蕾現(xiàn)蕾花鈴花鈴?fù)滦跬滦踝魑镄杷吭略?567旬降雨量（mm）月月8910旬降雨量（mm）計(jì)算步驟：計(jì)算步驟：(1) 計(jì)算生育期內(nèi)計(jì)算生育期內(nèi)H深土壤含水量深土壤含水量W0，中允許儲(chǔ)，中允許儲(chǔ)水量上

54、限水量上限Wmax及下限及下限Wmin ，作物需水量，作物需水量ET。(2) 計(jì)算計(jì)算由于計(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) (3) 地下水補(bǔ)給量地下水補(bǔ)給量(K) (4) 凈耗水量?jī)艉乃?(ET-WT-K)(5) 降雨入滲量降雨入滲量(P0) (6) 實(shí)際土壤儲(chǔ)水量（實(shí)際土壤儲(chǔ)水量（Wt）(7) Wmin WtWmax ，求求m值值二、非充分灌溉條件下的灌溉制度二、非充分灌溉條件下的灌溉制度非充分灌溉不以追求傳統(tǒng)的單產(chǎn)最高為目標(biāo)，而是求得非充分灌溉不以追求傳統(tǒng)的單產(chǎn)最高為目標(biāo)，而是求得高效用水條件下的凈效益最大或費(fèi)用目標(biāo)最小。根據(jù)所高效用水條件下的凈效益最大或

55、費(fèi)用目標(biāo)最小。根據(jù)所應(yīng)用的農(nóng)田類型和條件不同，在實(shí)際中有許多提法，如：應(yīng)用的農(nóng)田類型和條件不同，在實(shí)際中有許多提法，如：v 在水資源短缺的半干旱地區(qū)，為解決有限水量在作物在水資源短缺的半干旱地區(qū)，為解決有限水量在作物生育期的最優(yōu)分配問(wèn)題，根據(jù)作物需水關(guān)鍵期進(jìn)行有限生育期的最優(yōu)分配問(wèn)題，根據(jù)作物需水關(guān)鍵期進(jìn)行有限次數(shù)或有限量灌溉提出的有限灌溉制度或優(yōu)化灌溉制度次數(shù)或有限量灌溉提出的有限灌溉制度或優(yōu)化灌溉制度v 為追求農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量或區(qū)域持續(xù)發(fā)展所提出的調(diào)虧灌溉為追求農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量或區(qū)域持續(xù)發(fā)展所提出的調(diào)虧灌溉 二、非充分灌溉條件下的灌溉制度二、非充分灌溉條件下的灌溉制度 非充分灌溉條件下的灌溉制度非充分

56、灌溉條件下的灌溉制度 效效益益費(fèi)費(fèi)用用投入水量投入水量水量效益水量效益關(guān)系曲線關(guān)系曲線水量費(fèi)用水量費(fèi)用關(guān)系曲線關(guān)系曲線損失損失效益效益EdEmEyWdWmWyWo灌溉水量與效益、費(fèi)用關(guān)系曲線灌溉水量與效益、費(fèi)用關(guān)系曲線dmy如何使有限的水資源發(fā)揮最大的效益如何使有限的水資源發(fā)揮最大的效益供水量效益效益：不同的水量有不同效益：不同的水量有不同的產(chǎn)量和相應(yīng)的毛收益，的產(chǎn)量和相應(yīng)的毛收益，在供水不超過(guò)作物正常生在供水不超過(guò)作物正常生長(zhǎng)所需水量的前提下，毛長(zhǎng)所需水量的前提下，毛效益隨水量的增加而增加效益隨水量的增加而增加成本：不同的水量有不成本：不同的水量有不同的成本，供水量越大，同的成本，供水量越大

57、，成本越高成本越高在水資源有限的情況下，可控制單位面在水資源有限的情況下，可控制單位面積供水量，使單方水產(chǎn)生的凈效益最大積供水量，使單方水產(chǎn)生的凈效益最大充分灌溉時(shí)，盡管毛效益最大，但凈效充分灌溉時(shí)，盡管毛效益最大，但凈效益卻不一定最大，因此有時(shí)盡管水資源益卻不一定最大，因此有時(shí)盡管水資源充分，為獲取最大的凈效益，也實(shí)行非充分，為獲取最大的凈效益，也實(shí)行非充分灌溉充分灌溉如何在時(shí)間上和空間上合理分配有限的水如何在時(shí)間上和空間上合理分配有限的水資源，其依據(jù)是作物水分生產(chǎn)函數(shù)資源，其依據(jù)是作物水分生產(chǎn)函數(shù)作物水分生產(chǎn)函數(shù)：指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平基本一致的作物水分生產(chǎn)函數(shù)：指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平基本一致的條件下，作

58、物所條件下，作物所消耗的水資源量消耗的水資源量與與作物產(chǎn)量作物產(chǎn)量之間之間的函數(shù)關(guān)系。的函數(shù)關(guān)系。| 作物水分生產(chǎn)函數(shù)為灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)或作物水分生產(chǎn)函數(shù)為灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)或某地區(qū)進(jìn)行節(jié)水灌溉制定優(yōu)化配水計(jì)劃提供基本某地區(qū)進(jìn)行節(jié)水灌溉制定優(yōu)化配水計(jì)劃提供基本依據(jù)。依據(jù)。| 作物水分生產(chǎn)函數(shù)的模式很多，主要有兩大作物水分生產(chǎn)函數(shù)的模式很多，主要有兩大類：一是類：一是作物產(chǎn)量作物產(chǎn)量與與全生育期總蒸發(fā)蒸騰量全生育期總蒸發(fā)蒸騰量的關(guān)的關(guān)系；二是系；二是作物產(chǎn)量作物產(chǎn)量與與各生育階段蒸發(fā)蒸騰量各生育階段蒸發(fā)蒸騰量的關(guān)的關(guān)系。系。 maymaETETKYY11mamaETETYYR.J.Hanks(

59、1974)全生育期模型全生育期模型J.Doorenbos and A.H.Kasam(1975)作物實(shí)際產(chǎn)量作物實(shí)際產(chǎn)量作物最大產(chǎn)量作物最大產(chǎn)量全生育期全生育期實(shí)際騰發(fā)量實(shí)際騰發(fā)量全生育期全生育期潛在騰發(fā)量潛在騰發(fā)量inimiaimaETETYY)(1M.E.Jensen(1968)inibimamaETETaYY10011階段缺水模型階段缺水模型Minhas(1974)作物實(shí)際產(chǎn)量作物實(shí)際產(chǎn)量作物最大產(chǎn)量作物最大產(chǎn)量第第i階段的階段的實(shí)際騰發(fā)量實(shí)際騰發(fā)量第第i階段的階段的潛在騰發(fā)量潛在騰發(fā)量第第i階段的階段的缺水敏感指數(shù)缺水敏感指數(shù)3、非充分灌溉制度、非充分灌溉制度3、非充分灌溉制度、非充分

60、灌溉制度優(yōu)化灌溉制度的確定方法優(yōu)化灌溉制度的確定方法v 非充分灌溉條件下，作物的灌溉制度是對(duì)有非充分灌溉條件下，作物的灌溉制度是對(duì)有限的可供水量在作物全生育期內(nèi)進(jìn)行灌水時(shí)間和限的可供水量在作物全生育期內(nèi)進(jìn)行灌水時(shí)間和灌水定額的最優(yōu)分配。灌水定額的最優(yōu)分配。v 由于作物每一生育階段的灌水決策與時(shí)間有由于作物每一生育階段的灌水決策與時(shí)間有關(guān)，因此，這種最優(yōu)化過(guò)程是與作物生育階段密關(guān)，因此，這種最優(yōu)化過(guò)程是與作物生育階段密切相關(guān)的多階段決策過(guò)程，常用的求解方法是動(dòng)切相關(guān)的多階段決策過(guò)程，常用的求解方法是動(dòng)態(tài)規(guī)劃法態(tài)規(guī)劃法.。 v 在灌溉工程的在灌溉工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，要進(jìn)行來(lái)、用水中，要進(jìn)行來(lái)