農(nóng)田水利學(xué)作物需水量和灌溉用水量培訓(xùn)講義

1、徐 英第二章 作物需水量和灌溉用水量1內(nèi)容提要興建灌溉工程（渠道、管道、水閘、泵站、水庫等）確定灌溉用水量和灌溉用水流量（或灌水率）確定作物灌溉制度計(jì)算作物需水量2第二節(jié) 作物的灌溉制度第二章 作物需水量和灌溉用水量3三、旱作物的灌溉制度播前總灌溉定額生育期灌溉定額播前灌水定額生育期4（一）播前灌水定額播前灌水的作用：為保證種子發(fā)芽、出苗或?yàn)樯趦?chǔ)水 計(jì)算： H計(jì)劃濕潤層深，一般H=0.30.4m； n孔隙度，%；max灌后應(yīng)達(dá)到的含水率（占孔隙體積%）0灌前土壤初始含水率（占孔隙體積%） 計(jì)劃濕潤層深：旱作進(jìn)行灌溉時(shí)，計(jì)劃調(diào)節(jié)控制土壤水分狀況 的土層深度。三、旱作物的灌溉制度5（二）生育期

2、灌溉制度1水量平衡方程某時(shí)段水量耗損：騰發(fā)量ET、深層滲漏量S、排水量d水量補(bǔ)給：降雨量P、灌溉水量m、地下水補(bǔ)給量K、因計(jì)劃濕潤層增加而增加的水量WT 三、旱作物的灌溉制度6（二）生育期灌溉制度1水量平衡方程 設(shè)： W1時(shí)段初計(jì)劃濕潤層儲(chǔ)水量 W2時(shí)段末計(jì)劃濕潤層儲(chǔ)水量 則： 或三、旱作物的灌溉制度注意：式中各變量單位均為m3/畝7（二）生育期灌溉制度擬定旱作物灌溉制度所需基本資料作物總需水量ET及各生育期需水量ETi土壤計(jì)劃濕潤層深度 H 據(jù)試驗(yàn)確定；播種時(shí)土壤儲(chǔ)水量W0 調(diào)查總結(jié)或取生育初期允許儲(chǔ)水量上下限均值或田間持水量的80%85%時(shí)的儲(chǔ)水量；三、旱作物的灌溉制度81擬定旱作物灌溉制

3、度所需基本資料土壤適宜含水量及允許最大、最小含水量允許含水率：降雨入滲量P0（或有效降雨量P有效 ）三、旱作物的灌溉制度降雨入滲系數(shù)徑流系數(shù)，降雨有效利用系數(shù)91擬定旱作物灌溉制度所需基本資料地下水補(bǔ)給量K根據(jù)當(dāng)?shù)鼗蝾愃频貐^(qū)的試驗(yàn)或調(diào)查資料估算由于計(jì)劃濕潤層增加而增加的水量WT三、旱作物的灌溉制度一般：10（二）生育期灌溉制度計(jì)算灌溉制度的原理 （1）計(jì)算各時(shí)段灌水上下限及田間持水率時(shí)的W田三、旱作物的灌溉制度若: 一般則：11（二）生育期灌溉制度計(jì)算灌溉制度的原理 （2）推算灌溉制度 逐旬（5日）列表或圖解計(jì)算。 先設(shè)無灌溉、無滲漏，計(jì)算時(shí)段末含水量：W2=W1+WT+P0+KET三、旱作物

4、的灌溉制度122計(jì)算原理如果 ，則m=0；S=0 ，則m=WmaxW2 (注:m取20，25，30，35m3/畝等） 灌水后W2=W2+m ，則S=W2W田 滲漏后 W2=W田如果如果13基本資料：土壤。灌區(qū)土壤為粘壤土，經(jīng)測定080cm土層內(nèi)的干密度為干土=1460kg/m3，孔隙率為n=44.7%，田間持水率為田=24.1%（占干土重的%）。水文地質(zhì)。灌區(qū)地下水埋深多在4.55.3之間，地下水出流通暢，地下水補(bǔ)給量可忽略不計(jì)。例用列表法制定陜西渭北旱塬某灌區(qū)棉花的灌溉制度14設(shè)計(jì)所需基本資料：氣象。早霜10月中旬，晚霜4月中旬，無霜期177天。灌溉設(shè)計(jì)保證率采用P=75%，經(jīng)頻率計(jì)算，選定

5、設(shè)計(jì)典型年為1984年，該年棉花生長期的降雨量如表2所示，降雨有效利用系數(shù)采用0.8。例用列表法設(shè)計(jì)中等干旱年早稻灌溉制度旱作物灌溉制度制訂舉例說明15設(shè)計(jì)所需基本資料：作物。典型年（P=75%）計(jì)劃棉籽產(chǎn)量150kg/畝，農(nóng)業(yè)技術(shù)能滿足豐產(chǎn)要求。據(jù)試驗(yàn)分析，需水系數(shù)K=3m3/kg，各生育階段的需水量模比系數(shù)Ki與計(jì)劃濕潤層深度如表3所示。允許最大、最小含水率分別為田和60%田。例用列表法設(shè)計(jì)中等干旱年早稻灌溉制度旱作物灌溉制度制訂舉例說明16設(shè)計(jì)所需基本資料：當(dāng)?shù)厝罕姽嗨?jīng)驗(yàn)。中等干旱年一般灌水34次，灌水時(shí)間一般為現(xiàn)蕾期、開花期、結(jié)鈴初和吐絮初，灌水定額4050m3/畝。播前灌水定額80

6、m3/畝，使播種前0.4m土層內(nèi)的含水率保持在0.9田，0.4m以下土層中的含水率保持在田。例用列表法設(shè)計(jì)中等干旱年早稻灌溉制度旱作物灌溉制度制訂舉例說明17收集基本資料；計(jì)算各生育階段計(jì)劃濕潤層內(nèi)允許的最大、最小儲(chǔ)水量及初始土壤儲(chǔ)水量：旱作物灌溉制度制訂舉例說明計(jì)算步驟18計(jì)算各次降雨的入滲雨量及時(shí)段入滲雨量：計(jì)算因計(jì)劃濕潤層增加而增加的含水量WT計(jì)算各時(shí)段地下水補(bǔ)給量：旱作物灌溉制度制訂舉例說明計(jì)算步驟19計(jì)算生育期和各時(shí)段田間需水量按計(jì)算原理逐視段推算，如表5。旱作物灌溉制度制訂舉例說明計(jì)算步驟時(shí)段tj內(nèi)：（結(jié)果見表4）20表5 棉花生育期灌溉制度計(jì)算表（單位：m3/畝）W來-ETW來1

7、15.68525/64036.730.611.717.811.711.706.148.448.4112.3115.684.5140.80.621/630/61/710/7現(xiàn)蕾99.290.199105.9108.2112.36.59.18.96.92.34.14.72.120.118.113.515.30000004.72.120.118.113.515.311.211.211.211.211.211.2105.799.290.199105.9108.270.4117.30.521/430/41/510/511/520/51/610/611/620/6幼苗Wt灌水時(shí)間m-+小計(jì)WTP0ETW0

8、WminWmaxH起止日期生育階段鏈接表3鏈接表221表5 棉花生育期灌溉制度計(jì)算表（單位：m3/畝）W來-ETW來160152.4297.670.2227.445021/410/10總計(jì)152.7166.6161.2135.4113.325/84026.25.425.822.113.94.945.025.65.28.94.74.74.74.74.60.240.320.90.54.331.131.1313131138.9152.7166.6161.2135.4112.7187.80.821/831/81/910/911/920/921/930/91/1010/10吐絮110.5117.1148

9、.3138.915/75/8404014.58.89.46.618.239.323.923.35.85.85.95.912.433.518.017.432.732.732.732.785110.5117.1148.398.6164.30.711/720/721/731/71/810/811/820/8花鈴Wt灌水時(shí)間m-+小計(jì)WTP0ETW0WminWmaxH起止日期生育階段22校核（校核各生育階段及全生育期計(jì)算結(jié)果）。如全生育期：所以計(jì)算無誤。旱作灌溉制度制訂舉例說明計(jì)算步驟23旱作灌溉制度制訂舉例說明統(tǒng)計(jì)棉花灌溉制度（見表6）。所以總灌溉定額為：計(jì)算步驟思考：已知Wmin,Wmax,W田，

10、需水強(qiáng)度為e(m3/畝)/d，每天地下水補(bǔ)給量為k(m3/畝)/d,計(jì)劃濕潤層深近似不變，若當(dāng)前測得土壤含水量為W（m3/畝)，則若無降雨，求自當(dāng)日過多少天必須灌水？24 非充分灌溉：在作物生育期部分地按作物生長需要水量實(shí)施灌溉的方式。（一）作物-水分生產(chǎn)函數(shù)：在作物生長發(fā)育過程中，投入水量與作物產(chǎn)量之間的數(shù)量關(guān)系。（二）非充分灌溉的基本原理四、非充分條件下的灌溉制度25（三）作物非充分灌溉制度設(shè)計(jì)：旱作物的依據(jù)：降低適宜土壤含水率的下限指標(biāo)。水稻的依據(jù)：控制水稻田的土壤水分。 如：控制灌溉、薄露灌溉、水稻“薄淺濕曬”灌溉、水稻旱作等四、非充分條件下的灌溉制度26總結(jié)興建灌溉工程（渠道、管道、

11、水閘、泵站、水庫等）確定灌溉用水量和灌溉用水流量（或灌水率）確定各種作物灌溉制度多年灌溉用水量分區(qū)大型灌區(qū)分年27結(jié) 束28生育期日期作物系數(shù)播種分蘗分蘗返青返青拔節(jié)10.711.411.53.83.94.81.081.080.631.450.880.701.900.771.07全生育期10.76.100.730.860.91產(chǎn)量（kg/畝）427666690河北省臨西站冬小麥不同生育階段及不同產(chǎn)量作物系數(shù)29W滲W水層W飽W蒸W雨地面30水稻生育期中任一時(shí)期水田水分變化圖解法31冬小麥等作物土壤計(jì)劃濕潤層深度冬小麥棉花生育階段計(jì)劃濕潤層深(cm)生育階段計(jì)劃濕潤層深(cm)出苗三葉分蘗拔節(jié)抽

12、穗開花成熟304030404050506050806010060100幼苗現(xiàn)蕾開花吐絮304040606080608032冬小麥等作物土壤適宜含水率冬小麥棉花生育階段土壤適宜含水量(以田間持水率%計(jì))生育階段土壤適宜含水量(以田間持水率%計(jì))出苗三葉分蘗拔節(jié)抽穗開花成熟4560456045604560607560756075幼苗現(xiàn)蕾開花吐絮557060707080507033山東省棉花生育期地下水補(bǔ)給量生育階段天數(shù)地下水埋深(m)備注1.52.02.53.0出苗幼苗現(xiàn)蕾花鈴?fù)滦?4412066504657651155291013356010513524901140301052251500660

13、153030345465全剖面內(nèi)為輕壤土全生育期20166303930253596034表1 降雨入滲系數(shù)降雨量（mm）降雨入滲系數(shù)5001.00.80.70.835H1H2mdETPKSWT返回第6頁返回第7頁36旱作灌溉制度制訂舉例說明表2 設(shè)計(jì)年棉花生育期降水量鏈接表5月份45678910上旬中旬下旬00.28.94.037.733.925.328.7011.423.262.833.832.60.475.639.20.98.00.36.037旱作灌溉制度制訂舉例說明表3 棉花各生育階段計(jì)劃濕潤層深度及作物需水模系數(shù)鏈接表5生育階段幼苗現(xiàn)蕾花鈴?fù)滦跗鹬谷掌冢ㄈ?月）21/420/621/610/711/720/821/810/10需水模系數(shù)0.14930.21490.2910.34475計(jì)劃濕潤層深度(m)0.50.60.70.838表6 棉花灌溉制度表生育階段灌水次序灌水日期灌水定額（m3/畝）總灌溉定額（m3/畝）播種前現(xiàn)蕾期花鈴期花鈴期吐絮期1234510/425/615/75/8