第八章需水量计算与预测
作物需水量的计算方法与分析
作物需水量的计算方法与分析作物需水量是指作物在生长季节内所需的水分量，是作物生长发育及丰产的基本要求之一、准确计算作物需水量对于合理设计灌溉系统、使用水资源和提高农业生产具有重要意义。
本文将介绍一些常用的作物需水量计算方法和分析。
一、潜在蒸散量法潜在蒸散量是指在一定环境条件下，没有水分限制情况下，作物蒸散所需要的水分量。
潜在蒸散量法是计算作物需水量常用的方法之一，具体计算公式如下：潜在蒸散量可根据气象数据或设备测得数据计算得出，作物系数是根据作物特性、生长期和土壤属性等因素确定的。
二、重要发育期系数法重要发育期系数法是指根据作物的不同生长阶段和对水分需求的不同特点，将生育期划分为不同的发育期，并给予相应的系数。
具体计算公式如下：该方法相对于潜在蒸散量法更加精细，可以更好地反映不同生长期对水分的需求。
三、土壤水分平衡法土壤水分平衡法是根据土壤水平衡的原理来计算作物需水量，考虑了土壤水分的补充和蒸发散发等因素。
具体计算公式如下：其中，补给量可以通过降雨量和灌溉量来提供；蒸发散发量可以通过气象数据和土壤水分特征来计算；土壤水分储存量是指土壤中有效水分的量。
以上是一些常用的作物需水量计算方法，根据具体情况和数据的可得性，可以选择适合的计算方法。
在实际分析作物需水量时，还需要考虑以下几个因素：1.作物品种：不同作物的生长发育及水分需求有所不同，需要根据作物品种确定适合的作物系数。
2.生长期：不同生长期作物对水分的需求也有区别，特别是在重要发育期需求较大，需注意精确计算和合理供水。
3.气候条件：气候条件对作物需水量有重要影响，较为干燥炎热的气候条件下，作物需水量相对较大。
4.土壤性质：土壤的水分保持能力和渗透性等特性会影响作物需水量的计算结果，对土壤进行适当的水分保持和改良十分重要。
建筑给排水-第八章—建筑内部排水管段计算
▪ 在决定室内排水管的管径及坡度之前，首先必须 确定各管段中的排水设计流量。
▪ 以洗涤盆排水量0.33L/s为一个排水当量(1排水当 量=0.33L/s)。将其他卫生器具的排水量与 0.33 L/s的比作为该卫生器具的排水当量 。
▪ 选择排水当量时用下用表8.1。
（二）设计秒流量
概念 排水设计流量应是建筑内部的最大排水瞬时流 量，即设计秒流量，。
(3) 器具通气管
对卫生、安静要求高的建筑物内，生活污水管道宜 设器具通气管。
器具通气管和环形通气管与通气管连接处应高于卫 生器具上边缘0.15m，按不小于0.01的上升坡度与通 气立管连接。
伸顶通气管 与排水立管管径相同或放大一级。
专用通气管、主通气管、器具通气管管径
通气管最小管径
共用通气管管径按下式计算：
（4）最小管径
最小管径 d≥50mm 接大便器 d≥100mm 大便槽排水管 d≥150mm 公共食堂排水支管 d≥75mm, 干管 d≥100mm 多层住宅厨房间的立管d≥75mm 医院污物洗涤盆或污水盆的排水管d≥75mm
2、 横管水力计算方法
qu w v
v
1
2
R3
I
1 2
n
式中：qu——排水设计秒流量，m3/s； w——水流断面积，m2； v——流速，m/s； R——水力半径，m； I——水力坡度，即管道坡度； n——管道粗糙系数。
管径（mm）
75
100
125Leabharlann 2.54.57.0
5.0
9.0 14.0
—
6.0
9.0
1.70 3.80
1.38 2.40
0.92 1.76
0.70 1.36
浅谈农村饮水安全工程中需水量预测的计算方法
浅谈农村饮水安全工程中需水量预测的计算方法【摘要】水量预测的核心问题是预测的技术方法，或者说是预测的数学模型。
随着现代科学技术的快速发展，各种各样的负荷预测方法不断涌现，从经典的指标法、年增长率法、回归分析法、时间序列法，到目前的神经网络法、灰色预测法等，它们都有各自的特点和适用范围，本文将对现有的这几种方法作一个简单的介绍，并结合武汉市农村饮用水的现状，对需水量进行预测。
【关键词】农村饮水安全需水量预测计算方法解决农村饮水问题，可以减少疾病，解放农村劳动力，有利于发展农业生产，有利于提高农民的生活水平。
实施农村供水、环境卫生和健康教育“三位一体”，安全供水、节水、生活污水排放处理“三结合”等综合措施，有利于改善农村的整体面貌，形成良好的人居环境。
用水量预测是农村饮水安全工程规划的基础，通过合理的预测，既能保障规划期内近远期合适的用水量，又能最大限度地节约用水；准确的预测能使供水的投资更趋合理，有利于搞好给水工程规划及管网的优化、改造、扩建等，同时也有利于合理地分配不同区域的用水量、为各个水厂的产水量提供依据，最大限度地降低供水成本；合理的水量预测也可指导城市的整体规划布局，对水污染的防御和控制也有一定的作用。
1.需水量预测的意义可持续发展战略是21世纪当今世界发展的需要和必然选择，为了满足可持续发展对水资源的需求，需要制订科学的水资源长期供求计划，这就需要对社会发展的长期需水量做出合理的预测。
通过预测，可以了解城市规划期的用水量规模及用水量发展趋势，进而合理计划、开发和利用水资源，做到既能保障规划期内有合适的用水量，又能最大限度地节约用水；准确地预测能使供水的投资更趋合理，有利于搞好城市给水工程规划及管网的优化、改造、扩建等，同时也有利于合理地分配不同区域的用水量，并为各个水厂产水量提供依据和最大限度地降低供水成本；合理地水量预测可指导城市的整体规划布局，预防和控制水污染。
城市用水预测也是供水规划、多部门配水决策和制订水价的重要基础。
生态环境需水预测演示稿
5. 对于因水资源不合理开发利用导致生态功能 退化，且根据当地生态保护、修复和建设目标需要 人工补水的湖泊沼泽湿地，应进行生态环境补水量 计算。需要进行人工补水的河道（河段）、湖泊、 沼泽湿地，由省（自治区、直辖市）和流域共同提 出名录，经与全国水资源综合规划技术工作组共同 协商确定。 6. 生态环境需水量可采用不同的方法计算，各 流域、各省（自治区、直辖市）可根据资料条件、 实际水文生态情势和生态环境保护、建设目标，选 取一种计算方法为主，并用其它方法进行校核检查， 确保成果的合理性。
根据Tennant法，维持河道一定功能需水量计算式如下：
式中：WR（m3）为多年平均条件下维持河道一定功能的需水量， Mi（天）为第i月天数，Qi （m3/s）为i月多年平均流量，Pi为第i 月生态环境需水百分比。 Tennant法将一年分为2个计算时段，4-9月为多水期，10-3月 为少水期，不同时期流量百分比有所不同。计算时，年内时段可 按下法划分：将天然情况下多年平均月径流量从小到大排序，前6 个月为少水期，后6个月为多水期。 用Tennant法计算维持河道一定功能的生态环境需水量，关键 在于选取合理的流量百分比。不同的河流水系其河道内生态环境 功能不同，同一河流的不同河段也有差异，要根据实际情况选取 合理的河流生态环境目标来确定流量百分比。 少水期通常选取多年平均流量的10%～20％作为河道生态环境 需水量、多水期选取多年平均流量的30～40%，要根据各河流水系 的实际情况而定。 泥沙含量较高或有国家级保护物种的特殊河流（河段），维持 河道一定功能的需水应分单项计算，并对成果进行合理性分析检 查。
式中：Ws（m3）为年输沙需水量，Sl（kg）为多年平 均输沙量，Scw（kg/m3）为多年平均汛期含沙量。
基岩河床的河流或河床比降较大的山区河流， 一般情况下水流处于非饱和输沙状态，可用多年最 大月平均含沙量代表水流对泥沙的输送能力，输沙 需水量计算式为：
生物节水—农作物需水规律与需水量
第八章 生物节水
第一节 农作物需水规律与需水量
6．花生 花生适宜生长的土壤含水量一般在5000～7000m3／hm2，
花生种子吸水达自身的50%左右才能萌芽。土壤水分低于田间 持水量的40%，则幼苗出土缓慢，水分过多，易引起烂种。苗 期需水量占全生长期总需水量为16%～31%（北方普通型大花 生）或19%～20%（南方珍珠型小花生），水分过多可造成主 茎徒长，推迟开花结荚。营养生长前期缺水，对花生的生长影 响较小，豆荚开始形成（出现第一个果）到豆荚出全，这一阶 段包括开花、下针和果仁生长的大部分时间内，是花生需水的 关键期。
第八章 生物节水
第一节 农作物需水规律与需水量
1．小麦 冬小麦每公顷生产5250～7500 kg的需水量为3000～5250
m3。冬小麦需水量是由叶面蒸腾量与棵间土壤蒸发量组成。前 者为生理需水，而后者为生态需水。从节水角度讲，棵间蒸发 所占的比例越小越好，关键是如何提高栽培技术水平，降低棵 间蒸发量，以提高水的利用效率。据农田灌溉研究所测定，不 同产量水平棵间蒸发比例不同。667 m2产193.3 kg麦田棵间蒸 发量占总需水量的 32.8%；产365.7 kg占总需水量的21.27%； 产 463.7 kg占总需水量的19.3%。棵间蒸发量所占比例随着产 量水平的提高在逐渐降低。当产量水平达到 667 m2产400kg时， 棵间蒸发量所占比例基本上稳定在20%左右，如产量再增加棵 间蒸发量所占比例基本上不变。从全生育期来看，初期所占比 例在60%～90%，而后期逐渐降低，一般在10%以下。
第八章 生物节水
第一节 农作物需水规律与需水量
4．水稻 水稻田需水量包括叶面蒸腾、棵间蒸发和稻田渗漏量。水
稻的需水量随地区、品种和水文年份而异。水稻在返青、拔节、 抽穗到乳熟前期，对水分反应敏感，其中孕穗期和抽穗期是水 稻一生中需水的高峰期，是需水的关键期。因此，在水稻生长 的各个时期采用不同的灌溉技术或排水技术，以调动水稻自身 调节机能和适应能力，可以达到节水高产的目标。
城市给水工程需水量预测方法研究
城市给水工程需水量预测方法研究摘要：需水量预测是城市给水工程中最重要的参数，城市管网配置、泵站建设、水厂规模的确定等，均以需水量为基础，准确的需水量预测是城市给水工程建设的前提。
总结目前用到的主要的需水量预测方法，结合某区域供水专项规划中采用的需水量预测方法，重点对统计分析、指标预测等方法进行研究，总结出适用性更强的需水量预测方案。
关键词：供水规划、需水量、预测1.需水量预测方法分类需水量是规划区域内用水量总和，包括生产运营用水、公共服务用水、居民生活用水、消防及其他特殊用水（管道冲洗、末梢放水等）以及不可预见的水量（管网漏失水量）等。
即指需要向供水系统输送的所有水量之和，包括区域用水量、漏失量和未预见用水量等。
需水量预测的方法有多种，其中规范指标法、时间序列法、结构分析法、系统分析法是常用的方法。
规范指标法：根据相关规范建议的指标值进行预测的方法，是最常用的预测方法，尤其适用于缺乏多年历史数据的地区。
时间序列法：一种历史资料延伸预测，根据时间数列反映的过程和规律性，进行引申外推，预测其发展趋势的方法。
该方法要求至少有十年以上的数据资料。
结构分析法：在统计分组的基础上，计算各组成部分所占比重，进而分析某一总体现象的内部结构特征、总体的性质、总体内部结构依时间推移而表现出的变化规律性。
该方法是基于完整统计数据的预测防范。
系统分析法：把需水作为一个系统，对需水各要素进行综合分析。
系统分析法包括明确目标、系统综合分析、建议数据模型、对系统评价等内容。
[1]2.工程实例2.1.规划指标法综合生活需水量变化性较为单一，与城市发展水平息息相关，目前综合生活需水量预测多采用规范指法。
综合生活需水量包括居民日常生活需水量和公共建筑需水量，根据各地区的人民生活水平、用水习惯以及第三产业发展程度确定人均综合生活用水指标，工业用水等其他用水量可以采用综合生活用水比例法确定。
1.综合生活需水量预测综合生活用水指标的确定一般结合《室外给水设计标准》（GB50013-2018）及当地水务部分公布的多年综合用水指标确定，北方某区域多年综合用水指标平均值为175升/（人·日），位于《室外给水设计标准》（GB50013-2018）指标范围内，2025年规划人口数为114万人，确定该区域综合生活高日需水量为19.62万m³/d。
家用水地暖用水量计算
工程概况：两房一厅，建筑面积80㎡，家庭成员3人，要求铺设低温热水地板辐射采暖系统，安装空气能热水机组。
设计概况：室内采暖系统为低温热水地板辐射采暖系统，设计水温60/50℃，铺设面积为50㎡，利用瑞星空气能热水机同时为地板采暖和家庭洗浴提供热水。
设计参数依据：《建筑小区给水排水工艺》第八章第一节<建筑小区用热水设备和用热水有关参数>,根据水温、卫生洁具完善程度、热水供应时间、气候条件和生活习惯等确定集中供应热水时的热水用量。
热水用量计算：家庭平均每人每次热水用量为80L/每人每日，洗浴需热水量为：3人×80L/每人每日=240L/日。
地暖平均用水为1L/m2，需热水量为：50㎡×1L/m2=50L。
本项目共用水量为：洗浴用热水量+地暖用热水量=290L。
主机选择：瑞星水循环式家用机组LWH—5.3BC/320 (1.5P机)水箱选择：320L空气能热水器承压保温水箱工程概况：三房一厅，建筑面积120㎡，家庭成员4人，要求铺设低温热水地板辐射采暖系统，安装空气能热水机组。
设计概况：室内采暖系统为低温热水地板辐射采暖系统，设计水温60/50℃，铺设面积为70㎡，利用瑞星空气能热水机同时为地板采暖和家庭洗浴提供热水。
设计参数依据：《建筑小区给水排水工艺》第八章第一节<建筑小区用热水设备和用热水有关参数>,根据水温、卫生洁具完善程度、热水供应时间、气候条件和生活习惯等确定集中供应热水时的热水用量。
热水用量计算：家庭平均每人每次热水用量为80L/每人每日，洗浴需热水量为：4人×80L/每人每日=320L/日。
地暖平均用水为1L/m2，需热水量为：70㎡×1L/m2=70L。
本项目共用水量为：洗浴用热水量+地暖用热水量=390L。
主机选择：瑞星水循环式家用机组LWH—8.0BC/400 (2.5P机)水箱选择：400L空气能热水器承压保温水箱工程概况：四房一厅，建筑面积120㎡，家庭成员5人，要求铺设低温热水地板辐射采暖系统，安装空气能热水机组。
水文学原理第八章产流机制研究知识讲解
t
第一个：超渗地面径流形成 第二个：壤中径流与回归流形成 说明洪水过程线中的现象 有不同成分的径流类型 不同成分径流的产流速度不同 形成场所不同
现象三 ：湿润季节内微小的降雨都有明显的流量过程
湿润季节的多雨背景下， 土壤包气带缺水量极少， 土壤剖面整个层次基本饱和， 下渗速度接近稳定渗透速率。
这时稍有水分补给土壤， 就会有重力水快速下渗到潜水面处， 在水势梯度的作用下汇聚到河网内。
W1 土层A与B的平均初始蓄水量 W2 土层A与B 时段末平均蓄水量
地表处水量平衡方程
研究时段内， 积水用于蒸发与下渗
地表处 ： ΔW = 0
到达地表的降雨蒸发 E1
地表处水量平衡 方程：
W P F R s E 1 0
PFRs E1
P
E1
地面
Rs
土层A
土层B 潜水面
F W1
下渗水分 F 的再分配
P 降水量 E1 降雨期间的截留与蒸发量 E2 储存土壤水的蒸发量 F 下渗水量 Rs 地表径流量 Rsb 壤中径流量 Rg 地下径流量 W1 土层A与B的平均初始蓄水量 W2 土层A与B 时段末平均蓄水量
考察某时段内，包气带的水量平衡要素
P E1+E2
地面
Rs
土层A
F
W12
Rsb
土层B
潜水面
Rg
8.1降水形成产流的一般过程概述
降水在完全降落到地面以前 要经过地面植被的截留，并满足地面低洼处的蓄水存量、 包气带下渗要求后，才会在流域内从局部地点产生径流， 并随降水的延续及相应条件的满足后， 流域的产流面积逐渐扩展。 并不是降水后，流域内所有的点都同时产生径流， 各点的产流有先后之分。
径流形成过程分解为产流过程与汇流过程
8需水量计算与预测解读
谢 谢！
用水不能够结合的兴利部门
Q (Qit i 2 )
'' s ,t 2
Qs，t’’—用水不能够结合的兴利部门的综合需水量； Ω2—用水不能够结合的兴利部门集合； Qit—第i兴利部门第t时段的需水量
工程综合需水过程
Qs,t Q Q
' s ,t
'' s ,t
【例题8-8】
某水库有灌溉、供水、航运、发电四 个兴利部门，其中供水为坝上自流引 水，航运为下游河道航运，灌溉利用 发电尾水，一直各部门的用水流量过 程见表8-25，求水库的综合用水过程。
8.5
其他用水的计算与预测
居民生活
W居 n m W居 P 0 (1 ) Ki
n
W居—居民生活用水量； m—人均生活用水定额； n—用水人数
P0—现状人口； ε—人口计划增长率； n—时间间隔； Ki—水平年人均用水定额
农村牲畜用水
W牧 ni mi
W牧—牧业用水量； ni—第i种牲畜或家禽头数或只数； mi—第i种牲畜或家禽用水定额
工业用水的分项测定和计算
用水量测定
水表计量 利用水池、水塔储水设备测定 利用生产设备测定
排水量测定
三角堰测定法
浮标测定法 蒸发水量 渗漏水量 产品带走水量
耗水量测定与计算
工业需水量预测
趋势法 指标预测法
分行业重复利用率提高法 分块预测法
趋势法
用历年工业用水增长率推算未来工业用水量
Si S0 (1 d )
某工业行业1995年产值为10亿元，万元产 值用水量为1000方，2000年产值为20亿元， 万元产值用水量为900方，据经济发展规划， 2010年工业产值达50亿元，求在现有用水 方式下，2010年需水量。
(完整版)水量预测方法
按照《东海发展协调区总体规划》中人口预测，均安镇2010 年为总人口为15.2万人，2020年为总人口21万人。
用水量预测一般为人均综合用水指标法、人均分类用水预测法、单位建设用地面积法、人均分类用水指标法、相关比例法及递增率法等。
相关比例法及递增率法需要大量的历史数据及相关数据，在本规划中不适用。
本规划采用人均综合用水指标法、人均分类用水量预测法及单位建设用地面积法对规划区未来的用水作预测，以人均综合用水指标法为主，人均分类用水量预测法及单位建设用地面积法对其校核验证。
3.6.1 人均综合用水指标法2005年均安镇最高日供水量为7.8万m3/d，城市人口为13.5万，可以计算出2005 年均安镇区单位人口综合用水指标为578L/人· d。
从均安镇历年售水量统计数据可以看出，水量的增长与全国的经济发展形势关系密切，近三年的供水量平均增长率为约5.12%。
随着城市发展总体目标的确定和城市建设快速扩展，以及我国成功申办奥运、顺利加入世贸组织，我国经济发展充满了机遇，均安镇的经济也同样面临新一轮的高速发展，因此可以预见均安镇的用水量又将迎来一轮新的快速增长期。
另一方面，根据统计资料表明，我国广州，上海、南京、杭州等特大型城市的实际单位人口综合用水指标在500～900L/人· d 左右，以此作为参考，结合均安镇现实用水指标的具体情况，确定均安镇2010年和2020年的单位人口综合用水指标分别为650L/人·d、800L/ 人·d，由此可以计算出：2010 年最高日用水量：650 L/人·d × 15.2万人＝10.0万m3/d2020 年最高日用水量：800 L/人·d × 21万人＝16.8万m3/d3.6.2单位建设用地指标法《城市给水工程规划规范》(GB50282-98) 提出的城市单位建设用地综合用水量指标为：一区大城市：0.8 ～1.4 万m3/(km2?d)；一区中等城市：0.6 ～1.0 万m3/(km 2?d) ，一区小城市：0.4 ～0.8 万m3/(km 2?d) 。
需水预测
三、定量预测方法——因果关系分析法
模拟模型法 人工神经网络法
人工神经网络（ANN）是以工程技术手段模拟人脑神
经网络的结构与功能特征的一种模糊系统
该方法实际上是对系统的一种黑箱模拟，更适于短
期预测和动态预报短期负荷值，不宜用于长期预测。
在预测领域中应用最广泛的人工神经网络模型是BP
网络模型。
18
的需水发展趋势和可能达到的水平
函数表达式 Y =( t ) Y预测目标与t时间过程，简称为Y←t 数学模型。
22
三、定量预测方法——时间序列法
基本设想：过去的变化规律会持续到未来 优势：有较系统的理论，简单实用，所用数据单一 注意：预测周期不宜太长，多用于中、短期预测 实施步骤：根据对象的不同特征，选择适当的数学模型和模型参数来建立预 测模型，利用模型进行趋势外推预测，而后对模型预测值进行评价和修正，
得到预测结果。
表述式： Yt＝f(Tt，Ct，St，It) Yt表示时间序列(t＝1，2，3，…，表示采样时刻) 4种变动因素：长期趋势(T )、周期变动(C )、季节变动(S )、随机变动(I)
23
三、定量预测方法——时间序列法
移动平均法 指数平滑法 趋势法 自回归法 季节变动法
15
三、定量预测方法——因果关系分析法
灰色预测法
模
人工神经网络法 系统动力学法 投入产出法 多层递阶分析法
拟 模 型 法
16
三、定量预测方法——因果关系分析法
模拟模型法 灰色预测法法
数列 预测 关联 预测 拓扑 预测 系统 预测
对某一指标的发展变化情况所作的预测，通过对原始数据进行 累加生成处理，使其呈指数趋势变化，建立指数微分方程，最 终得到GM(1，1)模型。 通过计算需水量序列与可能相关影响因素之序列的关联度，取 与需水量序列关联度最大的因素作为预测中的解释变量，建立 GM（1，2）预测模型。 对系统中众多变量间相互协调关系的发展变化所进行的预测， 使用包含多个需水量影响因素的GM（1，N）模型。 将原始数据作曲线，在曲线上按定值寻找该定值发生的所有时 点，并以该定值为框架构成时点数列，然后建立模型预测未来 该定值所发生的时点。
水文学原理-第八章
第二节
6、包气带为零时的产流
产流机制
不透水基岩出露地面、河流湖泊沼泽、城市道路、屋面和飞 机场跑道等，均可认为是包气带厚度等于零的情况。当包气 带厚度为零时，其表面的下渗容量为零，因此只要满足降雨 强度大于蒸发强度，就产流
Rd (i e)dt
i e
在不透水面积上形成的径流称为直接径流
全流域产流极其罕见，一船只是在流域的局部面积上产流
第二节
二、产流机制
产流机制
1.超渗地表径流（Rs）的产流机 制
超渗产流机制：供水与下渗矛盾发生于地表（包气带上界面）的产流
机制
Rs (t ) idt in dt edt Sd dt fdt
0 0 0 0 0
t
t
t
o 0
t
t
非均质土层水量平衡方程
W (t ) W (0) f c dt rg dt rss dt
o 0 0
t
t
t
第二节 4、饱和地面径流（Rsat）
产流机制
问题的提出
对于表层透水性很强的包气带，由于地面的下渗容量很大，一 般的降雨难以超过它而形成超渗地面径流，但还有地面径流现 象发生，原因何在？
退过程
包气带水分的增长：来源于上界面的降水（或灌溉）和下界 面的地下水补给。上界面的降水是土壤水分增长的主要原因，
并通过下渗作用补充土壤水分，按照下渗理论，地下水的补
给量
I f p t it
i f p i f p
第一节
包气带的水文特征
包气带水分的消退：包气带水分的消退发生在它的上、下界面，上 界面的蒸散发是包气带水分消退的主要原因，主要取决于气象条件 和土壤含水量
作物需水量的计算方法
作物需水量的计算方法
农作物需水量的计算是农业生产中很重要的一环,有利于更好地实现合理的灌溉管理,避免过量灌溉。
农作物需水量的计算具体方法如下：
1、从气象因子出发：计算农作物需水量时，首先分析当地的气象数据。
在农作物种植期内，需要计算种植期内可能出现的最高太阳辐射量、最大降水量、日照时间、空气湿度等各气象因子。
2、从作物特征出发：根据作物种植地、土质特性及土处理状况，得出土壤水分概念，对作物品种特性进行分析评价。
3、从土壤水利用量出发：根据作物品种的生长特性，可计算出每一植株的土壤水利用量。
4、根据种植密度及灌溉管理方案计算：根据作物的种植密度及灌溉管理方案计算出作物总的需水量。
总的来说，农作物需水量的计算需要从气象因子、作物特征、土壤水利用量及灌溉管控方案几个方面考虑，综合计算出农作物及作物种植地质况所需的水量，以更优的节水方式来灌溉农作物，是农业生产必不可少的技术保障。
简述作物需水量的估算方法
简述作物需水量的估算方法嘿，咱今儿个就来讲讲作物需水量的估算方法，这可真是个有意思的事儿呢！咱先来说说为啥要估算作物需水量呀。
这就好比咱人每天得喝一定量的水来保持健康，作物也一样呀，它们也得有足够的水才能茁壮成长呢！要是水给少了，那它们可能就长不好，产量就上不去啦，那咱农民伯伯不就白忙活啦！所以搞清楚它们到底需要多少水，那可太重要啦。
那怎么估算呢？有一种方法就像咱过日子得算计着花钱一样，得根据作物的生长阶段来算。
就像小孩长身体的时候吃得就多，作物在不同阶段对水的需求也不一样呀。
比如刚发芽的时候可能需要得少点，等长到开花结果的时候，那用水量可就蹭蹭往上涨啦！这就像咱跑步，刚开始跑的时候不怎么累，跑久了就大口喘气要喝水啦。
还有啊，天气也是个重要因素呢。
大热天的，太阳火辣辣的，那水分蒸发得快呀，作物就得多喝水来解渴。
就好比咱夏天在外面跑一圈，回来肯定得大口喝水。
要是赶上下雨天，那可能就不用浇那么多水啦，作物自己就能从雨水里吸收不少呢。
土壤也很关键哦！有的土壤就像海绵一样能存好多水，有的就不行，水一下就流走啦。
这就好像有的杯子大，能装好多水，有的杯子小，装一点就满了。
所以不同的土壤，给作物供水的情况也不一样呢。
咱再说说作物本身的种类吧。
有些作物就像“大胃王”，特别能喝水，比如水稻；有些就比较“节约”，像小麦啥的。
这就跟人一样，有的人爱喝水，有的人就不怎么爱喝。
那估算出来了，咱就得想办法满足作物的需求呀。
就像咱知道自己饿了，就得找吃的去。
浇水的时候也得注意，不能一股脑全倒下去，就跟人吃饭也不能一下子吃太多一样，得恰到好处。
哎呀，这作物需水量的估算方法真的挺重要呢！咱农民伯伯要是能掌握好，那就能种出更好的庄稼，有更好的收成啦！咱的饭碗也就更有保障啦！咱可得好好重视起来，可别小瞧了这些看似简单的方法哦！大家说是不是这个理儿呀！。
8需水量计算与预测
n
Si—预测的第i水平年工业需水量 S0—基准年工业用水量 d—工业用水年平均增长率 n—间隔年数
【例题8-4】
某工业用水部门，2000年用水量为 2000万方，根据综合分析，未来十年 用水量增长率为10%，求2010年该工 业部门的用水量。
S2010 S2000 (1 0.1)10 2000 2.5937 5187
小与滕发消耗能量密切相关。
能量平衡法——彭曼公式
1 Ep L 1 ( ) ( ) H 0 LE
Ep—作物田间需水量； L—滕发单位重量的水所需热量； △—气温-水汽压关系曲线上的斜率； r—湿度常数； Ho—地面净辐射； Ea—干燥力
作物田间耗水量计算
旱作物
田间耗水量=作物需水量+土壤深层渗漏量
WG—绿地生态需水量； SG—绿地面积； qG—绿地灌溉定额
河道内生态环境需水
分项计算法
河道基流 改善水质需水量 外包线法 通河湖库湿地生态用水 水生生物需水量 其他河道内生态用水
12
综合计算法 WR 24 3600 M iQi Pi
i 1
Tennant法：将全年分为两个计算时段，根据多年平均 少水期通常选取多年平均流量的10%~20%，多水期选取多 流量百分比和河道内生态环境状况的对应关系，直接计 年平均流量的30%~40%，作为河道生态环境需水量。 算维持河道一定功能的生
居民生活
W居 n m W居 P 0 (1 ) Ki
n
W居—居民生活用水量； m—人均生活用水定额； n—用水人数
P0—现状人口； ε—人口计划增长率； n—时间间隔； Ki—水平年人均用水定额
农村牲畜用水
工程水文与水利计算（武大版教材）08
⼯程⽔⽂与⽔利计算（武⼤版教材）08⼯程⽔⽂与⽔利计算(武⼤版教材)第⼋章流域产汇流计算内容简介研究对象本章从定量上研究降⾬形成径流的原理和计算⽅法，包括流域的产流计算和汇流计算。
产流计算主要研究流域上降⾬扣除植物截留、下渗、填洼等损失，转化为净⾬过程的计算⽅法。
汇流计算主要研究净⾬沿地⾯和地下汇⼊河⽹，并经河⽹汇集形成流域出⼝断⾯径流过程的计算⽅法。
研究内容1.短期洪⽔预报；2.枯⽔预报；3.施⼯⽔⽂预报；4.⽔⽂实时预报⽅法。
研究⽬的本章研究的流域产汇流计算是⼯程⽔⽂学中最基本的概念和⽅法之⼀，是以后学习由暴⾬资料推求设计洪⽔，降⾬径流预报等内容的基础。
本章研究内容和⽅法⽆论在⽔利⼯程的规划设计阶段还是运⾏管理阶段，都具有⼗分重要的地位。
第7.1节概述内容提要1. 由降⾬过程推求径流过程的基本内容与流程；2. 流域产汇流计算的基本思路。
学习要求掌握由降⾬过程推求径流过程的主要环节与基本思路。
1. 流域产汇流计算基本内容与流程由流域降⾬推求流域出⼝的河川径流，⼤体上分为两个步骤：①产流计算：降⾬扣除截留、填洼、下渗、蒸发等损失之后，剩下的部分称为净⾬，在数量上等于它所形成的径流深。
在我国常称净⾬量为产流量，降⾬转化为净⾬的过程为产流过程，关于净⾬的计算称之为产流计算。
②汇流计算：净⾬沿着地⾯和地下汇⼊河⽹，然后经河⽹汇流形成流域出⼝的径流过程，这个流域汇流过程的计算称之为汇流计算。
它们之间的联系可简明地表⽰成图7-1-1所⽰的流程图。
图7-1-1由降⾬过程推求径流过程流程图2. 流域产汇流计算的基本思路流域产汇流问题的内容⼗分丰富。
这⾥仅介绍⽬前使⽤⽐较普遍和⽐较成熟的计算⽅法及其原理。
产流计算的⽅法有降⾬径流相关图法和初损后损法等；汇流计算的重点是单位线法和瞬时单位线法。
⽆论产流计算还是汇流计算，基本思路都是，先从实际降⾬径流资料出发，分析产流或汇流的规律；然后，⽤于设计条件时，则可由设计暴⾬推求设计洪⽔，⽤于预报时，则由实际暴⾬预报洪⽔。
名词解释需水量
名词解释需水量一、概念解析1.定义需水量，顾名思义，是指在某一特定时期和地点，由于自然因素和人类活动的影响，生态系统所需的水分量。
这个水分量包括了植物、土壤、大气和生物体所需要的水分。
2.分类需水量可以根据不同的应用领域和尺度进行分类，如农业需水量、城市需水量、生态环境需水量等。
其中，农业需水量是指农作物生长所需的水分；城市需水量是指居民生活、工业、商业等活动所需的水分；生态环境需水量则是指维持生态系统稳定所需的水分。
3.计算方法需水量的计算方法主要包括经验公式法、水量平衡法、作物需水量法等。
经验公式法是根据历史数据和实测数据，建立数学模型来预测需水量；水量平衡法是通过计算降水、蒸发、径流等水文要素的平衡关系，得出需水量；作物需水量法是根据作物的生理需求和生长环境，计算出作物所需的水分。
二、重要性分析1.农业方面农业是我国国民经济的重要支柱，需水量对农作物的生长发育至关重要。
合理的水分供应可以提高作物产量，改善产品质量，促进农业可持续发展。
相反，水分不足或过量供应会导致作物减产、品质下降，甚至引发病虫害。
2.城市方面城市需水量与居民生活、工业、商业等活动密切相关。
随着城市化进程的加快，城市人口和产业规模不断扩大，城市用水需求不断增加。
保证城市用水安全是维护城市正常运行和居民生活水平的基础。
3.生态环境方面生态环境需水量是维持生态系统稳定和生物多样性保护的重要保障。
水资源对于维持河流、湖泊、湿地等生态系统的生态功能具有关键作用。
如果生态环境需水量得不到满足，将导致生态系统退化、生物多样性减少，进一步加剧水资源短缺问题。
4.水资源管理方面准确掌握需水量，对于制定科学的水资源管理政策、优化水资源配置、提高水资源利用效率具有重要意义。
通过对需水量的预测和分析，可以更好地规划水资源开发利用项目，预防水资源浪费和污染，保障国家水安全。
总结：需水量作为一个关键性的水资源指标，对于农业、城市发展和生态环境具有重要意义。
一、直接计算需水量的方法
一、直接计算需水量的方法一般是先从影响作物需水量的诸因素中，选择几个主要因素（例如水面蒸发、气温、湿度、日照、辐射等），再根据试验观测资料分析这些主要因素与作物需水量之间存在的数量关系，最后归纳成某种形式的经验公式。
目前常见的这类经验公式大致有以下几种：1. 以水面蒸发为参数的需水系数法（简称“a 值法”或称蒸发皿法）大量灌溉试验资料表明，各种气象因素都与当地的水面蒸发量之间有较为密切的关系，而水面蒸发量又与作物需水量之间存在一定程度的相关关系。
因此，可以用水面蒸发量这一参数来衡量作物需水量的大小。
这种方法的计算公式一般为：0E ET α= （2-2）或 b E ET +=0α （2-3）式中ET —某时段内的作物需水量，以水层深度mm 计；E 0—与ET 同时段的水面蒸发量，以水层深度mm 计。
E 一般采用80cm 口径蒸发皿的蒸发值；a ，b —经验常数；α—需水系数，或称蒸发系数，为需水量与水面蒸发量之比值。
由于“a 值法”只要水面蒸发量资料，易于获得且比较稳定，所以该法在我国水稻地区曾被广泛采用。
多年来的实践证明，用a 值法时除了必须注意使水面蒸发皿的规格、安设方式及观测场地规范化外，还必须注意非气象条件（如土壤、水文地质、农业技术措施、水利措施等）对a 值的影响，否则将会给资料整理工作带来困难，并使计算成果产生较大误差。
2. 以产量为参数的需水系数法（简称“K 值法”）作物产量是太阳能的累积与水、土、肥、热、气诸因素的协调及农业措施的综合结果。
因此，在一定的气象条件下和一定范围内，作物田间需水量将随产量的提高而增加，如图2-5所示，但是需水量的增加并不与产量成比例。
由图2-5还可看出，单位产量的需水量随产量的增加而逐渐减小，说明当作物产量达到一定水平后，要进一步提高产量就不能仅靠增加水量，而必须同时改善作物生长所必需的其它条件。
作物总需水量的表达式为：⎭⎬⎫+==c KY ET KYET n （2-4） 式中ET —作物全生育期内总需水量，m 3/亩；Y —作物单位面积产量，kg/亩；K —以产量为指标的需水系数。
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经验公式法
（1）以水面蒸发为参数的需水系数法
E E0 b
（2）以气温为参数的需水系数法
E T b
（3）以多种因素为参数的需水公式
E ii
i (ti 50) E0
能量平衡法——彭曼公式
作物在滕发（包括植株蒸腾和株间蒸发）过程中， 无论是体内液体水的输送，或是滕发面上水分的 汽化和扩散，都需要消耗—绿地面积； qG—绿地灌溉定额
河道内生态环境需水
分项计算法
河道基流 改善水质需水量 外包线法 通河湖库湿地生态用水 水生生物需水量 其他河道内生态用水
12
M i Qi Pi 综合计算法 WR 24 3600 i 1
Tennant法：将全年分为两个计算时段，根据多年平均 少水期通常选取多年平均流量的10%~20%，多水期选取多 流量百分比和河道内生态环境状况的对应关系，直接计 年平均流量的30%~40%，作为河道生态环境需水量。 算维持河道一定功能的生态环境需水量。
谢 谢！
1 1 Y1 1 2 Y2
Y
Q补 A
【例题8-6】
某工业部门2000年产值为18.62亿元，用水 量为12930万方，重复利用率为76.28%，据 节水规划，2010年重复利用率将提高到 85%，据经济发展规划，2010年产值为25.3 亿元，求2010年需水量。
分块预测法
分块预测法就是将一个城市或地区的工 业分成几大块，分别用不同的方法预测 将来的用水量。
第八章 需水量计算与预测
吕翠美
三峡大学水利与环境工程学院
主要内容
§8.1 用水户分类及其层次结构 §8.2 工业需水量的计算与预测 §8.3 灌溉用水量的计算与预测 §8.4 生态需水的计算与预测 §8.5 其他用水的计算与预测 §8.6 综合需水过程计算
8.1
用水户分类及其层次结构
重复用水 在工业生产过程中二次以上的用水
按水源分类
河水 地下水 自来水 海水 中水
工业用水量的计算
Q总 Q耗 Q排 Q重
Q总 Q补 Q重
Q补 Q耗 Q排
工业用水水平度量指标
重复利用率
Q补 Q重 100% (1 ) 100% Q总 Q总
计 算
是指为维持生态与环境功能和进行生态环境建设 所需要的最小需水量。
植被型生态环境需水
城镇绿化用水 防护林草用水
WG SG qG
WG—绿地生态需水量； SG—绿地面积； qG—绿地灌溉定额
湖泊、湿地、城镇河湖及鱼塘补水
以规划水面面积的水面蒸发量与降水量之差计算
Wt [ Et St Pt ]
部门 灌溉 发电 航运 供水
1 0 10 15 4
2 0 10 15 4
3 0 13 15 4
4 14 20 15 4
5 16 18 15 4
6 18 20 0 4
7 20 10 0 4
8 25 10 0 4
9 0 10 15 4
10 0 10 15 4
11 0 10 15 4
12 0 10 10 4
P r 100%
排水率 耗水率 排出率
P
Q排 Q总 Q耗 Q总 Q排 Q补
100%
r
100%
q
100%
【例题8-1】
某钢厂2000年引进新水6600万方，工 业用水重复利用率为85%，排水量为 4200万方，若在现有设备和工艺条件 下，采用闭路循环，求其重复利用率。
建筑业和第三产业需水
建筑业—单位建筑面积用水量法；
第三产业—用水指标法
8.6
综合需水过程计算
用水能够相互结合的兴利部门
Q max(Qit i 1 )
' s ,t 1
Qs，t’—用水能够相互结合的兴利部门的综合需水量； Ω1—用水能够相互结合的兴利部门集合； Qit—第i兴利部门第t时段的需水量
某工业行业1995年产值为10亿元，万元产 值用水量为1000方，2000年产值为20亿元， 万元产值用水量为900方，据经济发展规划， 2010年工业产值达50亿元，求在现有用水 方式下，2010年需水量。
分行业重复利用率提高法
Q补 Q重 1 Q总 Q总 1 1 Q补1 Q总 1 2 Q补2 Q总
用水增长率影响因素
随着用水水平的提高， 用水增长率会降低 随着重复利用程度的提高， 单位用水增长率下降 选取工业发展稳定阶段 分析用水增长率 修正偶然因素及气候因素的影响
增长率确定方法
根据历史资料，建立GDP增长率与用
水量增长率的关系，根据经济规划中的
GDP增长率计划值，确定d。
从世界发达国家类似地区的特定 发展阶段进行类比选择。
工业用水的分项测定和计算
用水量测定
水表计量 利用水池、水塔储水设备测定 利用生产设备测定
排水量测定
三角堰测定法
浮标测定法 蒸发水量 渗漏水量 产品带走水量
耗水量测定与计算
工业需水量预测
趋势法 指标预测法
分行业重复利用率提高法 分块预测法
趋势法
用历年工业用水增长率推算未来工业用水量
Si S0 (1 d )
n
Si—预测的第i水平年工业需水量 S0—基准年工业用水量 d—工业用水年平均增长率 n—间隔年数
【例题8-4】
某工业用水部门，2000年用水量为 2000万方，根据综合分析，未来十年 用水量增长率为10%，求2010年该工 业部门的用水量。
S 2010 S 2000 (1 0.1)10 2000 2.5937 5187
小与滕发消耗能量密切相关。
能量平衡法——彭曼公式
1 Ep L 1 ( ) ( ) H 0 LE
Ep—作物田间需水量； L—滕发单位重量的水所需热量； △—气温-水汽压关系曲线上的斜率； r—湿度常数； Ho—地面净辐射； Ea—干燥力
作物田间耗水量计算
旱作物
田间耗水量=作物需水量+土壤深层渗漏量
水 稻
田间耗水量=作物需水量+水田渗漏量 +育秧水+泡田水
灌区综合灌溉用水过程计算
作物种类
总生育时间
生育阶段
不同水平年不同保证率灌溉用水量的估算
灌溉面积的发展速度
不同保证率情况下的不同灌溉方式 不同作物的灌溉定额及组成 渠系水利用系数提高程度
8.4
生态需水的计算与预测
定义
广 义
生态环境需水量，是指维持全球生物地理生态 系统水分平衡所需要的水量，它包括水热平衡、 生物平衡、水沙平衡、水盐平衡的需水量等。
【例题8-2】
某城镇2000年工业用水重复利用率为50%， 工业引用水量（补充水量）为6亿方；计划 2010年将工业用水重复利用率提高到85%， 工业引用水量增加到7亿方。设城镇工业综 合耗水率r=5%。试求2000年和2010年工业 排水量。
【例题8-3】
某化工厂有三种供水水源，其中：地下水 用量435m3/h；河水用量81，自来水用量41， 地下水直接引入用水部门；河水先引入循 环池，再通过循环池供给与地下水相同的 部门；自来水独成系统，各水源与用户的 关系如图8-1所示。求该化工厂重复利用率、 耗水率、排水率及排出率。
指标预测法
（1）建立不同工业部门万元产值取水 量与产值的相关关系：
lg Y a lg X b
Y—万元产值取水量 X—工业产值 a，b—待定参数
指标预测法
（2）对不同水平年各行业的产值进行 预测。
（3）计算不同水平年不同工业部门的 需水量。
W YA
W—工业需水量；A—预测工业产值
【例题8-5】
用水不能够结合的兴利部门
Q (Qit i 2 )
'' s ,t 2
Qs，t’’—用水不能够结合的兴利部门的综合需水量； Ω2—用水不能够结合的兴利部门集合； Qit—第i兴利部门第t时段的需水量
工程综合需水过程
Qs ,t Q Q
' s ,t
'' s ,t
【例题8-8】
某水库有灌溉、供水、航运、发电四 个兴利部门，其中供水为坝上自流引 水，航运为下游河道航运，灌溉利用 发电尾水，一直各部门的用水流量过 程见表8-25，求水库的综合用水过程。
果树套种水稻
葡萄套种水稻
玉米套种水稻
稻藕套种
作物田间需水量估算方法
作物田间需水量的大小与气象(温度、日照、湿 度、风速)、土壤含水状况、作物种类及其生长发 育阶段、农业技术措施、灌溉排水方式等有关， 这些因素对需水量的影响相互关联，错综复杂。
经验公式法 能量平衡法
经验公式法
首先分析与作物 田间需水量关系密切的因素， 其次在实验站观测两者同步资料，然后根据观测 资料，分析它们之间的关系，并建立经验方程。
8.2
工业需水量的计算与预测
工业用水分类
按作用分
按过程分
按水源分
按工业用水在生产中所起作用分类
冷却用水
空调用水
产品用水
其他用水
按工业用水过程分类
总用水 取用水 排放水 耗用水
工矿企业在生产过程中所需要的全部水量 工矿企业在生产过程中所取用的新鲜水量 工矿企业使用后向外排放的水量 工矿企业生产过程中消耗掉的水量，包括 蒸发、渗漏、工艺消耗和生活消耗的水量
8.5
其他用水的计算与预测
居民生活
W居 n m W居 P0 (1 ) Ki
n
W居—居民生活用水量； m—人均生活用水定额； n—用水人数
P0—现状人口； ε—人口计划增长率； n—时间间隔； Ki—水平年人均用水定额
农村牲畜用水