灌溉需水量
第二章-作物需水量和灌溉用水量
1 ETi Ki ET 100
某一生育阶段的作物需水量
模比系数
日需水量：作物每日所需水量。 作物的日需水量和模比系数，是制定灌溉制 度和合理用水的重要依据。
2、基于参照作物需水量计算实际作物需水量
参照作物需水量ET0：指的是土壤水分充足，地面完 全 覆盖、生长正常、高矮整齐的开阔(长、宽均在 200m以 上)绿草地(高3~15cm)的蒸发蒸腾量。 参照作物需水量只受气象条件的影响。
水稻：孕穗～开花 棉花：开花～结铃期 小麦：拔节～灌浆期 玉米：抽雄～乳熟期
3、作物需水量特点
（3）地区自然条件不同作物需水量不同
土壤：土壤含水率、土壤质地、地下水埋深
气象：蒸发、降雨 （4）农业技术措施不同，作物需水情况不同 免耕 秸秆或薄膜覆盖 深翻深松
4、影响作物需水量的因素：
自然因素：气象条件、土壤特征、作物性状等
2、田间耗水量
v作物耗水量，简称耗水量：就某一地区而言，指具 体条件下作物获得一定产量时实际所消耗的水量。
v 需水量是一个理论值，又称为潜在蒸散量（或潜在 腾发量），而耗水量是一个实际值，又称实际蒸散量。 需水量与耗水量的单位一样，常以 m3 亩-1 或 mm 水 层表示。 旱地耗水量 = 作物需水量 稻田耗水量 = 作物需水量 + 田间渗漏
3、作物需水量特点
（1）同一作物不同生育阶段对水分要求不同 v作物在不同生长阶段的需水规律为：随着作物的 生长和叶面积的增加，需水量值也不断增大，在作 物苗期，需水量值较小，当作物进入生长盛期，需 水量增加很快，叶面积最大时，作物需水量出现高 峰；到作物成熟期，需水量值又迅速下降。
v每种作物都有需水高峰期，需水高峰期一般处于 作物生长旺盛阶段，如冬小麦有两个需水高峰期， 第一个高峰在分蘖期，第二高峰在开花至乳熟期； 大豆的需水高峰在开花结荚期；谷子的需水高峰为 开花―乳熟期；玉米为抽雄―乳熟期。
净灌溉用水定额
净灌溉用水定额
净灌溉用水定额是指在农业灌溉中，每单位面积农田所需的净灌溉水量。
该定额的确定涉及到多个因素，包括土壤类型、作物品种、生长季节、气候条件等。
通常，净灌溉用水定额可以通过以下方式进行估算：
1. 作物系数法：根据作物的不同生育期和气候条件，确定作物系数（Crop Coefficient）。
作物系数反映了作物对水分的需求程度，可以根据不同的生育期和气候条件进行调整。
通过将作物系数乘以参考蒸散发（Reference Evapotranspiration），可以得到净灌溉用水量。
2. 水平法：根据农田实际需水量和实际降水量之差来确定净灌溉用水量。
这种方法较为简单，但需要有长期的气象数据和农田监测资料作为依据。
3. 水量平衡法：通过综合考虑农田的降水量、蒸散发和土壤含水量变化等因素，建立水量平衡方程，从而确定净灌溉用水量。
这种方法需要较为详细的土壤水分监测和气象数据。
需要注意的是，净灌溉用水定额只是一个估算值，实际灌溉时还需考虑农田的特殊情况和管理要求。
因此，在灌溉设计和实际操作中，还需要综合考虑土壤水分特性、水资源利用效率以及节水措施等因素，科学合理地确定灌溉用水量，以达到节水高效的目的。
灌溉需水量
灌溉需水量
灌溉需水量指的是农作物生长期间所需的水量，主要包括蒸发散失、作物需水和土壤水分补给等因素。
根据灌溉需水量的大小，可以确定灌溉的频率和用水量，从而实现高效利用水资源的目的。
灌溉需水量的大小因作物类型、生长期、地理位置和气象条件等因素而异。
一般来说，作物所需的水量越大，对灌溉水的质量和频率要求也就越高。
在确定灌溉需水量时，还应考虑土壤类型、土质、坡度和降雨量等因素，以便更好地满足作物的生长需要。
为了减少灌溉用水量，还可以采用节水灌溉技术，如滴灌、喷灌和微灌等，有效地减少了水资源的浪费，提高了作物的产量和品质，为农业可持续发展做出了重要贡献。
- 1 -。
滴管工程灌溉制度如何计算
滴管工程灌溉制度如何计算一、计算滴管工程的规划用水量1. 确定灌溉面积：首先需要确定需要灌溉的农田面积，农田面积大小直接关系到滴管工程的设计与施工。
2. 确定作物灌溉需水量：根据作物的生长期、生长阶段、地理环境等因素，确定作物每次灌溉所需的水量。
通常会根据作物类型和生长情况来推测灌溉需水量，如蔬菜类作物每次灌溉面积需要的水量为2-5毫米，果树类作物每次灌溉面积需要的水量可达到5-10毫米。
3. 计算规划用水量：通过以上两步可以得出每次灌溉所需水量，再根据农田规模和浇灌频率计算出滴管工程的规划用水量。
规划用水量是设计灌溉制度的重要参考依据，只有明确规划用水量，才能合理设计滴管工程的灌溉系统。
二、确定滴管工程的设计参数1. 确定滴灌管道的布设方式：根据农田的实际情况和作物的生长特点，确定滴灌管道的布设方式。
可以采用单面布设、双面布设、环形布设等多种方式，根据实际需要合理选择。
2. 确定滴灌管的类型和规格：根据农田面积、作物需水量等因素，选择适合的滴灌管道类型和规格。
通常滴灌管道的材质有PE、PVC等，规格有16mm、20mm、25mm等，选择合适的管道是保证滴管工程正常运行的关键。
3. 确定滴头的数量和间距：根据作物的需水量和灌溉需求，确定滴头的数量和间距。
滴头数量多少和间距大小直接影响着灌溉的均匀性和效果，要根据具体情况合理确定。
4. 确定滴灌管道的坡度和流量：根据农田的地形和作物的需水量，确定滴灌管道的坡度和流量。
坡度太大或太小都会影响灌溉效果，流量的选择也应该根据作物需水量来确定。
三、滴管工程灌溉制度的计算方法1. 确定灌溉周期：根据作物的生长周期和生长需水量，确定每次灌溉的周期。
一般夏季和旱季的灌溉频率较高，冬季和春季可以适当减少。
2. 确定灌溉时间：通过规划用水量和灌溉周期，确定每次灌溉的时间长度。
通常根据土壤保湿情况和作物需水量来确定灌溉时间，保证作物的充分灌溉。
3. 确定滴灌流量和时间：根据规划用水量、滴头数量和管道流量，计算出滴灌流量和时间。
定额法计算灌溉需水量
摘要根据灌溉分区确定灌溉用水基准定额的调节系数，根据作物、保证率和土壤性质确定不同保证率的灌溉用水基准定额，由灌溉用水基准定额及其调节系数计算不同保证率的灌溉用水定额，根据作物复种指数，采用定额法计算不同保证率的灌溉需水量。
以种植玉米为例分析计算灌溉需水量，并讨论定额法计算灌溉需水量时应注意的问题。
关键词灌溉用水基准定额；调节系数；灌溉用水定额；灌溉需水量；灌溉水利用系数在计算农田灌溉需水量时通常采用定额法计算，即确定某作物灌溉用水基准定额及灌溉方式所产生的调节系数，计算不同保证率下的灌溉用水定额，再与种植面积相乘进而求得灌溉需水量。
值得一提的是灌溉用水定额的计算需要注意如下问题：一是灌溉分区及灌溉方式的确定；二是种植作物、保证率和土壤性质的确定；三是以上2点确定灌溉用水基准定额及调节系数。
灌溉需水量采用定额法计算时还应注意作物的种植结构及复种指数。
特别指出定额法求得灌溉需水量为净灌溉需水量，一般根据实际需要的是毛灌溉需水量，因此还应再考虑灌溉水利用系数的问题。
下面以实际例子来计算灌溉需水量。
分析区种植作物为玉米，种植面积为92.998 8 hm2，耕作制度为一年一熟。
1 灌溉用水定额1.1 灌溉分区及灌溉方式根据《河北省用水定额第1部分：农业用水（DB13/T1161.1 —2009）》[1]中的表1河北省灌溉用水定额编制分区表，分析区所处分区名称为冀西北山间盆地（分区编号Ⅱ）。
根据《灌溉与排水工程设计规范（GB50288—99）》[2]和《节水灌溉工程技术规范（GB/T50363-2006）》[3]，分析区内采用“机井+水泵提水”的方式灌溉，区内布井均匀，地埋管连接喷灌设备进行灌溉，地埋管道只设置干管一级管道。
1.2 灌溉用水基准定额根据灌溉分区、种植作物、保证率和土壤性质来确定灌溉用水基准定额。
分区内种植作物全部为玉米，保证率为50%、75%，土壤性质为壤土，按以上条件参考河北省用水定额确定不同保证率下分析区灌溉用水基准定额为：P=50%为90 m3/667 m2，P=75%为135 m3/667 m2。
第二章 作物需水量和灌溉用水量
灌溉制度是灌溉工程规划设计的基础，是已建成 灌区编制和执行用水计划，合理用水的重要依据。
灌溉制度关系到灌区内作物产量（效益）和品质 的提高，及灌区水土资源的充分利用和灌溉工程设 施效益的发挥。
一、充分灌溉条件下的灌溉制度
1、制定灌溉制度的方法 在灌区规划、设计或管理中，常采用以下几种方法来 确定灌溉制度。 1）根据群众丰产灌水经验确定作物灌溉制度 经过多年的实践、摸索，各地群众都积累了不少 确定灌溉制度的经验与方法。这些经验是制定灌溉制 度的重要依据，应成为制定灌溉制度最宝贵的资料。 灌溉制度调查应根据设计要求的水文年份，仔细调查 这些年份不同生育期的作物田间耗水强度 [mm/d]及灌 水次数、灌水时间、灌水定额及灌溉定额，并由此确 定这些年份的灌溉制度。
2、田间耗水量
作物耗水量，简称耗水量：就某一地区而言，指 具体条件下作物获得一定产量时实际所消耗的水量。
需水量是一个理论值，又称为潜在蒸散量（或潜在 腾发量），而耗水量是一个实际值，又称实际蒸散量。 需水量与耗水量的单位一样，常以 m3 亩-1 或 mm 水 层表示。 旱地耗水量 = 作物需水量 稻田耗水量 = 作物需水量 + 田间渗漏
人为因素：农田灌排措施、农业耕作措施等
（1）气象因素
气象因素是影响作物需水量的主要因素，它不仅 影响蒸腾速率，也直接影响作物的生长发育。
气象因素对作物需水量的影响，往往是几个因素
同时作用，很难将各个因素的影响一一分开。 当气温高、日照时数多、相对湿度小时，需水量 会增加。
4、影响作物需水量的因素：
1、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
水量平衡法以作物各生育期内水层变化（水田） 或土壤水分变化（旱田）为依据，从对作物充分供 水的观点出发，要求在作物各生育期内水层变化 （水田）或计划湿润层内的土壤含水量维持在作物 适宜水层深度或土壤含水量的上限和下限之间，降 至下限时则应进行灌水，以保证作物充分供水。 应用时要参考、结合前几种方法的结果，这样 才能使得所制定的灌溉制度更为合理与完善。
3 灌溉用水量和灌溉用水流量
§3 灌溉用水量和灌溉用水流量前面介绍了灌溉制度，但还有两个问题未解决。
（1）水库兴利调节需要用水过程，因此存在一个如何确定灌区灌溉用水量的问题。
（2）设计抽水站、引水闸等，应以用水流量为依据，因此还存在一个如何确定灌区灌溉用水流量的问题。
本节的任务就是讨论如何计算灌溉用水量和灌溉用水流量。
一、灌溉用水量（一）直接法直接利用各种作物的灌溉制度来计算。
一般以旬为时段来计算。
若有K种作物，则某时段的灌溉用水量为式中Wi--第i时段灌区用水量；Mij--第i时段第j种作物的灌水定额；Aj--第j 种作物的种植面积；η水--灌溉水利用系数；全生育期或全年用水量:直接法适用于小型灌区。
例题：某小型灌区作物单一为水稻，某次灌水有1000亩需灌水，灌水定额为40mm，灌区灌溉水利用系数为0.75，试计算该次灌水的净灌溉用水量和毛灌溉用水量。
(二)间接法利用综合灌水定额来计算，综合灌水定额:是某一时段内各种作物灌水定额的面积加权平均值,称为该时段的综合灌水定额.式中α1、α2、α3、αn--各种作物的种植比(之和为1)，mi,1、mi,2、mi,3、mi,n--第i时段各种作物的灌水定额。
某时段的灌溉用水量：m综：1 它是衡量全灌区用水状况的一个综合指标；2 若全灌区种植比例相似，可用综合灌水定额方便地计算出某一局部的灌溉用水量；3 在供水水源有限的情况下，可用综合灌水定额计算保灌面积，即。
间接法适用于大中型灌区。
例题：某灌区A=20万亩，A水田=16万亩，A棉花=4万亩，m水田=45mm，m棉花=40m3/亩。
求m综。
二、灌溉用水流量（一）直接法直接根据灌溉制度或灌溉用水量计算。
式中T--时段内天数；t --1天灌水时数，自流为24h,提灌为18~22h .适用于小型灌区。
例题：某小型提水灌区，作物均为水稻，面积1000亩，用水高峰期最大灌水定额为100m3/亩，灌溉水利用系数为0.75，灌水延续4天，每天灌水20小时。
作物需水量和灌溉用水量
– 与作物种类、生育阶段和土壤性质、 地下水位有关。
2〕土壤适宜含水率和最大、 最小含水率
• 与作物种类、土壤理化性质和土壤状况有关。
– 旱田灌溉中通常以田间持水量为最大含水率，作为 灌水上限。 – 盐碱地含水率应满足盐类溶液浓度要求的最小含水 率。 – 以允许含水率上下限控制，可以减少灌溉次数。
2、作物需水量
• A、旱田作物需水量: 植株蒸腾和棵间蒸发合称腾发量 (evapotranspiration),也称为作物需 水量(Water requirement of crops ) • 影响需水量的因素
• 田间耗水量: 腾发量与渗漏量之和. • 水田深层渗漏的两重性 • A 浪费水量肥料，污染地下水和提 高地下水位，对后期作物影响。 • B、改善土壤通气和氧化还原状况
3〕降雨入渗量
• 储存于计划湿润层内的雨量。 P０＝αΡ α－降雨入渗系数，
α与次降雨量、地形及土壤质地和覆盖有关。 超过计划湿润层田间持水量的降雨是无效水量。
4〕 地下水补给量
• 通过毛管上升到作物根系层而被作 物吸收的水量。
– K与地下水埋深、土壤质地、作物根 系分布、计划湿润层深度有关。
• （2）逐日计算水层变化。低于下限时灌溉，高 于雨后最大蓄水深度时排水至该值。
– 灌水至适宜水深上限，灌水定额一般取整数。适宜 上下限并非绝对不可改变。
4、计算实例
• 6月20日：初始水深18mm，日需水量5mm/d， 日渗漏量3mm/d,适宜水深10～30～50mm； • 6月22日降雨量100mm，此后无降雨，确定下次 灌水日期及灌水定额。 • 排水6月22，灌溉6月28日。
灌溉用水量及灌水率
q净
m1
8 .6 4T1
a
12
（一）影响灌水率的因素
• 1 灌水延续时间
– 作物关键需水期延续时间不宜过长,其他时段可以适当 延长.
• 2 灌水定额 – 可以考虑节水灌溉
• 3 作物种植比例
q净
m1
8.64T1
– 水量不足时可考虑改变种植比例
a
13
灌水率图的绘制
a
5
• 例如，灌溉设计保证率为75％，则选择降雨 （或用水量）频率为75％的年份作为设计典 型年。
• 相同或相近降雨量的年份可能有多个，这时 应选择降雨分配对作物生长不利的年份作为 设计典型年。
a
6
二、典型年灌溉用水量及用水过程线
• 净灌溉用水量：某作物一次灌水灌到田间的水量： W净i＝mi Ai (m3)
a
10
三、多年灌溉用水量的确定和灌溉用水频率曲线
• 计算方法：配线法 PIII型曲线。 • 步骤：
– 1、收集多年降雨资料和作物资料 – 2、计算每年的灌溉用水量 – 3、进行灌溉用水量频率计算 – 4、选择设计频率的灌溉用水量
a
11
四、 灌水率（灌水模数）
• 概念: 灌区单位面积(国内通常以万亩计算)所需 灌溉的净流量，又称灌水模数
– 全灌区任何时段毛灌溉用水量
• W毛= m综，毛× A • 将净用水量换成毛用水量即得到毛用水过程线。
– 该过程线是确定灌溉工程规模的依据
a
9
综合灌水定额的作用
• 它可以衡量全灌区灌溉用水是否合适。 • 若灌区局部范围的作物种植面积比例与全
灌区类似，则可以用于推算局部范围内的 灌溉用水量 • 灌区的种植比例已经根据农业发展计划确 定好了，可以根据水源条件确定反求灌溉 面积。
农田灌溉用水标准
1、灌溉用水的水质标准：（1）水质应符合GB5084-92《生活饮用水卫生标准》的要求；其中，地面水水质应符合国家地面水环境质量标准的二级或三级以上要求。
（2）水中溶解氧含量不得小于0.5mg/L。
（3）水温应在5°C～25°C之间。
（4）PH值应在6.5～8.5之间。
（5）溶解盐含量不得高于0.02g/L（矿化度）。
（6）总硬度不超过0.069mmol/L（以CaCO3计），即不超过120mg/L。
2、灌溉用水的水量标准：（1）灌区内作物对水的需要量按不同作物品种、生育期及灌水次数而定，一般每667m2产量的需水量为100kg～300kg。
（2）灌区内的实际供水量应根据当地气候条件确定，一般不宜低于设计供水量。
（3）根据灌区地形特点、土壤质地和保肥性能等因素合理确定田间沟渠的断面尺寸及深度等工程设施的设计参数，以保证有效利用水资源和减少工程的施工成本。
3、灌溉用水的流量与流速：（1）在满足农作物生长需要的条件下，宜采用小流量供水方式。
当采用大流量的供水方式时必须考虑以下因素：①保证正常生长的最低水位；②防止发生渍水和倒伏；③避免造成土壤板结；④防止产生气阻；⑤避免引起堵塞或损坏机泵等设备；⑥防止产生噪音和振动；⑦节约电能和水资源；⑧降低运行管理费用等。
（2）采用低扬程水泵时宜采取相应措施降低管道中的水流速度。
（3）当采用高扬程水泵时应注意以下几点：①尽量减小管道的坡度；②缩短管道的长度；③提高管材的强度；④加强管道的维护和管理；⑤注意安全防护；⑥定期检查并及时排除故障隐患；⑦做好防寒防冻工作等。
（4）对于地下水位较高的地区可采取井灌的形式进行灌溉。
农田水利——灌溉需水量预测
灌溉用水量计算
计算公式： m 综净
m综净
灌溉用水量计算
方法二：用综合灌水定额推算
m
i 1 i
n
i
——某时段内灌区净综合灌水定额，m3/hm2;
——灌区内该时段灌溉作物种类数； ——第i种作物的种植比，其值为第i种作物灌溉
n i
面 积与灌区总灌溉面积的比值； mi ——各种作物在该时段的灌水定额，m3/hm2;
（1）调整灌水率时，要以不影响作物需水要求为原则，尽可能不改变作物关键 期用水时间，若必须进行调整，则前后移动总天数不得超过3d并尽量前移为 主。 （2）若同意作物连续两次灌水均需变动灌水日期，不应一次提前，一次退后。 延长或缩短后的灌水时间与原定时间相差不应超过20%。 （3）调整后的灌水率值不应相差过于悬殊，全年各次灌水率大小应均匀而有规 律。 （4）为便于灌区工程的管理和养护，供水间断时间应适当长一些，避免经常停 水，特别应避免小于5d的短期停水。 （5）应与水源供水条件相适应 （6）由于调整灌水率而引起灌水定额变化是，灌水定额的调整值不应超过原定 额的10%，同一作物不应连续两次减小灌水定额。 （7）当上述要求不能满足时，可适当调整作物组成。
灌溉用水量计算
灌水率计算
我国各地主要作物灌水延续时间参考：
灌溉面积在667公顷以上的灌区，可采用以下数据： 水稻：泡田期灌水7～15d；生育期灌水3～5d。 冬小麦：播前灌水10～25d；拔节前后灌水10～15d。 棉花：播前灌水10～25d；现蕾、开花、吐絮期灌水8～15d。 玉米：播前灌水10～20d；拔节期灌水10～15d； 抽穗期灌水8～15d。
W净 8.64TQ净
T ——与q对应的时段 d
三种方法比较
1、方法一：先计算一种作物一次的灌溉用水量（灌溉 定额×各自种植面积），再对作物、时段求和。不 涉及种植比（各自种植面积已包括比例）。 2、方法二：通过种植比先计算综合灌溉定额，再计算 总灌溉用水量（综合灌溉定额×总种植面积）。涉 及种植比，但不需要各种植面积。 3、方法三：通过灌水率计算，（灌水率×总面积）， 根据对应天数计算出各时段的灌溉用水量，再对时 段求和。
农业用水需用水量计算标准农业灌溉用水
农业用水需用水量计算标准农业灌溉用水农业是国民经济的基础，而水是农业生产中不可或缺的资源。
在农业生产中，准确计算农业灌溉用水的需用水量至关重要，它不仅关系到农作物的生长和产量，还与水资源的合理利用和保护密切相关。
农业灌溉用水的需用水量受到多种因素的影响。
首先是农作物的种类。
不同的农作物在生长过程中对水分的需求差异较大。
例如，水稻是一种需水量较大的作物，而小麦相对来说需水量较少。
其次，气候条件也是重要的影响因素。
在干旱地区，农作物需要更多的灌溉用水来补充水分；而在湿润地区，自然降水可能在一定程度上满足农作物的需求。
土壤类型同样会影响需水量，保水能力差的土壤，灌溉频率和用水量通常会增加。
此外，农作物的生长阶段也决定了其对水分的需求，例如在开花结果期，农作物往往需要更多的水分。
为了准确计算农业灌溉用水的需用水量，我们需要综合考虑以上因素，并采用科学合理的计算方法。
目前，常用的计算方法主要包括直接计算法和间接计算法。
直接计算法是通过对农作物的田间耗水量进行实测和分析来确定需用水量。
这需要在田间设置专门的观测设备，如土壤水分传感器、蒸渗仪等，对农作物生长期间的土壤水分变化、蒸腾蒸发量等进行实时监测和记录。
通过对这些数据的分析和计算，可以得出农作物在不同生长阶段的需水量。
这种方法虽然准确，但需要投入较多的人力、物力和财力，而且观测范围有限。
间接计算法相对较为简便，常用的有彭曼公式法和水量平衡法。
彭曼公式法主要基于气象数据，如气温、日照时数、风速、相对湿度等，来计算潜在蒸散量，再结合作物系数得出农作物的需水量。
水量平衡法是根据土壤水分的收支平衡关系来计算需水量，即需水量等于降水量加上灌溉水量减去土壤水分的变化量和深层渗漏量。
在实际应用中，我们需要根据具体情况选择合适的计算方法。
对于大规模的农田灌溉规划和水资源管理，通常采用较为复杂但精度较高的计算方法；而对于小规模的农田或者缺乏详细观测数据的地区，可以采用相对简单的估算方法。
作物需水量和灌溉用水量
二、计算方法
• <一>直接计算法 从影响作物需水量的因 素中选择主要因素，如水面蒸 发、气温、湿度、日照和辐射 等，根据试验观测资料，分析 上述因素与作物需水量之间的 根系，归纳出经验公式
1、以水面蒸发为参数(α值法)
• 气象因素与水面蒸发量关系密切， 而水面蒸发与作物需水量有一定的 相关关系，因此可以用水面蒸发和 需水量的相关关系计算需水量。
1、参考作物需水量计算方法
• 能量平衡法： • 原理：作物腾发是能量消耗过程，通过平 衡计算求出腾发耗能，折算成水量，即为 作物需水量。
• 腾发耗能主要以热能形式进行，热能的主 要由太阳提供。
彭－曼公式
• 目前最主要的潜在需水量计算公式 • 需水量取决于辐射、气温和干燥力 • 利用常规气象资料计算作物潜在腾 发量 • 目前最新为FAO1992年的改进公式。 教科书中为1979年FAO确定。
2、根据灌溉试验资料制定
• 在有灌溉试验站的地区，可根 据设计代表年的灌溉试验资料 确定；
– 注意试验站的代表性。如：地理 位置、气象、农作措施等。
3、按照水量平衡法制定灌溉制定
• 原理：
– A：作物在一定的土壤含水量或水层深度范围 内能够生长良好，如果超过该范围，生长和产 量受到抑制和降低。合理的灌溉制度应使得作 物土壤含水量或水层深度处于该范围内。
• ET＝aE0＋b • ET=aE0
说明
• 蒸发量简单易得，在水稻地区曾被 广泛应用。
• 除注意蒸发皿的规格安装方法外， 还应考虑非气象条件的影响。如土 壤、水文地质、农业措施等 • 该方法具所获得的参数具有很强的 地域局限性
2、以产量为参数(K值法)
• 原理:作物产量是综合措施之结 果。一定气象条件下，作物需 水量随着产量提高而增加。
第二章_作物需水量和灌溉用水量
通过计算参照作物需水量来计算实际作物需水量
计算参照作物需水量的方法有很多，最著 名的、应用最广泛的是Penman公式
Penman公式最早于1948年提出 后来经过了不断的修改和完善 目前应用最多的是Penman-Monteith 公式
通过计算参照作物需水量来计算实际作物需水量
Penman公式的基本原理 —— 能量平衡
Transfer of moisture away from leaf: – Rate of transfer = potential/resistance
Penman Monteith FAO Equation
ET0 =
0.408 D ( Rn ? G )+ g (900/(T273)) Uz ( es ? ea ) D g ( 1 0.34 Uz )
evaporation from the soil surface is at most equal but usually considerably less than evaporation from an open water surface
ห้องสมุดไป่ตู้
2、田间耗水量
（ Consumptive Use of Water）
Rn = net radiation at the crop surface G = soil heat flux
(M J m-2day-1) (M J m-2day-1)
T = mean daily air temperature at 2m height (0C)
Uz = wind speed at 2m height es = saturation vapor pressure ea = actual vapor pressure D = slope of vapor pressure curve
农业用水需用水量计算标准农业灌溉用水
农业用水需用水量计算标准农业灌溉用水农业作为国民经济的基础产业，水资源对于农业生产的重要性不言而喻。
而在农业用水中，农业灌溉用水占据了相当大的比例。
为了实现水资源的合理利用和高效管理，准确计算农业灌溉用水的需用水量至关重要。
农业灌溉用水的需用水量受到多种因素的影响。
首先是气候条件，包括降雨量、蒸发量、气温等。
在干旱少雨、气温较高、蒸发量大的地区，农作物对灌溉水的需求通常会更大。
其次是土壤类型和质地，不同的土壤保水能力各异，沙质土壤保水能力差，需要更频繁和大量的灌溉；而黏质土壤保水能力相对较好，灌溉需求相对较少。
农作物的种类和生长阶段也是关键因素，不同的农作物在不同的生长时期对水分的需求差别很大。
例如，水稻在孕穗期和灌浆期对水分的需求极为旺盛，而小麦在灌浆期也需要充足的水分供应。
在计算农业灌溉用水需用水量时，常用的方法有直接计算法和间接计算法。
直接计算法主要基于农作物的需水规律和土壤水分状况进行计算。
这需要了解农作物在各个生长阶段的日需水量，再结合灌溉周期和灌溉面积来确定总需水量。
例如，对于某种农作物，假设其在某个生长阶段的日需水量为 5 毫米，灌溉周期为 7 天，灌溉面积为 10 公顷，那么这段时间的需水量为 5×7×100000 ＝ 3500000 立方毫米，即35 立方米。
间接计算法包括经验公式法和参照作物需水量法等。
经验公式法通常是根据当地的长期农业生产经验总结出的一些公式，通过输入相关的参数，如作物种类、土壤类型、气候条件等，来估算灌溉需水量。
参照作物需水量法是先确定一种参照作物（如苜蓿）的需水量，然后根据实际种植作物与参照作物的需水系数差异，来计算实际作物的需水量。
为了更准确地计算农业灌溉用水需用水量，还需要考虑灌溉方式的影响。
传统的地面灌溉方式，由于水在输送和灌溉过程中的渗漏和蒸发损失较大，实际用水量往往高于农作物的需水量。
相比之下，喷灌和滴灌等节水灌溉方式能够更精确地控制用水量，提高水分利用效率，减少水资源的浪费。
灌溉需水量
污水
输送
分离输送系统 排污(pái wū)与排水分开
市政污水处理首先采用格栅和沉砂等物理处理方法去除污水
中的悬浮物和大颗粒的砂石，进入沉淀池沉淀，然后再经过
缺氧、好氧的生物(shēngwù)处理工艺降解废水中的COD
、氨氮和总磷等污染物。
第二十三页，共54页。
污水处理工艺
a. 对于高浓度、酸性或碱性污水、高温废水等采用稀释、
雨渗透。如在降雨量69.3mm的地区，采用以上措施后，出
流量(liúliàng)由原来的37.59mm降至5.48mm。
丹麦的城市地区主要通过屋顶收集雨水。每年能从居民屋顶收
集645万m3雨水，相当于居民用水量的22%，占市政总饮用
水产量的7%。
第十四页，共54页。
第十五页，共54页。
第十六页，共54页。
利用方案：
渗透管渗透+排放：在地下埋透水管，四周填埋砾石，雨水贮存于
管道和砾石间隙，不断下渗。
中水利用+浅沟渗透：中水主要是利用水质相对较好且容易收集的
屋面雨水，处理后作为绿化、喷洒道路等杂用水的补充水源。
高花坛+低绿地+浅沟渗透：这是一种逐级下渗的模式，下渗率高
，工程造价甚至比雨水直接排放还要节省10%～20%。
水灌溉制度（避开关键生育期）， 灌水方式（清、污轮灌或混灌
），作物品种选择（污水中有害物质在作物中的富集程度呈根、茎
、叶、籽粒果实(guǒshí)递减规律, 因此食用根、茎、叶的蔬菜和
薯类等应杜绝污灌）
微咸水的灌溉技术: 混灌, 轮灌, 施改良剂等; 作物品种与栽培管理。
第二十六页，共54页。
咸水、碱性水灌溉作物(zuòwù)产量（方生等,
灌溉用水量计算公式
灌溉用水量计算公式一、基本概念。
1. 灌溉定额。
- 灌溉定额是指单位灌溉面积上的一次灌水量或某一时段内各次灌水量的总和（通常以立方米/亩或毫米为单位）。
它是衡量作物需水和灌溉用水量的重要指标。
- 例如，某作物全生育期内的灌溉定额为300立方米/亩，表示在该作物整个生长周期内，每亩地需要灌溉300立方米的水量。
2. 灌溉面积。
- 灌溉面积是指实际进行灌溉的土地面积，单位为亩或公顷等。
在计算灌溉用水量时，准确确定灌溉面积是非常重要的。
1. 以灌溉定额计算。
- 当已知灌溉定额M（立方米/亩）和灌溉面积A（亩）时，灌溉用水量W （立方米）的计算公式为：W = M× A。
- 例如，某灌区的灌溉面积为500亩，该作物的灌溉定额为250立方米/亩，则灌溉用水量W = 250×500=125000立方米。
2. 根据作物需水量计算（考虑灌溉水利用系数）- 首先要确定作物需水量ET（毫米或立方米/亩）。
作物需水量是指作物在适宜的土壤水分和肥力水平下，经过正常生长发育，获得高产时的植株蒸腾、棵间蒸发以及构成植株体的水量之和。
- 设灌溉水利用系数为eta（eta取值范围在0 - 1之间，反映了灌溉水被有效利用的程度），灌溉面积为A（亩）。
- 则灌溉用水量W（立方米）的计算公式为：W=(ET× A)/(eta)。
- 例如，某作物的需水量为400毫米，换算为立方米/亩（1毫米的水量相当于0.667立方米/亩，所以400毫米相当于400×0.667 = 266.8立方米/亩），灌溉面积为300亩，灌溉水利用系数为0.7，则灌溉用水量W=(266.8×300)/(0.7)≈114342.86立方米。
3. 时段灌溉用水量计算（考虑时段内的多次灌溉）- 如果在某一时段内进行了多次灌溉，每次灌溉的定额分别为M_1,M_2,·s,M_n，灌溉面积为A（亩），则该时段内的灌溉用水量W（立方米）计算公式为：W=(M_1 + M_2+·s+M_n)× A。
农田水利——灌溉需水量预测
灌溉用水量计算
计算公式：
灌溉用水量计算
W毛＝
水
W 净
W毛
——某作物某次毛灌溉用水量，m3; ——灌溉水利用系数，可通过查相关规定表格取得
水
。
同理可算出各种作物的各次的毛灌溉用水量 ，相加，就可得不同时期灌区的灌溉用水量。将不 同时期的用水量相加，即得灌区的总灌溉用水量。
灌溉用水量计算
灌溉用水量计算
灌溉用水量计算
灌水率计算表
灌水率计算灌溉用水量计算
灌水率图绘制
灌溉用水量计算
灌水率图绘制
各时期灌水率相差悬殊，渠道输水时大时小，断断续续，不利 于管理。若以其中最大灌输率计算渠道流量，设计渠道断面，势必偏大 ，不经济，因此，必须进行调整，尽可能消除短时段的灌水率高峰和短 期停水现象。 修正原则
灌溉用水量计算
计算公式： m 综净
m综净
灌溉用水量计算
方法二：用综合灌水定额推算
m
i 1 i
n
i
——某时段内灌区净综合灌水定额，m3/hm2;
——灌区内该时段灌溉作物种类数； ——第i种作物的种植比，其值为第i种作物灌溉
n i
面 积与灌区总灌溉面积的比值； mi ——各种作物在该时段的灌水定额，m3/hm2;
概念之间的联系
1、灌溉设计保证率用来选取代表年 2、灌溉用水量计算首先进行代表年选择 3、灌水率根据代表年的灌水定额等数据进行计算
灌溉用水量计算
服务于
代表年选取 灌水率计算
求
灌溉设计 保证率
灌水定 额
灌溉用水量计算
1、代表年选择
（见第一节）
2、灌水率计算
灌水率根据灌区范围内各种作物的各次灌水逐一进行计算， 计算公式如下： m
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雨水高效利用技术：输水方法、节水灌溉方式、节水灌溉制度及
先进的集水农业技术（保水剂、抗旱剂等）。 管道输水比土渠节水35%。������
国内概况
• 山区——水塘水库蓄积雨水径流， 平原和浅山丘陵——地下蓄水设施。
云南哀牢山区的元城，海拔1493米，年降水量虽不少，但因靠近山 脊缺少溪泉，县城内家家户户都用石砌屋顶做水池。在城区路面上每 隔约300米，设一道铁篦集水口，下面就是雨水池。
• 丹麦的城市地区主要通过屋顶收集雨水。每年能从居民屋
顶收集645万m3雨水，相当于居民用水量的22%，占市政总饮用 水产量的7%。
3. 集雨面积计算
收集的水量
需灌溉补充的水量
径流系数是一定汇水面积地面径流量与降雨量的比值。 受集雨面坡度、集雨面材料性质、降雨强度、降雨历时等，裸露 地面的干湿
污水处理负荷和建设费用, 维护城市水循环的生态平衡。
新加坡收集雨水于小水库
2. 降雨径流过程
垂向：降水、蒸发及土壤水分运动。
侧向：包括坡面水流、壤中水流、地下水流及河槽水流。 降雨径流的形成过程包括从降水到水流汇集至流域出口断 面的整个过程。一般要经过：流域蓄渗、流域产流和河网 汇流三个过程
高，工程造价甚至比雨水直接排放还要节省10%～20%。
国外概况
• 在中东、南阿拉伯以及北非降水量极少的地区，早在 四千年之前就出现了雨水收集系统;
• 德国城市雨水利用技术已经进入标准化、产业化阶段， 并逐步向集成化、综合化方向发展; • 日本的雨水利用技术处于世界领先水平。上世纪80年代，
积极推行雨水贮留渗透计划。在公园、庭院、停车场、运动场等 场所利用透水性柏油路、透水池、渗透管、渗透井等进行贮雨渗 透。如在降雨量69.3mm的地区，采用以上措施后，出流量由原来 的37.59mm降至5.48mm。
连续性薄膜, 切断土壤毛细管, 阻止土壤水分通过。
砾石覆盖技术 土壤覆盖技术
• 雨水富集叠加利用技术
集流技术：庭院、路面、荒坡、塑料大棚棚面集雨等。
塑料薄膜、混凝土、混合土、原土集水效率为59% , 58% , 13%, 9%。
贮水技术：小水库、塘坝、水窖等。水面上覆脂族醇等液态化学制
剂, 轻质水泥、聚苯乙烯、橡胶和塑料等制成板来抑制蒸发。
• 降雨开始后一段时间，除少量雨水落入河道而 直接形成径流， 大多数雨水降落在地表和植 物叶枝上并不立即产生径流，这部分雨水消耗 于植物截留、下渗、填洼和蒸发；
• 当流域中某一部位完成了流域蓄渗过程以后， 如果降雨还在继续，则会产生径流汇入河网。 径流来源于四种补给途径，它们是坡面漫流、 壤中流、浅层地下径流和深层地下径流。
北京高尔夫球场各区域年可收集雨水量
区域
面积 hm2 40 10 20 径流系数 年降水量 收集雨水 万m3 3.51 5.85 10.53
绿地
水景 建筑、道路等 总计
0.15 1.0 0.9
585 585 585
19.89
赵慧芳，苏德荣 （2008） 一个标准球场每天平均耗水2000-2500m3。 降雨充足地区每天需要灌溉水1200m3，干旱地区每天需要 4000m3。
• 加强水源涵养，改善水环境 通过水源涵养林建设等工程措施，提高水源的涵养量。 • 实施地下水补给，增大地下水量 通过改善下垫面条件，将地表雨水充分下渗集蓄。 • 分散水源的收集利用 主要是对于分散的雨水加以滞蓄，或引流集中使用，或引入 地下补给地下水。
雨水资源利用方式
• 就地拦蓄入渗利用
水保工程技术：修筑水平梯田、水平沟、隔坡梯田、鱼鳞坑、丰产沟
• 北京市在城市雨水资源化利用方面的研究起步较早，提出 了多种雨水利用方案：
渗透管渗透+渗。
中水利用+浅沟渗透：中水主要是利用水质相对较好且容易收集
的屋面雨水，处理后作为绿化、喷洒道路等杂用水的补充水源。
高花坛+低绿地+浅沟渗透：这是一种逐级下渗的模式，下渗率
、反坡梯田、集水面整地等工程技术, 使降雨就地拦蓄入渗。 年降雨量450～500 mm 的半干旱地区, 其拦蓄功能与坡地相比: 水 平梯田35～100 mm/ a, 隔坡梯田25～65 mm/ a, 水平沟15～57 mm/ a。
水保耕作技术：带状间作技术、粮草等高带状轮作技术、等高耕作技
术、水平沟耕作技术、沟垄耕作技术、入渗坑渗水孔耕作技术、蓄水聚 肥耕作技术等。
• 覆盖抑制蒸发利用
黑色覆盖技术：利用秸秆等植物残余或各种物质燃烧后的灰分或厩肥
直接覆盖土壤表面。黑色覆盖可减少蒸发12～42 mm, 使播前土壤水分 增加27. 5 mm。
白色覆盖技术：塑料薄膜覆盖。
绿色覆盖技术：种植植物, 减少径流和抑制蒸发。减少土面蒸发量
30% ～40%。
化学覆盖技术：胶乳、石蜡、沥青、石油等喷洒在地面上, 形成一种
降雨
植物截流 填洼 下渗 土壤容蓄 产 流 过 程 坡面流 壤中流 浅层地下水流 深层地下水流 河 河岸调节 网 汇 流 河槽调节
蓄 渗 过 程
出 口
蒸
散
降雨径流过程概化图
雨水资源利用的途径 • 跨流域分水岭截洪 充分利用地形地貌条件，将水库流域外不适宜建库拦蓄的洪 水，实施工程措施加以拦截，引入水库。
二. 雨水资源及其利用
1、雨水资源 我国的多年平均降雨量约为6.19万亿m3 对其开发利用，是增加可用水资源量的重要措施 降雨量10mm，1m2收集10L
路面、屋顶可有效积水
雨水资源管理理念变化
• 1970s以前，城市雨水处理原则——快速、高效的工程排水
, 将雨水排除。扩大雨水管道和城市河道横断面、减少糙率
三. 劣质水的回收与利用
1. 劣质水的来源与成分 水质达不到草坪灌溉水质标准的水。 生活污水、工业废水、农业回归水、咸水或微咸水
污水成分分析：pH 、固体含量、生化需氧量(BOD5) 、 化学需氧量（COD)
或开发分洪渠道等。 • 1970s后，雨水资源管理的理念—— 雨水蓄渗、缓排、利 用等。使用法律、经济、技术等多种手段, 从水量和水质管 理两个角度, 通过工程以及非工程的多种措施实行生态排水, 使降水尽可能地进入自然水循环, 尽量减少进入城市排水系 统, 促进雨水的资源化利用, 减轻城市洪涝灾害、降低城市