第二章：作物需水量和灌溉用水量PPT
合集下载
作物需水量与灌溉用水量
（Evaporation） 蒸发 蒸发（
定义：植株间土壤或 田面水分的蒸发 物理过程 蒸发是一种 蒸发是一种物理过程 土面蒸发一般小于自 由水面蒸发，但在饱 和含水率时基本等于 自由水面蒸发。
（Seepage）及田间渗漏 （Pecolation） 深层渗漏 深层渗漏（ 及田间渗漏（
：旱田中由于降雨或灌溉水量太多，使土壤水 深层渗漏 深层渗漏：旱田中由于降雨或灌溉水量太多，使土壤水 分超过了田间持水量，向根系活动层以下的土层产生渗 漏的现象 田间渗漏：水稻田的 渗漏 稻田渗漏造成水和肥 的流失，但可促进土 壤通气，改善还原条 件，消除有毒物质， 有利于作物生长。
能量平衡公式
R
n
= G
+ C + λ E
净辐射
土壤增温
显热
潜热
以热量平衡形式 表示的能量平衡 ＋水汽扩散理论
蒸发蒸腾 消耗的热 能
换算成水 深得ET
P0 ∆ 公式（ FAO 1979） 修正Penman • R + E P0 ∆ •ea − ed ) Ea = 0.26(1 +10+ .54u z )( P γ ET
作物需水量有时段概念，如作物全生育期需水量，某生育阶 段需水量，月、旬、日、小时需水量。 作物需水量常以每天多少毫米表示 (mm/day)
2、田间耗水量
（ Consumptive Use of Water） 旱地耗水量 稻田耗水量 = 作物需水量 = 作物需水量 + 田间渗漏
水稻田的渗漏 Percolation in paddy field
Rn = 作物冠层的净辐射 G = 土壤热通量 T = 2m 高的平均气温 (0C) Uz = 2m 高的风速 ea = 饱和水气压 ed = 实际水气压 ∆ = 温度饱和水气压曲线上在 T处的斜率 γ = 湿度表常数
农田水利学：2章3灌溉用水量
根据定义有：
qn,净＝某次灌T水(d一 )万 24亩 36的 溉 0(0秒 总 用)灌 水量m（ 3)
＝10000mn ＝ mn
T(d)243600 8.64T(d)
式中: qn,净－某种作物第n次灌水的灌水率（m3/s） /104亩
－某种作物种植面积占总面积的百分数 m n－某种作物第n次灌水的灌水定额(m) T－某种作物第n次灌水的延续时间(d)
水称为灌溉水利用系数
水
W净 W毛
Байду номын сангаас
影响因素：水与各级渠道长度、流量、 土壤、水文地质条件、渠道工程状况、 灌溉管理水平，灌水技术措施等有关。
我国大中型灌区平均只有0.4左右 利用水我们可以直接根据W净推求W毛
2、综合灌水定额计算法
任何时段内全灌区的综合灌水定额，是该时段内各种
物灌水定额的面积加权平均值：
2、用途：计算灌区渠道的引水流量和灌溉渠道的设计流
量
二、灌水率的计算：
①灌区总面积为A，
作物:甲、乙、丙……
面积:A1、A2 、 A3 …… … 灌水定额:m1 、m2 、m3 …… 延续时间:T1 T2 ,T3 ……
②分作物品种计算，即分别计算各种作物的每次的灌水率。
③计算公式：
qn,净＝8.6m4Tn n
二、计算典型年灌溉用水量及用水过程线。
有两种方法可用来确定典型年灌溉用水量及用水过程。
1、 灌水定额计算法（直接推算法）
灌区种有多种作物，多次灌溉，那末：对于任何一种 作物的某一次灌水：
W净＝mA 当作物的灌溉面积、灌溉制度确定后，即可利用上式推 算出各次各种作物灌水的净灌溉用水量。
W毛＝
W净 水
22修正原则改变中间日尽量不改变主要作物关键用水期的各次灌水时间调整灌水时候改变qq的大小调整时以往前移动为主前后移动不超过三天将灌水率图修正的比较均匀不出现短暂峰值灌水连续最小灌水率不应小于最大灌水的4033选取标准修正后的灌水率图
农田水利学：2章3灌溉用水量
根据需求调整灌溉制度，以减少用水量并提高效率。
节约灌溉用水量的措施
滴灌技术
通过滴水灌溉系统，减少水的流失和浪费， 提高用水效率。
良好的管理
合理规划灌溉时间和频率，确保有效利用水 资源。
定量浇水
根据作物需水量，精确浇水，避免过度浇水 和浪费。
农田改良
通过改良土壤结构和墒情管理，提高灌溉用 水的利用效率。
2
合理的管理计划和决策。
应用现代监测技术，实时监测和控制
灌溉用水量，提高用水效率。
3
科学培训
开展农田水利学的培训和宣传，提高产
灌溉用水量直接影响农业生产的产量和质量。科学合理的灌溉用水量可以提高农作物的生长发育和产量。
灌溉用水量与环境保护
过度的灌溉用水量可能导致土壤盐碱化和地下水资源的污染。合理使用和管 理灌溉用水量对环境保护至关重要。
灌溉用水量的可持续发展
通过科学规划和管理灌溉用水量，使其与可持续发展目标相协调，确保水资 源长期供应，维护农业可持续发展。
灌溉用水量的效益评价
农业效益
合理的灌溉用水量能提高农 作物产量和质量，增加农民 收入。
经济效益
灌溉农业的发展对地方经济 和农村发展起到重要的推动 作用。
社会效益
保障农田水利的正常运行和 农业生产，维护社会稳定和 农村可持续发展。
灌溉用水量的管理方法
1
数据分析
收集和分析灌溉用水量的数据，制定
监测技术
农田水利学：2章3灌溉用 水量
通过学习农田水利学，我们深入了解灌溉用水量的重要性。本章将介绍灌溉 的概述、用水量的定义以及影响用水量的因素。
灌溉用水量计算
1 正规计算方法
使用灌水系数和作物蒸发散发的数据，计算出精确的灌溉用水量。
节约灌溉用水量的措施
滴灌技术
通过滴水灌溉系统，减少水的流失和浪费， 提高用水效率。
良好的管理
合理规划灌溉时间和频率，确保有效利用水 资源。
定量浇水
根据作物需水量，精确浇水，避免过度浇水 和浪费。
农田改良
通过改良土壤结构和墒情管理，提高灌溉用 水的利用效率。
2
合理的管理计划和决策。
应用现代监测技术，实时监测和控制
灌溉用水量，提高用水效率。
3
科学培训
开展农田水利学的培训和宣传，提高产
灌溉用水量直接影响农业生产的产量和质量。科学合理的灌溉用水量可以提高农作物的生长发育和产量。
灌溉用水量与环境保护
过度的灌溉用水量可能导致土壤盐碱化和地下水资源的污染。合理使用和管 理灌溉用水量对环境保护至关重要。
灌溉用水量的可持续发展
通过科学规划和管理灌溉用水量，使其与可持续发展目标相协调，确保水资 源长期供应，维护农业可持续发展。
灌溉用水量的效益评价
农业效益
合理的灌溉用水量能提高农 作物产量和质量，增加农民 收入。
经济效益
灌溉农业的发展对地方经济 和农村发展起到重要的推动 作用。
社会效益
保障农田水利的正常运行和 农业生产，维护社会稳定和 农村可持续发展。
灌溉用水量的管理方法
1
数据分析
收集和分析灌溉用水量的数据，制定
监测技术
农田水利学：2章3灌溉用 水量
通过学习农田水利学，我们深入了解灌溉用水量的重要性。本章将介绍灌溉 的概述、用水量的定义以及影响用水量的因素。
灌溉用水量计算
1 正规计算方法
使用灌水系数和作物蒸发散发的数据，计算出精确的灌溉用水量。
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。
作物需水量和灌溉用水量ppt(共67张PPT)
– h1、h2－时段初、末水田水深；
– P－时段内降雨，mm； – d－时段排水量，mm；
– m－时段灌水量，mm; – WC－时段内耗水量（蒸腾＋渗漏），mm。
• 水稻适宜的水层深度范围：hmin~hmax
• 当水层深度降低到灌水下限时，开始灌溉，灌水量 为：
• m=hmax－hmin • 若雨后田内水深大于允许蓄水深度，排水量
或 t=(W0-Wmin)/(e-k)
– k-地下水日补给量.
B、灌水定额计算
• 1) m=667nh(θmax-θmin)
– m-灌水定额，m3/亩； – Θmax，θmin－允许最大和最小土壤含水率(占土壤
孔隙体积的百分数); – n-土壤孔隙率； – H-计划湿润层深度，m
• 2) m=10000nh(θmax-θmin)或
– m－灌水定额，m3/ha – θmax,θmin允许含水量上下限(占土壤孔隙体
积的百分数); – n-土壤孔隙率; γ-土壤干容重,t/m3 – H-计划湿润层深度,m
– m3/ha 是标准单位,用于正式文件中.
2、基本资料收集
• 1) 土壤计划湿润层深度 • 指旱田灌溉时，计划调节土壤水分状况
的土层深度。
– 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。
日期
6.20
日耗水 降雨量 水层变化 灌水量
量（mm) (mm)
（mm)
– P－时段内降雨，mm； – d－时段排水量，mm；
– m－时段灌水量，mm; – WC－时段内耗水量（蒸腾＋渗漏），mm。
• 水稻适宜的水层深度范围：hmin~hmax
• 当水层深度降低到灌水下限时，开始灌溉，灌水量 为：
• m=hmax－hmin • 若雨后田内水深大于允许蓄水深度，排水量
或 t=(W0-Wmin)/(e-k)
– k-地下水日补给量.
B、灌水定额计算
• 1) m=667nh(θmax-θmin)
– m-灌水定额，m3/亩； – Θmax，θmin－允许最大和最小土壤含水率(占土壤
孔隙体积的百分数); – n-土壤孔隙率； – H-计划湿润层深度，m
• 2) m=10000nh(θmax-θmin)或
– m－灌水定额，m3/ha – θmax,θmin允许含水量上下限(占土壤孔隙体
积的百分数); – n-土壤孔隙率; γ-土壤干容重,t/m3 – H-计划湿润层深度,m
– m3/ha 是标准单位,用于正式文件中.
2、基本资料收集
• 1) 土壤计划湿润层深度 • 指旱田灌溉时，计划调节土壤水分状况
的土层深度。
– 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。
日期
6.20
日耗水 降雨量 水层变化 灌水量
量（mm) (mm)
（mm)
合理灌溉的机理及如何合理灌溉PPT课件
SPAC理论在农田灌溉中的应用，在模拟预测田间土壤 水分动态变化和作物蒸发蒸腾动态变化进行灌水预报， 以及模拟冠层叶温或叶水势、气孔阻力的动态变化等的 研究已有一定进展，但在田间水分的转化效率、节水灌 溉指标体系、作物缺水信息及诊断和以节水高产为目标 的农田水分管理与调控方面尚须探索和不断深入。
三、 合理灌溉
Q
运输水分的总体(m积 3)
时间S
相当于植物在单位时间内所蒸腾的水量。通过单位横截 面积（A）的平均流速为：
J Q Amm 2 3S或m S
运输途径的截面积，对木质部而言，是指导管的截面积；对细 胞而言是指表面积；对土壤而言是主体介质的截面积，包括水 孔隙和固态衬质，因为真实的导水孔隙面积很难测定。 J与传导系数K（m2·Mpa-1·s-1）的关系是：
在SPAC中，水分运动的驱动力是水势梯度，即从水势高 处向水势低处流动，其流动速率与水势梯度成正比，与水 流阻力成反比。由于在SPAC中各个部位的水流阻力和水 势并非是恒定不变的，因而严格地说SPAC中的水流是非 稳定流。但在实际中，忽略植株体内贮水量的微小变化， 认为SPAC中的水流是连续的稳定流时，为分析提供了较 大的方便，其水流通量Q可以用电学中的欧姆定律来模拟：
别是根系发育快 ，而蒸腾面积较小，因此，耗
• 第二、分蘖末期——抽穗期(包括返青、拔节、 孕穗期)
• 这一阶段小穗分化，茎、叶、 穗开始迅速发 育，叶面积快速增大，消耗水量最多，这时代 谢亦较旺盛。如果缺水，小穗分 化不良，或畸 形发育，茎生长受阻，矮小，产量低。此阶段 为小麦的第一个水分临界期 。
第五、乳熟末期——完熟期 物质运输已接近完成，种子失去大部分水，逐渐风干，
不同作物对水分的需要量也不同。一般可根据蒸腾系 数估算其对水分的需要量。
作物需水量和灌溉用水量
第三十二页，编辑于星期四：十二点十四分。
<乙>早种物灌溉制度。原理：以作物主要根系吸水层作为灌水计划湿润层，将该层内的土壤含水量保持在作物所要求的范围内。。当计划湿润层(平均)上壤含水量低于设计灌水下限时，需要灌水，高于上限时， 一般需要排 水(通常在渍涝危害情况下).
第三十三页，编辑于星期四：十二点十四分。
1 、以 水面蒸发为参数(a 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。·ET=aE₀+b·E o
第八页，编辑于星期四：十二点十四分。
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
P、灌水定额计算·1)m=667nh(ex-Cn)-m- 灌水定额， m3/亩；,θ一允许最大和最小土壤含水率(占土壤孔 隙体积的百分数);-n- 土壤孔隙率；- H-计划湿润层深度， m
第三十六页，编辑于星期四：十二点十四分。
。2)m=10000nh(θmax-θmin)或- m一灌水定额， m3/ha-Bmax,θ min允许含水量上下限(占土壤孔隙体 积的百分数)- n上壤孔隙率； Y-土壤干容重，t/m3- H 计划湿润层深度，m-ms/ha 是标准单位，用于正式文件中，
第十三页，编辑于星期四：十二点十四分。
·Et1/100×K;×ET·Et; 一第I个生育阶段的需水量·k,为需水量模比系数， 可由试验 资料确定，·其他各项意义同前。
第十四页，编辑于星期四：十二点十四分。
<二>间接法。通 过参考作物需水量间接计算作物实际需水量ET,, 乘以相应的作物系 数，得到作物实际需水量·参照作物需水量(Reference cropEvapotranspirati on) 是指土壤供水充分、面完全覆盖、生长正常、高矮整齐的开 阔 矮 草 地 的 腾 发 量 。 该 条 件 下 ， 需 水量主要受 象条件影响。
<乙>早种物灌溉制度。原理：以作物主要根系吸水层作为灌水计划湿润层，将该层内的土壤含水量保持在作物所要求的范围内。。当计划湿润层(平均)上壤含水量低于设计灌水下限时，需要灌水，高于上限时， 一般需要排 水(通常在渍涝危害情况下).
第三十三页，编辑于星期四：十二点十四分。
1 、以 水面蒸发为参数(a 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。·ET=aE₀+b·E o
第八页，编辑于星期四：十二点十四分。
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
P、灌水定额计算·1)m=667nh(ex-Cn)-m- 灌水定额， m3/亩；,θ一允许最大和最小土壤含水率(占土壤孔 隙体积的百分数);-n- 土壤孔隙率；- H-计划湿润层深度， m
第三十六页，编辑于星期四：十二点十四分。
。2)m=10000nh(θmax-θmin)或- m一灌水定额， m3/ha-Bmax,θ min允许含水量上下限(占土壤孔隙体 积的百分数)- n上壤孔隙率； Y-土壤干容重，t/m3- H 计划湿润层深度，m-ms/ha 是标准单位，用于正式文件中，
第十三页，编辑于星期四：十二点十四分。
·Et1/100×K;×ET·Et; 一第I个生育阶段的需水量·k,为需水量模比系数， 可由试验 资料确定，·其他各项意义同前。
第十四页，编辑于星期四：十二点十四分。
<二>间接法。通 过参考作物需水量间接计算作物实际需水量ET,, 乘以相应的作物系 数，得到作物实际需水量·参照作物需水量(Reference cropEvapotranspirati on) 是指土壤供水充分、面完全覆盖、生长正常、高矮整齐的开 阔 矮 草 地 的 腾 发 量 。 该 条 件 下 ， 需 水量主要受 象条件影响。
71_作物需水量和灌溉用水量
第十页，共七十一页，2022年，8月28日
●常用经验公式：●ET=KY 或 ET=KYn+C·ET— 需水量；·K,C,n- 经验常数和经验指数；·Y 一单位面积经济产量产量
第十一页，共七十一页，2022年，8月28日
K值法说明·可以根据计划产量减少出需水量，简单，但需要大量灌溉资料.·便于进行灌溉经济分析·使用条件：对于水分是产量主要制约 因素的旱田较为有效，而对水田和灌 水充分地区较差。第十二页，共七十一页，2022年，8月28日
日 期
日耗水 量(mm)
降雨量(mm)
水层变化(mm)
灌水量(mm)
排水量(mm)
6.20
8
20
6.21
8
12
6.22
8
100
50(4)
54
6.23
8
42
6.24
8
34
6.25
8
26
6.26
8
18
6.27
8
12
6.28
8
4+20=24
20
第三十一页情况下灌水量为整数，便于计算。● 水稻烤田期间水层可能出现负数。-烤田的作用在于减少无效分蘖及水肥浪费。-负数表示土壤含水量低于饱和含水率。
第二十六页，共七十一页，2022年，8月28日
2、 生育期水量平衡方程·h₁+P+m-WC-d=h₂一 女 、h₂ 一时段初、末水田水深；-P 一时段内降雨， mm;-d 一时段排水量， mm;-m 一时段灌水量， mm;-WC— 时段内耗水量(蒸腾+渗漏),mm。
第二十七页，共七十一页，2022年，8月28日
第六页，共七十一页，2022年，8月28日
●常用经验公式：●ET=KY 或 ET=KYn+C·ET— 需水量；·K,C,n- 经验常数和经验指数；·Y 一单位面积经济产量产量
第十一页，共七十一页，2022年，8月28日
K值法说明·可以根据计划产量减少出需水量，简单，但需要大量灌溉资料.·便于进行灌溉经济分析·使用条件：对于水分是产量主要制约 因素的旱田较为有效，而对水田和灌 水充分地区较差。第十二页，共七十一页，2022年，8月28日
日 期
日耗水 量(mm)
降雨量(mm)
水层变化(mm)
灌水量(mm)
排水量(mm)
6.20
8
20
6.21
8
12
6.22
8
100
50(4)
54
6.23
8
42
6.24
8
34
6.25
8
26
6.26
8
18
6.27
8
12
6.28
8
4+20=24
20
第三十一页情况下灌水量为整数，便于计算。● 水稻烤田期间水层可能出现负数。-烤田的作用在于减少无效分蘖及水肥浪费。-负数表示土壤含水量低于饱和含水率。
第二十六页，共七十一页，2022年，8月28日
2、 生育期水量平衡方程·h₁+P+m-WC-d=h₂一 女 、h₂ 一时段初、末水田水深；-P 一时段内降雨， mm;-d 一时段排水量， mm;-m 一时段灌水量， mm;-WC— 时段内耗水量(蒸腾+渗漏),mm。
第二十七页，共七十一页，2022年，8月28日
第六页，共七十一页，2022年，8月28日
灌溉用水量及灌水率PPT课件
第17页/共17页
第2页/共17页
一、设计典型年选择
• 概念：年灌溉用水量与降雨量有关，在规划灌溉 工程时，需要选择特定的水文年份作为规划和设 计依据。该特定水文年份称为设计典型年。
• 设计典型年的灌溉用水量称为设计灌溉用水量。
第3页/共17页
设计典型年选择的依据
• 确定灌溉设计保证率： • 某灌溉工程在长期使用工程中灌溉用水得到保证的年 数占总年数的百分数。 • P＝50％（平水年）、75％中等干旱年。
第14页/共17页
• 2.修正的原则
A：尽量不改变主要作物关键用水期的各次灌水时间； ➢ 若必须调整，以前移为主，前后不超过三天； B：调整后灌水率均匀连续，最小灌水率不小于最大灌水率的40％。
➢灌水率过小（大）时可以缩短（延长） 灌水时间进行调整。
第15页/共17页
第16页/共17页
感谢观看！
灌水率图的绘制
• 针对某一设计代表年，计算出灌区各种作物每次灌水的灌水率，并将灌水率绘制在方格纸上，就得到灌水 率图
第13页/共17页
（二）灌水率修正
• 1.修正的原因：
• 渠道流量大小悬殊，供水断断续续，不利于设计和运行管理。 ➢ 水位频繁升降可能造成坍塌、冻胀危害； ➢ 造成闸门的频繁开闭，不利于管理。 ➢ 水位衔接困难。
• 某种作物一次灌水需要的净流量
q净
m1
8.64T1
第11页/共17页
（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/共17页
第2页/共17页
一、设计典型年选择
• 概念：年灌溉用水量与降雨量有关，在规划灌溉 工程时，需要选择特定的水文年份作为规划和设 计依据。该特定水文年份称为设计典型年。
• 设计典型年的灌溉用水量称为设计灌溉用水量。
第3页/共17页
设计典型年选择的依据
• 确定灌溉设计保证率： • 某灌溉工程在长期使用工程中灌溉用水得到保证的年 数占总年数的百分数。 • P＝50％（平水年）、75％中等干旱年。
第14页/共17页
• 2.修正的原则
A：尽量不改变主要作物关键用水期的各次灌水时间； ➢ 若必须调整，以前移为主，前后不超过三天； B：调整后灌水率均匀连续，最小灌水率不小于最大灌水率的40％。
➢灌水率过小（大）时可以缩短（延长） 灌水时间进行调整。
第15页/共17页
第16页/共17页
感谢观看！
灌水率图的绘制
• 针对某一设计代表年，计算出灌区各种作物每次灌水的灌水率，并将灌水率绘制在方格纸上，就得到灌水 率图
第13页/共17页
（二）灌水率修正
• 1.修正的原因：
• 渠道流量大小悬殊，供水断断续续，不利于设计和运行管理。 ➢ 水位频繁升降可能造成坍塌、冻胀危害； ➢ 造成闸门的频繁开闭，不利于管理。 ➢ 水位衔接困难。
• 某种作物一次灌水需要的净流量
q净
m1
8.64T1
第11页/共17页
（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/共17页
作物需水量与灌溉用水量
作物需⽔量与灌溉⽤⽔量第三章、作物需⽔量与灌溉⽤⽔量§3—1 作物需⽔量作物需⽔量——是指作物在适宜的外界环境条件下（包括对⼟壤⽔分、养分充分供应）正常⽣长发育达到或接近达到该作物品种的最⾼产量⽔平所消耗的⽔量。
作物需⽔量的作⽤：1、是农业⽤⽔的主要组成部分，是整个国民经济中消耗⽔分的最主要部分。
2、是⽔资源开发利⽤时的必备资料，也是灌排⼯程规划、设计、管理的基本依据。
3、作物需⽔量在农业⽤⽔和国民经济⽤⽔中的⽐例4、作物需⽔量是农业⽤⽔的主要组成部分。
作物需⽔量以⽔汽形式散⼊⼤⽓，⽆法再利⽤⼀、作物⽥间⽔分的消耗(三种途径：叶⾯蒸腾、棵间蒸发和深层渗漏)叶⾯蒸腾：作物植株内⽔分通过叶⾯⽓孔散发到⼤⽓中的现象；棵间蒸发：植株间⼟壤或⽔⾯（⽔稻⽥）的⽔分蒸发；深层渗漏：⼟壤⽔分超过了⽥间持⽔率⽽向根系以下⼟层产⽣渗漏的现象。
解释：棵间蒸发能增加地⾯附近空⽓的湿度，对作物⽣长环境有利，但⼤部分是⽆益的消耗，因此在缺⽔地区或⼲旱季节应尽量采取措施，减少棵间蒸发（如滴灌<局部灌溉>、⽔⽥不建⽴⽔层）和地⾯覆盖等措施。
深层渗漏对旱⽥是⽆益的，会浪费⽔源，流失养分，地下⽔含盐较多的地区，易形成次⽣盐碱化。
但对⽔稻来说，适当的深层渗漏是有益的，可增加根部氧分，消除有毒物质，促进根系⽣长，常熟、沙河、涟⽔等灌溉试验站结果都表明：有渗漏的⽔稻产量⽐⽆渗漏的⽔稻产量⾼3.9% ~ 26.5%。
叶⾯蒸滕量＋棵间蒸发量＝腾发量＝作物⽥间需⽔量⽔⽥：⽥间需⽔量＋渗漏量＝⽥间耗⽔量由于⽔⽥不同⼟壤渗漏量⼤⼩差别很⼤，为了使不同⼟质⽥块⽔稻需⽔具有可⽐性，因此⽔稻的⽥间需⽔量不包括渗漏量，如计⼊渗漏量，则称为⽥间耗⽔量。
⼆、作物需⽔规律（⼀）影响作物需⽔量的因素１、⽓象条件主要因素，⽓温⾼、⽇照时间长、空⽓湿度低、风速⼤、⽓压低等使需⽔量增加；２、⼟壤条件含⽔量⼤，砂性⼤，则需⽔量⼤（棵间蒸发⼤）３、作物条件⽔稻需⽔量较⼤，麦类、棉花需⽔量中等，⾼粱、薯类需⽔量较少；４、农业技术措施地⾯覆盖、采⽤滴灌、⽔稻控灌等能减少作物需⽔量。
农作物的灌溉制度ppt课件
25
灌水量的计算（M）
P0+M+K=E +⊿W
M
一次灌水量（M）计 算公式：
M =Wmax- W实
=667 H（θmax-θ实）
一次灌水最大量计算式：
M =Wmax- Wmin
=667 H（θmax-θmin）
在解决以上各种数据之后，可以进 行编程计算求得灌溉制度，也可以
用图解法进行灌溉制度的制定。
将图中每次灌水量，即灌水定额相加，即得到作物 生育期的灌溉定额M2，即
M2=m1+m2+….+mn
31
生
育 起止日期
H
阶
（日期-日期）
m
段
Wmax m3/亩
Wmin m3/亩
21/4-30/4
1/5-10/5
幼
11/5-20/5 21/5-31/5
1/6-10/6
11/6-20/6
0.5
117.3
21
③有效降雨量P0：蓄存在土壤计划湿润层内可供作物利用的雨量。 指天然降雨量排除地面径流和深层渗漏量后的雨量。 P0=σP=P-P径流-P渗漏 σ：降雨有效利用系数，其值与一次降雨量、降雨强度、降雨延 续时间、土壤性质、地面覆盖及地形等因素有关。 一般根据资料确定：一般认为一次降雨量小于5mm时，α为0； 当一次降雨量在5～50mm时，α约为1.0；当次降雨量大于50mm 小于100mm时，α=1.0～0.8；100-150时，α=0.8 ～ 0.7；大于150 时为0.7。 安徽：淮北平原 >0.65 江淮丘陵 0.55-0.65 皖南山区 0.45-0.55 陕西：小麦 春季 0.95 夏秋 0.9 棉花夏季 0.799-0.924 玉米夏季 0.671 河南、山西：0.7-0.8 黑龙江：P<5mm 0 P=5-50mm 0.8-1.0 P>50mm 0.7-0.8
灌水量的计算（M）
P0+M+K=E +⊿W
M
一次灌水量（M）计 算公式：
M =Wmax- W实
=667 H（θmax-θ实）
一次灌水最大量计算式：
M =Wmax- Wmin
=667 H（θmax-θmin）
在解决以上各种数据之后，可以进 行编程计算求得灌溉制度，也可以
用图解法进行灌溉制度的制定。
将图中每次灌水量，即灌水定额相加，即得到作物 生育期的灌溉定额M2，即
M2=m1+m2+….+mn
31
生
育 起止日期
H
阶
（日期-日期）
m
段
Wmax m3/亩
Wmin m3/亩
21/4-30/4
1/5-10/5
幼
11/5-20/5 21/5-31/5
1/6-10/6
11/6-20/6
0.5
117.3
21
③有效降雨量P0：蓄存在土壤计划湿润层内可供作物利用的雨量。 指天然降雨量排除地面径流和深层渗漏量后的雨量。 P0=σP=P-P径流-P渗漏 σ：降雨有效利用系数，其值与一次降雨量、降雨强度、降雨延 续时间、土壤性质、地面覆盖及地形等因素有关。 一般根据资料确定：一般认为一次降雨量小于5mm时，α为0； 当一次降雨量在5～50mm时，α约为1.0；当次降雨量大于50mm 小于100mm时，α=1.0～0.8；100-150时，α=0.8 ～ 0.7；大于150 时为0.7。 安徽：淮北平原 >0.65 江淮丘陵 0.55-0.65 皖南山区 0.45-0.55 陕西：小麦 春季 0.95 夏秋 0.9 棉花夏季 0.799-0.924 玉米夏季 0.671 河南、山西：0.7-0.8 黑龙江：P<5mm 0 P=5-50mm 0.8-1.0 P>50mm 0.7-0.8
第二章 作物需水量和灌溉用水量 ppt课件
深层渗漏：旱地中由于降雨量或灌溉水量太多，使土壤水分超 过了田间持水量，向根系吸水层以下土层渗漏的现象。
2020/12/27
2
第一节 作物需水量
一、作物需水量与影响因素 1．作物需水量
❖作物需水量：生长在大面积上的无病虫害作物， 土壤水分和肥力适宜时，在给定的生长环境中 能取得高产 潜力的条件下为满足植株蒸腾、棵 间蒸发、组成植株体所需要的水量。
2020/12/27
6
第一节 作物需水量
一、作物需水量与影响因素
1．作物需水量
❖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。 ❖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。
二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的估算
（1）参考作物蒸发蒸腾量的估算 1）Penman公式
Penman公式是国内外应用最普遍的综合法公式。
Penman 公 式 是 在 能 量 平 衡 原 理 的 基 础 上 ， 引 用 干 燥 力 (Drying Power)的概念，经过简捷地推导，得到了一个 用普通气象资料就可计算参考作物蒸发蒸腾量的公式。
间接计算分为以下两步：
第一步是：考虑气象因素对作物需水量的影响，计算参 考作物蒸发蒸腾量。
第二步是：考虑土壤水分及作物条件的影响，对参考作 物需水量进行调整或修正，而计算出实际需水量。
2020/12/27
2020/12/27
2
第一节 作物需水量
一、作物需水量与影响因素 1．作物需水量
❖作物需水量：生长在大面积上的无病虫害作物， 土壤水分和肥力适宜时，在给定的生长环境中 能取得高产 潜力的条件下为满足植株蒸腾、棵 间蒸发、组成植株体所需要的水量。
2020/12/27
6
第一节 作物需水量
一、作物需水量与影响因素
1．作物需水量
❖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。 ❖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。
二、作物需水量（蒸发蒸腾量）的估算
（1）参考作物蒸发蒸腾量的估算 1）Penman公式
Penman公式是国内外应用最普遍的综合法公式。
Penman 公 式 是 在 能 量 平 衡 原 理 的 基 础 上 ， 引 用 干 燥 力 (Drying Power)的概念，经过简捷地推导，得到了一个 用普通气象资料就可计算参考作物蒸发蒸腾量的公式。
间接计算分为以下两步：
第一步是：考虑气象因素对作物需水量的影响，计算参 考作物蒸发蒸腾量。
第二步是：考虑土壤水分及作物条件的影响，对参考作 物需水量进行调整或修正，而计算出实际需水量。
2020/12/27
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三、作物田间需水量的估算
（一）全生育期作物需水量的确定 1、以水面蒸发量为参数的需水系数法 常用“蒸发皿法”或“α值法” 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：
植株蒸腾＋株间蒸发＝腾发量＝作物需水量 作物需水量＋渗漏量＝田间耗水量
二、作物需水规律
（一）作物需水量影响因素 1、气象条件 2、土壤条件 3、作物条件 4、农业技术措施
（二）作物需水特征 1、中间多，两头少，开花结果期最大。 2、存在需水临界期 （1）定义：在作物全生育期中，对缺水最敏感，如果缺水，对作 物产量影响最大的时期。 水稻：孕穗～开花 棉花：开花～幼铃期 小麦：拔节～灌浆期 （2）了解作物需水临界期的意义: ①合理安排作物布局，使用水不致集中 ②在干旱情况下，优先灌溉处于临界期的作物
(一) 水稻灌溉制度
水稻本田的灌溉制度。可分别针对泡田期及插秧以后的生育期进 行设计。
1、泡田期
泡田期的灌溉用水量(泡田定额)可用下式确定： M1=0.667(h0+S1+e1t1-P1) 式中 M1——泡田期灌溉用水量，m3/亩； h0——插秧时田面所需的水层深度，mm； S1——泡田期的渗漏量，即开始泡田到插秧期间的总渗漏量,mm； t1——泡田期的日数； e1——t1时期（泡田期）内水田田面平均蒸发强度，mm/d，可用水 面蒸发强度代替； P1——t1时期内的降雨量，mm。
四、各生育期田间需水量的确定
（二）通过计算参照作物需水量来计算实际作物需水量的方法 近代需水量的理论研究表明，作物腾发耗水是通过土壤－植物－大 气系统的连续传输过程，大气、土壤、作物三个组成部分中的任何一部 分的有关因素都影响需水量的大小。根据理论分析和试验结果，在土壤 水分充分的条件下，大气因素是影响需水量的主要因素，其余因素的影 响不显著。在土壤水分不足的条件下，大气因素和其余因素对需水量都 有重要影响。目前对需水量的研究主要是研究在土壤水分充足条件下的 各项大气因素与需水量之间的关系。普遍采用的方法是通过计算参照作 物的需水量来计算实际需水量。相对来说理论上比较完善。 有了参照作物需水量，然后再根据作物系数 对ET0进行修正，即 可求出作物的实际需水量
具体计算过程参见例题P35
（二）旱作物灌溉制度
用水量平衡分析法制定旱作物的灌溉制度时，通常以作物主要根系吸水 层作为灌水时的土壤计划湿润层，并要求该土层内的储水量能保持在作物所 要求的范围内。 1．水量平衡方程 对于旱作物，在整个生育期中任何一个时段t，土壤计划湿润层(H)内储 水量的变化可以用下列水量平衡方程表示(见图2-3)： Wt-W0=Wr+P0+K+M-ET 式中 W0，Wt——时段初和任一时间t时的土壤计划湿润层内的储水量； Wr——由于计划湿润层增加而增加的水量，如计划湿润层在时段内 无变化则无此项； P0——保存在土壤计划湿润层内的有效雨量； K——时段t内的地下水补给量，即K＝kt，k为t时段内平均每昼夜地 下水补给量； M——时段t内的灌溉水量； ET——时段t内的作物田间需水量，即ET＝et，e为t时段内平均每昼 夜的作物田间需水量。 以上各值可以用mm或m3/亩计。
第二章
作物需水量和灌溉用水量
深层渗漏是指旱田中由于降雨量或灌溉水量太多，使土壤水 分超过了田间持水量，向根系活动层以下的土层产生渗漏的现 象。 田间渗漏是指水稻田的渗漏。由于水稻田经常要保持一定的 水层，因此水稻田经常产生渗漏，且数量较大。
注意点： （1）株间蒸发虽然增加了地面附近空气湿度，对作物生长环境有 利，但极大部分消耗是无益消耗，因此在缺水干旱地区，应尽 量采取措施，减少株间蒸发，如中耕松土、改进灌水方法和地 膜覆盖等措施； （2）深层渗漏对旱田是无益的，会浪费水源，流失养分，易形成 次生盐碱化。但对水稻来说，适宜的渗漏是有益的，可促进土 壤通气,促进作物生长。但如过多，会导致肥料和水的流失。
为了满足农作物正常生长的需要，任一时段内土壤计划湿润层内 的储水量必须经常保持在一定的适宜范围以内，即通常要求不小于作物 允许的最小储水量(Wmin)和不大于作物允许的最大储水量(Wmax)。在 天然情况下，由于各时段内需水量是一种经常的消耗，而降雨则是间断 的补给。因此，当在某些时段内降雨很小或没有降雨量时，往往使土壤 计划湿润层内的储水量很快降低到或接近于作物允许的最小储水量，此 时即需进行灌溉，补充土层中消耗掉的水量。
2．根据灌溉试验资料制定灌溉制度 我国许多灌区设置了灌溉试验站，试验项目一般 包括作物需水量、灌溉制度、灌水技术等。 3．按水量平衡原理分析制定作物灌溉制度 根据农田水量平衡原理分析制定作物灌溉制度时 ，一定要参考群众丰产灌水经验和田间试验资料。也 即这三种方法结合起来，所制定的灌溉制度才比较完 善。下面就水稻介绍这一方法。
E
P
h1 m h2 s c
如图所示：m为灌溉量，P为降雨，E为蒸发量，c为排水量， s为渗漏量Байду номын сангаас初始水层深为h1。对任一时段：
h1+P+m-s-c-E=h2 m=h2+s+c+E-h1-P
3图解法推求作物灌溉制度
如果时段初的农田水分处于适宜水层(水田)上限
(hmax)，经过一个时段的消耗，田面水层降到适宜水 层的下限(hmin)，这时如果没有降雨，则需进行灌溉， 灌水定额即为： m= hmax－hmin 当确定了各阶段适宜水层hmax 、 hmin
2．基本资料的收集
(1) 土壤计划湿润层深度(H) (2) 土壤最适宜含水率及允许的最大、最小含水率
(3) 降雨入渗量(P0) 指降雨量(P)减去地面径流损失(P地)后的水量
(4) 地下水补给量(K) (5) 由于计划湿润层增加而增加的水量(WT)
3．旱作物播前的灌水定额(M1)的确定 播前灌水的目的在于保证作物种子发芽和出苗所必须的土壤含水量或储水于土 壤中以供作物生育后期之用。播前灌水往往只进行一次。一般可按下式计算：
第二节
一、概述
灌溉制度
灌溉制度定义：为了保证作物适时播种、插秧和正常生 长发育，通过灌溉向田间补充水量的具体方案。 内容：包括灌水次数、灌水日期、灌水定额、和灌溉定额。 灌水定额：―次灌水在单位面积上的灌水量。
灌溉定额：生育期内（包括秧苗期、泡田期、本田期）
各次灌水定额之和。
充分灌溉条件下的灌溉制度制订方法
以及各阶段需水强度，即可采用图解法推求水稻灌溉
制度
图解法
4、列表计算法拟定作物灌溉制度
列表法计算灌溉制度步骤：
（1）基本资料：生育期阶段耗水强度、
生育期降雨量、阶段适宜水深
（2）列表逐日计算。
（3）列出灌溉制度表。
（4）计算灌溉定额。
例题（P35）
注意点
①计算时间应从返青期前一天开始； ②刚播秧的几天内水深允许低于hmin，防止漂秧； ③每次灌溉至少10mm以上，然后依次15，20，25， 30mm等。 ④需水临界期充分灌溉。 ⑤校核。
由于“α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 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 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。
四、各生育期田间需水量的确定
2、K值法：以产量为参数的需水系数法。
E=KY 式中： K—需水系数； Y—作物产量。 此公式适用旱作物。水稻E~Y关系不明显。 上述诸公式都可估算全生育期作物需水量，也可估算各生育阶段的作物需 水量。在生产实践中，过去常习惯采用所谓模比系数法估算作物各生育阶段 的需水量，即先确定全生育期作物需水量，然后按照各生育阶段需水规律， 以一定比例进行分配，即需水模比系数是作物某一生育阶段田间需水量占全 生育期需水量的百分比 Ei＝KiE 式中： Ei—第i阶段作物田间需水量； Ki—第i阶段作物需水模比系数； E—同上。
1－作物需水量E累积曲线； 2－渗入土壤内的降雨量累积曲线； 3－WT累积曲线(计划湿润层增加而增加的水量）； 4－K值累积曲 线（地下水补给量）； 5－计划湿润土层中的实际储水量W曲线； 6－计划湿润土层允许最小储水量Wmin曲； 7－计划湿润土层允许最大储水量Wmax曲线
通常，泡田定额按照土壤、地势、地下水埋深
等类似田块的实测资料决定，一般h0=30～50cm条件
下，泡田定额可采取以下数值： 粘土、壤土：50～80m3/亩；
中壤土、砂壤土：80～120m3/亩；
轻砂壤土：100～160m3/亩；
2、生育期（水量平衡原理） 水量平衡方程： h1+P+m-s-c-E=h2 式中 h1——时段初田面水层深度； P——时段内降雨量； m——时段内的灌水量； s——时段内渗漏量 c——时段内排水量； E ——蒸发量； h2——时段末田面水层深度； 式中各数值均以mm计。
第二章
作物需水量和灌溉用水量
第一节 作物需水量
一、田间水量的消耗 农田水分的消耗途径：植株蒸腾、株间蒸发、深层渗漏。 植株蒸腾是指作物根系从土壤中吸入体内的水分，通过叶片的气孔 扩散到大气中去的现象。试验证明，植株蒸腾要消耗大量水分，作物根 系吸入体内的水分有99%以上是消耗于蒸腾，只有不足1%的水量是留 在植物体内，成为植物体的组成部分。。 株间蒸发是指植株间土壤表面或水面的水分蒸发称为株间蒸发。和 植株蒸腾都受气象因素的影响，但蒸腾因植株的繁茂而增加，株间蒸发 因植株造成的地面覆盖率加大而减小，所以蒸腾与株间蒸发二者互为消 长。
四、各生育期田间需水量的确定
作物腾发过程中，无论是体内液态水的输送，或是田间腾发 面上水分的汽化和扩散，均需克服一定阻力。这种阻力越大，需 要消耗的能量也越大。由此可见，作物需水量的大小，与腾发消 耗能量有较密切的关系。腾发过程中的能量消耗，主要是以热能 形式进行的，例如气温为25℃时，每腾发1克重的水大约需消耗 2468.6J的热量。如果能在农田中测算出腾发消耗的总热量，便 能由此推算出相应的作物需水量数值。