需水系数法计算作物需水量及灌溉定额计算方法

需水系数法计算作物需水量及灌溉制度

1、以水面蒸发为参数的需水系数法（简称“α值法”或蒸发皿法）

大量的灌溉试验资料表明，气象因素是影响作物需水量的主要因素，而当地的水面蒸发又是各种气象因素综合影响的结果。因腾发量与水面蒸发都是水汽扩散，因此可以用水面蒸发这一参数估算作物需水量，其计算公式为：

0E ET α= （式2-1） 或

b E ET +=0α （式2-2）

式中： ET ——某时段内的作物需水量，以水层深度计，mm ；

0E ——与ET 同时段的水面蒸发量，以水层深度计，mm ；0E 一般采用80cm 口径蒸发皿的蒸发值，若用20cm 口径蒸发皿，则20808.0E E =；

α——各时段的需水系数，即同时期需水量与水面蒸发量之比值，一般由试验确定，水稻α=0.9~1.3，旱作物α=0.3~0.7；

b ——经验常数。

由于“α值法”只需要水面蒸发量资料，所以该法在我国水稻地区曾被广泛采用。在水稻地区，气象条件对ET 及0E 的影响相同，故应用“α值法”较为接近实际，也较为稳定。对于水稻及土壤水分充足的旱作物，用此式计算，其误差一般小于20%~30%；对土壤含水率较低的旱作物和实施湿润灌溉的水稻，因其腾发量还与土壤水分有密切关系，所以此法不太适宜。

根据资料提供的20cm 口径逐日蒸发量，可求得80cm 口径逐日蒸发量，并求出生育期内蒸发量的总和，即：

利用需水系数值α根据（式2-1）可求得生育期的作物需水量总和，根据地区生育期各生育阶段的需水量分配比，可得各生育阶段的作物需水量。根据生育阶段天数的不同，将各生育阶段的作物需水量平均到每天，即逐日耗水量，则求得各生育阶段的逐日耗水量。

2、水量平衡方程

ET M K P W W W T t -+++=-00，

式中：W t 、W 0 ：时段初和任一时间t 时的土壤计划湿润层内的储水量。

W T ：由于计划湿润层增加而增加的水量。

P 0 ：降雨入渗量，即有效降雨量。本灌区的降雨入渗量可根据降雨量与次降雨有效利用系数求得。即以连续降雨日期中降雨最大的日期为降雨日期，降雨量为该阶段的降雨量之和P ，用该降雨阶段雨量之和乘以次降雨有效利用系数σ，即P 0 = σP ，σ选取原则如下：次降雨量P （mm ）< 5, σ=0 , P=5~50 , σ= 1.0, P=50~100 , σ= 0.9, P=100~150 ,σ= 0.75 , P>150，σ=0.70。

K ：时段t 内的地下水补给量，用所占玉米生育期需水量的百分数表示，这里忽略不计。

M ：时段t 内的灌溉水量。

ET ：时段t 内的作物田间需水量，已由第一步计算求得。

3、灌溉定额即允许储水深度上、下限的计算

式中：m —灌水定额，m 3/亩；

H —时段内土壤计划湿润层的深度，m ；

γ—计划湿润层内土壤的干容重，t/m 3；

—时段内允许的土壤最大含水率和最小含水率，

即：当土壤中含水量低于适宜含水量下限时，需要灌水；当土壤中含水量高于田间持水量时，需要排水。因此实时土壤中含水量h表达式为：

式中：h t+1，h t—t+1，t时土壤中的储水深度，mm，在不同生育阶段，h>h max，则排水，h

式中：h初始—土壤初始含水量，mm；

h s—土层深度，mm，按照生育阶段不同而选取；

其他符号意义同前。