03灌溉制度-1
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模比系数
作物需水量的计算 Calculation of ET
通过计算参照作物需水量来计算实际作物需水量（能量平衡 法） 参照作物需水量ET0：土壤水分充足、地面完全覆 盖、生长正常、高矮整齐的开阔（地块的长度和宽 度都大于200m）矮草地（草高8-15cm）上的腾发量 （一般指该种条件下的苜蓿的需水量）
T0 T e0 e C and E ra ra
T0 T temp. gradient e0 e vapour pressure gradient ra aerodynamic resistance
Penman Monteith FAO Equation
ET0 = 0.408 Rn – G )+ Uz ( es – ea ) Uz) (M J m-2day-1) (M J m-2day-1)
Rn = net radiation at the crop surface G = soil heat flux
以产量为参数的需水系数法
ET KY
n
作物全生育期 内总需水量（m3/亩）
需水系数
作物单位面积 产量（kg/亩）
我国过去旱作地区应用较 多，目前仍有少量应用
作物需水量的计算 Calculation of ET
以产量为参数的需水系数法
ET KY
n
某一生育阶段 的作物需水量
ETi 1 KiET 100
作物需水量的计算 Calculation of ET
实际作物需水量 Actual ET:
ET KcET0
Crop Coefficient
Crop coefficients, Kc, vary with growth stage
Kc 1.5 II I Time
I= Crop establishment II = Crop Growth - tillering
总结群众丰产灌水经验 根据灌溉试验资料制定灌溉制度 根据水量平衡原理制定灌溉制度
水稻灌溉制度
灌溉制度 Irrigation Schedule
水稻泡田定额
泡田期内 总降雨量 （mm）
M1 0.667(h0 S1 e1t1 P 1)
泡田定额 （m3/亩） 泡田期 天数 泡田期 总渗漏量 （mm） 泡田期水田 田面日平均蒸发 强度（mm/d）
30-60-120 10-30-100
10-30-80
20-50-90 10-30-50
乳熟
黄熟
10-30-60
Soybean Crop
3m
作物需水量的计算 Calculation of ET
经验公式直接计算需水量
通过计算参照作物需水量来计算实际
作物需水量（能量平衡法）
作物需水量的计算 Calculation of ET
直接计算作物需水量：从影响作物需水量 的主要因子（水面蒸发、气温、湿度、日 照、辐射等）中选择单因子或多因子，通 过实测数据的相关分析，建立经验公式
Energy balance equations
Rn G C E
Net Radiation
Soil Heating
Air Heating
Latent Heat Evap
作物需水量的计算 Calculation of ET
Energy balance equations
Rn G C E
作物需水量的计算 Calculation of ET
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
作物需水量的计算 Calculation of ET
Penman公式的基本原理 —— 能量平衡
含水量小
二、研究作物需水量的意义
灌溉系统的规划设计 灌溉系统的运行管理
三、作物需水量的确定
直接观测
科学计算
作物需水量的观测 Measuring Crop ET
Lysimeter
土壤蒸渗仪
作物需水量的观测 Measuring Crop ET
Inside view of lysimeter
第一节
作物对灌溉的要求
一、作物的需水特性 二、灌溉水质
作物的需水特性
（1）不同作物对水分要求不同 （2）同一作物在不同生育阶段对水分要求不同 （3）自然条件不同，作物需水特性不同 （4）农业技术不同，作物需水特性不同·
灌溉水质
（1）含沙量 （2）含盐量 （3）水温
污水灌溉
城市污水再生利用农田灌溉用水水质GB20922-2007
(1)以水面蒸发为参数的需水系数法 (2)以产量为参数的需水系数法
作物需水量的计算 Calculation of ET
以水面蒸发为参数的需水系数法
ET E0
ET E0 b
与ET同时段的 水面蒸发量
某时段内的 作物需水量（mm） 国内外都有较多应用，我国尤其在水稻 地区应用较多
作物需水量的计算 Calculation of ET
evaporation from the soil surface is at most equal but usually considerably less than evaporation from an open water surface
田间耗水量 Consumptive Use of Water
作物的灌溉制度及灌溉用水量
Crop Irrigation Schedule and Irrigation Water Use
Outline
第一节 第二节 第三节 作物对灌溉的要求 作物田间需水量 水稻田渗漏量
第四节 作物的灌溉制度
第五节 第六节 第七节 灌溉用水量 灌区当地径流的分析与计算 推求水库供水量
T = mean daily air temperature at 2m height (0C) (m s-1) Uz = wind speed at 2m height (kPa) es = saturation vapor pressure (kPa) ea = actual vapor pressure (kPa 0C-1) = slope of vapor pressure curve (kPa 0C-1) = psychometric constant
灌溉制度 Irrigation Schedule
灌溉制度：作物播种前（或水稻插秧前）及全生育 期内的灌水次数、每次的灌水时间、灌水定额以及 灌溉定额。
灌水定额：一次灌水期间单位灌溉面积上的灌水量 灌溉定额：各次灌水定额之和 （m3/亩或mm）
灌溉制度 Irrigation Schedule
充分灌溉条件下的灌溉制度制定方法：
Monthly weather data at Shibin El-Kom, Egypt during 2010 spring and fall growing seasons
Source: Kamal H Amer.
Effect of irrigation method and quantity on squash yield and quality. Agricultural Water Management, 2011, 98(8):1197-1206
第二节
作物田间需水量
一、基本概念 二、研究作物需水量的意义 三、作物需水量的推求方法
第二节
作物田间需水量
一、基本概念
作物需水量 作物耗水量
作物需水量 Crop water requirement
叶面蒸腾 Traspiration
作物需水量 = 叶面蒸腾 +棵间蒸发=腾发量 Evapotranspiration(ET)
(This has prompted biologists to say that ―rainforests make their own rain.‖)
蒸发 Evaporation
植株间土壤或水面 蒸发的水分 refers to the movement of water from the soil surface or water surface in paddy field into the atmosphere
The evapotranspiration is commonly expressed in millimetres of water used per day (mm/day)
蒸腾 Transpiration
作物根系从土壤中吸入 体内，通过叶片的气孔 扩散到大气中去的水分 refers to the movement of water from the soil into a plant, up the plant body, and out the plant’s leaves into the atmosphere.
The evapotranspiration of a crop is the total amount of soil water used for transpiration by the plants and evaporation from the surrounding soil surface. 棵间蒸发 Evaporation
灌溉制度 Irrigation Schedule
水稻生育期 d p h1 m
适宜水层 下限
灌水定额 雨后适宜 m=hmax-hmin 水层
h2 hmaxhp
hmin
适宜水层 上限
h 1 P m W
时段初水 层深度 降雨量 灌水量 田间耗 水量
d h
2
排水量
时段末 水层深度
灌溉制度 Irrigation Schedule
各生育阶段适宜水层深度（mm）
生育阶段
返青 分蘖前
早稻
5-30-50 20-50-70
中稻
10-30-50 20-50-70
双季晚稻
20-40-70 10-30-70
分蘖末
拔节孕穗 抽穗开花
20-50-80
30-60-90 10-30-80
30-60-90
III IV
1.0
III=
Flowering and grain fill
IV=
Crop maturity
第三节
水稻田渗漏量
一、稻田渗漏包括田面渗漏和田埂渗漏
二、犁底层（15~20cm）抑制渗漏量
三、渗漏量测定以调查、实测为主 （1~2mm/d）
第四节
作物的灌溉制度
什么是灌溉制度 如何推求灌溉制度 充分灌溉条件下的灌溉制度(水稻、旱作) 非充分灌溉条件下的灌溉制度
蒸腾 Transpiration
Transpiration takes place so quickly, that in a rainforest, water that is in the soil in the morning travels into, up, and out of a tree in time to become rain in the afternoon.
插秧时田面 所需的水层 深度（mm）
灌溉制度 Irrigation Schedule
水稻泡田定额
泡田期内 总降雨量 （mm）
M1 0.667(h0 S1 e1t1 P 1)
泡田定额 （m3/亩） 泡田期 天数 泡田期 总渗漏量 （mm） 泡田期水田 田面日平均蒸发 强度（mm/d）
ຫໍສະໝຸດ Baidu
插秧时田面 所需的水层 深度（mm）
旱地耗水量 = 作物需水量
稻田耗水量 = 作物需水量
+ 田间渗漏
水稻田的渗漏 Percolation in paddy field Percolation
作物需水量的影响因素
因素
气象
对作物需水量的影响
高
晴热 干燥 风力大 晴朗 中期
低
阴冷 湿润 风力小 多云 早期、成熟期
作物 土壤
密植
含水量大
疏植
能量收入：
到达地表的净辐射Rn = 到达地表的净短波辐射Rns - 地表向外发出的净长波辐射Rls
能量支出：
显热消耗C
潜热消耗λE
土壤增温G
Rnl net longwave
Rns Net shortwave
Net radiation driving Et = Rn = (Rns-Rnl)
作物需水量的计算 Calculation of ET
作物需水量的计算 Calculation of ET
通过计算参照作物需水量来计算实际作物需水量（能量平衡 法） 参照作物需水量ET0：土壤水分充足、地面完全覆 盖、生长正常、高矮整齐的开阔（地块的长度和宽 度都大于200m）矮草地（草高8-15cm）上的腾发量 （一般指该种条件下的苜蓿的需水量）
T0 T e0 e C and E ra ra
T0 T temp. gradient e0 e vapour pressure gradient ra aerodynamic resistance
Penman Monteith FAO Equation
ET0 = 0.408 Rn – G )+ Uz ( es – ea ) Uz) (M J m-2day-1) (M J m-2day-1)
Rn = net radiation at the crop surface G = soil heat flux
以产量为参数的需水系数法
ET KY
n
作物全生育期 内总需水量（m3/亩）
需水系数
作物单位面积 产量（kg/亩）
我国过去旱作地区应用较 多，目前仍有少量应用
作物需水量的计算 Calculation of ET
以产量为参数的需水系数法
ET KY
n
某一生育阶段 的作物需水量
ETi 1 KiET 100
作物需水量的计算 Calculation of ET
实际作物需水量 Actual ET:
ET KcET0
Crop Coefficient
Crop coefficients, Kc, vary with growth stage
Kc 1.5 II I Time
I= Crop establishment II = Crop Growth - tillering
总结群众丰产灌水经验 根据灌溉试验资料制定灌溉制度 根据水量平衡原理制定灌溉制度
水稻灌溉制度
灌溉制度 Irrigation Schedule
水稻泡田定额
泡田期内 总降雨量 （mm）
M1 0.667(h0 S1 e1t1 P 1)
泡田定额 （m3/亩） 泡田期 天数 泡田期 总渗漏量 （mm） 泡田期水田 田面日平均蒸发 强度（mm/d）
30-60-120 10-30-100
10-30-80
20-50-90 10-30-50
乳熟
黄熟
10-30-60
Soybean Crop
3m
作物需水量的计算 Calculation of ET
经验公式直接计算需水量
通过计算参照作物需水量来计算实际
作物需水量（能量平衡法）
作物需水量的计算 Calculation of ET
直接计算作物需水量：从影响作物需水量 的主要因子（水面蒸发、气温、湿度、日 照、辐射等）中选择单因子或多因子，通 过实测数据的相关分析，建立经验公式
Energy balance equations
Rn G C E
Net Radiation
Soil Heating
Air Heating
Latent Heat Evap
作物需水量的计算 Calculation of ET
Energy balance equations
Rn G C E
作物需水量的计算 Calculation of ET
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
作物需水量的计算 Calculation of ET
Penman公式的基本原理 —— 能量平衡
含水量小
二、研究作物需水量的意义
灌溉系统的规划设计 灌溉系统的运行管理
三、作物需水量的确定
直接观测
科学计算
作物需水量的观测 Measuring Crop ET
Lysimeter
土壤蒸渗仪
作物需水量的观测 Measuring Crop ET
Inside view of lysimeter
第一节
作物对灌溉的要求
一、作物的需水特性 二、灌溉水质
作物的需水特性
（1）不同作物对水分要求不同 （2）同一作物在不同生育阶段对水分要求不同 （3）自然条件不同，作物需水特性不同 （4）农业技术不同，作物需水特性不同·
灌溉水质
（1）含沙量 （2）含盐量 （3）水温
污水灌溉
城市污水再生利用农田灌溉用水水质GB20922-2007
(1)以水面蒸发为参数的需水系数法 (2)以产量为参数的需水系数法
作物需水量的计算 Calculation of ET
以水面蒸发为参数的需水系数法
ET E0
ET E0 b
与ET同时段的 水面蒸发量
某时段内的 作物需水量（mm） 国内外都有较多应用，我国尤其在水稻 地区应用较多
作物需水量的计算 Calculation of ET
evaporation from the soil surface is at most equal but usually considerably less than evaporation from an open water surface
田间耗水量 Consumptive Use of Water
作物的灌溉制度及灌溉用水量
Crop Irrigation Schedule and Irrigation Water Use
Outline
第一节 第二节 第三节 作物对灌溉的要求 作物田间需水量 水稻田渗漏量
第四节 作物的灌溉制度
第五节 第六节 第七节 灌溉用水量 灌区当地径流的分析与计算 推求水库供水量
T = mean daily air temperature at 2m height (0C) (m s-1) Uz = wind speed at 2m height (kPa) es = saturation vapor pressure (kPa) ea = actual vapor pressure (kPa 0C-1) = slope of vapor pressure curve (kPa 0C-1) = psychometric constant
灌溉制度 Irrigation Schedule
灌溉制度：作物播种前（或水稻插秧前）及全生育 期内的灌水次数、每次的灌水时间、灌水定额以及 灌溉定额。
灌水定额：一次灌水期间单位灌溉面积上的灌水量 灌溉定额：各次灌水定额之和 （m3/亩或mm）
灌溉制度 Irrigation Schedule
充分灌溉条件下的灌溉制度制定方法：
Monthly weather data at Shibin El-Kom, Egypt during 2010 spring and fall growing seasons
Source: Kamal H Amer.
Effect of irrigation method and quantity on squash yield and quality. Agricultural Water Management, 2011, 98(8):1197-1206
第二节
作物田间需水量
一、基本概念 二、研究作物需水量的意义 三、作物需水量的推求方法
第二节
作物田间需水量
一、基本概念
作物需水量 作物耗水量
作物需水量 Crop water requirement
叶面蒸腾 Traspiration
作物需水量 = 叶面蒸腾 +棵间蒸发=腾发量 Evapotranspiration(ET)
(This has prompted biologists to say that ―rainforests make their own rain.‖)
蒸发 Evaporation
植株间土壤或水面 蒸发的水分 refers to the movement of water from the soil surface or water surface in paddy field into the atmosphere
The evapotranspiration is commonly expressed in millimetres of water used per day (mm/day)
蒸腾 Transpiration
作物根系从土壤中吸入 体内，通过叶片的气孔 扩散到大气中去的水分 refers to the movement of water from the soil into a plant, up the plant body, and out the plant’s leaves into the atmosphere.
The evapotranspiration of a crop is the total amount of soil water used for transpiration by the plants and evaporation from the surrounding soil surface. 棵间蒸发 Evaporation
灌溉制度 Irrigation Schedule
水稻生育期 d p h1 m
适宜水层 下限
灌水定额 雨后适宜 m=hmax-hmin 水层
h2 hmaxhp
hmin
适宜水层 上限
h 1 P m W
时段初水 层深度 降雨量 灌水量 田间耗 水量
d h
2
排水量
时段末 水层深度
灌溉制度 Irrigation Schedule
各生育阶段适宜水层深度（mm）
生育阶段
返青 分蘖前
早稻
5-30-50 20-50-70
中稻
10-30-50 20-50-70
双季晚稻
20-40-70 10-30-70
分蘖末
拔节孕穗 抽穗开花
20-50-80
30-60-90 10-30-80
30-60-90
III IV
1.0
III=
Flowering and grain fill
IV=
Crop maturity
第三节
水稻田渗漏量
一、稻田渗漏包括田面渗漏和田埂渗漏
二、犁底层（15~20cm）抑制渗漏量
三、渗漏量测定以调查、实测为主 （1~2mm/d）
第四节
作物的灌溉制度
什么是灌溉制度 如何推求灌溉制度 充分灌溉条件下的灌溉制度(水稻、旱作) 非充分灌溉条件下的灌溉制度
蒸腾 Transpiration
Transpiration takes place so quickly, that in a rainforest, water that is in the soil in the morning travels into, up, and out of a tree in time to become rain in the afternoon.
插秧时田面 所需的水层 深度（mm）
灌溉制度 Irrigation Schedule
水稻泡田定额
泡田期内 总降雨量 （mm）
M1 0.667(h0 S1 e1t1 P 1)
泡田定额 （m3/亩） 泡田期 天数 泡田期 总渗漏量 （mm） 泡田期水田 田面日平均蒸发 强度（mm/d）
ຫໍສະໝຸດ Baidu
插秧时田面 所需的水层 深度（mm）
旱地耗水量 = 作物需水量
稻田耗水量 = 作物需水量
+ 田间渗漏
水稻田的渗漏 Percolation in paddy field Percolation
作物需水量的影响因素
因素
气象
对作物需水量的影响
高
晴热 干燥 风力大 晴朗 中期
低
阴冷 湿润 风力小 多云 早期、成熟期
作物 土壤
密植
含水量大
疏植
能量收入：
到达地表的净辐射Rn = 到达地表的净短波辐射Rns - 地表向外发出的净长波辐射Rls
能量支出：
显热消耗C
潜热消耗λE
土壤增温G
Rnl net longwave
Rns Net shortwave
Net radiation driving Et = Rn = (Rns-Rnl)
作物需水量的计算 Calculation of ET