农田水利学作物需水量与灌溉水量

• 一般情况下，产量与需水量呈 抛物线或指数关系。需水量达 到一定水平后，产量会停止增 加甚至减少。
• 常用经验公式: • ET=KY 或 • ET－需水量； ET=KYn+C
• K，C，n－经验常数和经验指数；
• Y－单位面积经济产量产量
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
– 充分灌溉是目前使用最广泛的灌水方法，适于水源丰 富地区。目前的灌溉制度、通常是充分灌溉条件下的 灌溉制度
<一>充分灌溉条件下灌溉制度确定
• 1、总结群众灌水经验 根据设计要求的干旱年份，调查不同 作物不同生育阶段的需水量、灌水次数、 灌水定额、灌溉定额等。
– 感性认识强，便于农民接受，较为实用。 – 水文年份和灌溉保证率的概念模糊，不易 量化。
– 灌水定额河灌溉定额：mm或 m3/ha（亩不是法定单位，一般 不在正式文献中出现)
一、充分灌溉(Full Irrigation) 条件下的灌溉制度
• 充分灌溉：作物各生育阶段所需的水分都能够 得到要求，作物处于最佳分条件，产量最高。
• 非充分灌溉（Deficit Irrigation)
– 灌溉供水不足，不能充分满足作物各阶段的需水量要 求，其实际腾发量小于充分灌溉条件下的需水量。
• 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
• 作物需水量在农业用水和国民 经济用水中的比例 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
• 适宜范围，是参考群众丰产经验或试验资料而得到。
– B：任何时段内农田水分变化，等于该时段来 水与耗水之间的消长。
• <一> 水稻灌溉制度：
• 1、 泡田定额：
– M1＝0.667(h0＋S1＋e1t1－P1)
– 式中: M1－泡田定额，m3/亩； – h0－插秧时所需水深，mm； – S1－泡田期渗漏量，mm； – e1－泡田期水田平均蒸发强度，mm/d； – t1―泡田时间，d, – P1－泡田期间的降雨量，mm。
第二节 灌溉制度 (Irrigation Schedule)
• 基本概念： 作 物播种前（水稻插秧）及全生育期内 灌水次数、灌水日期和灌水定额及其 灌溉定额合成为灌溉制度
• 灌溉制度是灌区规划管理的依据，据 此确定灌区建筑物规模和控制面积。
• 灌水定额：单位面积上一次灌 水量；
• 灌溉定额：灌水定额之和。
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。
资料确定，
• 其他各项意义同前。
<二> 间接法
• 通过参考作物需水量间接计算作物 实际需水量ET0，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 crop Evapotranspiration)是指土壤供水 充分、地面完全覆盖、生长正常、 高矮整齐的开阔矮草地的腾发量。 该条件下，需水量主要受气象条件 影响。
第二章 作物需水量和灌溉用水量
• 第一节 作物需水量 • 1、农田水分消耗的主要途径 • A 植株蒸腾(transpirarion) • B 棵间蒸发(evaporation) • C深层渗漏
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
3、作物需水量计算方法
• 一、影响作物需水量的因素
• 气象条件: 气温、大气湿度、风 速、日照时间、辐射强度 • 作物条件：作物品种、叶面积 指数（单位土地面积上的叶片 面积〕、生育阶段
• 土壤因素：土壤含水量、土壤质地、 地下水埋深等
• 作物状况受到气象和土壤条件的限制。 如当土壤水分较少时，作物生长受到 抑制，叶面积指数较小，同时气孔开 度减小，蒸腾和蒸发量减少。 • 充分灌溉条件下影响需水量的因素是 气象因素、叶面积指数和生育阶段。
• 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Fra Baidu bibliotek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。
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。
• 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。
3、模系数法
• 用于各生育阶段需水量
• 原理：确定全生育期需水量， 根据各生育阶段的需水规律， 按照一定比例进行分配
• Eti=1/100×Ki×ET • Eti －第I个生育阶段的需水量
• Ki为需水量模比系数，可由试验
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。