(完整版)灌区灌溉水利用系数计算与分析

目录

摘要 (2)

第一章绪论 (3)

1.1研究意义 (3)

1.2研究现状 (3)

1.2.1常用测算方法简介 (3)

1.2.2现有测定方法存在的问题 (7)

第二章研究目标和研究内容 (9)

2.1研究目标 (9)

2.2研究的主要内容 (9)

第三章宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析 (10)

3.1宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算 (10)

3.1.1宝鸡峡灌区基本概况 (10)

3.1.2宝鸡峡灌区灌溉水利用系数测算步骤 (11)

3.2宝鸡峡灌区灌溉水利用系数的影响因素分析 (22)

3.2.1社会经济状况的影响 (22)

3.2.2种植结构的影响 (23)

3.2.3灌区管理状况的影响 (24)

3.2.4灌区工程地质地理位置的影响 (25)

3.2.5灌区节水灌溉措施的影响 (26)

3.2.6不同水文年份的影响 (26)

第四章存在问题及解决措施 (27)

4.1存在的问题 (27)

4.2解决办法 (27)

4.2.1确定毛灌溉用水总量 (28)

4.2.2计算净灌溉用水量 (28)

4.2.2计算灌溉水利用系数 (29)

第五章结论 (32)

参考文献 (34)

附录 (35)

致谢 (45)

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

指导老师：王密侠作者：陆通

摘要：本文以陕西省宝鸡峡灌区为研究对象，通过对灌区进行实地调查、收集资料，利用灌区灌溉用水管理资料、气象资料、流量资料、灌溉试验，依据灌区渠首每日引水量（退水量），结合灌区各支渠配水水量及斗口引水资料计算灌区各干、支渠利用系数及灌区灌溉水利用系数；渠首到斗口的利用系数利用灌区历年实际配水资料获得；灌区斗渠，农渠，毛渠渠道水利用系数和田间水利用系数借鉴灌区灌溉实践经验，利用调查资料分析计算获得；最后利用渠首到斗口的水利用系数和斗口到田间的水利用系数计算全灌区的灌溉水利用系数。通过研究灌区灌溉水利用效率状况，分析灌溉水有效利用系数的影响因素，探索提高灌溉水有效利用系数的节水措施，对目前灌溉水利用系数测算分析方法及存在问题进行分析研究。

关键词：宝鸡峡灌区；渠系水利用系数；田间水利用系数；农业节水Calculation and Analysis of Typical Irrigation District Water Use

Coefficient

Abstract：In this paper, Shaanxi Province’s Baojixia Irrigation district is the research object . Full use of Irrigation Water Management Information 、Irrigation experiments 、Meteorological data, flow data observation data ,Learning from the experience of irrigation practice ,calculated and analyzed the water use coefficient of this irrigation district. According to the daily amount of water used in Irrigation District (return flow), combing branch canal irrigation water and the water diversion iformation at each mouth of lateral canal, the canal water use coefficient of branch canals and lateral canals were calculated. The water use coefficient from canal head to each lateral canal mouth is got from water distribution information. Canal water use coefficient and field water use coefficient is calculated using survey information. Use of canal water use coefficient and the field water use coefficient for irrigation water use coefficient. By studying the status of irrigation water use efficiency, analyzed the affecting factors of irrigation water use coefficient and the current irrigation water use coefficient calculation method and its existing problems，in order to explore means to save irrigation water.

Key words: Baojixia Irrigation District; canal water utilization coefficient; field water use

第一章 绪论

1.1 研究意义

随着我国经济的快速增长，人口的逐步增加，水资源紧缺问题日益严重，水资源的合理开发和充分利用尤为重要。据相关资料显示，目前我国农业灌溉用水占70%以上，如何提高灌溉水利用系数，减少灌溉用水，是目前节水工作的首要任务。灌溉水利用系数是衡量一个灌区节水工程技术措施、节水农业技术措施和节水管理技术措施等节水措施的评价指标。对任何一种节水技术措施进行分析、比较和评价都涉及到灌溉水利用系数，灌溉水利用系数是集中反映灌溉工程质量、灌溉技术水平和灌溉用水管理水平的一项综合指标。它是评价农业水资源利用、指导节水灌溉、大中型灌区续建配套及节水改造健康发展、灌溉水量宏观调控的重要依据。

我国灌溉用水节约潜力很大，研究分析灌区灌溉水利用系数，正确认识、探讨灌区灌溉水利用系数的测定和计算方法，对了解我国灌区灌溉水利用水平的现状和存在问题，提高灌溉水的利用率，促进水资源的持续利用有着积极的意义。

1.2研究现状

目前灌溉水利用系数的确定方法主要有经验系数法、经验公式法与实测法三类 。生产实际中对于已建成灌区灌溉水利用系数的确定应用的方法主要有首尾测定法、典型渠段测量法和综合测定法等，鉴于测算所需时间长，计算过程、数据繁杂，以及对灌溉统计数据利用不够充分等缺点，采用投入少、见效快的灌溉水利用系数的测算方法是我国目前需要研究的课题。目前急需采用计算机技术对灌溉水利用系数进行分析测算，以推求各灌区科学合理的灌溉水利用系数，评价、指导节水灌溉的发展。

1.2.1常用测算方法简介 1.首尾测定法：

测定作物净灌溉水量和渠首总供水量，不必测定中间过程中的输、配水损失量，从而求得灌溉水利用系数。这样可以明显的减少灌溉水利用系数的测定工作。

某次灌溉水利用系数η可用下式计算：

W mA /=η （1-1）

式中：m 为作物的净灌溉定额，A 为作物的实际灌溉面积，W 为渠首引水总量。 对于大型灌区而言，灌区年度净灌溉水量等于该年度所有作物的净灌溉水量之和。因此，可以在灌区中选择典型区域，确定各种作物的总灌溉定额。通过灌区渠首年度总引水量，各种作物的实际灌溉面积，可以利用下式计算年度的灌溉水利用系数ηl:

∑==n

i j i i l W A M 1

/η （1-2）

式中：m i 为第i 种作物的净灌溉定额，A i 为第i 种作物的实际灌溉面积，Wj 为渠首引水总量，n 为灌区作物种类。

该方法克服了传统测定方法工作量大等缺点，适用于各种布置形式的渠系，但只是单纯为了确定灌区的灌溉水利用系数,不能充分反映渠系输水损失和田间水利用情况。对于渠道改造工程不能提供有效的指导作用。

2.典型渠段测量法：

首先选择具有代表性的典型渠道及测流断面，测流段应基本具有稳定规则的断面；其次选择测量方法，测定时尽量采用流速仪表、量水建筑物测流。测定时，应在实际灌溉运行条件下测定流量及水量。测段内分水口正常分水，测量时段内渠道 (渠段)流量应尽可能保持稳定。测量典型渠段长度，流量小于1 m 3/s 时，渠段长度不小于1km ；流量为 1～10m 3/s 时，渠段长度不小于3km ；流量为10～ 30 m 3/s 时，渠段长度不小于 5km ；流量大于30 m 3/s 时，渠段长度不小于10km 。

a.动水测定法

根据渠道沿线的水文地质条件，选择有代表性的渠段，中间无支流，其长度应满足以下要求：流量小于lm 3/s 时，渠道长不小于lkm ；流量为1～l0m 3/s 时，渠道长不小于3km ；流量为10～30m 3/s 时，渠道长不小于5km ；流量大于30m 3/s 时，渠道长不小于l0km 。观测上、下游两个断面相同时段的流量，其差值即为损失水量。

（1）渠道水利用系数

渠道水利用系数等于该渠道同时期放入下一级渠道的流量(水量)之和与该级渠道首端进入的流量(水量)的比值。可分别用下式计算：

η渠道=W 净/W 毛 （1-3）

式中：W 净为下一级渠道水量，m 3；W 毛为上一级渠道渠首水量，m 3；η渠道

为渠道水利用系数。 （2）渠系水利用系数

灌溉渠系的净流量与毛流量的比值称为渠系水利用系数,用符号ηq 表示。农渠向田间供水的流量就是灌溉渠系的净流量,干渠或总干渠从水源引水的流量就是渠系的毛流量。各级固定渠道的渠道水利用系数的乘积值称为渠系水利用系数。渠系水利用系数反映了从渠首到农渠的各级输、配水渠道的输水损失，表示了整个渠系灌溉水的利用率。即

ηq =ηg ηz ηd ηn （1-4）

式中：ηq 为渠系水利用系数；ηg 、ηz 、ηd 、ηn 分别为干、支、斗、农渠的加权平均渠道水利用系数。

3)田间水利用系数

田间水利用系数是实际灌入田间的有效水量(对旱作农田,指蓄存在计划湿润层中的灌溉水量;对水稻田,指蓄存在格田内的灌溉水量。)和末级固定渠道(农渠)放水量的比值,用下式表示

ηt =W j /Wt=m j A j /Wt （1-5）

式中：m j 为设计净灌水定额(m 3/hm 2)；A j 为末级固定渠道控制的实灌面积(hm 2)；W t 为末级固定渠道放出进入田间的总水量(m 3)。

4）灌溉水利用系数

灌溉水利用系数是实际灌入农田的有效水量和渠首引入水量的比值,用符号η0表示。它是评价渠系工作状况、灌水技术水平和灌区管理水平的综合指标,可按下式计算:

η0 =

g

n

W Am （1-6） 或： η0=ηt ηq =ηg ηz ηd ηn （1-7）

式中:A 为某次灌水全灌区的灌溉面积(hm 2)；m n 为净灌水定额(m 3/hm 2)；W g 为某次灌水渠首引入的总水量(m 3)。

对于井渠结合灌区应分别算出井灌水利用系数和渠灌水利用系数，然后根据井灌的地下水利用量与渠灌的渠首引水量进行加权平均：

η=(W 1η1+W 0ηq )/(W 1+W 0) （1-8）

式中：W 1为灌溉时井灌的地下水利用量，m 3；η1为井灌灌溉水利用系数。 b.静水测定法

选择一段具有代表性的渠段，长度50～l00m ，两端堵死，渠道中间设置水位标志，然后向渠中充水，观测该渠段内水位下降过程，根据水位变化即可计算出损失水量和渠系水利用系数。

（1） 损失水量的计算

渠尾首损失W W W W ?±=∑i W -- （1-9）

式中：W 首为测量时段内典型渠段首部测量断面累计水量；W 尾为测量时段内典型渠道尾部断面累计水量，∑Wi 为测量时段内正常运行的下级渠道测量断面的累计水量；△W 渠为测量始末典型渠道内的蓄水量的变化，增加的情况取“-”，减少的情况取“+”。

（2）渠道水利用系数

首先计算典型渠段的输水损失率δ典型，δ典型为典型渠段测量时段内损失水量与渠段上游断面的累计水量之比：

δ典型=W 损失/W 首 （1-10）

其次计算典型渠道单位长度的输水损失率σ典渠道。实际的渠道在运行过程中存在很大的差异，在计算渠道水利用系数时，必须进行修正。典型渠段选定后，影响渠系水利用系数的主要因素有流量变化，沿程分水情况及典型段选择的位置情况，因此，引入三个修正系数：

σ典渠道=[k 2+k 3（k 1-1）（1-k 2）] δ典型/L 典渠段 （1-11）

式中：L

典渠段

为典型渠段的长度，k 1为输水系数，k 1=Q c /Q o ，Q o 为渠首流量，Q c 为

渠尾流量；k 2为分水系数，k 2=0.5*（1-1/6*ΔB/B ）,B 为渠道控制区的平均宽度，ΔB 为控制区宽度呈线性变化的假定下，首部于尾部的宽度差，如果为均匀分水，即上下游控制面积区别不大，则k 2=0.5。k 3为位置修正系数，k 3=0.5+L 1/L ，L 1为典型渠段中心点到该渠道渠首距离，L 为典型渠道的长度。

渠道单位长度的输水损失率δ渠道等于所选该级各典型渠道输水损失率按渠道长度进行加权平均的计算值，即：

σ渠道=∑σ典渠道i L 典渠道i /∑L 典渠道i （1-12）

某级渠道的输水损失率为：

δ渠=σ渠道L 渠 （1-13）

式中：L 渠为该级渠道的平均长度（km ），即该级渠道的总长度除总条数。 因此，某级渠道的渠道水利用系数η渠为：

η渠道=1-δ渠 （1-14）

（2） 灌溉水利用系数 首先计算田间水利用系数：

η田间=mA/W农净（1-15）

为田间水利用系数；A为渠道控制的灌溉面积（hm2）；m为灌区某次式中：η

田间

灌水定额定额（m3/ hm2）；W农净为农渠放水量（m3）。

3.综合测定法：是将首尾测定法、典型渠道测量法及对灌溉水利用系数的修正等综合考虑的一种方法。克服了传统测量方法中工作量大，需要大量人力、物力才能完成的缺点，又弥补了只测量典型渠段而引起较大误差的不足。在我国目前及今后相当长一段时期内具有重要的实用价值。

综合测定法的步骤：首先确定灌区测量渠道的数量、测量方法、典型渠段及其长度；其次，计算出典型渠段的单位长度输水损失率；然后，确定输水系数、分水系数及典型渠段位置修正系数，计算出典型渠道的单位长度输水损失率；第4步，进行典型渠道非等效并联修正；第5步，进行同级渠道土渠与衬砌渠道的渠道水利用系数综合计算；第6步，进行渠道越级输水修正，计算渠系水利用系数；第7步，计算田间水利用系数及灌溉水利用系数；第8步，利用首尾法计算灌溉水利用系数并进行对比分析。

1.2.2现有测定方法存在的问题

1、测定工作量大，需要测试技术人员较多

一个灌区的固定渠道一般都有干、支、斗、农4级，大型灌区级数更多，而每一个级别的渠道又有多条，特别是斗、农渠数量更多，计算某级渠道的加权平均渠道水利用系数时，测定工作量很大。灌溉地块自然条件和田间工程情况也存在差异，要取得较准确的田间水利用系数，需要选择众多的典型区进行测定。这样一来，对于渠系水利用系数和田间水利用系数测定工作量都很大。而作这些工作都需要一些专业人员和设备来完成，因此在人员配备和设备配置上有一定的困难。以宝鸡峡灌区为例，如果对宝鸡峡塬上和塬下全部接近300万亩灌溉面积进行逐级测试和计算渠系水利用系数，工作量之大可想而知。之前同样也有某省做了相关的工作，为农田水利管理与建设提供科学依据，曾在20世纪80年代初期采用传统的动水测试法对全区22个重点灌区进行了渠系水利用系数测试，当时投资了88万元，累计实测灌区各级渠道长5923.2km，实测渠段2640段，参加测试人员达3850人。

2、测试过程无法做到精准

对于灌区来讲，以宝鸡峡来讲要在面广渠多的灌溉用水情况下停止供水来进行静水测试是难以做到的，一般采用动水测试法进行全面测试。采用动水测试法测定渠道水利用系数时，需要有稳定的流量，测渠段中间无支流，下一级渠首分水点的观测时间必须

和水的流程时间相适应，在众多因素影响下这些必要条件难以得到保证，因此要做到精准测量确实存在一定的困难。

3、灌溉水利用系数的代表性差

灌区不同的水文年或不同时期的来水和用水情况不同，渠首引进的流量或水量亦不相同，灌区的实灌面积也不相同，受经济效益和产业结构调整等直接影响灌区种植结构和种植作物种类也有一定的变化。灌区因此灌溉水利用系数每次灌水都不相同。目前灌区只用某次测定计算得出的灌溉水利用系数来代替所有的情况，不能反映灌区一段时期、甚至当年的实际灌溉水利用情况。目前我国灌区正在实施以节水为目标的技术改造，渠道防渗、田间节水灌溉技术的应用使灌区的灌溉水利用系数也随之改变，以往测定的灌溉水利用系数就更缺乏代表性，而随着不断改造的渠道状况的变化，利用传统测定方法，进行一次次地测定又难以做到。

第二章研究目标和研究内容

2.1研究目标

本研究对目前灌溉水利用系数测算分析方法及存在问题进行分析研究，力争提出能综合反映灌区灌溉工程状况、用水管理水平、灌溉技术水平改进的行之有效的灌溉水利用系数的计算方法，为灌溉水利用系数测算提供依据。

2.2研究的主要内容

通过收集宝鸡峡灌区渠首多年来不同灌季的实际引水量资料，根据灌区渠首每日引水量（退水量），结合灌区各支渠配水水量及斗口引水资料计算灌区各干、支渠利用系数，其中渠首到斗口的利用系数利用灌区历年实际配水资料获得；斗渠、农渠、毛渠的渠道水利用系数采用选点测定法，即在灌区选取典型渠道对其渠道水利用系数进行实测；选取典型田块，测定毛渠流入田间的净流量,以及储存在计划湿润层里的有效水量计算田间水利用系数；利用渠系水利用系数及田间水利用系数求得灌溉水利用系数。结合对典型渠道斗口到农渠，农渠到毛渠以及田间水利用系数实测资料，对利用首尾测定法计算灌区的灌溉水利用系数进行检验与校正，进一步探求灌溉水利用系数与灌区实际引水量，控制面积，作物种植情况、产量以及降雨等因素的关系。利用实例对水利部目前组织进行的全国灌溉水利用系数测定所采用的首尾测定法及其它各种方法进行评价、筛选。

第三章宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

3.1宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算

3.1.1宝鸡峡灌区基本概况

1．地理位置：宝鸡峡引渭灌区位于关中八百里秦川西部，西起渭河宝鸡峡口，东到泾河岸，南临渭水，北抵渭北高原腹地，与冯家山灌区和羊毛湾灌区接壤，东西长181公里，南北平均宽14公里，辖宝鸡、咸阳、西安3市及杨凌农业高新技术开发区的14个县(市、区)、78个乡镇。

2．工程概况：宝鸡峡引渭灌区以引用渭河干流水源为主，设计引水流量95立方米/秒，校核流量115立方米/秒，设施灌溉面积291.56万亩，有效灌溉面积282.83万亩。灌区水利工程主要由渠首枢纽、引水渠道、水库泵站、水电站和排水设施组成，是一个多枢纽、引抽并举、渠库结合、长距离输水、大型建筑物多的大型灌排体系。

3．枢纽工程：分塬上、塬下两大系统，分别从两个渠首引水。塬上引水枢纽位于宝鸡市金台区硖石乡林家村的渭河宝鸡峡口处，大坝为Ⅲ等中型工程，坝长208.6m，最大坝高49.6m，坝顶宽12～17m；水库正常蓄水位636.0m，总库容5000万m3；拦河坝设计过闸流量6040m3/s，校核流量9720m3/s；灌溉引水闸设计流量65m3/s。

塬下引水枢纽位于渭河干流眉县马家镇魏家堡村处，拦河坝全长1031m，其中土坝长600m，坝高6m，溢流坝长413m，高3.65m，设计过坝洪水流量7200m3/s，校核10300m3/s；12孔灌溉引水闸设计引水流量45m3/s，最大引水流量55m3/s。

4．水库工程：现有林家村、王家崖、信邑沟、大北沟、泔河、泔河二库6座中型水库，总库容3.3亿m3，已淤积0.82亿m3，有效库容1.89亿m3，防洪库容9315万

m3，其中王家崖、信邑沟、大北沟、泔河、泔河二库5座水库已经完成和正在进行除险加固。

5．输水工程：现有总干、干渠6条，长412.62km，；支渠77条，长699.3km；退水渠24条，长49.5km；斗渠1956条，长2174.8km；干支渠骨干建筑物5107座。

6．泵站工程：现有抽水泵站22座，总装机84台（套）26921kw，总抽水能力92.78m3/s，控制灌溉面积113万亩，完好率92%。

7．水电站：现有魏家堡、杨凌、林家村、绛帐、南庄、史德的6座水电站，机组15台套，装机3.39万千瓦。

8．地位作用：灌区的建成投运，改善了受益区的农业生产条件，使粮食亩产由150kg 提高到663kg、复种指数由115%提高到170%，累计增产粮食300多亿kg；保障了全省

粮食安全，以占全省1/18的耕地面积，出产了占全省总产量1/7的粮食和1/4的商品粮，成为全省重要的粮油果菜基地和名副其实的“三秦第一大粮仓”；发挥滞洪削峰、分流泻洪等作用，减缓了渭河洪水对下游地区的威胁，保证了工程沿线厂矿企业和城乡居民的生命财产安全；通过补水排涝、植树绿化和平田整地，有效改善了区域生态环境。

3.1.2宝鸡峡灌区灌溉水利用系数测算步骤

3.1.2.1计算灌区渠首到斗口的灌溉水利用系数

针对宝鸡峡灌区年报中的的渠首流量资料和斗口的引水资料，分灌季分别计算各个灌季以及各年斗口以上农业用水的有效水利用系数。计算过程和计算结果如下：

（1）确定渠首水量：

通过对宝鸡峡灌区资料的整体分析，发现其灌溉水来源较为复杂，主要包括渠首引水、抽取地下水、灌区坡塘水等。塬上和塬下也有一定的区别，相比较而言，其主要与地势有关，塬下距离渭河较近其地下水埋深较浅，灌溉用水多采用地下水。塬上则是渠首引水与地下水相结合的灌溉方式。根据灌区的灌溉经验结合以往的研究成果，为了能够准确快速的计算灌溉水利用系数，现将小型水库供水和地下水折合按各个灌季分别这算到渠首，从而计算出毛灌溉水量，即

W首=W引＋W库＋W地（3-1）

式中：W

首即为毛灌溉水量，W

引

为渠首实际引水量，W

库

为小型水库折渠首水量，

W地为地下水折渠首水量。计算结果如表3-1所示：

除渠首引水外，地下水与塘坝水折算到渠首的水量计算表见3-2。

（2）确定斗口水量

斗口水量根据灌区统计资料和实际地下水、塘库水利用情况相结合从而求出实际斗口水量。在先前计算毛灌溉水量中将地下水利用量和塘坝水库水利用量分别折算到了渠首，同理在计算斗口水量的过程中，也需要将其折算到斗口。斗口水量见3-3：

3

通过灌区资料和灌区实际的管理情况，地下水和塘坝水直接进入田间，而不经过斗口。因此，在这里需要将地下水和塘坝水折算到斗口，根据斗口的总水量和渠首的毛灌溉水量从而计算灌区渠首到斗口的灌溉水利用系数。具体折算结果见表3-4：

3

根据表3-3和表3-4的计算结果，现在有了斗口统计水量和地下水及塘坝水折算水量，由此即可以得到灌区斗口总水量由下式计算：

W斗总=W斗口+W折（3-2）

式中：W

斗总为折算后斗口总水量，W

斗口

为斗口水量，W

折

折算到斗口水量。

根据上式即可得出斗口的总水量见表3-5：

3

（3）确定渠首到斗口的灌溉水利用系数

根据毛灌溉水量和斗口水量即可求出灌区渠首到斗口的灌溉水利用系数，计算公式：

η干-斗=W斗/W毛×100% （3-3）

式中：η

干-斗为干渠到斗渠的灌溉水利用系数，W

斗

为斗口水量，W

毛

为毛灌溉水量

计算成果见表3-6：

3.1.2.2．斗口到田间利用系数的计算分析

斗口到田间灌溉水利用系数计算方法根据不同灌区的实际情况可以求得，计算方法也不相同，例如，在灌区斗口、农渠、毛渠、田间水量资料较齐全时，可通过逐级计算各段的渠道利用系数，根据各级渠道水利用系数，从而计算出斗口到田间的灌溉水利用系数，但是对于宝鸡峡灌区目前的实际情况而言，缺乏斗口以下的水量资料，原本计划选择典型渠道进行实测，但受到时间和其他因素的影响，无法得到相关数据，因此，根据现有资料结合以往的研究成果，计算灌区斗口到田间的灌溉水利用系数。

作物的净灌溉定额通过水量平衡原理确定，为作物生育期内的作物需水量减去有效降雨量和地下水利用量。因此对这三部分的水量分别进行计算。

对于旱作物：

M=ETC-Pe-Ge＋△W （3-4）

式中：M为旱作物灌溉定额，mm；ETC为作物需水量，mm；Pe为有效降雨量，mm；Ge地下水有效利用量，mm；△W为土壤含水量，mm。

对于水稻，净灌溉定额还需考虑泡田水量以及渗漏水量：

M稻= ETC稻＋M O＋F d―Pe稻―Ge稻（3-5）

——水稻净灌溉定额，mm；

式中：M

稻

ET c——水稻的蒸发蒸腾量，mm；

P e——水稻生育期内的有效降雨量，mm；

F d——水稻全生育期渗漏量，mm；

M o——插秧前的泡田定额，mm；

G e——水稻全生育期间地下水的利用量，mm。

在本次研究中主要以都小麦、玉米、棉花、油菜等旱作物为主。

（1）计算作物需水量

作物需水量是指作物生长在大面积上的无病虫害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、棵间蒸发之和又称为作物蒸发蒸腾量或腾发量。通常的计算方法有：模系数法、直接计算法、参考作物法。本次研究间接的采用参考作以及构成植株体的水量之和。其影响因素有：气象因子、作物因子、土壤水分状况、耕作栽培措施及灌物法，参考作物法是以高度一致、生长旺盛、完全覆盖地面而不缺水的绿色草地（8-15cm）的蒸发蒸腾量作为计算各种作物需水量的参照。

在实际收集的资料中，只有兴平地区的气象资料，并且现有的资料只有旬降雨、月日照时数、月平均气温、月蒸发量。在计算过程中不能满足彭曼－蒙特斯公式的基本要求，为了能够充分利用现有资料适当的缩小计算误差，本次采用间接计算的办法。即采用频率分析法，将不同气象年份进行频率分析，将其分为频率为25%，50%，75%，95%，结合原西北农业大学研究的不同频率下的作物需水量，将对应的年份进行分析。在实际操作过程中，由于资料有限，无法算得各年的作物水量。在作物生育期过程中，日照时数作为主要的影响因素，因此对日照时数进行频率分析，从而选出各年的作物需水量（主要是小麦和玉米）。对于宝鸡峡灌区，根据不同年份，主要作物生育期内的作物需水量频率分析如表3-7:

利用以上计算的频率，参考由原西北农业大学康绍忠老师主编的《陕西省作物蓄水量及分区灌溉模式》根据不同频率下作物需水量从而间接计算作物全生育期内的理论需水量。以1994—1996年为例，不同年份作物理论需水量如表3-8 。

（2）确定有效降雨量

有效降雨量指总降雨量中能够保存在作物根系层中用于满足作物蒸发蒸腾需要的那部

分水量，不包括地表径流和渗漏至作物根系吸水层以下的水量，即理论上有效降雨量的计算公式为：

Pe=P-P1-P2 （3-6）

式中：Pe为有效降雨量，mm；P为实际降雨量，mm；P1为降雨所产生的地表径流，mm；P2 为降雨所产生的深层渗漏量，mm。

由于降雨产生的地表径流和产生的深层渗漏需要通过观测计算求得，在生产实践中常采用下列简化方法计算不同降水频率下的有效降雨量，即：

Pe=σ·P （3-7）

对于宝鸡峡灌区不同种作物生育期内的有效降雨量见表3-10

（3）确定地下水有效利用量

地下水直接利用量是指地下水借助于土壤毛细管作用上升至作物根系吸水层而被作物直接吸收利用的地下水水量。作物在生育期内所直接利用的地下水量与土壤类型、作物根系发育深度及地下水位埋深等因素有关。在本次数据处理过程中，由于缺乏地下水埋深的基本资料，通过查阅相关资料得知，据中国水电科学研究院的裴源生老师的研究认为：根据目前的经验，地下水水位埋深在2m左右时地下水利用量约占作物需水量的15％-30％。根据关中地区的实际情况，塬上地势较高地下水补给量非常有限而塬下地下水埋深较浅补给量相对较大，由于没有各个地区的实际地下水资料，有限时间内很难做到精准。因此，在这里只能是结合以往研究成果，充分考虑宝鸡峡的实际情况，采用利用系数为20%。

（4）确定土壤含水量

由于作物需水的持续性与农田灌溉或降雨的间歇性，土壤计划湿润层的含水率数值是随时变化的，作物在生长过程中，利用灌溉水、有效降雨、部分地下水的同时，还在充分利用土壤中的含水量。由于缺乏实测的数据，结合杨凌地区的实际土壤水分利用状况，土壤含水率的利用量为作物需水量的10%。

（5）计算作物净灌溉定额

作物净灌溉定额即作物需水量减去有效降雨量和地下水有效补给量之和。我们应该注意的是宝鸡峡灌区实行的是非充分灌溉制度，结合灌区的实际情况和水利部目前提出的非充分灌溉折减系数，在这里取0.75。以小麦为例（m3/亩），折减后的灌区各地灌溉定额见表3-11：