第二章作物需水量和灌溉用水量

1、第二章第二章 作物需水量和灌溉用水量作物需水量和灌溉用水量第一節(jié)第一節(jié) 作物需水量作物需水量 一、作物需水量與影響因素一、作物需水量與影響因素第一節(jié)第一節(jié) 作物需水量作物需水量 1 1作物需水量作物需水量農(nóng)田水分消農(nóng)田水分消耗的途徑耗的途徑植株蒸騰植株蒸騰棵間蒸發(fā)棵間蒸發(fā)深層滲漏深層滲漏 或田間滲漏或田間滲漏地表徑流地表徑流組成植株體的一部分組成植株體的一部分植株蒸騰：植株蒸騰：作物將根系從土壤中吸收的水分，通過(guò)葉片的氣孔作物將根系從土壤中吸收的水分，通過(guò)葉片的氣孔蒸散到大氣中的現(xiàn)象。蒸散到大氣中的現(xiàn)象?？瞄g蒸發(fā)：棵間蒸發(fā)：植株間土壤或田面的水分蒸發(fā)。植株間土壤或田面的水分蒸發(fā)。深層滲漏：深層

2、滲漏：旱地中由于降雨量或灌溉水量太多，使土壤水分超旱地中由于降雨量或灌溉水量太多，使土壤水分超 過(guò)了田間持水量，向根系吸水層以下土層滲漏的現(xiàn)象。過(guò)了田間持水量，向根系吸水層以下土層滲漏的現(xiàn)象。第一節(jié) 作物需水量 一、作物需水量與影響因素一、作物需水量與影響因素1 1作物需水量作物需水量v作物需水量作物需水量：生長(zhǎng)在大面積上的無(wú)病蟲(chóng)害作物，：生長(zhǎng)在大面積上的無(wú)病蟲(chóng)害作物，土壤水分和肥力適宜時(shí)，在給定的生長(zhǎng)環(huán)境中土壤水分和肥力適宜時(shí)，在給定的生長(zhǎng)環(huán)境中能取得高產(chǎn)能取得高產(chǎn) 潛力的條件下為滿足潛力的條件下為滿足植株蒸騰植株蒸騰、棵棵間蒸發(fā)間蒸發(fā)、組成植株體組成植株體所需要的水量。所需要的水量。 在實(shí)

3、際中由于組成植株體的水分只占總需水量在實(shí)際中由于組成植株體的水分只占總需水量中很微小的一部分中很微小的一部分( (一般小于一般小于1%)1%)，而且這一小部，而且這一小部分的影響因素較復(fù)雜，難于準(zhǔn)確計(jì)算，故人們均分的影響因素較復(fù)雜，難于準(zhǔn)確計(jì)算，故人們均將此部分忽略不計(jì)，將此部分忽略不計(jì)，即認(rèn)為作物需水量就等于植即認(rèn)為作物需水量就等于植株蒸騰量和棵間蒸發(fā)量之和，即所謂的株蒸騰量和棵間蒸發(fā)量之和，即所謂的“蒸發(fā)蒸蒸發(fā)蒸騰量騰量” ，氣象學(xué)、水文學(xué)和地理學(xué)中稱為，氣象學(xué)、水文學(xué)和地理學(xué)中稱為“蒸散蒸散量量”或或“農(nóng)田總蒸發(fā)量農(nóng)田總蒸發(fā)量”，國(guó)內(nèi)也有人稱之為，國(guó)內(nèi)也有人稱之為“騰發(fā)量騰發(fā)量”。 一、

4、作物需水量與影響因素一、作物需水量與影響因素1 1作物需水量作物需水量第一節(jié) 作物需水量 一、作物需水量與影響因素一、作物需水量與影響因素1 1作物需水量作物需水量E作物耗水量作物耗水量，簡(jiǎn)稱耗水量：，簡(jiǎn)稱耗水量：就某一地區(qū)而言，指具就某一地區(qū)而言，指具體條件下作物獲得一定產(chǎn)量時(shí)實(shí)際所消耗的水量。體條件下作物獲得一定產(chǎn)量時(shí)實(shí)際所消耗的水量。第一節(jié) 作物需水量 需水量需水量是一個(gè)理論值，又稱為是一個(gè)理論值，又稱為潛在蒸散量（或潛在潛在蒸散量（或潛在騰發(fā)量）騰發(fā)量），而，而耗水量耗水量是一個(gè)實(shí)際值，又稱實(shí)際蒸散量。是一個(gè)實(shí)際值，又稱實(shí)際蒸散量。需水量與耗水量的單位一樣，常以需水量與耗水量的單位一樣

5、，常以 m3 畝畝-1 或或 mm 水水層表示。層表示。第一節(jié) 作物需水量 一、作物需水量與影響因素一、作物需水量與影響因素1 1作物需水量作物需水量作物需水量包含作物需水量包含生理生理和和生態(tài)需水生態(tài)需水兩個(gè)方面。兩個(gè)方面。u 作物生理需水：作物生理需水：作物生命過(guò)程中各種生理活動(dòng)（如蒸騰作物生命過(guò)程中各種生理活動(dòng)（如蒸騰作用、光合作用等）所需要的水分。作用、光合作用等）所需要的水分。植株蒸騰植株蒸騰實(shí)際上是作實(shí)際上是作物生理需水的一部分。物生理需水的一部分。u 作物生態(tài)需水：作物生態(tài)需水：指生育過(guò)程中，為給作物正常生長(zhǎng)發(fā)育指生育過(guò)程中，為給作物正常生長(zhǎng)發(fā)育創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境所需要的水分。創(chuàng)

6、造良好的生長(zhǎng)環(huán)境所需要的水分?？瞄g蒸發(fā)棵間蒸發(fā)即屬于作物即屬于作物的生態(tài)需水。的生態(tài)需水。第一節(jié) 作物需水量 一、作物需水量與影響因素一、作物需水量與影響因素1 1作物需水量作物需水量v作物在不同生長(zhǎng)階段的需水規(guī)律為：作物在不同生長(zhǎng)階段的需水規(guī)律為：隨著作物的生長(zhǎng)和葉隨著作物的生長(zhǎng)和葉面積的增加，需水量值也不斷增大，在作物苗期，需水量值面積的增加，需水量值也不斷增大，在作物苗期，需水量值較小，當(dāng)作物進(jìn)入生長(zhǎng)盛期，需水量增加很快，葉面積最大較小，當(dāng)作物進(jìn)入生長(zhǎng)盛期，需水量增加很快，葉面積最大時(shí)，作物需水量出現(xiàn)高峰；到作物成熟期，需水量值又迅速時(shí)，作物需水量出現(xiàn)高峰；到作物成熟期，需水量值又迅速下

7、降。下降。v每種作物都有需水高峰期，每種作物都有需水高峰期，需水高峰期一般處于作物生長(zhǎng)需水高峰期一般處于作物生長(zhǎng)旺盛階段，旺盛階段，如冬小麥有兩個(gè)需水高峰期，第一個(gè)高峰在分蘗如冬小麥有兩個(gè)需水高峰期，第一個(gè)高峰在分蘗期，第二高峰在開(kāi)花至乳熟期；大豆的需水高峰在開(kāi)花結(jié)莢期，第二高峰在開(kāi)花至乳熟期；大豆的需水高峰在開(kāi)花結(jié)莢期；谷子的需水高峰為開(kāi)花期；谷子的需水高峰為開(kāi)花乳熟期；玉米為抽雄乳熟期；玉米為抽雄乳熟期。乳熟期。 第一節(jié) 作物需水量 一、作物需水量與影響因素一、作物需水量與影響因素1 1作物需水量作物需水量各種作物需水臨界期不完全相同，但大多數(shù)出現(xiàn)在從各種作物需水臨界期不完全相同，但大多數(shù)

8、出現(xiàn)在從營(yíng)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)養(yǎng)生長(zhǎng)向向生殖生長(zhǎng)生殖生長(zhǎng)的過(guò)渡階段，例如小麥在拔節(jié)至抽穗期，的過(guò)渡階段，例如小麥在拔節(jié)至抽穗期，棉花在開(kāi)花至結(jié)鈴期，玉米在抽雄至乳熟期，水稻為孕穗棉花在開(kāi)花至結(jié)鈴期，玉米在抽雄至乳熟期，水稻為孕穗至揚(yáng)花期等，在作物需水臨界期缺水，會(huì)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生很大至揚(yáng)花期等，在作物需水臨界期缺水，會(huì)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生很大影響。影響。E作物在不同生育時(shí)期對(duì)缺水的敏感程度不同，在作物作物在不同生育時(shí)期對(duì)缺水的敏感程度不同，在作物整個(gè)生育期中通常把對(duì)缺水最敏感、缺水對(duì)產(chǎn)量影響最整個(gè)生育期中通常把對(duì)缺水最敏感、缺水對(duì)產(chǎn)量影響最大的時(shí)期稱為大的時(shí)期稱為作物需水臨界期作物需水臨界期或或需水關(guān)鍵期需水關(guān)鍵期。第一

9、節(jié) 作物需水量 一、作物需水量與影響因素一、作物需水量與影響因素1 1作物需水量作物需水量v作物需水系數(shù)：作物需水系數(shù)：生產(chǎn)單位產(chǎn)量作物（如生產(chǎn)單位產(chǎn)量作物（如1kg小麥）的需小麥）的需水量（水量（mm kg-1）。）。v作物水分利用效率：作物水分利用效率：作物作物每消耗單位水量每消耗單位水量所能生產(chǎn)的產(chǎn)所能生產(chǎn)的產(chǎn)量量(kg/mm或或kg/m3），常表示為），常表示為:WUE(water use efficiency)。 第一節(jié) 作物需水量 一、作物需水量與影響因素一、作物需水量與影響因素2 2影響作物需水量的主要因素影響作物需水量的主要因素 作物需水規(guī)律隨作物種類、品種、土壤、氣候、生產(chǎn)力

10、水平作物需水規(guī)律隨作物種類、品種、土壤、氣候、生產(chǎn)力水平等諸多因素而變化，應(yīng)結(jié)合各地情況來(lái)探索作物需水規(guī)律。等諸多因素而變化，應(yīng)結(jié)合各地情況來(lái)探索作物需水規(guī)律。（1）作物因素）作物因素 E 不同種類的作物需水量有很大的差異，如就小麥、玉不同種類的作物需水量有很大的差異，如就小麥、玉 米、水稻而言，水稻小麥玉米；米、水稻而言，水稻小麥玉米；E 不同品種的作物需水量有很大差異，如耐旱品種需水量?。徊煌贩N的作物需水量有很大差異，如耐旱品種需水量??；E 不同生育階段需水量不同；不同生育階段需水量不同；E 不同長(zhǎng)勢(shì)的作物需水量不同。不同長(zhǎng)勢(shì)的作物需水量不同。第一節(jié) 作物需水量 一、作物需水量與影響因素

11、一、作物需水量與影響因素2 2影響作物需水量的主要因素影響作物需水量的主要因素 (2)氣象因素氣象因素J 氣象因素是影響作物需水量的主要因素，它不僅影響氣象因素是影響作物需水量的主要因素，它不僅影響蒸騰速率蒸騰速率，也直接，也直接影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育。氣象因素。氣象因素對(duì)作物需水量的影響，往往是對(duì)作物需水量的影響，往往是幾個(gè)因素同時(shí)作用幾個(gè)因素同時(shí)作用，很難將各個(gè)因素的影響一一分開(kāi)。很難將各個(gè)因素的影響一一分開(kāi)。當(dāng)氣溫高、日照時(shí)數(shù)多、相對(duì)濕度小時(shí)，需水量會(huì)增當(dāng)氣溫高、日照時(shí)數(shù)多、相對(duì)濕度小時(shí)，需水量會(huì)增加。加。第一節(jié) 作物需水量 一、作物需水量與影響因素一、作物需水量與影響因素

12、2 2影響作物需水量的主要因素影響作物需水量的主要因素 (3)土壤因素土壤因素 影響作物需水量的土壤因素主要有影響作物需水量的土壤因素主要有質(zhì)地質(zhì)地、含水量含水量、顏色顏色、有機(jī)質(zhì)含量有機(jī)質(zhì)含量、養(yǎng)分狀況養(yǎng)分狀況等。等。 砂土持水力弱，蒸發(fā)較快，因此，在砂土上的作物需水量砂土持水力弱，蒸發(fā)較快，因此，在砂土上的作物需水量就大。就大。 就土壤顏色而言，黑褐色土壤吸熱較多，其蒸發(fā)較大，就土壤顏色而言，黑褐色土壤吸熱較多，其蒸發(fā)較大，而顏色較淺的黃白色土壤反射較強(qiáng)，相對(duì)蒸發(fā)較少。而顏色較淺的黃白色土壤反射較強(qiáng)，相對(duì)蒸發(fā)較少。 土壤含水量較高時(shí)，蒸發(fā)強(qiáng)烈，作物需水量較大；相土壤含水量較高時(shí)，蒸發(fā)強(qiáng)烈，

13、作物需水量較大；相反，土壤含水量較低時(shí)，作物需水量較少。反，土壤含水量較低時(shí)，作物需水量較少。第一節(jié) 作物需水量 一、作物需水量與影響因素一、作物需水量與影響因素2 2影響作物需水量的主要因素影響作物需水量的主要因素 由于上述各種因素的影響，因此，在生產(chǎn)實(shí)際由于上述各種因素的影響，因此，在生產(chǎn)實(shí)際中，必須因時(shí)、因地、因作物、因氣候等各種自然中，必須因時(shí)、因地、因作物、因氣候等各種自然與人為條件確定作物的需水量，以利于指導(dǎo)生產(chǎn)。與人為條件確定作物的需水量，以利于指導(dǎo)生產(chǎn)。作物需水量是農(nóng)業(yè)用水的作物需水量是農(nóng)業(yè)用水的主要組成部分主要組成部分，也是整個(gè)，也是整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中消耗水分的最主要部分。它是水

14、資源合國(guó)民經(jīng)濟(jì)中消耗水分的最主要部分。它是水資源合理開(kāi)發(fā)、利用所必需的重要資料，同時(shí)也是農(nóng)田水理開(kāi)發(fā)、利用所必需的重要資料，同時(shí)也是農(nóng)田水利工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理的基本依據(jù)。利工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理的基本依據(jù)。第一節(jié) 作物需水量 二、作物需水量（蒸發(fā)蒸騰量）的估算（一）直接計(jì)算（一）直接計(jì)算1水面蒸發(fā)量法（蒸發(fā)皿法或水面蒸發(fā)量法（蒸發(fā)皿法或 值法）值法）： 水面蒸發(fā)量與作物需水量之間存在一定程度的相關(guān)水面蒸發(fā)量與作物需水量之間存在一定程度的相關(guān)關(guān)系，因此可用水面蒸發(fā)量這一參數(shù)來(lái)計(jì)算作物需水量：關(guān)系，因此可用水面蒸發(fā)量這一參數(shù)來(lái)計(jì)算作物需水量： ETc =E0 或或 ETc = aE0 b 式中：式

15、中：ETc - 作物需水量（作物需水量（mm）；）；E0 表示與表示與ETc同時(shí)段的水面蒸發(fā)量（同時(shí)段的水面蒸發(fā)量（mm），采用蒸發(fā)皿或蒸發(fā)器的），采用蒸發(fā)皿或蒸發(fā)器的測(cè)定值。測(cè)定值。第一節(jié) 作物需水量 二、作物需水量（蒸發(fā)蒸騰量）的估算（一）直接計(jì)算（一）直接計(jì)算1 1水面蒸發(fā)量法（蒸發(fā)皿法水面蒸發(fā)量法（蒸發(fā)皿法或或 值法值法）：需水系數(shù)或蒸發(fā)系數(shù)，為需水系數(shù)或蒸發(fā)系數(shù)，為需水量與水面蒸發(fā)量的比值，需水量與水面蒸發(fā)量的比值，由實(shí)測(cè)資料確定，一般水稻田的由實(shí)測(cè)資料確定，一般水稻田的= 0.9= ，旱作的，旱作的= = 0.7。 作物全生育期內(nèi)各生長(zhǎng)階段的作物

16、全生育期內(nèi)各生長(zhǎng)階段的值是各不相同的，其最值是各不相同的，其最大值出現(xiàn)在作物生長(zhǎng)旺期，而發(fā)芽出苗期則最小，所以在大值出現(xiàn)在作物生長(zhǎng)旺期，而發(fā)芽出苗期則最小，所以在分階段計(jì)算作物需水量時(shí)，各階段應(yīng)分別選取分階段計(jì)算作物需水量時(shí)，各階段應(yīng)分別選取不同的不同的值值。 一般水稻用一般水稻用 值法比旱作物用此法好。值法比旱作物用此法好。（一）直接計(jì)算（一）直接計(jì)算二、作物需水量（蒸發(fā)蒸騰量）的估算2產(chǎn)量法：產(chǎn)量法： 作物產(chǎn)量反映了水、土、肥、熱、氣、光等因素的協(xié)調(diào)及農(nóng)作物產(chǎn)量反映了水、土、肥、熱、氣、光等因素的協(xié)調(diào)及農(nóng)業(yè)措施的綜合作用。業(yè)措施的綜合作用。在一定條件下，在一定條件下，作物需水量將隨產(chǎn)量的提

17、高作物需水量將隨產(chǎn)量的提高而增加。但是需水量的增加并不與產(chǎn)量成比例，而增加。但是需水量的增加并不與產(chǎn)量成比例， 單位產(chǎn)量的需水量隨產(chǎn)量的增加而逐單位產(chǎn)量的需水量隨產(chǎn)量的增加而逐漸減小，說(shuō)明當(dāng)作物產(chǎn)量達(dá)到一定水漸減小，說(shuō)明當(dāng)作物產(chǎn)量達(dá)到一定水平后，要進(jìn)一步提高產(chǎn)量就不能僅靠平后，要進(jìn)一步提高產(chǎn)量就不能僅靠增加水量，而必須同時(shí)改善作物生長(zhǎng)增加水量，而必須同時(shí)改善作物生長(zhǎng)所必需的其它條件。所必需的其它條件。第一節(jié) 作物需水量 產(chǎn)量Y2產(chǎn)量法（產(chǎn)量法（K值法）值法）：用作物產(chǎn)量計(jì)算作物需水量的表達(dá)式為：用作物產(chǎn)量計(jì)算作物需水量的表達(dá)式為：式中：式中：ET全生育期全生育期的需水量（的需水量（mm）；）；

18、Y作物單位面積作物單位面積的產(chǎn)量（的產(chǎn)量（kg畝畝-1）；）；K需水系數(shù)（需水系數(shù)（m3kg-1），），為單位產(chǎn)量的為單位產(chǎn)量的需水量。需水量。此法簡(jiǎn)便，只要確定計(jì)劃產(chǎn)量后便可算出需水量；同時(shí)，此此法簡(jiǎn)便，只要確定計(jì)劃產(chǎn)量后便可算出需水量；同時(shí)，此法使需水量與產(chǎn)量相聯(lián)系，便于進(jìn)行法使需水量與產(chǎn)量相聯(lián)系，便于進(jìn)行灌溉經(jīng)濟(jì)分析灌溉經(jīng)濟(jì)分析。第一節(jié) 作物需水量 二、作物需水量（蒸發(fā)蒸騰量）的估算（一）直接計(jì)算（一）直接計(jì)算E對(duì)于旱作物，在土壤水分不足而影響高產(chǎn)的情況下，需水量隨對(duì)于旱作物，在土壤水分不足而影響高產(chǎn)的情況下，需水量隨產(chǎn)量的提高而增大，用此法推算較可靠。產(chǎn)量的提高而增大，用此法推算較可靠

19、。但對(duì)于土壤水分充足的但對(duì)于土壤水分充足的旱田以及水稻田，需水量主要受氣象條件控制，產(chǎn)量與需水量關(guān)旱田以及水稻田，需水量主要受氣象條件控制，產(chǎn)量與需水量關(guān)系不明確，用此法推算的誤差較大。系不明確，用此法推算的誤差較大。第一節(jié) 作物需水量 3以多種因素為參數(shù)的作物需水量計(jì)算法以多種因素為參數(shù)的作物需水量計(jì)算法選取幾個(gè)影響因素，探求它們與作物需水量之間存在選取幾個(gè)影響因素，探求它們與作物需水量之間存在的數(shù)量關(guān)系。的數(shù)量關(guān)系。以多種因素為參數(shù)推求作物需水量的經(jīng)驗(yàn)公式在國(guó)內(nèi)以多種因素為參數(shù)推求作物需水量的經(jīng)驗(yàn)公式在國(guó)內(nèi)外很多，有的選取水面蒸發(fā)量和產(chǎn)量作參數(shù)，有的以外很多，有的選取水面蒸發(fā)量和產(chǎn)量作參數(shù)

20、，有的以水面蒸發(fā)量和土壤含水率作參數(shù)，也有選取更多因素水面蒸發(fā)量和土壤含水率作參數(shù)，也有選取更多因素作參數(shù)的。作參數(shù)的。 （一）直接計(jì)算（一）直接計(jì)算二、作物需水量（蒸發(fā)蒸騰量）的估算第一節(jié) 作物需水量 二、作物需水量（蒸發(fā)蒸騰量）的估算（一）直接計(jì)算（一）直接計(jì)算上述各公式都可估算全生育期作物需水量，也可估算各生上述各公式都可估算全生育期作物需水量，也可估算各生育階段的作物需水量。在生產(chǎn)實(shí)踐中，習(xí)慣采用所謂育階段的作物需水量。在生產(chǎn)實(shí)踐中，習(xí)慣采用所謂模系模系數(shù)法數(shù)法估算作物各生育階段的需水量，即估算作物各生育階段的需水量，即先確定全生育期作先確定全生育期作物需水量，然后按照各生育階段需水規(guī)

21、律，以一定比例進(jìn)物需水量，然后按照各生育階段需水規(guī)律，以一定比例進(jìn)行分配，行分配，即：即： ETi = Ki ET式中式中 ETi某一生育階段作物需水量；某一生育階段作物需水量；Ki需水量模比系需水量模比系數(shù)，即作物各生育階段需水量占全生育期作物需水量的百數(shù)，即作物各生育階段需水量占全生育期作物需水量的百分?jǐn)?shù)，可以從試驗(yàn)資料中取得。分?jǐn)?shù)，可以從試驗(yàn)資料中取得。 第一節(jié) 作物需水量 二、作物需水量（蒸發(fā)蒸騰量）的估算（二）間接計(jì)算（通過(guò)參考作物蒸發(fā)蒸騰量進(jìn)行計(jì)算）（二）間接計(jì)算（通過(guò)參考作物蒸發(fā)蒸騰量進(jìn)行計(jì)算）參考作物蒸發(fā)蒸騰量：參考作物蒸發(fā)蒸騰量：是一種假想的參考作物冠層的蒸是一種假想的參考作

22、物冠層的蒸發(fā)蒸騰速率，參考作物被假設(shè)為高度為發(fā)蒸騰速率，參考作物被假設(shè)為高度為12cm，表面阻力，表面阻力為為70s/m，反射率為，反射率為0.23，非常類似于，非常類似于表面開(kāi)闊表面開(kāi)闊、高度一高度一致致、生長(zhǎng)旺盛生長(zhǎng)旺盛、完全遮蓋完全遮蓋地面而不缺水的綠色草地。地面而不缺水的綠色草地。間接計(jì)算分為以下兩步：間接計(jì)算分為以下兩步： 第一步是：考慮氣象因素對(duì)作物需水量的影響，計(jì)算參第一步是：考慮氣象因素對(duì)作物需水量的影響，計(jì)算參考作物蒸發(fā)蒸騰量?？甲魑镎舭l(fā)蒸騰量。 第二步是：考慮土壤水分及作物條件的影響，對(duì)參考作第二步是：考慮土壤水分及作物條件的影響，對(duì)參考作物需水量進(jìn)行調(diào)整或修正，而計(jì)算出實(shí)

23、際需水量。物需水量進(jìn)行調(diào)整或修正，而計(jì)算出實(shí)際需水量。第一節(jié) 作物需水量 二、作物需水量（蒸發(fā)蒸騰量）的估算（二）間接計(jì)算（通過(guò)參考作物蒸發(fā)蒸騰量進(jìn)行計(jì)算）（二）間接計(jì)算（通過(guò)參考作物蒸發(fā)蒸騰量進(jìn)行計(jì)算）估算參考作物蒸發(fā)蒸騰量的方法包括估算參考作物蒸發(fā)蒸騰量的方法包括經(jīng)驗(yàn)公式法經(jīng)驗(yàn)公式法和和理論公式法理論公式法。經(jīng)驗(yàn)公式法經(jīng)驗(yàn)公式法中常采用輻射、溫度、水汽壓、相對(duì)中常采用輻射、溫度、水汽壓、相對(duì)濕度、風(fēng)速及日照等氣象數(shù)據(jù)作為參數(shù)，按照某濕度、風(fēng)速及日照等氣象數(shù)據(jù)作為參數(shù)，按照某種與參考作物蒸發(fā)蒸騰量的經(jīng)驗(yàn)函數(shù)關(guān)系進(jìn)行估種與參考作物蒸發(fā)蒸騰量的經(jīng)驗(yàn)函數(shù)關(guān)系進(jìn)行估值。值。理論公式法理論公式法中綜合

24、法最常應(yīng)用的是中綜合法最常應(yīng)用的是Penman法和法和PenmanMonteith法。法。 1）Penman公式公式 Penman公式是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最普遍的綜合法公式。公式是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最普遍的綜合法公式。Penman公式是在能量平衡原理的基礎(chǔ)上，引用干燥力公式是在能量平衡原理的基礎(chǔ)上，引用干燥力( (Drying Power) )的概念，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)捷地推導(dǎo)，得到了一個(gè)的概念，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)捷地推導(dǎo)，得到了一個(gè)用普通氣象資料就可計(jì)算參考作物蒸發(fā)蒸騰量的公式。用普通氣象資料就可計(jì)算參考作物蒸發(fā)蒸騰量的公式。經(jīng)多次修正，目前國(guó)內(nèi)外最通用的形式為經(jīng)多次修正，目前國(guó)內(nèi)外最通用的形式為FAOFAO于于19791979年

25、推年推薦的公式，薦的公式，該公式具有較好的理論基礎(chǔ)，包括有輻射項(xiàng)該公式具有較好的理論基礎(chǔ)，包括有輻射項(xiàng)與空氣動(dòng)力學(xué)項(xiàng)，并考慮了氣壓與風(fēng)速修正，其形式為與空氣動(dòng)力學(xué)項(xiàng)，并考慮了氣壓與風(fēng)速修正，其形式為: : （1 1）參考作物蒸發(fā)蒸騰量的估算）參考作物蒸發(fā)蒸騰量的估算二、作物需水量（蒸發(fā)蒸騰量）的估算0.1)1)(26.00200PPCueeRPPETasn式中：式中：P0和和P分別為海平面標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和計(jì)算地點(diǎn)的實(shí)際氣分別為海平面標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和計(jì)算地點(diǎn)的實(shí)際氣壓壓hPa；為飽和水汽壓溫度曲線上的斜率為飽和水汽壓溫度曲線上的斜率hPa 1；為濕度計(jì)常數(shù)為濕度計(jì)常數(shù)hPa 1； ea為空氣實(shí)際水汽壓為

26、空氣實(shí)際水汽壓hPa；es為飽和水汽壓為飽和水汽壓hPa；u2為為2m高處風(fēng)速高處風(fēng)速m/s；C為風(fēng)速為風(fēng)速修正系數(shù)。修正系數(shù)。 1）Penman公式公式二、作物需水量（蒸發(fā)蒸騰量）的估算 2）Penman-Monteith公式公式以能量平衡和水汽擴(kuò)散理論為基礎(chǔ)，既考慮了作物的生以能量平衡和水汽擴(kuò)散理論為基礎(chǔ)，既考慮了作物的生理特征，又考慮了空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)的變化，具有較充分理特征，又考慮了空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)的變化，具有較充分的理論依據(jù)和較高的計(jì)算精度。經(jīng)過(guò)多年研究改進(jìn)，的理論依據(jù)和較高的計(jì)算精度。經(jīng)過(guò)多年研究改進(jìn)，19901990年年FAOFAO推薦使用的公式形式為：推薦使用的公式形式為：)34.

27、01 ()(273900)(408.0220ueeuTGRnETas（1 1）參考作物蒸發(fā)蒸騰量的估算）參考作物蒸發(fā)蒸騰量的估算二、作物需水量（蒸發(fā)蒸騰量）的估算 ETET0 0參考作物蒸發(fā)蒸騰量參考作物蒸發(fā)蒸騰量 mmday1; Rn Rn輸入冠層凈輻射量輸入冠層凈輻射量 MJm2day1; G G土壤熱通量土壤熱通量 MJ m2 day1; T T2m2m高處日平均溫度高處日平均溫度 ； u u2 22m2m高處風(fēng)速高處風(fēng)速 ms1 ； e es s飽和水汽壓飽和水汽壓 kPa; e ea a實(shí)際水汽壓實(shí)際水汽壓 kPa; 飽和水汽壓與溫度關(guān)系曲線在某處的斜率飽和水汽壓與溫度關(guān)系曲線在某處

28、的斜率 kPa1; 干濕表常數(shù)干濕表常數(shù) kPa1 。2）Penman-Monteith公式公式二、作物需水量（蒸發(fā)蒸騰量）的估算參考作物蒸發(fā)蒸騰量參考作物蒸發(fā)蒸騰量( (ETET0 0) )用來(lái)表示假定的參考作物的蒸發(fā)用來(lái)表示假定的參考作物的蒸發(fā)蒸騰量，其他作物的蒸發(fā)蒸騰量是用參考作物蒸發(fā)蒸騰量來(lái)蒸騰量，其他作物的蒸發(fā)蒸騰量是用參考作物蒸發(fā)蒸騰量來(lái)計(jì)算的。計(jì)算的。用于關(guān)聯(lián)實(shí)際作物耗水量與參考作物蒸發(fā)蒸騰量的用于關(guān)聯(lián)實(shí)際作物耗水量與參考作物蒸發(fā)蒸騰量的因子稱為因子稱為作物系數(shù)作物系數(shù)( (kckc) )。 最早提出并已被最早提出并已被FAO作物需水量專家咨詢組作物需水量專家咨詢組(Allen等

29、，等，1997)所采納和修正的作物系數(shù)概念如下：所采納和修正的作物系數(shù)概念如下：ETc = Kc ET0 計(jì)算作物蒸發(fā)蒸騰量的上述兩種方法，計(jì)算作物蒸發(fā)蒸騰量的上述兩種方法，F(xiàn)AOFAO為其分別命名為為其分別命名為單作物系數(shù)法單作物系數(shù)法。二、作物需水量（蒸發(fā)蒸騰量）的估算（2 2）作物系數(shù)的確定）作物系數(shù)的確定Kc為為綜合作物系數(shù)綜合作物系數(shù)，與作物種類、品種、生育，與作物種類、品種、生育期、作物的群體葉面積指數(shù)等因素有關(guān)，是作期、作物的群體葉面積指數(shù)等因素有關(guān)，是作物自身生物學(xué)特性的反映。物自身生物學(xué)特性的反映。根據(jù)各地的試驗(yàn)，作物系數(shù)根據(jù)各地的試驗(yàn)，作物系數(shù)Kc不僅隨不僅隨作物作物而變而

30、變化，更主要的是隨作物的化，更主要的是隨作物的生育階段生育階段而異。生育而異。生育初期和末期的值較小，而初期和末期的值較小，而中期的中期的K Kc c較大。較大。二、作物需水量（蒸發(fā)蒸騰量）的估算（2 2）作物系數(shù)的確定）作物系數(shù)的確定 在單作物系數(shù)方法中，作物表面和參考表面蒸發(fā)、在單作物系數(shù)方法中，作物表面和參考表面蒸發(fā)、蒸騰速率的差異用作物系數(shù)蒸騰速率的差異用作物系數(shù)Kc綜合考慮，這種方法綜合考慮，這種方法就是就是FAOFAO早在早在7070年代推薦，并在國(guó)內(nèi)有關(guān)作物需水年代推薦，并在國(guó)內(nèi)有關(guān)作物需水量研究工作中普遍采用的方法。量研究工作中普遍采用的方法。 可通過(guò)田間實(shí)測(cè)的作物蒸發(fā)蒸騰量與

31、相同階段內(nèi)可通過(guò)田間實(shí)測(cè)的作物蒸發(fā)蒸騰量與相同階段內(nèi)得到的參考作物蒸發(fā)蒸騰量之比獲得。這種方法適得到的參考作物蒸發(fā)蒸騰量之比獲得。這種方法適宜在灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和管理工作中采用。宜在灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和管理工作中采用。（2 2）作物系數(shù)的確定）作物系數(shù)的確定二、作物需水量（蒸發(fā)蒸騰量）的估算由于表層土壤水分狀況對(duì)作物實(shí)際蒸發(fā)蒸騰量由于表層土壤水分狀況對(duì)作物實(shí)際蒸發(fā)蒸騰量的影響非常顯著，尤其在作物苗期和前期生長(zhǎng)階的影響非常顯著，尤其在作物苗期和前期生長(zhǎng)階段地面覆蓋較小的情況下，因此，要準(zhǔn)確估算作段地面覆蓋較小的情況下，因此，要準(zhǔn)確估算作物蒸發(fā)蒸騰量就需要全面考慮物蒸發(fā)蒸騰量就需要全面考慮土壤蒸

32、發(fā)土壤蒸發(fā)和和作物蒸作物蒸騰騰。（2 2）作物系數(shù)的確定）作物系數(shù)的確定二、作物需水量（蒸發(fā)蒸騰量）的估算 對(duì)大多數(shù)作物來(lái)說(shuō)，在播種和苗期基礎(chǔ)作物系對(duì)大多數(shù)作物來(lái)說(shuō)，在播種和苗期基礎(chǔ)作物系數(shù)較小，為數(shù)較小，為0.150.2；快速生長(zhǎng)期迅速增大，；快速生長(zhǎng)期迅速增大，為為0.30.8；當(dāng)植被完全覆蓋地面后達(dá)到最大值，；當(dāng)植被完全覆蓋地面后達(dá)到最大值，接近于接近于1.0；成熟期迅速減小，為；成熟期迅速減小，為0.80.15。二、作物需水量（蒸發(fā)蒸騰量）的估算（2 2）作物系數(shù)的確定）作物系數(shù)的確定 作物蒸發(fā)蒸騰不僅受作物蒸發(fā)蒸騰不僅受外界蒸發(fā)條件外界蒸發(fā)條件的支配，同時(shí)還的支配，同時(shí)還受作物本身的

33、受作物本身的生理特性生理特性以及以及土壤水分狀況土壤水分狀況的限制。在的限制。在干旱缺水時(shí)，土壤含水量降低，土壤中毛管傳導(dǎo)率減干旱缺水時(shí)，土壤含水量降低，土壤中毛管傳導(dǎo)率減小，根系吸水率降低，供水不足，作物遭受水分脅迫，小，根系吸水率降低，供水不足，作物遭受水分脅迫，引起葉片含水量減小，氣孔阻力增大，從而導(dǎo)致水分引起葉片含水量減小，氣孔阻力增大，從而導(dǎo)致水分脅迫條件下的作物蒸發(fā)蒸騰速率低于無(wú)水分脅迫時(shí)的脅迫條件下的作物蒸發(fā)蒸騰速率低于無(wú)水分脅迫時(shí)的作物蒸發(fā)蒸騰速率。作物蒸發(fā)蒸騰速率。（3）水分脅迫條件下作物蒸發(fā)蒸騰量估算方法水分脅迫條件下作物蒸發(fā)蒸騰量估算方法 二、作物需水量（蒸發(fā)蒸騰量）的估

34、算水分脅迫條件下的作物蒸發(fā)蒸騰量水分脅迫條件下的作物蒸發(fā)蒸騰量ETa是充分供水條件是充分供水條件下的作物蒸發(fā)蒸騰量下的作物蒸發(fā)蒸騰量ETc和土壤水分脅迫因子和土壤水分脅迫因子K的乘積，的乘積，即即 ETa= KKcET0 估算估算ETaETa時(shí)，需要確定土壤水分脅迫因子時(shí)，需要確定土壤水分脅迫因子K K。二、作物需水量（蒸發(fā)蒸騰量）的估算（3）水分脅迫條件下作物蒸發(fā)蒸騰量估算方法水分脅迫條件下作物蒸發(fā)蒸騰量估算方法 第二節(jié)第二節(jié) 作物灌溉制度作物灌溉制度第二章第二章 作物需水量和灌溉用水量作物需水量和灌溉用水量第二節(jié) 作物灌溉制度一、灌溉制度的內(nèi)涵及確定方法v灌溉制度：灌溉制度：指特定作物在一

35、定的氣候、土壤、供水等自然指特定作物在一定的氣候、土壤、供水等自然條件和一定的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施下，為了獲得高產(chǎn)或高效，所條件和一定的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施下，為了獲得高產(chǎn)或高效，所制訂的向農(nóng)田灌水的方案。包括制訂的向農(nóng)田灌水的方案。包括作物播種前作物播種前(或水稻栽秧前或水稻栽秧前)及全生育期內(nèi)的及全生育期內(nèi)的灌水次數(shù)灌水次數(shù)，每次灌水的，每次灌水的灌水日期灌水日期、灌水定灌水定額額以及以及灌溉定額灌溉定額。v灌水定額：灌水定額：指一次灌水單位面積上的灌水量。指一次灌水單位面積上的灌水量。v灌溉定額：灌溉定額：指作物全生育期各次灌水定額之和。指作物全生育期各次灌水定額之和。 灌水定額及灌溉定額常以灌水定額及

36、灌溉定額常以m3/ /hm2或或mm表示。表示。v灌水次數(shù)：灌水次數(shù)：農(nóng)作物在整個(gè)生育期中實(shí)施灌溉的次數(shù)。農(nóng)作物在整個(gè)生育期中實(shí)施灌溉的次數(shù)。 灌水時(shí)間以作物生育期或年、月、日表示。灌水時(shí)間以作物生育期或年、月、日表示。 （一）灌溉制度的內(nèi)涵（一）灌溉制度的內(nèi)涵一、灌溉制度的內(nèi)涵及確定方法（一）灌溉制度的內(nèi)涵（一）灌溉制度的內(nèi)涵 灌溉制度隨作物種類、品種和自然條件及農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的不灌溉制度隨作物種類、品種和自然條件及農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的不同而變化。同而變化。 由于擬建灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)或已建灌區(qū)管理工作的需要，灌溉制由于擬建灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)或已建灌區(qū)管理工作的需要，灌溉制度一般都需在灌水季節(jié)前加以確定，帶有部

37、分估算（預(yù)報(bào)）性質(zhì)。度一般都需在灌水季節(jié)前加以確定，帶有部分估算（預(yù)報(bào)）性質(zhì)。 因此，必須以作物需水規(guī)律和氣象條件（特別是降水）等作因此，必須以作物需水規(guī)律和氣象條件（特別是降水）等作為主要依據(jù)，從當(dāng)?shù)鼐唧w條件出發(fā)，針對(duì)不同水文年份，擬定為主要依據(jù)，從當(dāng)?shù)鼐唧w條件出發(fā)，針對(duì)不同水文年份，擬定濕濕潤(rùn)年（降雨量頻率為潤(rùn)年（降雨量頻率為25%25%）、中等年（頻率為中等年（頻率為50%50%）和和中等干旱年中等干旱年（頻率為（頻率為75%75%）及及特旱年（頻率為特旱年（頻率為95%95%）四種類型的灌溉制度。四種類型的灌溉制度。 也就是說(shuō)也就是說(shuō)同一種作物在不同水文年有不同的灌溉制度。同一種作物在

38、不同水文年有不同的灌溉制度。一般一般在灌溉工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)中多采用在灌溉工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)中多采用中等干旱年中等干旱年的灌溉制度作為標(biāo)準(zhǔn)的灌溉制度作為標(biāo)準(zhǔn)。第二節(jié) 作物灌溉制度一、灌溉制度的內(nèi)涵及確定方法（一）灌溉制度的內(nèi)涵（一）灌溉制度的內(nèi)涵p 灌溉制度是灌溉制度是灌溉工程規(guī)劃設(shè)計(jì)灌溉工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是的基礎(chǔ)，是已建成灌區(qū)編制和執(zhí)行用水計(jì)劃，合理用水已建成灌區(qū)編制和執(zhí)行用水計(jì)劃，合理用水的重要依據(jù)。的重要依據(jù)。p 灌溉制度關(guān)系到灌區(qū)內(nèi)作物產(chǎn)量（效益）灌溉制度關(guān)系到灌區(qū)內(nèi)作物產(chǎn)量（效益）和品質(zhì)的提高，及灌區(qū)水土資源的充分利用和品質(zhì)的提高，及灌區(qū)水土資源的充分利用和灌溉工程設(shè)施效益的發(fā)揮。和灌溉工

39、程設(shè)施效益的發(fā)揮。 第二節(jié) 作物灌溉制度（二）制定灌溉制度的方法（二）制定灌溉制度的方法第二節(jié) 作物灌溉制度一、灌溉制度的內(nèi)涵及確定方法在灌區(qū)規(guī)劃、設(shè)計(jì)或管理中，常采用以下幾種方法來(lái)確定灌溉在灌區(qū)規(guī)劃、設(shè)計(jì)或管理中，常采用以下幾種方法來(lái)確定灌溉制度。制度。 1）根據(jù)群眾豐產(chǎn)灌水經(jīng)驗(yàn)確定作物灌溉制度根據(jù)群眾豐產(chǎn)灌水經(jīng)驗(yàn)確定作物灌溉制度 經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐、摸索，各地群眾都積累了不少確定灌溉經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐、摸索，各地群眾都積累了不少確定灌溉制度的經(jīng)驗(yàn)與方法。這些經(jīng)驗(yàn)是制定灌溉制度的重要依據(jù)，應(yīng)制度的經(jīng)驗(yàn)與方法。這些經(jīng)驗(yàn)是制定灌溉制度的重要依據(jù)，應(yīng)成為制定灌溉制度最寶貴的資料。灌溉制度調(diào)查應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要成

40、為制定灌溉制度最寶貴的資料。灌溉制度調(diào)查應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的水文年份，仔細(xì)調(diào)查這些年份不同生育期的作物田間耗水求的水文年份，仔細(xì)調(diào)查這些年份不同生育期的作物田間耗水強(qiáng)度強(qiáng)度mm/d及灌水次數(shù)、灌水時(shí)間、灌水定額及灌溉定額，并及灌水次數(shù)、灌水時(shí)間、灌水定額及灌溉定額，并由此確定這些年份的灌溉制度。由此確定這些年份的灌溉制度。第二節(jié) 作物灌溉制度一、灌溉制度的內(nèi)涵及確定方法（二）制定灌溉制度的方法（二）制定灌溉制度的方法我國(guó)北方地區(qū)幾種主要旱作物的灌溉制度調(diào)查生育期灌溉制度 作 物 灌水次數(shù) 灌水定額(m3hm2) 灌溉定額(m3hm2) 備注 小麥 棉花 玉米 36 24 34 6001200 45

41、0600 600900 30004500 12002250 22503750 干旱年份 2）根據(jù)灌溉試驗(yàn)資料制定灌溉制度根據(jù)灌溉試驗(yàn)資料制定灌溉制度 長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)各地的灌溉試驗(yàn)站已進(jìn)行長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)各地的灌溉試驗(yàn)站已進(jìn)行了多年灌溉試驗(yàn)工作，積累了一大批相關(guān)的試了多年灌溉試驗(yàn)工作，積累了一大批相關(guān)的試驗(yàn)觀測(cè)資料，這些資料為制定灌溉制度提供了驗(yàn)觀測(cè)資料，這些資料為制定灌溉制度提供了重要的依據(jù)。重要的依據(jù)。 （二）制定灌溉制度的方法（二）制定灌溉制度的方法一、灌溉制度的內(nèi)涵及確定方法第二節(jié) 作物灌溉制度 3 3）根據(jù)作物的生理、生態(tài)指標(biāo)制定灌溉制度）根據(jù)作物的生理、生態(tài)指標(biāo)制定灌溉制度 作物對(duì)水分

42、的生理反應(yīng)可從多方面反映出來(lái)，利用作物各作物對(duì)水分的生理反應(yīng)可從多方面反映出來(lái)，利用作物各種種水分生理特征和水分生理特征和變化規(guī)律變化規(guī)律作為灌溉的指標(biāo)，能更合理地保證作為灌溉的指標(biāo)，能更合理地保證作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育和它對(duì)水分的需要。作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育和它對(duì)水分的需要。 目前可用于確定實(shí)時(shí)灌水時(shí)間的指標(biāo)除目前可用于確定實(shí)時(shí)灌水時(shí)間的指標(biāo)除土壤水分外土壤水分外，主要，主要生理指標(biāo)包括：生理指標(biāo)包括：葉水勢(shì)葉水勢(shì)、氣孔開(kāi)度氣孔開(kāi)度、細(xì)胞液濃度細(xì)胞液濃度、冠層空氣冠層空氣溫度差（溫度脅迫指標(biāo)）溫度差（溫度脅迫指標(biāo)）、氣孔阻力氣孔阻力等。當(dāng)然，有關(guān)作物對(duì)土等。當(dāng)然，有關(guān)作物對(duì)土壤水分響應(yīng)的生理特征與變

43、化規(guī)律仍處于積極的探索之中，在壤水分響應(yīng)的生理特征與變化規(guī)律仍處于積極的探索之中，在不久的將來(lái)，這部分研究成果將會(huì)對(duì)灌溉制度的合理制定提供不久的將來(lái)，這部分研究成果將會(huì)對(duì)灌溉制度的合理制定提供更為可靠的科學(xué)依據(jù)。更為可靠的科學(xué)依據(jù)。一、灌溉制度的內(nèi)涵及確定方法（二）制定灌溉制度的方法（二）制定灌溉制度的方法第二節(jié) 作物灌溉制度 4）按水量平衡原理分析制定灌溉制度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內(nèi)水層變化（水田）或土壤水量平衡法以作物各生育期內(nèi)水層變化（水田）或土壤水分變化（旱田）為依據(jù)，水分變化（旱田）為依據(jù)，從對(duì)作物充分供水的觀點(diǎn)出發(fā)從對(duì)作物充分供水的觀點(diǎn)出發(fā)，要求在

44、作物各生育期內(nèi)水層變化（水田）或計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的要求在作物各生育期內(nèi)水層變化（水田）或計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的土壤含水量維持在作物適宜水層深度或土壤含水量的上限和土壤含水量維持在作物適宜水層深度或土壤含水量的上限和下限之間，降至下限之間，降至下限時(shí)則應(yīng)進(jìn)行灌水下限時(shí)則應(yīng)進(jìn)行灌水，以保證作物充分供水。，以保證作物充分供水。 應(yīng)用時(shí)要參考、結(jié)合前幾種方法的結(jié)果，這樣才能使得應(yīng)用時(shí)要參考、結(jié)合前幾種方法的結(jié)果，這樣才能使得所制定的灌溉制度更為合理與完善。所制定的灌溉制度更為合理與完善。（二）制定灌溉制度的方法（二）制定灌溉制度的方法一、灌溉制度的內(nèi)涵及確定方法第二節(jié) 作物灌溉制度旱作物的生育期任一時(shí)段內(nèi)，土壤計(jì)

45、劃濕潤(rùn)層（根系層）旱作物的生育期任一時(shí)段內(nèi)，土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層（根系層）H內(nèi)的水量平衡可表示為：內(nèi)的水量平衡可表示為： 二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度第二節(jié) 作物灌溉制度（一）農(nóng)田水量平衡方程（一）農(nóng)田水量平衡方程ETMKPWWWTt00K=kt，k為為t時(shí)段時(shí)段內(nèi)平均每晝夜地內(nèi)平均每晝夜地下水補(bǔ)給量下水補(bǔ)給量(mm(mm或或m m3 3/ h m/ h m2 2) ) ；ET= =et, ,e為為t時(shí)段時(shí)段內(nèi)平均每晝夜的內(nèi)平均每晝夜的作物田間需水量作物田間需水量（mmmm或或m m3 3/ hm/ hm2 2）W0,Wt 分別為時(shí)段初和任意一時(shí)間分別為時(shí)段初

46、和任意一時(shí)間t時(shí)的土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層時(shí)的土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層 內(nèi)的儲(chǔ)水量（內(nèi)的儲(chǔ)水量（mm或或m3/hm2）；）；WT 為由于計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量為由于計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量 （mm或或m3/hm2）；）；P0 為土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)保存的有效雨量（為土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)保存的有效雨量（mm或或m3/hm2）；）；M為時(shí)段為時(shí)段t內(nèi)的灌溉水量（內(nèi)的灌溉水量（mm或或m3/hm2）；）；二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度（一）農(nóng)田水量平衡方程（一）農(nóng)田水量平衡方程第二節(jié) 作物灌溉制度（二）（二）農(nóng)田水量平衡農(nóng)田水量平衡原理原理 為了滿足作物正常生長(zhǎng)的要求，土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層

47、內(nèi)為了滿足作物正常生長(zhǎng)的要求，土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的土壤含水量（或儲(chǔ)水量）必須經(jīng)常保持在一定的范圍的土壤含水量（或儲(chǔ)水量）必須經(jīng)常保持在一定的范圍之內(nèi)，即通常要求之內(nèi)，即通常要求不小于不小于最小允許含水量最小允許含水量min（或最?。ɑ蜃钚≡试S儲(chǔ)水量允許儲(chǔ)水量Wmin）和）和不大于不大于最大允許含水量最大允許含水量max（或最（或最大允許儲(chǔ)水量大允許儲(chǔ)水量Wmax）。）。當(dāng)計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的平均土壤含水量（或儲(chǔ)水量）降低到當(dāng)計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的平均土壤含水量（或儲(chǔ)水量）降低到或接近于最小允許值（或接近于最小允許值（minmin或或W Wminmin）時(shí)，即需進(jìn)行灌溉，）時(shí)，即需進(jìn)行灌溉，以補(bǔ)充土壤水分，維持

48、作物的正常生長(zhǎng)。以補(bǔ)充土壤水分，維持作物的正常生長(zhǎng)。第二節(jié) 作物灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度例如某時(shí)段內(nèi)沒(méi)有灌溉也沒(méi)有降雨，土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層也例如某時(shí)段內(nèi)沒(méi)有灌溉也沒(méi)有降雨，土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層也無(wú)變化，隨著時(shí)間的推移，無(wú)變化，隨著時(shí)間的推移，土壤儲(chǔ)水量土壤儲(chǔ)水量將降至下限將降至下限，其，其水量平衡方程可寫(xiě)為：水量平衡方程可寫(xiě)為：第二節(jié) 作物灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度ETKWW0min土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層(H)內(nèi)儲(chǔ)水量變化內(nèi)儲(chǔ)水量變化（二）（二）農(nóng)田水量平衡農(nóng)田水量平衡原理原理 判斷是否需要灌判斷

49、是否需要灌時(shí)段末的灌水定額（時(shí)段末的灌水定額（m3畝畝） 則為（注意單位換算則為（注意單位換算）: :keWWtmin0)(667minmaxminmaxnHWWm)(667minmaxminmaxHWWmn 確定灌水時(shí)間確定灌水時(shí)間n 確定灌水量確定灌水量比較比較0 （ W0 ）與）與 min（Wmin）第二節(jié) 作物灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度（二）（二）農(nóng)田水量平衡農(nóng)田水量平衡原理原理或（三）水量平衡法資料的確定（三）水量平衡法資料的確定 二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度1、有效降水量、有效降水量P0（1

50、1）設(shè)計(jì)降水量）設(shè)計(jì)降水量對(duì)當(dāng)?shù)囟嗄杲邓Y料進(jìn)行頻率分析，按對(duì)當(dāng)?shù)囟嗄杲邓Y料進(jìn)行頻率分析，按25%、50%、75%的降水保證率（指多年期間降水量能夠得到充分滿足的機(jī)的降水保證率（指多年期間降水量能夠得到充分滿足的機(jī)率，與率，與灌溉設(shè)計(jì)保證率灌溉設(shè)計(jì)保證率類似）選定三個(gè)降水典型年，根類似）選定三個(gè)降水典型年，根據(jù)典型年中的降水量、降水分布情況，設(shè)計(jì)不同保證率條據(jù)典型年中的降水量、降水分布情況，設(shè)計(jì)不同保證率條件下的降水量及其出現(xiàn)的時(shí)間。件下的降水量及其出現(xiàn)的時(shí)間。（三）水量平衡法資料的確定（三）水量平衡法資料的確定 二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度1、有效降

51、水量、有效降水量P0（1）設(shè)計(jì)降水量）設(shè)計(jì)降水量選擇降水典型年的方法有三種：選擇降水典型年的方法有三種：a）按）按年降水的頻率年降水的頻率選擇典型年。因降水量在年內(nèi)分布不均，選擇典型年。因降水量在年內(nèi)分布不均，尤其是在灌溉季節(jié)內(nèi)降水變差大的地區(qū)，雨情往往會(huì)不尤其是在灌溉季節(jié)內(nèi)降水變差大的地區(qū)，雨情往往會(huì)不 符合設(shè)計(jì)要求。符合設(shè)計(jì)要求。b) ) 按按作物生長(zhǎng)時(shí)期降水量的頻率作物生長(zhǎng)時(shí)期降水量的頻率選擇典型年。如果灌區(qū)主選擇典型年。如果灌區(qū)主 要作物的生長(zhǎng)期大致相同時(shí)，用此法可得到滿意的結(jié)果。要作物的生長(zhǎng)期大致相同時(shí)，用此法可得到滿意的結(jié)果。c) ) 按按年降水的變化特征分階段年降水的變化特征分階

52、段選擇典型年，例如可以按干、選擇典型年，例如可以按干、濕季分別統(tǒng)計(jì)計(jì)算降水量發(fā)生的頻率。濕季分別統(tǒng)計(jì)計(jì)算降水量發(fā)生的頻率。第二節(jié) 作物灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度（三）水量平衡法資料的確定（三）水量平衡法資料的確定 1、有效降水量、有效降水量P0（2）有效降水量的計(jì)算）有效降水量的計(jì)算有效降水：有效降水：能被田間作物有效利用的當(dāng)?shù)亟邓Ｄ鼙惶镩g作物有效利用的當(dāng)?shù)亟邓?一般認(rèn)為小于一般認(rèn)為小于2mm（亦有認(rèn)為小于（亦有認(rèn)為小于5mm）的降水）的降水對(duì)作物無(wú)實(shí)際意義，為對(duì)作物無(wú)實(shí)際意義，為無(wú)效降水無(wú)效降水；降水過(guò)大將產(chǎn)生徑；降水過(guò)大將產(chǎn)生徑流和深層

53、滲漏，此兩者也為無(wú)效降水。因此，有效降流和深層滲漏，此兩者也為無(wú)效降水。因此，有效降水量一般采用如下公式計(jì)算：水量一般采用如下公式計(jì)算：P0 = P - P徑徑 - P滲滲第二節(jié) 作物灌溉制度1、有效降水量、有效降水量P0 （2）有效降水量的計(jì)算）有效降水量的計(jì)算生產(chǎn)實(shí)踐中通常采用下列簡(jiǎn)化方法求取生產(chǎn)實(shí)踐中通常采用下列簡(jiǎn)化方法求取P0： P0= P 式中：式中：為降水為降水有效利用系數(shù)有效利用系數(shù)，其值與降水量、降水，其值與降水量、降水強(qiáng)度、降水延續(xù)時(shí)間、土壤性質(zhì)、作物生長(zhǎng)狀況、強(qiáng)度、降水延續(xù)時(shí)間、土壤性質(zhì)、作物生長(zhǎng)狀況、地面坡度及覆蓋情況以及計(jì)劃濕潤(rùn)層深度等因素有地面坡度及覆蓋情況以及計(jì)劃濕

54、潤(rùn)層深度等因素有關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體條件通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體條件通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。第二節(jié) 作物灌溉制度（三）水量平衡法資料的確定（三）水量平衡法資料的確定 二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度2 2、土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度、土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度：土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度：實(shí)施灌水時(shí)計(jì)劃調(diào)節(jié)、控制土壤實(shí)施灌水時(shí)計(jì)劃調(diào)節(jié)、控制土壤 水分狀況的土層深度。水分狀況的土層深度。v 一般可取為作物的主要根系活動(dòng)層。一般可取為作物的主要根系活動(dòng)層。 計(jì)劃濕潤(rùn)層深度與作物種類、品種、生育階段、土計(jì)劃濕潤(rùn)層深度與作物種類、品種、生育階段、土壤性質(zhì)以及地下水埋深等因素有關(guān)。對(duì)某

55、一特定作物其壤性質(zhì)以及地下水埋深等因素有關(guān)。對(duì)某一特定作物其深度隨作物的生長(zhǎng)而增加，需根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況確定。深度隨作物的生長(zhǎng)而增加，需根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況確定。二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度（三）水量平衡法資料的確定（三）水量平衡法資料的確定 第二節(jié) 作物灌溉制度第二節(jié) 作物灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度（三）水量平衡法資料的確定（三）水量平衡法資料的確定 2、土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度、土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度冬小麥、棉花、玉米各生育期較典型的計(jì)劃濕潤(rùn)層深度冬小麥、棉花、玉米各生育期較典型的計(jì)劃濕潤(rùn)層深度 生育期 幼苗期 分蘗

56、期 拔節(jié)期 抽穗期 灌漿期 冬小麥 計(jì)劃濕潤(rùn)層深度 0.30.4m 0.40.5 m 0.50.6m 0.60.8m 0.81.0 m 生育期 幼苗期 現(xiàn)蕾期 開(kāi)花結(jié)鈴期 吐絮期 棉花 計(jì)劃濕潤(rùn)層深度 0.30.4m 0.40.6m 0.60.8m 0.60.8m 生育期 幼苗期 拔節(jié)期 孕穗期 抽穗期 灌漿期 玉米 計(jì)劃濕潤(rùn)層深度 0.30.4m 0.40.5m 0.50.6m 0.60.8m 0.8m 第二節(jié) 作物灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度（三）水量平衡法資料的確定（三）水量平衡法資料的確定 3、土壤適宜含水量及上、下限的確定、土壤適宜含水

57、量及上、下限的確定 土壤適宜含水量：土壤適宜含水量：最適宜作物生長(zhǎng)的含水量。最適宜作物生長(zhǎng)的含水量。 土壤適宜含水量介于土壤適宜含水量介于max與與min之間，隨作物品種及其生育之間，隨作物品種及其生育階段、土壤性質(zhì)等因素而變化。階段、土壤性質(zhì)等因素而變化。生育期 出苗期 分蘗期 越冬期 返青-拔節(jié)期 拔節(jié)期后 冬小麥 土壤適宜含水量 稍70% 稍70% 70%左右 6070% 7080% 生育期 播種期 苗期 現(xiàn)蕾期 開(kāi)花結(jié)鈴期 成熟期 棉花 土壤適宜含水量 70% 5570% 6070% 7080% 5570% 生育期 播種期 苗期 拔節(jié)孕穗期 抽穗開(kāi)花期 灌漿成熟期 玉米 土壤適宜含水量

58、 6080% 5560% 6070% 7075% 70%左右 冬小麥、棉花和玉米各生育階段要求的土壤適宜含水量冬小麥、棉花和玉米各生育階段要求的土壤適宜含水量 3、土壤適宜含水量及上、下限的確定、土壤適宜含水量及上、下限的確定v 土壤適宜含水率是確定旱作物灌溉制度的重要依據(jù)，土壤適宜含水率是確定旱作物灌溉制度的重要依據(jù)，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)或總結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)或總結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。v 由于田間作物需水的持續(xù)性及農(nóng)田灌水或降雨的間歇由于田間作物需水的持續(xù)性及農(nóng)田灌水或降雨的間歇性，計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的土壤含水量不可能經(jīng)常維持在最適性，計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的土壤含水量不可能經(jīng)常維持在最適宜含水量水平，為了

59、保證作物生長(zhǎng)，應(yīng)將土壤含水量控宜含水量水平，為了保證作物生長(zhǎng)，應(yīng)將土壤含水量控制在適宜的上限制在適宜的上限 max 與下限與下限 min 之間。之間。第二節(jié) 作物灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度（三）水量平衡法資料的確定（三）水量平衡法資料的確定 3、土壤適宜含水量及上、下限的確定、土壤適宜含水量及上、下限的確定土壤含水量的上限應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件：土壤含水量的上限應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件：q 既不產(chǎn)生深層滲漏，又要滿足作物對(duì)土壤空氣含量既不產(chǎn)生深層滲漏，又要滿足作物對(duì)土壤空氣含量的要求，故的要求，故一般可取為田間持水量一般可取為田間持水量。q 土壤含水量的

60、下限土壤允許最小含水率土壤含水量的下限土壤允許最小含水率 min 應(yīng)應(yīng)大于大于凋萎系數(shù)凋萎系數(shù)，以作物生長(zhǎng)不受抑制為準(zhǔn)，一般以占田間，以作物生長(zhǎng)不受抑制為準(zhǔn)，一般以占田間持水量的百分?jǐn)?shù)計(jì)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取持水量的百分?jǐn)?shù)計(jì)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取60%左右的田間持水左右的田間持水量比較適宜。量比較適宜。第二節(jié) 作物灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度二、水量平衡法確定旱作物的灌溉制度（三）水量平衡法資料的確定（三）水量平衡法資料的確定 4、地下水補(bǔ)給量、地下水補(bǔ)給量地下水補(bǔ)給量：地下水補(bǔ)給量：地下水借毛細(xì)管作用上升至作物根系活動(dòng)層地下水借毛細(xì)管作用上升至作物根系活動(dòng)層內(nèi)而被作物利用的水量。內(nèi)而被作物利用的水