（Evaporation） 蒸发 蒸发（
定义：植株间土壤或 田面水分的蒸发 物理过程 蒸发是一种 蒸发是一种物理过程 土面蒸发一般小于自 由水面蒸发，但在饱 和含水率时基本等于 自由水面蒸发。
（Seepage）及田间渗漏 （Pecolation） 深层渗漏 深层渗漏（ 及田间渗漏（
：旱田中由于降雨或灌溉水量太多，使土壤水 深层渗漏 深层渗漏：旱田中由于降雨或灌溉水量太多，使土壤水 分超过了田间持水量，向根系活动层以下的土层产生渗 漏的现象 田间渗漏：水稻田的 渗漏 稻田渗漏造成水和肥 的流失，但可促进土 壤通气，改善还原条 件，消除有毒物质， 有利于作物生长。
能量平衡公式
R
n
= G
+ C + λ E
净辐射
土壤增温
显热
潜热
以热量平衡形式 表示的能量平衡 ＋水汽扩散理论
蒸发蒸腾 消耗的热 能
换算成水 深得ET
P0 ∆ 公式（ FAO 1979） 修正Penman • R + E P0 ∆ •ea − ed ) Ea = 0.26(1 +10+ .54u z )( P γ ET
作物需水量有时段概念，如作物全生育期需水量，某生育阶 段需水量，月、旬、日、小时需水量。 作物需水量常以每天多少毫米表示 (mm/day)
2、田间耗水量
（ Consumptive Use of Water） 旱地耗水量 稻田耗水量 = 作物需水量 = 作物需水量 + 田间渗漏
水稻田的渗漏 Percolation in paddy field
Rn = 作物冠层的净辐射 G = 土壤热通量 T = 2m 高的平均气温 (0C) Uz = 2m 高的风速 ea = 饱和水气压 ed = 实际水气压 ∆ = 温度饱和水气压曲线上在 T处的斜率 γ = 湿度表常数
Penman Monteith 公式 计算参考作物需水量的具体过程
FAO Irrigation and Drainage Paper 56 – Crop Evapotranspiration (guidelines for computing crop water requirements)
通过计算参照作物需水量来计算实际作物需水量
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
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Penman公式最早于1948年提出，并经过不断的修改和完善
FAO 1979年推荐使用修正Penman公式, FAO Irri&Drain Paper 24
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Monteith 公式 （FAO1992年推荐） 目前应用最多的是PenmanPenman-Monteith FAO Irrigation and Drainage Paper 56 –
) 直接测定 (Lysimeters，测坑、测筒、田测 ，测坑、测筒、田测) 计算
1、作物需水量的观测
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Lysimeter ,包括测坑和测筒）测 一般用蒸渗器（ 一般用蒸渗器（Lysimeter Lysimeter, 2.5m （沙壤土）或 3.5m 定；只有地下水埋深大于 定；只有地下水埋深大于2.5m 2.5m（沙壤土）或 （沙壤土）或3.5m （粘土、壤土）的旱田，可在试验小区中直接测定 (避免地下水补给量的影响 )。水田渗漏量可用蒸渗 避免地下水补给量的影响) 、3.5 为地下水 器和试验小区结合方法测定。 2.5 2.5、 3.5为地下水 临界埋深 蒸渗器应达到的技术标准及试验要求参见 (灌溉 SL 13 - 2004 ） 试验规范， 试验规范，SL 2004）
k = 2 . 45 . 10
∆ Tk Ra= =
− 9
e d ). ∆ T k
(T
4 kx
− T
4 kn
)
太空辐射 [MJ m-2 d-1] N = 最大可能日照时数[h] Tkx = 最高绝对温度[K] Tkn = 最低绝对温度[K] ] 实际水气压[kPa ed = kPa]
Ra（太空辐射）
直接计算作物需水量的方法
阶段作物需水量
用温度推算 (2) (2)用温度推算 (3) 用水面蒸发量推算 (3)用水面蒸发量推算 用气温和水面蒸发量推算 (4) (4)用气温和水面蒸发量推算
ETi = a i + bi Ti
ETi = a i E 0i + C i
ETi = β i (t i + 50) E 0i
�
测定ET的设备分类
简易称重式 测筒 浮力称重式 称重式 液压称重式 机械称重式 蒸渗器 电子称重式 直接测量土壤含水率 测坑 非称重式 直接测量田面水层水 深的排水式 田测法
作 物 需 水 量 测 定 方 法
称重式测筒
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参考作物蒸发蒸腾量
测坑地下廊道
测坑地下数据采集 系统
2、作物需水量的计算
Penman Monteith 公式（FAO 1998）
ET0 = 0.408 ∆ ( Rn – G )+ γ (900/(Τ+273)) Uz ( ea – ed) ∆ + γ ( 1 + 0.34 Uz ) (M J m-2day-1) (M J m-2day-1) (m s-1) ) (kPa kPa) ) (kPa kPa) (kPa 0C-1) (kPa 0C-1)
第二章 作物需水量和灌溉用水量
第一节 作物需水量 第二节 灌溉制度 第三节 灌溉用水量 第四节 灌水率
第一节 作物需水量
（Crop Water Requirement)
一、作物需水量及其相关的基本概念 二、作物需水量的影响因素 三、研究作物需水量的意义 四、作物需水量的推求方法 五、参考作物需水量的计算方法
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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
直接计算作物需水量的方法
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 以水面蒸发为参数的需水系数法 以产量为参数的需水系数法
直接计算作物需水量的方法
一、基本概念
1、作物需水量 2、田间耗水量 3、深层渗漏及田间渗漏量
农田水量平衡示意图
蒸腾 灌溉 降雨 蒸发 地表经流
侧向入流
地下水补给
主根区 侧向出流 深层渗漏
（Transpiration） 蒸腾 蒸腾（
定义：作物根系从土壤中吸入 体内的水分，通过叶片的气孔 扩散到大气中去的现象。 99% 以 根系吸入体内的水分有 根系吸入体内的水分有99% 99%以 上消耗于蒸腾 生理过程 蒸腾是一种 蒸腾是一种生理过程 蒸腾主要在作物叶面上进行， 叶面蒸腾又分角质蒸腾和气孔 90% 以 蒸腾，其中气孔蒸腾占 蒸腾，其中气孔蒸腾占90% 90%以 上。
以水面蒸发为参数的需水系数法
与ET同时段的 水面蒸发量
ET = αE0
ET = αE0 + b
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
直接计算作物需水量的方法
以产量为参数的需水系数法
ET = KY
ET = KY + c
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）
太空辐射与纬度及年内所处时间有关. Ra 值为:
n
我国过去旱作地区应用较多，目前仍有少量应用。水稻由于 产量与ET关系不密切，应用不多。适合于水量不足的旱作。
直接计算作物需水量的方法
阶段作物需水量
模比系数
1 ETi = K i ET 100
某一生育阶段 的作物需水量
全生育期需水量
我国过去应用较多，由于每年的气候条件不同，Ki值变化 很大，还有水分状况不同，Ki值也变化，因此目前不建议 采用此法进行ET的阶段分配
田间渗漏
1、作物需水量
（Crop water requirement） 作物需水量 = 植株蒸腾 + 株间蒸发 =蒸发蒸腾量（简称腾发量）
)= Transpiration+Evaporation Evapotranspiration(ET Evapotranspiration(ET)= )=Transpiration+Evaporation
R
Rn = Rns = Rnl =
n
=
R
n s
- R
n l
[MJ m-2 d-1] 净辐射 净短波辐射 [MJ m-2 d-1] 净长波辐射 [MJ m-2 d-1]
R
n s
n = 0 .7 7 (0 .2 5 + 0 .5 0 ) R N
a
n + 0 .1 ) ( 0 .3 4 - 0 .1 4 R n l = k . ( 0 .9 N
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土壤因素可用 土壤水分修正系数 反映 土壤因素可用土壤水分修正系数 土壤水分修正系数反映
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三、研究作物需水量的意义
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三、研究作物需水量的意义
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农田水分消耗的主要途径 灌溉系统规划设计的依据 灌溉用水调度的依据 制定流域规划、地区水利规划的依据 大气水循环的主要部分
四、作物需水量的确定
参考作物需水量 综合反映 气象因素可由 气象因素可由参考作物需水量 参考作物需水量综合反映
作物因素的影响
ET 蒸腾 蒸发
叶面积指数 关系密切，常用 作物系数 反映 作物因素与作物 作物因素与作物叶面积指数 叶面积指数关系密切，常用 关系密切，常用作物系数 作物系数反映
土壤因素的影响
与土壤含水率有关 土壤含水率降到某一临界含水率以后，土壤含 水率越小， ET 越小 ET越小
二、影响作物需水量的因素
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