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文档之家› 第二章 作物需水量和灌溉用水量
第二章 作物需水量和灌溉用水量
灌溉制度是灌溉工程规划设计的基础,是已建成 灌区编制和执行用水计划,合理用水的重要依据。
灌溉制度关系到灌区内作物产量(效益)和品质 的提高,及灌区水土资源的充分利用和灌溉工程设 施效益的发挥。
一、充分灌溉条件下的灌溉制度
1、制定灌溉制度的方法 在灌区规划、设计或管理中,常采用以下几种方法来 确定灌溉制度。 1)根据群众丰产灌水经验确定作物灌溉制度 经过多年的实践、摸索,各地群众都积累了不少 确定灌溉制度的经验与方法。这些经验是制定灌溉制 度的重要依据,应成为制定灌溉制度最宝贵的资料。 灌溉制度调查应根据设计要求的水文年份,仔细调查 这些年份不同生育期的作物田间耗水强度 [mm/d]及灌 水次数、灌水时间、灌水定额及灌溉定额,并由此确 定这些年份的灌溉制度。
2、田间耗水量
作物耗水量,简称耗水量:就某一地区而言,指 具体条件下作物获得一定产量时实际所消耗的水量。
需水量是一个理论值,又称为潜在蒸散量(或潜在 腾发量),而耗水量是一个实际值,又称实际蒸散量。 需水量与耗水量的单位一样,常以 m3 亩-1 或 mm 水 层表示。 旱地耗水量 = 作物需水量 稻田耗水量 = 作物需水量 + 田间渗漏
人为因素:农田灌排措施、农业耕作措施等
(1)气象因素
气象因素是影响作物需水量的主要因素,它不仅 影响蒸腾速率,也直接影响作物的生长发育。
气象因素对作物需水量的影响,往往是几个因素
同时作用,很难将各个因素的影响一一分开。 当气温高、日照时数多、相对湿度小时,需水量 会增加。
4、影响作物需水量的因素:
1、制定灌溉制度的方法 3)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内水层变化(水田) 或土壤水分变化(旱田)为依据,从对作物充分供 水的观点出发,要求在作物各生育期内水层变化 (水田)或计划湿润层内的土壤含水量维持在作物 适宜水层深度或土壤含水量的上限和下限之间,降 至下限时则应进行灌水,以保证作物充分供水。 应用时要参考、结合前几种方法的结果,这样 才能使得所制定的灌溉制度更为合理与完善。
2、水稻灌溉制度
2、水稻灌溉制度
水稻本田的灌溉制度。可分别针对泡田期及插秧以后的 生育期进行设计。
1)泡田期
泡田期的灌溉用水量(泡田定额)可用下式确定:
M1=0.667(h0+S1+e1t1-P1)
式中 M1——泡田期灌溉用水量,m3/亩; h0——插秧时田面所需的水层深度,mm; S1——泡田期的渗漏量,即开始泡田到插秧期间的总渗漏量 ,mm; t1——泡田期的日数; e1——t1时期(泡田期)内水田田面平均蒸发强度,mm/d, 可 用水面蒸发强度代替;
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 作物灌溉制度
第三节 灌溉用水量 第四节 灌水率
第一节 作物需水量
一、作物需水量及影响因素
作物根系吸水,也称植株蒸腾
农田水分消耗
植物体 蒸腾
植株间水分蒸发,也称棵间蒸发 深层渗漏:旱作物 渗漏 田间渗漏:水稻
植物体 输水 根系 吸水
蒸腾
蒸发
2、基于参照作物需水量计算实际作物需水量 第一步:参照作物需水量ET0 的计算
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
p0 Rn Ea p ET0 p0 1 p
ET0 的计算只考虑了气象因素对需水量的影响,实际作 物需水量ET 还应考虑作物与土壤因素进行修正。 第二步:实际作物需水量ET 的计算
3、作物需水量特点
(2)作物种类不同对水分要求不同
作物在不同生育时期对缺水的敏感程度不同,在作
物整个生育期中通常把对缺水最敏感、缺水对产量影响 最大的时期称为作物需水临界期或需水关键期。各种作 物需水临界期不完全相同,在作物需水临界期缺水, 会对产量产生很大影响。 农作物产量影响最大的时期分别为:
(2)土壤特征 土壤含水状况、土壤质地、地下水埋深等。 (3)作物因素 不同种类的作物需水量有很大的差异,如就小 麦、玉 米、水稻而言,水稻>小麦>玉米;
不同品种的作物需水量有很大差异,如耐旱品 种需水量小;不同生育阶段需水量不同;不同长势 的作物需水量不同。 (4)农业耕作措施
灌水后适时耕耙保墒、中耕松土,将土壤表面
一般水稻用α 值法比旱作物用此法好。
1、直接计算需水量的方法 (2)K 值法:以产量为参数的需水量计算法 作物产量反映了水、土、肥、热、气、光等因 素的协调及农业措施的综合作用。在一定条件下, 作物需水量将随产量的提高而增加。但是需水量的 单位产量的需水量随产量的增 增加并不与产量成比例, 加而逐渐减小,说明当作物产 量达到一定水平后,要进一步 提高产量就不能仅靠增加水量, 而必须同时改善作物生长所必 产量Y 需的其它条件。
灌溉制度随作物种类、品种和自然条件及农业技术 措施的不同而变化。
由于拟建灌区规划设计或已建灌区管理工作的需要, 灌溉制度一般都需在灌水季节前加以确定,带有部分 估算(预报)性质。
因此,必须以作物需水规律和气象条件(特别是降 水)等作为主要依据,从当地具体条件出发,针对不 同水文年份,拟定湿润年(降雨量频率为25%)、中等 年(频率为 50%) 和 中等干旱年(频率为 75%) 及 特旱 年(频率为95%)四种类型的灌溉制度。 也就是说同一种作物在不同水文年有不同的灌溉制 度。 一般在灌溉工程规划、设计中多采用 中等干旱年 的灌溉制度作为标准。
3 2 3 2
µ ³ ± ¢
Æ · µ ³ Á ê ² Ý
一、充分灌溉条件下的灌溉制度
1、制定灌溉制度的方法 2)根据灌溉试验资料制定灌溉制度
长期以来,我国各地的灌溉试验站已进行了多 年灌溉试验工作,积累了一大批相关的试验观测资 料,这些资料为制定灌溉制度提供了重要的依据。
一、充分灌溉条件下的灌溉制度
1、直接计算需水量的方法 (2)K 值法:以产量为参数的需水量计算法
ET KY c
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)
式中:K 、 n、c由实验确定。 此法简便,只要确定计划产量后便可算出需水量;同时, 此法使需水量与产量相联系,便于进行灌溉经济分析。
第二节 农作物的灌溉制度
灌溉制度:指特定作物在一定的气候、土壤、供水 等自然条件和一定的农业技术措施下,为了获得高产 或高效,所制订的向农田灌水的方案。包括作物播种 前(或水稻栽秧前 )及全生育期内的灌水次数,每次灌 水的灌水日期、灌水定额以及灌溉定额。 灌水定额:指一次灌水单位面积上的灌水量。 灌溉定额:指作物全生育期各次灌水定额之和。 灌水定额及灌溉定额常以m3/hm2或mm表示。 灌水次数:农作物在整个生育期中实施灌溉的次数。 灌水时间以作物生育期或年、月、日表示。
ET Kc ET0
Kc : 作物系数,与作物种类、品种、生育期、作物群 体叶面积有关。实测结果表明,Kc 在作物全生育期的
变化规律是:前期和后期相对较小,生长盛期较大。
实际作物的需水量与参考作物需水量两者受气象因素 的影响具有同步性的。因此,此时作物需水量可由参 照作物蒸发蒸腾量乘以作物系数得到。
一、充分灌溉条件下的灌溉制度
1、制定灌溉制度的方法 1)根据群众丰产灌水经验确定作物灌溉制度
我国北方地区几种主要旱作物的灌溉制度[调查]
÷ ³ Î ï Ð ¡ ¿ ó À Þ ¸ ¨ Ó ñ À ³ ú Ó Æ ý Ã Ú ¶ ´ µ Å Ö Ã ´ Å ´ È ¶ ® ² Î Ç ý 3¡ « 6 2¡ « 4 3¡ « 4 ´ È ¶ ® ´ ¨´ î (m £ ¯ hm ) ¶ ´ µ Å ´ ¨´ î (m £ ¯ hm ) 600¡ « 1200 450¡ « 600 600¡ « 900 3000¡ « 4500 1200¡ « 2250 2250¡ « 3750
3、作物需水量特点
(1)同一作物不同生育阶段对水分要求不同 作物在不同生长阶段的需水规律为:随着作物的 生长和叶面积的增加,需水量值也不断增大,在作 物苗期,需水量值较小,当作物进入生长盛期,需 水量增加很快,叶面积最大时,作物需水量出现高 峰;到作物成熟期,需水量值又迅速下降。
每种作物都有需水高峰期,需水高峰期一般处于 作物生长旺盛阶段,如冬小麦有两个需水高峰期, 第一个高峰在分蘖期,第二高峰在开花至乳熟期; 大豆的需水高峰在开花结荚期;谷子的需水高峰为 开花―乳熟期;玉米为抽雄―乳熟期。
1、直接计算需水量的方法 (1)α值法:以水面蒸发为参数的需水量计算法 水面蒸发量与作物需水量之间存在一定程度的相关关 系,因此可用水面蒸发量这一参数来计算作物需水量:
ET E0
ET E0 b
某时段内的作物需水量(mm)
与ET同时段的 水面蒸发量
二、作物需水量计算
1、直接计算需水量的方法 (1)α值法: α—需水系数或蒸发系数,为需水量与水面蒸发量 的比值,由实测资料确定,一般水稻田的α= 0.9~ 1.3,旱作的α= 0.3~0.7。 作物全生育期内各生长阶段的 α 值是各不相同的, 其最大值出现在作物生长旺期,而发芽出苗期则 最小,所以在分阶段计算作物需水量时,各阶段 应分别选取不同的α值。
水稻:孕穗~开花 棉花:开花~结铃期 小麦:拔节~灌浆期 玉米:抽雄~乳熟期
3、作物需水量特点
(3)地区自然条件不同作物需水量不同
土壤:土壤含水率、土壤质地、地下水埋深
气象:蒸发、降雨 (4)农业技术措施不同,作物需水情况不同 免耕 秸秆或薄膜覆盖 深翻深松
4、影响作物需水量的因素:
自然因素:气象条件、土壤特征、作物性状等
2、基于参照作物需水量计算实际பைடு நூலகம்物需水量。
ETc=kc ET0 Kc:作物系数 ET0:参考作物腾发量,计算以 往常用FAO(1979)的修正 Penman法,最新FAO(1998) Penman-Monteith法