当前课程知识点：水文水利计算 > 第八章 需水量计算与预测 > 8.3 灌溉用水量的计算与预测 > 8.3 灌溉用水量的计算与预测
同学们
今天我们来学习灌溉用水量的计算与预测
我国是农业大国
农业是用水大户
我国农业浇灌用水量
占全国总用水量的60%以上
而灌溉水有效利用系数只有0.54左右
因此灌溉用水量计算和预测是发展精准农业
和灌溉工程调节计算的基本依据之一
本节课主要学习作物田间需水量计算
灌区综合灌溉用水过程计算以及不同水平年
不同保证率灌溉用水量的估算等内容
灌溉用水计算中常遇到一些易混淆的基本概念
这些概念可能导致计算上的错误
我们在这里明确一下几个概念
作物需水量主要由植株蒸腾量
和棵间蒸发量组成
简称腾发
灌溉制度指农作物在播种前(或水稻栽秧前)
全生育期内的灌水次数
每次灌水日期和灌水定额及灌溉定额
例如水稻的灌溉制度是指水稻泡田日期
泡田水量 水稻栽秧后到收割各生育期
所需控制的水层深浅 灌水日期 灌水次数
每次灌水定额及灌溉定额等
其中灌水定额指农作物一次灌水所需水量
而灌溉定额为农作物在整个生长期中
单位面积上所需的灌溉水量
它等于农作物在整个生长期中
全部灌水定额之和
播种面积为各种农作物种植面积的总和
与耕地面积是有所差别的
复种指数表示耕地面积在耕种方面的利用程度
是播种面积和耕地面积的比值
作物田间需水量的大小
与气象(比如温度 日照 风速) 土壤含水状况
作物种类及其生长发育阶段
农业技术措施 灌溉排水方式等有关
这些因素对需水量的影响既相互联系
又错综复杂
现有估算方法
大体可归纳为两类
①建立作物田间需水量
及其影响因素之间的经验关系
例如以水面蒸发为参数的需水系数法
以气温为参数的需水系数法
以多种因素为参数的需水公式等
②根据能量平衡原理
推求作物田间腾发消耗的能量
再由能量换算为相应作物的田间需水量
如彭曼公式法
这是由于作物在滕发
（包括植株蒸腾和株间蒸发）过程中
无论是体内液体水的输送
或是腾发面上水分的汽化和扩散
都需要消耗能量
作物需水量的大小与腾发消耗能量密切相关
由于各种分析计算方法
主要都是依据灌溉试验站的观测资料
所以试验站的工作十分重要
表1综合各地灌溉试验站的资料
列举了我国不同地区主要作物的
田间需水量变化范围
在进行作物田间耗水量计算时
旱作物田间耗水量等于作物需水量
与土壤深层渗漏量之和
而水稻田间耗水量则包括作物需水量
水田渗漏量 育秧水以及泡田水
对于一个灌区而言
首先需要选择适宜的作物种类
并确定各种作物的种植面积
然后计算各单种作物所需灌水量
最后将各种作物按种植面积汇总在一起
编制和调整灌区的综合灌溉用水过程
对于不同水稻品种
总生育时间和各生育阶段时间是不一样的
各阶段需水要求也不同
为了不影响水稻正常生长
给生长创造适宜的条件
必在田间经常维持一定的水深
起控制作用的田间水层深度有以下三种
①适宜下限
它表示田间最低水深
作用是控制作物不致因田间水深不足
而失水凋萎影响产量
当田间实际水深低于下限时
应及时灌溉
②适宜上限
它表示在正情况下
田间允许(最优)的最大水深
③雨后最大蓄水深度
在不明显影响作物正常生长的情况下
为提高降雨的利用率
允许雨后短期田间蓄水的
极限水深(即耐淹深度)
超过时 应及时排水
公式（6）是水稻田水量平衡方程
也就是说时段末田面水层深度为时段初
田面水层深度加时段内降雨量和灌水量
减去时段内田间耗水量和排水量
当水深小于适宜下限水深时
必须灌溉
当水深大于雨后最大蓄水深度时
必须排水
表2为水稻各生育阶段对应的淹灌水层的深度
为了促进旱作物正常生长
要求土壤在作物根系活动层内
保持一定的含水量
根系活动的范围称之为土壤湿润层
土壤湿润层的水量平衡方程为公式（7）
也就是说时段末湿润层储水量
为时段初湿润层储水量加时段内有效降雨量
地下水补给量以及灌溉水量
再减去时段内作物田间耗水量
一般说来
不同作物 不同生育阶段对湿润层的深度
适宜含水量的要求是不一样的
表3为河南引黄灌溉试验场
关于小麦的观测资料
旱作物灌溉用水计算
分为播前用水和生育期用水的计算
播前用水一般按公式（8）计算
式中100为单位换算系数
β_max为土壤最大持水率
以占干土重的百分数计
β_0为播前计划润层实际含水率
γ为湿润层土壤干容量
h为计划湿润层厚度
生育期用水利用刚才介绍的
土壤湿润层水量平衡方程式进行计算
任何一种作物某次灌水定额求出后
可根据该作物的种植面积
用公式（9）求得净灌溉量
将同一时期各种作物的灌水定额进行加权平均
即可求得全灌区的综合灌水定额
全灌区某时段净灌溉用水量由公式（11）计算
全灌区某时段毛灌溉用水量利用公式（12）求得
式中η为灌溉水量利用系数
是田间净耗水量与渠首引水量之比
它反映了渠系的水量损失
η值与渠系长度
灌溉流量 沿渠土壤 水文地质条件 工程质量
及管理水平有关
一般可取0.6~0.8
目前已建成的某些灌区
实际上只有0.45~0.6
整个生育期各时段综合灌水定额之和
即为灌区综合灌溉定额
全年各时段灌区灌溉用水之和
即为灌区年灌溉用水量
未来不同水平年的灌溉用水量估算
主要考虑以下因素
①灌溉面积的发展速度
不同水平年的灌溉面积一般由计划部门
根据农业发展需要与可能提出
但供水条件是限制灌溉面积发展的主要因素
不同保证率的来水与可供水量是不同的
某一枯水年的可供水量在不能同时满足
工业 生活和灌溉用水需要时
一般优先满足城市生活和工业用水需要
限制灌溉面积的发展
②不同灌溉方式
由于先进灌水技术不断推广应用
综合灌溉定额将呈现下降趋势
③作物种植结构
当受水源条件限制
经过用水水量平衡分析
有必要进行作物组成调整
限制耗水量多的作物发展(如水稻)
调整后的作物组成都会影响综合灌溉定额
④渠系水利用系数提高
渠系水利用系数正确估计
对确定灌溉用水量影响较大
我国部分大中型灌区渠系水利用系数
有测验统计数字
要根据现有的渠系水利用系数
对未来不同水平年提高程度有一个确切估算
尽量通免主观任意性
对新建灌区的渠系水利用系数应有明确规定
釆取措施提高渠系水利用系数
⑤经济灌溉定额
所谓经济灌溉定额是指单位水量的
增产量最大的灌溉用水量
在灌溉工程设计或区域水资源供需分析中
灌溉定额和计算灌溉面积的取值大小
对供需平衡起着决定性的作用
同学们
本节课的内容就讲到这里
再见
-1.1 水资源开发利用及洪水灾害治理
--1.1 小节测试
--1.1 课后讨论
-1.2 水文水利计算的任务与内容
--1.2 小节测试
--1.2 课后讨论
-1.3 水文水利计算的主要研究方法
--1.3 小节测试
--1.3 课后讨论
-2.1 洪水资料的分析处理
--2.1 小节测试
-2.2 历史洪水的调查和考证
--2.2 小节测试
-2.3 考虑历史洪水资料信息的洪水频率计算方法
--2.3 小节测试
--2.3 课后讨论
-2.4 设计成果的合理性分析
--2.4 小节测试
-2.5 设计洪水值的抽样误差和安全修正值问题
--2.5 小节测试
--2.5 课后讨论
-3.1 防洪安全设计
--3.1 小节测试
-3.2 设计洪水概念
--3.2 小节测试
-3.3 设计洪水过程线的拟定
--3.3 小节测试
--3.3 课后讨论
-3.4 设计洪水的地区组成
--3.4 小节测试
-3.5入库设计洪水
--3.5 小节测试
--3.5 课后讨论
-4.1 暴雨特性分析
--4.1 小节测试
-4.2 点暴雨量频率计算
--4.2 小节测试
-4.3 面暴雨量频率计算
--4.3 小节测试
--4.3 课后讨论
-4.4 设计暴雨量的时空分布计算
--4.4 小节测试
-4.5 由设计暴雨推求设计洪水
--4.5 小节测试
--4.5 课后讨论
-5.1 小流域设计暴雨
--5.1 小节测试
-5.2 由推理公式推求设计洪水
--5.2 小节测试
--5.2 课后讨论
-5.3 由地区经验公式推求设计洪水
--5.3 小节测试
-5.4 城市化对水文的影响
--5.4 小节测试
-5.5 城市排水管网设计流量计算
--5.5 小节测试
--5.5 课后讨论
-6.1 可能最大暴雨的基础理论
--6.1 小节测试
-6.2 可能最大暴雨的估算
--6.2 小节测试
-6.3 可能最大洪水
--6.3 小节测试
-7.1 年径流及其表征指标
--7.1 小节测试
-7.2 影响年径流的要素
--7.2 小节测试
-7.3 具有长期实测资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.3 具有长期实测资料时的设计年径流量及年内分配计算与分析
--7.3 具有长期实测资料时的设计年径流量及年内分配计算与分析
--7.3 小节测试
--7.3 课后讨论
-7.4 具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.4 具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.4 具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.4 小节测试
--7.4 课后讨论
-8.1 用水户分类及其层次结构
--8.1 小节测试
-8.2 工业需水量的计算与预测
--8.2 小节测试
--8.2 课后讨论
-8.3 灌溉用水量的计算与预测
--8.3 小节测试
-8.4 生态需水的计算与预测
--8.4 小节测试
--8.4 课后讨论
-8.5 其他用水的计算与预测
--8.5 小节测试
-9.1 径流调节的定义及分类
--9.1 小节测试
--9.1 课后讨论
-9.2 水库特性
--9.2 水库特性
--9.2 水库特性
--9.2 小节测试
--9.2 课后讨论
-9.3 水库的水量损失
--9.3 小节测试
-9.4 设计保证率
--9.4 小节测试
-9.5 径流调节计算基本原理
--9.5 小节测试
--9.5 课后讨论
-9.6 根据用水过程确定水库的兴利库容
--9.6 小节测试
-9.7 根据兴利库容确定调节流量
--9.7 小节测试
-9.8 根据既定兴利库容和水库操作方案推求水库运用过程
--9.8 小节测试
--9.8 课后讨论
-10.1 水能利用与电力系统负荷
--10.1 小节测试
-10.2 保证出力与多年平均发电量计算
--10.2 小节测试
-10.3 水电站装机容量的选择
--10.3 小节测试
-10.4 正常蓄水位与死水位选择
--10.4 小节测试
-11.1 灌溉工程水利计算概述
--11.1 小节测试
-11.2 引水灌溉工程水利计算
--11.2 小节测试
-11.3 蓄水灌溉工程水利计算
--11.3 小节测试
-11.4 提水灌溉工程水利计算
--11.4 小节测试
-11.5 地下水灌溉工程水利计算
--11.5 小节测试
-12.1 水库调洪的任务
--12.1 小节测试
-12.2 水库调洪计算的原理
--12.2 小节测试
-12.3 水库调洪计算的列表试算法
--12.3 小节测试
-12.4 水库调洪计算的半图解法
--12.4 小节测试
-12.5 其他情况下的水库调洪计算
--12.5 小节测试
