灌溉制度讲解学习.docx

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灌溉制度讲解学习

2.6.2.1作物灌溉定额的确定

参照项目涉及村目前的种植制度和今后种植业结构调整的要求，以中稻典型作物来确定灌溉定额。

2.6.2.1.1中稻灌溉制度的确定

（1）水稻的泡田定额的确定：

根据当地群众的耕作经验，划定中稻的泡田时间为5月11日~5月25日，历时15天。

M1=0.667（h0+S1+e1t1-P1）

式中　M1－水稻的泡田定额，m3/亩

　　　h0－插秧时田面所需的水层深度，mm，取30mm；

　　　S1－泡田期的渗漏量，mm；

　　　e1－泡田期内水田的田面平均蒸发量，mm/d；

　　　t1－泡田期的日数,d；

　　　P1－泡田期的降雨量，mm。

根据彭水县国土局提供的资料，项目区土壤为小黄泥和大土黄泥，土壤中含沙，属中粘含沙土，取其渗漏强度为1.4mm/d（《中国主要作物需水量与灌溉》，P136）。

项目区紧邻武隆县，两地气象条件基本相同，本项目设计所用资料采用武隆县的气象资料。

根据武隆县气象局1950年-1980年的实测降水资料，75%设计频率年为1974年，由1974年的逐日降雨资料，可得泡田期的有效降水量为38mm。

泡田期的田面平均了蒸发量由下表选取：

表2-多年平均蒸发量统计表

月份

1

2

3

4

5

6

全年

拆算系数

年蒸发量（mm）

蒸发量（mm）

42.1

38.0

63.4

98.7

125.0

123.4

月份

7

8

9

10

11

12

蒸发量（mm）

90.8

160.5

125.0

69.0

47.7

37.2

1120.8

0.8

896.6

资料来源：

《四川省涪陵地区水资源调查与水利区划（附表）》，涪陵地区水利电力局编制，1993年4月，附表4、

蒸发资料采用折算后（60cm蒸发皿）的数值计算。

计算得中稻的泡田定额为M1＝50.4m3/亩。

（2）中稻生育期灌溉制度的确定

利用水量平衡方程确定中稻的灌溉制度。

　　h1＋P＋m－WC－d＝h2

式中　h1－时段初田面水层深度，mm；

　　　h2－时段末田面水层深度，mm；

　　　P－时段内降雨量，mm；

　　　d－时段内的排水量，mm；

　　　m－时段内的灌水量，mm；

　　WC－时段内的田间耗水量，mm。

时段内的降雨量根据武隆县气象局提供的1974年逐日降雨资料计算。

田间耗水量的计算采用参考作物系数法，根据联合国粮农组织推荐的适合于我国情况的修正彭曼公式，四川省采用境内155个县1951年～1989年的39年气象资料，计算出参考作物需水量和作物系数，本规划采用原四川省重庆地区的参考作物需水量和作物系数：

中稻田间耗水强度计算表

时　段

5.26～5.31

6.1～6.30

7.1～7.31

8.1～8.31

9.1～9.10

合计

天数（d）

5

30

31

31

10

107

参考作物需水量（mm）

2.23

2.43

3.62

3.65

1.8

作物系数Kc

1.1

1.3

1.4

1.4

1.3

中稻的需水量（mm）

12.27

94.77

157.11

158.41

23.4

445.95

75%年中稻需水量（mm）

13.25

102.35

169.68

171.08

25.27

481.63

渗漏强度（mm/d）

1.4

1.4

1.4

1.4

1.4

渗漏量（mm）

7

42

43.4

43.4

14

149.8

中稻耗水量（mm）

20.25

144.35

213.08

214.48

39.27

631.43

中稻耗水强度（mm/d）

4.05

4.81

6.87

6.92

4.05

参考作物需水量和需水系数资料来源：

《中国主要作物需水量和灌溉》，水利电力出版社，1995

在水稻生长的任何一个时段内，农田水分的变化决定于该时段内的来和耗水之间的消长，它们之间的关系，可以用水量平衡方程表示。

如果时段初的农田水分处于适宜水层的上限（hmax），经过一个时段的消耗，田面水层降到适宜水层的下限（hmin），这时没有降雨，则进行灌溉，灌水定额为：

　　　　m＝hmax-hmin

当中稻生育期内某次降雨量超过水稻的耐淹深度时，就要排水。

中稻各生育阶段淹灌水层深度

生育阶段

时段

淹水层深度（mm）

返青

5.26～6.4

10～30～50

分孽前期

6.5～6.22

20～50～70

分孽后期

6.23～7.9

30～60～90

拔节孕穗

7.10～8.14

30～60～120

抽穗开花

8.15～8.21

10～30～100

乳熟

8.22～9.2

10～20～60

黄熟

9.2～9.10

落干

注:

生育期时段的划定参考彭水县农业局提供的资料，

运用水量平衡方程，根据逐日降雨资料、中稻各时段日耗水强度、设计淹水层进行逐日计算，计算过程见下表：

中稻生育期灌溉制度计算表　　　单位：

mm

日期

生育期

设　计

逐　日

逐　日

淹水层

灌水量

排水量

（月.日）

淹水层

耗水量

降雨

变　化

5.25

30

5.26

返青期

10-30-50

4.05

25.95

5.27

42.8

50

14.7

5.28

45.95

5.29

41.9

5.30

37.85

5.31

33.8

6.1

4.81

28.99

6.2

24.18

6.3

39.37

20

6.4

34.56

6.5

分蘖前期

20-50-70

29.75

6.6

59

70

13.94

6.7

65.19

6.8

60.38

6.9

55.57

6.1

1

51.76

6.11

46.95

6.12

42.14

6.13

37.33

6.14

32.52

6.15

27.71

6.16

22.9

6.17

33.09

15

6.18

19.3

47.58

6.19

45.9

69.67

19

6.2

64.86

6.21

60.05

6.22

5.3

60.54

6.23

分蘖末期

30-60-90

6.9

62.63

6.24

2.9

60.72

6.25

55.91

6.26

51.1

6.27

1.4

47.69

6.28

42.88

6.29

38.07

6.30

1.6

34.86

7.1

6.87

57.99

30

7.2

51.12

7.3

44.25

7.4

37.38

7.5

6.6

37.11

7.6

30.24

7.7

13.1

36.47

7.8

58.1

87.7

7.9

1.5

82.33

7.1

拔节抽穗期

30-60-120

75.46

7.11

68.59

7.12

2.1

63.82

7.13

56.95

7.14

50.08

7.15

4.5

47.71

7.16

40.84

7.17

33.97

7.18

7

34.1

7.19

57.23

30

7.2

50.36

7.21

7

50.49

7.22

43.62

7.23

36.75

7.24

59.88

30

7.25

53.01

7.26

46.14

7.27

39.27

7.28

32.4

7.29

55.53

30

7.30

48.66

7.31

41.79

8.1

8.42

7.4

40.77

8.2

10.4

42.75

8.3

4.1

38.43

8.4

24.9

54.91

8.5

24.2

70.69

8.6

31

93.27

8.7

84.85

8.8

76.43

8.9

35.5

103.51

8.1

98.7

120

73.79

8.11

10.5

120

2.08

8.12

111.58

8.13

103.16

8.14

94.74

8.15

抽穗开花期

10-30-100

86.32

8.16

77.9

8.17

31.8

100

1.28

8.18

9.1

100

0.68

8.19

1.3

92.88

8.2

84.46

8.21

76.04

8.22

乳熟期

10-20-60

60

7.62

8.23

4.9

56.48

8.24

4.7

52.76

8.25

44.34

8.26

35.92

8.27

27.5

8.28

19.08

8.29

16.2

26.86

8.30

18.44

8.31

10.02

9.1

3.93

6.09

9.2

2.16

9.3

黄熟期

落干

9.4

9.5

9.6

9.7

9.8

9.9

9.10

根据计算得出中稻生育期内的各次灌水定额和灌水时间，作为中稻的灌溉制度。

中稻生育期灌溉制度表

灌水次数

灌水日期（月/日）

灌水定额（m3/亩）　

灌水次数

灌水日期（月/日）

灌水定额（m3/亩）　

1

6.3

20

6

7.29

30

2

6.17

15

3

7.1

30

4

7.19

30

5

7.24

30

确定中稻生育期的灌溉定额M2=155m3/亩。

（3）中稻灌溉定额的确定

中稻的灌溉定额　M=M1+M2=50.4+155=205.4m3/亩。

2.6.2.1.2冬小麦的灌溉制度的确定

（1）冬小麦播前灌水定额的确定：

冬小麦播前灌水定额的确定用下式计算：

式中：

—设计播前灌水定额，m3/亩；

H—计划湿润层深度，取0.8m；

—一般为田间持水率，以占孔隙的百分数计，土壤为中粘含沙，取60%；

—播前计划湿润土层内的平均含水率，以占孔隙的百分率计，取40%；

n—相应于H土层内的土壤空隙率，以占土壤体积的百分数计，取48%；

计算得出冬小麦的播前灌水定额为51.2m3/亩。

（2）冬小麦生育期灌溉制度的确定

利用水量平衡原理制定冬小麦生育期的灌溉制度：

Wt=W0+WT+P0+K+M-ET

式中　Wt－t时段末计划湿润层中的储水量，m3/亩;

W0－时段初土壤计划湿润层中的储水量，m3/亩；

　　　WT－由于计划湿润层增加而增加的水量，m3/亩；

　　　P0－土壤计划湿润层内保存的有效降雨量，m3/亩；

　　　K－时段t内的地下水补给量，m3/亩；

　　　M－时段t内的灌溉水量，m3/亩；

　　　ET－时段t内的作物需水量，m3/亩。

为了满足农作物正常生长的需要，作物某一时段内的土壤计划湿润层内的储水量必须经常保持在一定的适宜范围以内，即通常要求不小于作物的最小储水量（Wmin）和不大于允许的最大储水量（Wmax）。

由于各时段作物的需水量是一种经常的消耗，而降雨则是一种间断的补给，因此在某时段内，土壤计划湿润层的储水量降低到或接近于作物的最小储水量时，就需要灌溉，反之就需要排水。

计划湿润层允许的最大储水量：

Wmax＝667nH

计划湿润层允许的最大储水量：

Wmax＝667nHθmin

θmax取田间持水率，θmin取田间持水率的45%。

由于计划湿润层增加而增加的水量由下式计算：

WT=667θn（H2-H1）

式中：

H1－计算时段初的计划湿润层深度，m；

　　　H2－计算时段末的计划湿润层深度，m。

根据设计频率年的逐日降雨资料，计算冬小麦生育期内的逐日有效降雨量。

小于5mm降雨量，不考虑有效利用量。

1974年冬小麦生育期有效降雨量表

日期（月.日）

11.8

2.23

3.26

3.31

4.1

4.18

4.19

4.20

5.4

5.5

5.7

5.9

5.13

雨量（mm）

7.4

6.2

8.8

13.1

11.9

5.3

37.9

9.7

7.5

19.7

8.6

10.7

5.4

利用系数（%）

80

80

80

80

80

80

60

80

80

80

80

80

80

有效雨量（mm）

5.9

5.0

7.0

10.5

9.5

4.2

22.7

7.8

6.0

15.8

6.9

8.7

4.3

注：

1974年逐日降雨资料由武隆县气象局提供

查由修正彭曼公式计算而绘制的《中国冬小麦多年平均需水量等值线图》（《中国主要作物需水量及灌溉》，水利电力出版社，1995年，P79），重庆地区冬小麦多年平均需水量为350mm。

选用相邻地区的冬小麦需水量模系数，计算冬小麦各生育阶段的需水量。

冬小麦的阶段需水量表

生育阶段

幼苗期

越冬期

返青期

拔节期

抽　穗

成熟期

全期

时段

10.20～11.25

11.26～2.21

2.21～3.19

3.20～4.15

4.16～5.15

10.20～5.15

计划湿润层

（m）

0.4

0.4

0.4

0.6

0.6

需水模系数

10.2

21.9

8.9

25.3

33.7

100

阶段需水量（mm）

35.7

76.65

31.15

88.55

117.95

350

将以上数据代入水量平衡方程，利用水量平衡图解法得出冬小麦生育期的灌溉制度。

冬小麦生育期灌溉制度表

生育阶段

幼苗期

越冬期

返青期

拔节期

全期

灌水时间（中间日）

11月22日

1月10日

3月3日

3月21日

灌水定额（m3/亩）

40

40

40

50

170

确定冬小麦生育的灌溉定额为　M2＝170m3/亩。

（3）冬小麦的灌溉定额的确定

冬小麦的灌溉定额为　M＝M1＋M2＝51.2+170＝221.2m3/亩。

2.6.2.2农作物灌溉需水量计算

项目区内农业生产需水量用下列公式计算：

式中：

—农业生产总需水量，立方米；

—综合毛灌溉定额，立方米/亩；

—灌溉面积，亩；

（1）确定毛灌溉定额

毛灌溉定额根据下式计算：

式中：

-作物净灌溉定额，立方米/亩；

-灌溉水利用系数。

计划灌溉采用混凝土渠道，渠道输水损失小，

而且渠道输水距离和控制面积都较小，水利用系数较高，确定水利用系数

=0.8。

典型年内设计种植制度为轮种制度，即上半年种水稻＋下半年种冬小麦。

中稻和冬小麦灌溉定额分别为

=205.4立方米/亩，

=221.2立方米/亩，则设计典型年内毛灌溉定额：

=

=640.3立方米/亩。

（2）确定项目区灌溉面积

经在项目区渠系规划布置图上计算，项目区采用渠道灌溉面积（

）为3379亩

（3）设计年内项目区农业总需水量计算

=521.2×3379＝451.83万立方米。

2.6.3水资源平衡分析

由以上计算可知，设计年项目区可供水量

=2258.9万立方米，需水量

=451.83万立方米。

可见，项目区年度水资源供给量远大于年度需水量。

2.6.2.3灌水率的设计

灌水率是指灌区单位面积（万亩）上所需的灌溉净流量，它根据作物灌溉制度确定，由它确定渠首的引水流量和渠道设计流量。

灌水率可用下式计算：

q净＝

式中：

－作物种植比例；

　　　　m－作物的每次灌水定额，m3/亩；

　　　　T－灌水延续时间，d。

本项目灌区属抽水灌区，每天抽灌时间以22小时计，式中系数为7.92。

根据作物的灌溉制度，计算出作物各次的灌水率，如下表所示：

灌　水　率　表

作物

面积

（万亩）

灌水次数

灌水定额

（m3/亩）

灌水时间（月.日）

灌水延续时间（天）

灌水率

（m3/s.万亩）

始

终

中间日

冬　

小

麦

1

40

11.19

11.28

11.22

10

0.51

2

40

1.5

1.14

1.10

10

0.51

3

40

2.25

3.6

3.3

10

0.51

4

50

3.15

3.27

3.21

10

0.63

中

稻

1

20

5.30

6.3

6.1

5

0.51

2

15

6.15

6.17

6.16

3

0.63

3

30

6.27

7.1

6.30

5

0.76

4

30

7.15

7.19

7.17

5

0.76

5

30

7.20

7.24

7.22

5

0.76

6

30

7.25

7.29

7.27

5

0.76

根据灌水率表绘灌水率图，发现各时期的灌水率差别较大，渠道输水断断续续，不利于管理，而且给渠道设计带来问题，所以对其进行修正，绘修正灌水图。

绘修正灌水率图时，以不影响作物需水量为原则，对于关键用水期灌水时间的调整，时间不超过三天。

根据修正灌水率图，作出项目区的灌水率表。

修正灌　水　率　表

作物

面积

灌水次数

灌水定额

灌水时间（月.日）

灌水延续时间（天）

灌水率

（万亩）

（m3/亩）

始

终

中间日

（m3/s.万亩）

冬　

1

40

11.19

11.28

11.23

8

0.63

小

2

40

1.7

1.14

1.2

8

0.63

麦

3

40

2.27

3.6

3.4

8

0.63

4

50

3.15

3.27

3.21

10

0.63

1

20

5.31

6.3

6.1

4

0.63

中

2

15

6.15

6.17

6.16

3

0.63

3

30

6.27

7.1

6.3

6

0.63

4

30

7.15

7.19

7.17

6

0.63

稻

5

30

7.19

7.24

7.22

6

0.63

6

30

7.24

7.29

7.27

6

0.63

根据灌水率表，确定设计灌水率　q净＝0.63m3/s.万亩，最小灌水率为0.25m3/s.万亩。