1、農(nóng)田水利 灌溉用水量預(yù)測,金曉斌 2008.4,主要內(nèi)容,1、概念介紹 灌溉用水量、灌溉設(shè)計保證率、代表年、灌水率、灌溉定額 2、灌溉用水量計算 2.1 代表年的選擇 2.2 灌水率計算 2.3 灌水率圖的繪制 2.4 灌溉用水量計算,概念,1、灌溉用水量 灌溉用水量是指灌溉土地需要從灌溉水源取用的水量。在進行灌溉工程規(guī)劃、設(shè)計、管理時，首先要計算出項目區(qū)的灌溉用水量，再根據(jù)項目區(qū)的供水量，進行供需平衡計算。當(dāng)供水不能滿足用水要求時（一般出現(xiàn)在中西部干旱地區(qū)），應(yīng)提出所要采取的措施。 2、灌溉設(shè)計保證率 在若干年內(nèi)，滿足灌溉對降雨量要求的平均保證程度，以百分?jǐn)?shù)計。例如某地區(qū)灌溉設(shè)計保證率為75

2、，表示就今后長期平均而言，對該地區(qū)所能提供的降雨量，在一百年中只能保證七十五年，其余二十五年不能滿足。就其性質(zhì)來說，保證率也就是頻率。灌溉設(shè)計保證率的選取一般根據(jù)相應(yīng)的土地開發(fā)整理工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，選取對應(yīng)的灌溉設(shè)計保證率。,概念,3、代表年 又稱典型年，是指在灌溉工程規(guī)劃設(shè)計時選擇一個接近用灌溉設(shè)計保證率確定的來水量和用水量的年份，作為確定灌溉用水量的設(shè)計依據(jù)，這個水文年份通常稱為設(shè)計代表年。代表年按地區(qū)的不同，可以分三類：中等年、中等干旱年、干旱年。在灌溉水源充足、灌溉效益高的地區(qū)應(yīng)以干旱年作為設(shè)計代表年，反之則選取中等年或中等干旱年。 例如： 某項目區(qū)位于海安縣，根據(jù)江蘇省土地開發(fā)整理工程建

3、設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（試行），灌溉保證率設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在8595。通過征詢當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)和水利專家的意見，確定灌溉設(shè)計保證率為85%。 則代表年選取方法如下：,概念 代表年選取,（1）向水文部門收集海安縣近30年的降雨量表,概念 代表年選取,根據(jù)項目區(qū)19742003年系列降水量資料，按由大到小的次序排列為x1、x2、xm、xn，按經(jīng)驗頻率公式計算經(jīng)驗頻率為85%的年份 。 P等于和大于xm的經(jīng)驗頻率； mxm的序號，即等于和大于xm的項數(shù)； n樣本容量，即觀測資料的總項數(shù)。 結(jié)果如下圖：,代表年,最接近85%的頻率,概念,4、灌水率 灌水率又稱灌水模數(shù)，是指灌區(qū)單位面積上所需的灌水流量。利用它可以計算灌溉渠道設(shè)計流

4、量和渠首引水流量。 5、灌溉定額 每茬作物在一個生長周期內(nèi)（包括播種前的灌水、泡田）每畝的灌水總量。灌溉定額多少與當(dāng)年氣候條件有密切關(guān)系，干旱年多灌，濕潤年少灌。不同作物的灌溉定額不同，不同灌溉方法的灌水定額也有差別。一般可根據(jù)經(jīng)驗及相關(guān)規(guī)定獲得各作物的灌溉定額。,概念之間的聯(lián)系,1、灌溉設(shè)計保證率用來選取代表年 2、灌溉用水量計算首先進行代表年選擇 3、灌水率根據(jù)代表年的灌水定額等數(shù)據(jù)進行計算,灌溉用水量計算,代表年選取,灌水率計算,灌溉設(shè)計保證率,服務(wù)于,灌水定額,求,灌溉用水量計算,1、代表年選擇 （見第一節(jié)） 2、灌水率計算 灌水率根據(jù)灌區(qū)范圍內(nèi)各種作物的各次灌水逐一進行計算，計算公式

5、如下： 式中：,灌溉用水量計算 灌水率計算,T灌水延續(xù)時間 確定原則 1、灌溉及時，時間不宜過短。灌溉時間過短，則相同時間內(nèi)需要灌溉的量就會增大，從而影響灌溉渠道的規(guī)模以及勞動力。 2、灌區(qū)面積越大，延續(xù)時間越長。灌區(qū)面積大，作物總類多，地下水埋深、土壤等差異大，要求延續(xù)時間長。 3、根據(jù)不同作物種類及不同生育階段對缺水的敏感度的大小確定灌水時間。 符合農(nóng)業(yè)技術(shù)許可條件，工程造價合理。,灌溉用水量計算 灌水率計算,我國各地主要作物灌水延續(xù)時間參考： 灌溉面積在667公頃以上的灌區(qū)，可采用以下數(shù)據(jù)： 水稻：泡田期灌水715d；生育期灌水35d。 冬小麥：播前灌水1025d；拔節(jié)前后灌水1015d

6、。 棉花：播前灌水1025d；現(xiàn)蕾、開花、吐絮期灌水815d。 玉米：播前灌水1020d；拔節(jié)期灌水1015d； 抽穗期灌水815d。,灌溉用水量計算 灌水率計算,灌水率計算表,灌溉用水量計算 灌水率圖繪制,灌溉用水量計算 灌水率圖繪制,修正原則 （1）調(diào)整灌水率時，要以不影響作物需水要求為原則，盡可能不改變作物關(guān)鍵期用水時間，若必須進行調(diào)整，則前后移動總天數(shù)不得超過3d并盡量前移為主。 （2）若同意作物連續(xù)兩次灌水均需變動灌水日期，不應(yīng)一次提前，一次退后。延長或縮短后的灌水時間與原定時間相差不應(yīng)超過20%。 （3）調(diào)整后的灌水率值不應(yīng)相差過于懸殊，全年各次灌水率大小應(yīng)均勻而有規(guī)律。 （4）為

7、便于灌區(qū)工程的管理和養(yǎng)護，供水間斷時間應(yīng)適當(dāng)長一些，避免經(jīng)常停水，特別應(yīng)避免小于5d的短期停水。 （5）應(yīng)與水源供水條件相適應(yīng) （6）由于調(diào)整灌水率而引起灌水定額變化是，灌水定額的調(diào)整值不應(yīng)超過原定額的10%，同一作物不應(yīng)連續(xù)兩次減小灌水定額。 （7）當(dāng)上述要求不能滿足時，可適當(dāng)調(diào)整作物組成。,各時期灌水率相差懸殊，渠道輸水時大時小，斷斷續(xù)續(xù)，不利于管理。若以其中最大灌輸率計算渠道流量，設(shè)計渠道斷面，勢必偏大，不經(jīng)濟，因此，必須進行調(diào)整，盡可能消除短時段的灌水率高峰和短期停水現(xiàn)象。,灌溉用水量計算 灌水率圖繪制,灌溉用水量計算 灌溉用水量計算,凈某作物某次凈灌溉用水量，m3； mi某作物某次灌

8、溉定額，m3/hm2; ai某作物的種植面積，hm2;,計算公式：,由于存在渠道滲漏和田間灌水損失，因此，要求水源供給田間的水量為凈灌溉用水量與損失水量之和，稱毛灌溉用水量。,方法一：用灌溉定額和灌溉面積直接計算,灌溉用水量計算 灌溉用水量計算,計算公式：,凈,某作物某次毛灌溉用水量，m3; 灌溉水利用系數(shù)，可通過查相關(guān)規(guī)定表格取得。,同理可算出各種作物的各次的毛灌溉用水量，相加，就可得不同時期灌區(qū)的灌溉用水量。將不同時期的用水量相加，即得灌區(qū)的總灌溉用水量。,灌溉用水量計算 灌溉用水量計算,灌溉用水量計算 灌溉用水量計算,方法二：用綜合灌水定額推算,某時段內(nèi)灌區(qū)凈綜合灌水定額，m3/hm2;

9、 n 灌區(qū)內(nèi)該時段灌溉作物種類數(shù)； 第i種作物的種植比，其值為第i種作物灌溉面 積與灌區(qū)總灌溉面積的比值； 各種作物在該時段的灌水定額，m3/hm2;,計算公式：,全灌區(qū)某時段灌溉用水量=綜合灌水定額灌區(qū)總面積 將各時段的灌溉用水量相加就能得出全灌區(qū)總灌溉用水量。,灌溉用水量計算 灌溉用水量計算,方法三：利用灌水率圖推算,式中: Q凈某時段渠道應(yīng)送至田間的凈流量（m3/s）； A 支渠控制面積（萬畝）； q 設(shè)計灌水模數(shù)（m3/s.萬畝）。,T 與q對應(yīng)的時段 d,三種方法比較,1、方法一：先計算一種作物一次的灌溉用水量（灌溉定額各自種植面積），再對作物、時段求和。不涉及種植比（各自種植面積已包括比例）。 2、方