灌水率图制定过程计算
计算过程
一.灌水率的计算：
计算各种作物各次灌水的灌水率。
计算结果见表1。
根据公式q i,k=αi×m i,k
8.64×T k,i
二．灌水率图及其修正
根据求得的灌水率，利用EXECL 求得初步的灌水率图，见图1
图1初步灌水率图
由于各时期的作物的需水量悬殊，灌水率差异较大，造成渠道输水量和水位的变化较大，影响渠道安全
灌水率m 3/(s·
万亩
)
运行。
因此需要对灌水率图进行修正。
根据课本P58的修正原则，进行以下的修正。
修正后的灌水率见表2，修正后的灌水率图见图2.
图2.修正后的灌水率图
修正验算：
1．9月份的设计年渠首能引取流量为7.53m/s，灌溉水利用系数为0.7，故可利用灌溉水=7.5*0.7=5.253m/s>0.24*5=1.2
3
m/s，所以9月份符合要求。
2.对于11月下旬到12月上旬部分，由于12月份的取水量较少，用12月份的设计年渠首能引取流量计
算，12月份的设计年渠首能引取流量为2.03m/s，灌溉水利用系数为0.7，故可利用灌溉水=2*0.7=1.43m/s>0.24*5=1.23m/s，所以符合要求。
3．3月份的设计年渠首能引取流量为4.73m/s，灌溉水利用系数为0.7，故可利用灌溉水=4.7*0.7=3.293m/s>0.26*5=1.3
3
m/s，所以3月份符合要求。
4.对于4月下旬到5月上旬部分，由于5月份的取水量较少，用5月份的设计年渠首能引取流量计算，5月份的设计年渠首能引取流量为4.83m/s，灌溉水利用系数为0.7，故可利用灌溉水=4.8*0.7=3.363m/s>0.3*2.5=0.753m/s，所以符合要求。
5.对于6月上旬到7月上旬部分，由于6月份的取水量较少，用6月份的设计年渠首能引取流量计算，6月份的设计年渠首能引取流量为 4.83m/s，灌溉水利用系数为0.7，故可利用灌溉水=4.8*0.7=3.363m/s>0.26*5=1.33m/s，所以符合要求。
6．7月份的设计年渠首能引取流量为7.03m/s，灌溉水利用系数为0.7，故可利用灌溉水=7.0*0.7=4.93m/s>0.1*2.5=0.25
3
m/s，所以7月份符合要求。
8．8月份的设计年渠首能引取流量为10.03m/s，灌溉水利用系数为0.7，故可利用灌溉水=10.0*0.7=73m/s>0.2*2.5=0.5
3
m/s，所以8月份符合要求。
任务一+灌水率图的制定
一灌区灌水率图的制定1. 基本资料（1）某灌区灌溉面积为10万亩，主要种植小麦、棉花、玉米及谷子等旱作物。
各种作物的生育期、种植面积的百分比及设计的灌溉制度，见下表(1)表1 某灌区各种作物的生育期、种植面积的百分比及设计的灌溉制度作物生育期种植面积百分比（%）灌水次序灌水定额（3m/亩）修整前灌溉定额(3m/亩)灌水时间(日/月) 灌水延续天数（d）起止中间日（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）冬小麦23/9~16/5 50 12345505045454511/921/114/319/47/522/92/1213/328/416/517/927/119/324/412/51212101010235玉米6/6~4/9 50 1234540358/630/61/817/69/710/813/65/76/8101010120棉花21/4~10/11 25 1234035351/520/622/78/527/631/75/524/627/78810110谷子25/4~14/8 25 1245401/520/610/529/66/525/6101085（2）灌区为无坝取水的自流灌区。
根据设计年河流来水分析，渠首能引取的流量，见表2，灌溉水利用系数为0.7。
表2 设计年渠首能引取流量月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 流量（3m/s )0.8 0.8 4.7 5.2 4.8 4.8 7.0 10.0 7.5 6.0 2.4 2.02．要求:编灌区灌水率图，按经济合理的要求，考虑水源来水流量是否够用并进行修正。
应完成计算说明书一份，包括修正前、修正后的灌水率计算表及灌水率图。
第三章 灌溉用水量与灌水率
应注意的问题
• 灌水延续时间T直接影响灌水率q，从而 影响渠道的设计流量和工程造价； • T应考虑： – 作物种类，是不是耐旱，效益；
– 主要作物，主要作物的灌水要满足，次要作 物可退后几天； – 关键期，敏感期。
应注意的问题
我国经验（万亩以上灌区）延续时间
小麦：播前灌10～20昼夜 拨节后10～15昼夜 棉花：苗期花铃期8～12昼夜 吐絮期8～15昼夜 玉米：拨节抽穗10～15昼夜 开花期8～13昼夜 对于小灌区，T可减小
灌水率图的绘制与修正
• 根据灌水率表绘制出灌水率图。 • 根据设计典型年得出的灌水率，称为设 计灌水率。
第二种 用综合灌水定额 推求灌溉用水量及用水过程
• 任一时段的综合灌水定额：
某时段内各种作物灌水定额的面积加权平均值，即：
m综净＝α1m1 + α 2 m2 + L
M综净－某时段内综合净灌水定额 m1，m2－第1种、第2种作物在该时段内的灌水定额； α1，α2－各种作物灌溉积占灌区的灌溉面积的比值；
第一种：用灌水定额（直接推算法） 第二种：用综合灌水定额。
第一种 用灌水定额 推求灌溉用水量及用水过程
• 灌区种有多种作物，需要多次灌溉，那么对于 任何一种作物的某一次灌水，灌溉用水量为：
W净＝mA
• 当作物的灌溉面积，灌溉制度确定后，即可利 用上式推算出各次各种作物灌水的净灌溉用水 量（下表）及灌溉用水量过程线。
一 般 经 验
• 大面积水稻灌区（1万亩以上）的设计净 灌水率0.45～0.6立方米/秒/万亩； • 大面积旱作灌区（1万亩以上）的设计净 灌水率0.2～0.35立方米/秒/万亩； • 小面积灌区，要大于上述经验数据。
灌水率的计算
作物灌溉制度农作物的灌溉制度：是指作物播种前（或水稻栽秧前）及全生育期内的灌水次数、每次的灌水日期和灌水定额。
灌水定额是指一次灌水单位灌溉面积上的灌水量，各次灌水定额之和，叫灌溉定额。
灌水定额和灌溉定额常以m3 /亩或mm表示，它是灌区规划及管理的重要依据。
充分灌溉条件下的灌溉制度，是指灌溉供水能够充分满足作物各生育阶段的需水量要求而设计制定的灌溉制度。
⑴ 总结群众丰富灌水经验多年来进行灌水的实践经验是制定灌溉制度的重要依据。
灌溉制度调查应根据设计要求的干旱年份，调查这些年份的不同生育期的作物田间耗水强度(mm/d)及灌水次数、灌水时间间距、灌水定额及灌溉定额。
根据调查资料，可以分析确定这些年份的灌溉制度。
⑵ 根据灌溉试验资料制定灌溉制度我国许多灌区设置了灌溉实验站，试验项目一般包括作物需水量、灌溉制度、灌水技术等。
实验站积累的试验资料，是制定灌溉制度的主要依据。
但是，在选用试验资料时，必须注意原试验的条件，不能一概照搬。
⑶ 按水量平衡原理分析制定作物灌溉制度这种方法是根据水稻淹灌水层和旱作物计划湿润层内水量平衡的原理进行灌溉制度的制定。
在实践中一定要参考群众丰富灌水经验和田间试验资料，即这三种方法结合起来所制定的灌溉制度才比较完善。
水稻灌溉制度水稻具有喜水耐水特性，常采用淹灌方式，因此，渗漏损失水量大，灌水次数多，灌溉定额大。
灌溉制度应以满足不同时期稻田淹灌水层的深度要求。
通过水量平衡计算，可以确定所需要的水量。
某时段内水稻灌水定额为：m＝H＋E－P－H0+C式中m为时段内水稻灌水定额；H0、H分别为时段初和时段末的稻田水层深度；E为时段内田间耗水量(蒸发、蒸腾和渗漏量)；P为时段内降雨量；C为时段内排水量。
单位均为mm。
水稻灌溉制度，随着水稻品种和栽培季节的不同而异，多采用浅-深-浅的灌水方法，即分蘖和分蘖以前采用浅灌,分蘖后期到乳熟前采用深灌,乳熟以后浅灌，黄熟以后落干(有时也在分蘖末期落干晒田一次)。
灌区灌溉用水量计算—计算灌溉用水量
计算灌水率
绘制初拟灌水率图——垒箱子
修正灌水率图——推箱子
确定设计灌水率值——选箱子
第二步：绘制初拟灌水率图
灌水率图的绘制：
以灌水时间
为横坐标，
以灌水率为
纵坐标，即
可绘出初拟
灌水率图。
灌水率图的绘制练习——垒箱子
以灌水时间为横坐标，
以灌水率为纵坐标，绘
制初拟灌水率图。
mik——第i种作物第k次灌水的灌水定额，m3／hm2；
Tik——第i种作物第k次灌水的灌水延续时间，d；与作物种类、灌区面积
大小及农业技术条件等有关，它的长短直接影响着灌水率的大小。不同作
物允许的灌水延续时间不相同，对主要作物关键期的灌水，灌水延续时间
不宜过长；次要作物可以延长一些。
i ——第i种作物的种植比例，其值为第i种作物的灌溉面积与灌区灌溉面
750
10
0.043
3.27—4.3
600
8
0.022
5.1—5.8
600
8
0.022
4.12—4.21
675
10
0.039
6.1—6.10
675
10
0.039
0.043
25%
50%
设计灌水率的确定步骤
计算灌水率
绘制初拟灌水率图——垒箱子
修正灌水率图——推箱子
确定设计灌水率值——选箱子
第三步：修正灌水率图
0.05
作
物
小
麦
种
植
比
例α
50%
棉
花
25%
灌水率图制定过程计算
计算过程一.灌水率的计算：计算各种作物各次灌水的灌水率。
计算结果见表1。
根据公式q i,k=αi×m i,k8.64×T k,i二．灌水率图及其修正根据求得的灌水率，利用EXECL求得初步的灌水率图，见图1图1初步灌水率图由于各时期的作物的需水量悬殊，灌水率差异较大，造成渠道输水量和水位的变化较大，影响渠道安全运行。
因此需要对灌水率图进行修正。
根据课本P58的修正原则，进行以下的修正。
修正后的灌水率见表2，修正后的灌水率图见图2.灌水率m 3/(s·万亩)图2.修正后的灌水率图修正验算：1．9月份的设计年渠首能引取流量为7.53m/s，灌溉水利用系数为0.7，故可利用灌溉水=7.5*0.7=5.253m/s>0.24*5=1.2 3m/s，所以9月份符合要求。
2.对于11月下旬到12月上旬部分，由于12月份的取水量较少，用12月份的设计年渠首能引取流量计算，12月份的设计年渠首能引取流量为2.03m/s，灌溉水利用系数为0.7，故可利用灌溉水=2*0.7=1.43m/s>0.24*5=1.23m/s，所以符合要求。
3．3月份的设计年渠首能引取流量为4.73m/s，灌溉水利用系数为0.7，故可利用灌溉水=4.7*0.7=3.293m/s>0.26*5=1.33m/s，所以3月份符合要求。
4.对于4月下旬到5月上旬部分，由于5月份的取水量较少，用5月份的设计年渠首能引取流量计算，5月份的设计年渠首能引取流量为4.83m/s，灌溉水利用系数为0.7，故可利用灌溉水=4.8*0.7=3.363m/s>0.3*2.5=0.753m/s，所以符合要求。
5.对于6月上旬到7月上旬部分，由于6月份的取水量较少，用6月份的设计年渠首能引取流量计算，6月份的设计年渠首能引取流量为 4.83m/s，灌溉水利用系数为0.7，故可利用灌溉水=4.8*0.7=3.363m/s>0.26*5=1.33m/s，所以符合要求。
灌水率的计算
作物灌溉制度农作物得灌溉制度:就是指作物播种前(或水稻栽秧前)及全生育期内得灌水次数、每次得灌水日期与灌水定额。
灌水定额就是指一次灌水单位灌溉面积上得灌水量,各次灌水定额之与,叫灌溉定额。
灌水定额与灌溉定额常以m3 ／亩或mm表示,它就是灌区规划及管理得重要依据。
充分灌溉条件下得灌溉制度,就是指灌溉供水能够充分满足作物各生育阶段得需水量要求而设计制定得灌溉制度。
⑴ 总结群众丰富灌水经验多年来进行灌水得实践经验就是制定灌溉制度得重要依据。
灌溉制度调查应根据设计要求得干旱年份,调查这些年份得不同生育期得作物田间耗水强度(mm/d)及灌水次数、灌水时间间距、灌水定额及灌溉定额。
根据调查资料,可以分析确定这些年份得灌溉制度、⑵ 根据灌溉试验资料制定灌溉制度我国许多灌区设置了灌溉实验站,试验项目一般包括作物需水量、灌溉制度、灌水技术等、实验站积累得试验资料,就是制定灌溉制度得主要依据。
但就是,在选用试验资料时,必须注意原试验得条件,不能一概照搬。
⑶ 按水量平衡原理分析制定作物灌溉制度这种方法就是根据水稻淹灌水层与旱作物计划湿润层内水量平衡得原理进行灌溉制度得制定。
在实践中一定要参考群众丰富灌水经验与田间试验资料,即这三种方法结合起来所制定得灌溉制度才比较完善。
水稻灌溉制度水稻具有喜水耐水特性,常采用淹灌方式,因此,渗漏损失水量大,灌水次数多,灌溉定额大。
灌溉制度应以满足不同时期稻田淹灌水层得深度要求。
通过水量平衡计算,可以确定所需要得水量。
某时段内水稻灌水定额为:m=H+E-P—H０+C式中m为时段内水稻灌水定额;Ｈ0、H分别为时段初与时段末得稻田水层深度;E为时段内田间耗水量(蒸发、蒸腾与渗漏量);P为时段内降雨量;C为时段内排水量。
单位均为mｍ、水稻灌溉制度,随着水稻品种与栽培季节得不同而异,多采用浅—深－浅得灌水方法,即分蘖与分蘖以前采用浅灌,分蘖后期到乳熟前采用深灌,乳熟以后浅灌,黄熟以后落干(有时也在分蘖末期落干晒田一次)。
农田水利学3-(4)灌水量、灌水率与水质
河南农业大学
（2）计算方法： 根据历年降雨量资料，用频率方法进行统计分
析，确定几种不同干旱程度的典型年份：
灌水率q净应分别根据灌区各种作物的每次灌 水定额，逐一进行计算。
河南农业大学
作物种植 比例系数
作物灌水定额
（m3/667m2）
q净
1m1
86400T1
10000
1m1
8.64T1
凈灌水率
m3/s /104×667m2
作物灌水周期 （天以24h计）
河南农业大学
q净
1m1
86400T1
项目
色 浑浊度 臭和味 肉眼可见物
ＰＨ
总硬度(以碳酸钙计)
铁 锰 铜 锌
挥发酚类(以苯酚计)
阴离子合成洗涤剂 硫酸盐 氯化物
溶解性总固体 氟化物 氰化物 砷 硒 汞 镉 铬(六价) 铅 银
硝酸盐(以氮计) 氯仿*
四氯化碳* 苯并(a)芘
滴滴涕* 六六六* 细菌总数 总大肠菌群
游离余氯
总α 放射性 总β 放射性
河南农业大学
我国各地主要作物灌水延续时间大致如下：
水稻 小麦 棉花 玉米
泡田期灌水7—15昼夜，生育期灌水3—5昼夜。 播前酒10一20昼夜；拔节后灌水10—15昼夜。 苗期、花铃胡8—12昼夜，吐絮期8一15昼夜。 拔节抽德l0—15昼夜；开花期8一13昼夜。
对于灌溉面积较小的灌区，灌水延续时间要相应减小，例 如，一条农渠的灌水延续时间一般约12—24h。
实验一 玉米的灌溉制度设计和灌水率的设计
实验一玉米的灌溉制度设计和灌水率的设计一、实验目的正确分析所提供的各种资料，掌握作物灌溉制度和灌水率的设计原理、方法和步骤。
二、仪器设备绘图工具、计算器三、实验内容基本资料分析。
1、玉米的地域分布玉米的种植区域遍布全国各省（区、市），而根据适宜种植的程度又较集中分布在从东北三省经冀、鲁、豫、陕走向西南的一个狭长地带，该地带玉米种植面积占全国玉米总面积的70%，产量接近玉米总产量的4/5。
根据地理位置、地势、气温、无霜期长短等条件确定玉米的播种期和种植制度，并将玉米大致分为春播和夏播两类。
我国北方北纬40度以北，多为春季播种，为春玉米。
北纬38度以南，气温较高，无霜期多在190天以上，玉米夏季播种，为夏玉米。
冀、晋、陕、鲁及新疆等省区，靠北部种植春玉米，南部复种夏玉米，中部春、夏玉米交叉种植。
长江以南一些地区有一年三熟的秋玉米，而广西、海南等省区，还可以在冬季种植玉米。
2、玉米的需水规律无论是春玉米还是夏玉米、北方玉米还是南方玉米，需水模系数（指各生育阶段需水量占全生育期总需水量的百分比）的变化趋势均是从小到大，再由大到小。
各生育阶段需水情况如下：（1）播种～拔节阶段：植株蒸腾量很小，其水分多数消耗在棵间蒸发中，玉米这个生育阶段在全生育期内时间最长，春、夏玉米分别占全生育期天数的32.4%～35.6%和30.3%～31.9%，但需水模系数最低，春玉米占23.9%～24.2%，而夏玉米仅占16. 7%～22.8%。
（2）拔节～抽雄阶段：不论是春玉米还是夏玉米，此生育阶段都处于气温较高的季节。
玉米在拔节以后，由于植株蒸腾的速率增加较快，日需水强度不断增大。
该阶段经历时间，春玉米34～40天，北方夏玉米25～32天，南方夏玉米仅18～25天。
该阶段需水模系数普遍较高，春玉米为28. 2%～33.5%，在灌溉条件下的夏玉米达28.3%～36.5%。
（3）抽雄～灌浆阶段：是玉米形成产量的关键期。
该阶段时间较短，春玉米18～24天，夏玉米16～21天。
农田水利——灌溉需水量预测
灌溉用水量计算
计算公式： m 综净
m综净
灌溉用水量计算
方法二：用综合灌水定额推算
m
i 1 i
n
i
——某时段内灌区净综合灌水定额，m3/hm2;
——灌区内该时段灌溉作物种类数； ——第i种作物的种植比，其值为第i种作物灌溉
n i
面 积与灌区总灌溉面积的比值； mi ——各种作物在该时段的灌水定额，m3/hm2;
（1）调整灌水率时，要以不影响作物需水要求为原则，尽可能不改变作物关键 期用水时间，若必须进行调整，则前后移动总天数不得超过3d并尽量前移为 主。 （2）若同意作物连续两次灌水均需变动灌水日期，不应一次提前，一次退后。 延长或缩短后的灌水时间与原定时间相差不应超过20%。 （3）调整后的灌水率值不应相差过于悬殊，全年各次灌水率大小应均匀而有规 律。 （4）为便于灌区工程的管理和养护，供水间断时间应适当长一些，避免经常停 水，特别应避免小于5d的短期停水。 （5）应与水源供水条件相适应 （6）由于调整灌水率而引起灌水定额变化是，灌水定额的调整值不应超过原定 额的10%，同一作物不应连续两次减小灌水定额。 （7）当上述要求不能满足时，可适当调整作物组成。
灌溉用水量计算
灌水率计算
我国各地主要作物灌水延续时间参考：
灌溉面积在667公顷以上的灌区，可采用以下数据： 水稻：泡田期灌水7～15d；生育期灌水3～5d。 冬小麦：播前灌水10～25d；拔节前后灌水10～15d。 棉花：播前灌水10～25d；现蕾、开花、吐絮期灌水8～15d。 玉米：播前灌水10～20d；拔节期灌水10～15d； 抽穗期灌水8～15d。
W净 8.64TQ净
T ——与q对应的时段 d
三种方法比较
1、方法一：先计算一种作物一次的灌溉用水量（灌溉 定额×各自种植面积），再对作物、时段求和。不 涉及种植比（各自种植面积已包括比例）。 2、方法二：通过种植比先计算综合灌溉定额，再计算 总灌溉用水量（综合灌溉定额×总种植面积）。涉 及种植比，但不需要各种植面积。 3、方法三：通过灌水率计算，（灌水率×总面积）， 根据对应天数计算出各时段的灌溉用水量，再对时 段求和。
《灌溉排水工程学》第三章：作物需水量、灌溉制度及用水量、灌水率
C ：取决于平均相对湿度与白天风速的修正系数。
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 1）土壤水分充足：
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
作物水分生产函数：在作物生长发育过程中，作物 产量与投入水量或作物消耗水量之间的数量关系。
作物水分生产函数的定性分析： 1）Y-W 线的拐点A0左边(阶段1)， d y /d w逐步增大：表明产量的增 加幅度大于投入量增加幅度；
2）Y-W 线的拐点A0右边(阶段2)， d y /d w逐步减小：表明产量的增 加幅度小于水投入量增加幅度，即 “报酬递减”。 结论：在水资源不足的情况下，从 优化用水的角度看，应该首先考虑 水的利用效率。
充分灌溉制度：灌溉供水能够充分满足作物各生
育阶段的需水量要求而设计制定的灌溉制度。
充分灌溉制度的3种确定方法： （1）根据群众丰产灌水经验来确定； （2）根据灌溉实验资料来确定（作物需水量、灌溉制度、
灌水技术）； （3）按水量平衡原理分析、确定。 生产实践中，第3种方法结合第1、2种方法的实际资料， 得出的制度比较完善。水生作物和旱作物的灌溉制度的 制定方法截然不同。
P1 : t1时期内的降雨量(mm)；
（2）水稻生育期内灌溉制度：水量平衡方程
h2 h1 P m E C
h1: 时段初田面水层深度；h2：时段末田面水层深度；
P ：时段内降雨量；m：时段内的灌水量； E ：时段内
田间耗水量；C：时段内排水量，式中各式均以mm计。
如果时段初的农田水分处于适宜水层上限(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 如果没有降雨，则需进行灌溉，灌水定额即为：