渠系水与田间水利用系数常用的测算方法

水利部灌溉试验总站渠系水与田间水利用系数常用的测算方法2007年6月22日提纲

一、几个简单定义二、常用测定方法三、首尾测算分析法计算示例一、几个简单定义渠道水利用系数

一定时期内某一级渠道供给下级和下段渠道水量（或流量）的总和与进入该级渠道首端的总水量（或流量）的比值。通常以η渠道表示。反映某一级渠道的输水效能和工程质量。

一、几个简单定义渠系水利用系数：

末级固定渠道放出的总水量与渠首引进的总水量的比值。通常用η渠系表示。（由干、支、斗、农四级固定渠道组成，毛渠属田间工程）

它反映各级固定渠道的输水损失情况，是衡量渠道系统的输水效能、工程质量和管理水平的指标。采用防止渠道渗漏和加强管理的措施，可有效地提高渠系水利用系数。

η渠系=η渠干×η渠支×η渠斗×η渠农

式中η干、η支……分别表示干、支……渠的渠道水利用系数。田间水利用系数：

“田地上植物的有效耗水量与送入田间水量之比”。（净灌水定额与末级固定渠道放出的单位面积灌水量的比值。）（田间：此处指田间渠系，由毛渠、灌水沟、畦等组成）通常以η田表示。它是衡量田间工程质量和灌水技术水平的指标。田间水利用系数的大小主要受深层渗漏和跑水的影响，降低深层渗漏损失和控制跑水发生能显著提高田间水利用系数。深层渗漏和跑水损失的大小又和灌溉系统（灌溉方法、灌溉系统设计、施工、安装）、管理系统（灌溉计划编制、灌溉系统的维修与保护）、土壤特性（入渗特性、空间变异性）、气象条件、作物种类、间距和密度、地形（沟畦规格、地面坡度）等因素密切相关一、几个简单定义一、几个简单定义灌溉水利用系数：灌入田间的水量（或流量）与渠道引入总水量（或流量）的比值。

η水=η系×η田

灌溉水利用系数是指某一时期灌入田间可被作物利用的水量与水源地灌溉取水总量的比值表示。它反映全灌区渠系输水和田间用水状况，是衡量从水源取水到田间作物吸收利用过程中灌溉水利用程度的一个重要指标，能综合反映灌区灌溉工程状况、用水管理水平、灌溉技术水平。

二、常用测定方法渠道（系）水利用系数测定方法动水测定法。根据渠道沿线的水文地质条件，选择有代表性的渠段，中间无支流，观测上、下游两个断面同一时段的流量其差值即为损失水量。在选择典型渠段时，其长度应满足以下要求：

1）流量小于lm3/s时，渠道长不小于1km；

2）流量为1～10m3/s时，渠道长不小于3km；

3）流量为10～30m3/s时，渠道长不小于5km；

4）流量大于30m3/s时，渠道长不小于10km。

渠道（系）水利用系数测定方法二、常用测定方法静水测定法：选择一段具有代表性的渠段，长度为50～100m，两端堵死，渠道中间设置水位标志，然后向渠中充水，观测该渠段内水位下降过程，根据水位的变化可计算出损失水量和渠系水利用系数。田间水利用系数

二、常用测定方法美国灌溉手册简易方法：美国灌溉手册认为灌溉后储存在土壤根系吸水层中的水量即为有效耗水量：式中:Zreq是田间净灌溉需水深度(mm)；Zavg是田间平均灌水深度(mm);Zlq是入渗量最小的1/4田块内的平均入渗水深(mm)。（1）实际灌水量大大高于净灌溉需水量的条件下，田间水利用系数可由净灌溉需水量与实际灌水量的比求得。净灌溉需水量由下式计算:Zreq=(θFc-θb)Dw

式中:Zreq表示净灌溉需水量(mm);θFc是根层土壤平均田间持水量(%);θb是灌前根层土壤平均体积含水量(%);Dw是计划湿润层深度(mm)。(2)直接由储存在作物根系吸水层中的平均入渗水深Zsto计算,Zsto可根据灌前和灌后根层土壤平均含水量的变化求得:Zsto=(θa-θb)Ｄr

式中:Zsto表示根层储水量的变量(mm);θa是灌后根层土壤平均体积含水量(%);θb是灌前根区土壤平均体积含水量(%);Ｄr是根层深度(mm)。二、常用测定方法我国节水灌溉规范认为实测灌溉后入渗到一定深度土壤剖面内的水分含量即为作物有效耗水量，可由灌后与灌前之差算出的净灌溉定额得到，它不包括深层渗漏与田面泄水量。其田间水利用系数定义为净灌溉定额与末级固定渠道放出的单位面积灌水量的比值。节水灌溉技术规范推荐采用下列方法计算测定：ηt=mＡ／Ｗ

式中ηt

——田间水利用系数；

m——设计灌水定额，m3/hm2；

A——末级固定渠道控制的实灌面积，hm2；

W——末级固定渠道放出的总水量，m3。二、常用测定方法选择有代表性的地块，通过测定灌水前后（1～3d内）土壤含水量的变化，计算出净灌水定额，按下式算出田间水利用系数。

ηt=10２（β２－β１）γＨＡ／Ｗ式中：β１、β２分别为灌水前后计划湿润层的土壤含水率（以干土重的百分数表示）；γ为土的干容重（t/m3）；H为计划湿润深度（m）,其它符号意义同前。二、常用测定方法基于灌溉试验资料的三种估算区域平均水平的田间水利用系数方法

用净灌水定额推求区域平均水平的田间水利用系数根据自然条件、作物种类的不同，选择典型灌溉地块，测定每次灌水时，渠道末端引进的水量和作物净灌水定额以及实灌面积，用下式计算每次灌水的田间水利用系数:

式中：ｍi不同作物的净灌水定额；Ai不同作物的实灌面积；ｎ作物种植种类；Wm末级固定渠道进入各个田间的总水量。其余符号意义同前。求出每次灌水的田间水利用系数后，可用下式求得灌区该年的田间水利用系数：二、常用测定方法式中：ηty全年的田间水利用系数；ηti某次灌水的田间水利用系数；Ｗmi某次灌水渠道末端进入田间的总引水量；ｎ全年灌溉次数。上述方法实质上就是节水灌溉规范推荐的计算法：ηt=mA/W二、常用测定方法用年度灌溉净用水总量推求田间水利用系数年度灌溉净用水总量等于区域内该年度所有种植作物的总灌溉定额之和。可选择典型区，通过灌溉试验确定各种作物的总灌溉定额。旱作物的总灌溉定额Ｍ包括两部分，如下式表示：M=M1+M2

式中：M1作物生育期前(播种前)的灌溉定额；M2生育期内的灌溉定额。播种前灌溉往往只进行一次，所以M1即是播种前一次的灌水定额，可用下式计算：M1=100(βmax–βfro)γHmax

式中：βmax土壤最大保水率，以占干土重的百分数计；βfro灌水前Hmax土层内的平均含水率，以占干土重的百分数计；γ深度为Ｈmax土层内的平均土壤容重；Hmax全生育期内土壤计划湿润层的最大深度。

二、常用测定方法生育期内的灌溉定额M2可用下式计算：M2=E－P0–ΔW=E-P0-(W0-Wｍ+K)式中：E作物需水量；P0作物生育期内的有效降雨量；ΔW生育期内作物自土壤中获得的水量；W0播种前Hmax土层中的原始储水量；Wm作物生育期末Hmax土层中的储水量；K作物在全生育期内所利用的地下水量。淹灌水稻田的总灌溉定额Ｍ可用下式表示：M=M1+M2+M3

式中:M1泡田期的灌溉用水量(泡田定额);M2生育期的灌溉定额;M3考虑降低水温所需的换水量。M1、M2、M3的测定和计算方法可参照有关专业书籍。二、常用测定方法通过测定渠首末端进入田间的年度总水量，各种作物的实灌面积，即可用下式计算该年度的田间水利用系数：

ηt年度的田间水利用系数；Mi某种作物的总灌溉定额;Ai某种作物的实灌面积;Wj第j条末级固定渠道进入田间的年度总水量；ｎ年度种植作物的数目；k区域内末级固定渠道的总数目。二、常用测定方法用作物产量推求灌区田间水利用系数

大量的灌溉试验资料表明，旱作物的需水量与产量存在一定的关系，可用下式表示：E=CYｎ式中：E作物需水量；Y作物产量；C、ｎ统计参数。在一个相对较小的区域范围内，由于自然条件，特别是气象条件变化很小，因此，在同一水平年且年内气象因素基本相同，同一种作物在灌区内的E、C、ｎ基本相同。据此，可以通过灌溉试验寻求出当年度该种作物总灌溉定额M与产量Y的关系，即灌溉水生产率K，可用下式表示：K=Y/M

确定了不同作物的K值后，则可根据各种作物的总产量推求出该年度的净灌溉用水总量，然后用净灌溉用水总量除以末级固定渠道进入田间的总水量即可求出某一水平年的田间水利用系数。二、常用测定方法灌溉水利用系数所谓的传统方法：η水=η系×η田测定工作量很大测试条件要求严格，难以保证要求掌握测试技术的人员较多灌溉水利用系数的代表性较差

二、常用测定方法二、常用测定方法首尾测算分析法

首尾测算分析法是指直接测量统计灌区从水源引入（取用）的毛灌溉用水总量，并通过观测得到田间实际净灌溉用水总量，田间实际净灌溉用水总量与毛灌溉用水总量的比值即为灌溉水利用率（％），计算公式如下：二、常用测定方法式中：为灌溉水利用率，％；为净灌溉用水总量，m3；为毛灌溉用水总量，m3.为了能够反映灌区灌溉水利用状况的整体情况，一般以年作为计算时段。通过统计某年灌区的灌溉用水总量、各种作物的实灌面积，根据典型调查与观测、计算分析确定各种作物的实际净灌溉定额，即可用下式计算灌区该年度的灌溉水利用率：二、常用测定方法二、常用测定方法式中:为灌区第种作物净灌溉用水量，mm；为灌区第种作物实灌面积，亩；为灌区作物种类总数；为灌区全年毛灌溉用水总量，m3。注意：计算时段以日历年为准，0.667为单位换算系数，若亩均净灌溉用水量用m3/亩，则不需要单位换算。二、常用测定方法毛灌溉用水总量是指灌区全年用于农田灌溉的从水源地引入（取用）的总水量，其等于从水源地取水总量扣除由于工程保护、防洪除险等需要的渠道（管路）弃水量。当农田灌溉输水与城市、工业或农村生活供水使用同一渠道或管路时，还应扣除相应的城市、工业或农村生活供水量。毛灌溉用水总量：二、常用测定方法毛灌溉用水总量是根据灌区从水源地实际取水测量值统计取得，而非其它如计收水费等目的收费计量水量数值。当灌区内结合塘堰坝或其它供水水源灌溉时，需要对灌区毛灌溉用水总量进行修正。二、常用测定方法

不同灌区种植结构、灌溉水源、灌溉方式等均有不同，净灌溉用水量测算方法也会有所差异。如果灌区范围较大，不同区域气候气象条件、灌溉用水实际情况差异明显，则应在灌区内分区域进行典型分析测算，再以分区结果为依据汇总分析整个灌区净灌溉用水量。

净灌溉用水量：测算原则：（1）若样点灌区有2005年各类种植作物的净灌溉用水量的试验观测或统计资料，则可直接采用进行净灌溉用水量的计算。旱作灌区充分灌溉三、首尾测算分析法计算示例旱作灌区充分灌溉示例（2）若样点灌区缺乏2005年各类种植作物的净灌溉用水量的试验观测或统计资料，可依据2005年的水文气象资料，通过计算分析得出各类作物的净灌溉定额和灌溉制度，并对当年实际灌溉情况进行调查，根据调查结果对净灌溉定额进行适当调整，以此为依据测算实际净灌溉用水量（在充分灌溉条件下，作物实际净灌溉用水量应能达到净灌溉定额）。旱作灌区充分灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例某灌区以旱作为主，灌区主要作物包括春小麦、春玉米、棉花三种，2005年实灌面积分别为21、15和5万亩。该年度灌区降雨和水源来水情况接近一般年份。经过分析计算，2005年灌区各种作物全生育期的净灌溉定额分别为372mm、532mm和547mm。经过统计，已知2005年灌区的毛灌溉用水总量为2.53亿m3，试计算灌区2005年的灌溉水利用率。三、首尾测算分析法计算示例旱作灌区充分灌溉示例

计算过程：在充分灌溉的情况下，作物净灌溉定额即作为作物净灌溉用水量，因此先通过作物的实灌面积和作物的净灌溉定额的乘积计算灌区净灌溉用水总量，计算过程如下表所示。

旱作灌区充分灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例计算得灌区净灌溉用水总量为12351万m3。旱作灌区充分灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例根据首尾法的测算原则，灌区2005年的灌溉水利用率计算结果为：旱作灌区充分灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例旱作非充分灌溉分为两种情况：1、在每次灌水期间都达不到作物的净灌水定额；2、灌水次数不足，仅能保证个别生育期的充分灌溉。非充分灌溉旱作灌区非充分灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例测算原则：应对作物灌水情况进行典型调查，有条件的灌区可以对各次灌水进行实测，估算进入田间的实际灌水量，并与根据气象资料计算的净灌水定额和灌溉制度进行比较，依此确定作物的净灌水定额和净灌溉定额。旱作灌区非充分灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例1、当进入田间的实际亩均灌水量小于分析计算的净灌溉定额时，认为进入田间的实际灌水量就是净灌溉用水量，可对作物不同生育期的实际灌水次数进行典型样点调查，统计得到相应生育期的净灌溉用水量。若无观测条件，则可用作物净灌溉定额乘以折减系数，计算得出非充分灌溉时的亩均净灌溉用水量。折减系数根据各地实际灌水情况或非充分灌溉资料，由专家经验确定。旱作灌区非充分灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例2、当进入田间的实际亩均灌水量大于计算的净灌水定额时，以计算的净灌水定额作为实际净灌水定额，调查相应作物生育阶段实际灌水次数，据此计算作物的亩均净灌溉用水量。

旱作灌区非充分灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例非充分灌溉第一种情况计算示例：某灌区以旱作为主，灌区主要作物包括春小麦、春玉米、棉花三种，2005年各作物的实灌面积分别为21、15和5万亩。经过统计，已知2005年灌区的毛灌溉用水量为2.154亿m3。调查研究表明，由于该灌区农业用水缺乏，灌溉方式采用非充分灌溉进行，即基本上在作物不同的生育期都给予灌溉，但是每次的灌溉水量都小于充分灌溉的灌水定额。

旱作灌区非充分灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例假设经过对灌区典型田块进行田间灌溉试验观测，得出2005年灌区各种作物的各次田间实际灌溉水量都小于计算的作物需水量，得到三种作物全生育期的灌溉水量分别为316mm、467mm和479m。试算灌区2005年的灌溉水利用率。三、首尾测算分析法计算示例计算过程：

将观测的各次实际田间灌水量和计算的净灌水定额进行比较，若每次实际的田间灌水量均小于计算的相应时段的净灌水定额，在这种灌溉情况下，认为田间水利用系数为1，进入田间的水量全部被作物利用，非充分灌溉水量即为净灌溉用水量。根据作物实灌面积和相应的净灌溉用水量计算灌区的净灌溉用水总量，计算过程如下表所示。旱作灌区非充分灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例计算得灌溉净灌溉用水总量为10691万m3。旱作灌区非充分灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例根据首尾法的计算原理，灌区的灌溉水利用率计算结果为：旱作灌区非充分灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例根据首尾法的计算原理，2005年灌区的灌溉水利用率计算结果为：旱作灌区非充分灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例在农田耕作中，许多地方采用两种作物或多种作物间作套种，如玉米与大豆，棉花与大豆等。对于作物套种情况下的测算原则如下：作物套种作物套种示例三、首尾测算分析法计算示例套种期间：在灌溉实践中，一般以满足主体作物的需水为主，净灌溉定额是根据满足主体作物需水要求确定的，即两种作物中，以需水量大的作物为基础制定灌溉制度。针对这种情况，根据当地灌溉实际，依据主体作物确定净灌溉定额，实灌面积以套种作物实灌面积计。作物套种示例三、首尾测算分析法计算示例非套种期间：根据前述方法，分析计算与典型调查相结合确定生长中作物的净灌溉用水量即可。作物套种示例三、首尾测算分析法计算示例计算示例：某灌区农业种植以冬小麦、春玉米为主，且有一定面积的套种。灌区实灌面积为50万亩，其中春小麦，玉米单种的面积分别为10万亩、16万亩，麦套玉米面积为24万亩。已知该灌区冬小麦和春玉米的生育期及2005年各生育期的灌水定额如下表14所示，2005年灌区毛灌溉用水总量为3.5亿m3，全灌区充分灌溉，试计算灌区2005年的灌溉水利用率。

作物套种示例三、首尾测算分析法计算示例作物套种示例三、首尾测算分析法计算示例计算过程：由于该灌区有套种，因此需要确定套种的灌溉定额。计算之前首先需要确定套种期间的主体作物。该灌区冬小麦和春玉米的套种期为4月21日至6月10日，根据测算原则，套种期间以净灌溉定额大或经济效益高的作为主体作物，在此期间冬小麦的灌水定额明显大于春玉米的灌水定额，因此主体作物确定为小麦。

作物套种示例三、首尾测算分析法计算示例非套种期间按照生长中的作物确定。注意2005年年初至2005年6月10日，为2004年种植的冬小麦的生育期，2005年10月6日至年末为2005年种植的冬小麦的生育期。计算结果如下表15所示，麦套玉米的净灌溉定额的计算结果为655mm。作物套种示例三、首尾测算分析法计算示例作物套种示例三、首尾测算分析法计算示例根据表15计算的净灌溉定额，结合灌区各种作物的实灌面积计算灌区净灌溉用水总量，如下表16所示。作物套种示例三、首尾测算分析法计算示例根据表中的计算结果，得灌区净灌溉用水总量为16887万m3，已知灌区的毛灌溉水量为3.5亿m3，根据首尾法的测算原则，可计算出灌区2005年的灌溉水利用率为：作物套种示例三、首尾测算分析法计算示例若灌区有洗碱要求，则在测算净灌溉用水量时必须考虑洗碱水量，洗碱过程中水量的漫溢视为损失量，不计入净灌溉用水量中。所需的洗碱渗漏量可根据灌区试验资料和生产经验科学合理的确定。灌区洗碱灌区具有洗盐要求三、首尾测算分析法计算示例测算原则：灌区有洗碱要求时，灌溉水利用率应按下式修正：式中：L为所必需的洗碱田间渗漏水量，mm；As为洗碱面积，亩；其它符号的意义同前。灌区具有洗盐要求三、首尾测算分析法计算示例计算示例：某灌区盐渍化严重，每年春耕之前都需要引水洗碱压盐。根据实验数据和经验进行统计分析，该灌区洗碱定额约150mm。灌区主要种植春小麦、春玉米和棉花三种作物，2005年三种作物的实灌面积分别为21，15和5万亩，需洗碱面积为16万亩。经过计算得出三种作物2005年的净灌溉定额分别为372mm、532mm和547mm，全灌区充分灌溉。2005年灌区毛灌溉用水总量为2.63亿m3。试计算灌区2005年的灌溉水利用率。灌区具有洗盐要求三、首尾测算分析法计算示例计算过程：根据测算原则，洗碱水量应该计入净灌溉用水总量当中。灌区2005年净灌溉用水总量的计算见表17。

灌区具有洗盐要求三、首尾测算分析法计算示例灌区具有洗盐要求三、首尾测算分析法计算示例计算得灌区净灌溉用水总量为13951万m3，灌区的毛灌溉水量为2.63亿m3，根据测算原则，灌区2005年的灌溉水利用率为：灌区具有洗盐要求三、首尾测算分析法计算示例在一些灌区中存在有大量的塘堰坝，这些塘堰坝与主体灌溉水源联合对灌区进行灌溉供水。塘堰坝的蓄水一部分来自拦蓄当地降雨产生的地表径流，有时还有一部分来自渠道的补水。因此在统计灌区毛灌溉用水总量时，应考虑将塘堰坝拦蓄降雨径流增加的供水量加进来。塘堰坝灌溉供水量按以下要求测算：塘渠结合塘渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例1、如果有实际塘堰坝灌溉供水量统计资料，则以统计资料为准，需要说明的是供水量中不应再包括灌区渠系引入塘堰坝的蓄水量。2、如果没有统计资料，应对2005年塘堰坝灌溉供水情况进行代表性典型调查，并依据调查结果进行估算。或根据以下提供的两种方法进行估算。塘渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例1、复蓄次数法式中：W为年内塘堰总供水量，万m3；N为年内堰塘能重复蓄满的次数（N值可根据当地情况进行确定；如无资料参考，则可根据以下原则选取N

值：一般年份（P=50%）N=2.0；中等干旱年（P=75%）N=1.5）；V为塘堰总有效库容（万m3）。塘渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例2、径流系数法式中：W为年内塘堰总供水量，万m3；a为年径流系数，可查水文手册，一般为0.2-0.6；P为年降水量（mm）；F为塘堰总集水面积（km）；为塘堰蓄水系数，考虑蒸发、渗漏、弃水等，取值0.5-0.7。塘渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例计算示例：某灌区内有大量的塘堰坝等小型蓄水工程，与灌区的骨干渠系系统结合进行农业灌溉。经过统计，灌区塘堰坝总数为34563个，总集水面积约为100km2。该灌区主要种植双季水稻，实灌面积40万亩，2005年双早稻和双晚稻的净灌溉定额分别为320mm和375mm。灌溉渠系系统2005年引水总量为3.63亿m3。2005年该灌区总降雨量为1200mm。根据水文手册查得当地年径流系数为0.42。塘堰坝的蓄水系数约为0.6左右。试计算灌区2005年的灌溉水利用率。塘渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例计算过程：根据测算原则，对于这类灌区，塘堰坝拦蓄的地表径流要计入毛灌溉用水总量中。计算过程分为两步，首先计算灌区的净灌溉用水总量，如下表18所示，可知全灌区净灌溉用水总量为18533万m3。

塘渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例

其次计算塘堰坝拦蓄雨水总量。根据灌区提供的信息有：根据径流系数法，灌区2005年塘堰坝拦蓄并提供给灌溉的总降雨径流量为：塘渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例渠系系统的总引水量为36300万m3，灌区2005年的毛灌溉用水总量等于渠系系统的引水总量加上塘堰坝拦蓄并提供给灌溉的总降雨径流量：塘渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例灌区净灌溉用水总量为18533万m3，毛灌溉水量为39324万m3

，根据测算原则，灌区2005年的灌溉水利用率为：塘渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例测算原则：1、在有些灌区，采用井渠双灌，井灌区和渠灌区交错重叠，同时利用渠水和井水灌溉，无法明确区分。对于这种情况，则将灌溉系统作为一个整体进行灌溉水利用率的测算。分别统计井灌提水量和渠灌引水量，以两者之和作为灌区总的灌溉用水量，灌溉水利用率则为：井渠结合井渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例式中：和分别为渠灌和井灌的年灌溉毛用水量，m3；其它符号意义同前。井渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例2、有些渠灌区中包含有井灌面积，但两者相对独立，这种情况下井灌和渠灌应作为两种类型分别单独计算，不采用以上方法。

井渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例井灌区和渠灌区交互重叠计算示例：某灌区采用井渠结合的方式进行灌溉，同一灌溉面积上井灌和渠灌结合进行，每年约2－3次采用渠灌引水方式进行灌溉，其余皆通过井灌提水的方式利用地下水进行灌溉。灌区作物以春小麦、春玉米和棉花为主，实灌面积分别为25万亩、19万亩和6万亩。2005年各作物的净灌溉定额分别为372mm、532mm和547mm，全灌区充分灌溉。灌区2005年渠道的总引水量为2.23亿m3。井灌提水灌溉总量为0.78亿m3。试计算灌区的灌溉水利用率。井渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例计算过程：由于该灌区井灌和渠灌无法明显分开，因此这种情况下应将灌区的灌溉系统视为一个整体计算灌溉水利用率。首先计算灌区的净灌溉用水总量，如表19所示。井渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例计算得灌区2005年净灌溉用水总量为15127万m3。井渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例其次计算灌区毛灌溉用水总量，根据测算原则，灌区毛灌溉用水总量应该包括渠灌引水总量和井灌提水总量，即：井渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例因此灌区2005年的灌溉水利用率为：井渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例井灌区和渠灌区相对独立的计算示例：某灌区采用井渠结合的方式进行灌溉。井灌区和渠灌区相对独立，仅有少量重叠。根据统计，灌区渠灌实灌面积约35万亩，井灌实灌面积约15万亩。灌区作物种植以春小麦、春玉米和棉花为主，2005年各作物的净灌溉定额分别为372mm、532mm和547mm，全灌区充分灌溉。井灌区和渠灌区各作物的实灌面积见表20所示。井渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例根据统计资料，渠灌区2005年的渠道引水总量为2.23亿m3。井灌区提水灌溉总量为0.78亿m3。试计算灌区的灌溉水利用率。井渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例计算过程：由于灌区的井灌区和渠灌区相对独立，这种情况下应该分别计算渠灌区和井灌区的灌溉水利用率。首先计算井灌区和渠灌区的净灌溉用水总量。如表21和表22所示。井渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例井渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例经过计算，得渠灌区净灌溉用水总量为10640万m3，渠灌区毛灌溉用水总量为2.23亿m3，因此灌区渠灌区的灌溉水利用率为：井渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例井灌区的净灌溉用水总量为4487万m3，又井灌区的毛灌溉用水总量为0.78亿m3，因此计算得该灌区井灌区的灌溉水利用率为：井渠结合灌溉示例三、首尾测算分析法计算示例某灌区以旱作为主，2005年度该灌区降雨和水源来水情况接近一般年份。该灌区灌溉情况和作物种植情况复杂：由于灌区盐渍化严重，每年农耕之前需引水洗碱压盐；灌区主要作物包括水稻、春小麦、春玉米、棉花四种，且春小麦和春玉米有一定面积的套种。综合示例综合示例三、首尾测算分析法计算示例灌区的灌溉系统除骨干渠系系统之外，尚分布有一定的塘堰坝辅助农业灌溉。由于灌溉水源不足，除引用地表水水源进行灌溉之外，该灌区还利用区域内的地下水进行井灌，同一灌溉面积上井灌和渠灌结合进行；由于灌溉水量不足，灌区还有部分非充分灌溉面积。综合示例三、首尾测算分析法计算示例根据统计和计算分析，该灌区2005年水稻、春小麦、春玉米、棉花、麦套玉米的实灌面积以及作物充分灌溉、非充分灌溉的净灌溉用水量如下表23所示。

综合示例三、首尾测算分析法计算示例综合示例三、首尾测算分析法计算示例

灌区2005年骨干渠系系统引水58769万m3，井灌提水总量为18563万m3。塘堰坝拦蓄的降雨径流量为4890万m3。该灌区2005年洗碱面积为16万亩，根据测算，洗碱定额约为150mm（合100方/亩）。试计算该灌区2005年的灌溉水利用率。综合示例三、首尾测算分析法计算示例计算思路：首尾测算分析法的计算要点是根据灌区的净灌溉用水总量和毛灌溉用水总量的比值确定灌区的灌溉水利用率。因此计算过程分为三步，一是确定灌区的净灌溉用水总量，二是确定灌区的毛灌溉用水总量，三是计算灌区的灌溉水利用率。计算过程如下：综合示例三、首尾测算分析法计算示例1、净灌溉用水总量的确定灌区净灌溉用水总量包括提供给作物蒸发蒸腾需要的灌溉用水量（分充分灌溉和非充分灌溉两类）以及洗碱水量，计算过程见表24所示。综合示例三、首尾测算分析法计算示例该灌区2005年净灌溉用水总量为：（万m3）综合示例三、首尾测算分析法计算示例2、毛灌溉用水总量的确定灌区毛灌溉用水总量包括骨干渠系系统的引水总量、塘堰坝拦蓄的当地降雨产生的地表径流量以及井灌提水量，计算如下表25所示：综合示例三、首尾测算分析法计算示例该灌区2005年毛灌溉用水总量为：（万m3）综合示例三、首尾测算分析法计算示例3、灌区灌溉水利用率的确定根据首尾测算分析法的计算公式，得该灌区2005年灌溉水利用率为：综合示例三、首尾测算分析法计算示例省灌溉水利用率:

是指全省净灌溉用水总量与毛灌溉用水总量的比值。在已知各灌区灌溉水利用率和灌溉用水量的情况下，全省灌溉水利用率计算公式为：四、全省灌溉水利用率平均值估算示例式中：为第i个灌区的灌溉水利用率，％；为第i个灌区的灌溉用水量，万m3；为全省毛灌溉用水总量，万m3。四、全省灌溉水利用率平均值估算示例省灌溉水利用率平均值计算公式然而受资料和实际条件限制，各省不可能对每个灌区的灌溉水利用率逐一测算，因此应以典型样点灌区测算值为基础依据，按不同灌溉类型分类计算其灌溉水利用率平均值，然后据此求取全省数据。四、全省灌溉水利用率平均值估算示例以大型灌区为例，如果典型样点灌区包括了工程状况和管理水平“好”、“中”、“差”三类情况，三类情况典型样点灌区测算的灌溉水利用率平均值分别为、、，则大型灌区灌溉水利用率的平均值为：四、全省灌溉水利用率平均值估算示例式中：、、分别为大型灌区“好”、“中”、“差”类灌区的年毛灌溉用水总量，万m3。中、小型灌区和纯井灌区的灌溉水利用率平均值也参照此方法推算，由此得到全省大、中、小型灌区和纯井灌区的灌溉水利用率均值四、全省灌溉水利用率平均值估算示例如果限于条件，只对“中”类，即代表全省大型灌区工程设施与管理水平平均状况的典型样点灌区进行了测算，则可以“中”类样点灌区的平均值作为全省大型灌区灌溉水利用率的平均值。

四、全省灌溉水利用率平均值估算示例全省灌溉水利用率平均值根据大、中、小型灌区和纯井灌区灌溉用水量加权平均得出，计算公式如下：式中：、、、分别为全省大、中、小型灌区和纯井灌区灌溉用水量，万m3。四、全省灌溉水利用率平均值估算示例某省经过调查，省内灌区总有效灌溉面积2980万亩。经过统计，全省有大型灌区16个，中型灌区121个，小型灌区1576个。纯井灌区有效灌溉面积558万亩，井数13337眼，具体情况如下表26所示。推算示例：四、全省灌溉水利用率平均值估算示例6.4全省灌溉水利用率平均值推算示例典型代表样点灌区的选择（见表26所示）：

大型灌区：该省大型灌区的总数目为16个，其中提水灌区11个，自流引水灌区5个，总有效灌溉面积830万亩。按照《技术方案》的要求，大型灌区的样点数不应少于大型灌区总数的10％，样点灌区现状有效灌溉面积不少于本省大型灌区总有效灌溉面积的20％，同时满足提水、自流引水每个类型至少取1个代表平均水平的灌区。因此选择时在大型灌区中选择2个样点灌区，占大型灌区总数的12.5％，其中提水1个，自流引水1个，均代表平均水平，两个灌区有效灌溉面积180万亩，占大型灌区总有效灌溉面积的22％，满足上述取样要求。四、全省灌溉水利用率平均值估算示例中型灌区：该省中型灌区的总数目为121个，其中提水灌区32个，自流引水灌区89个，总有效灌溉面积510万亩。按照《技术方案》的要求，样点灌区个数不应少于中型灌区总数的4％，同时满足，提水、自流引水每个类型至少选取1个代表该类型工程设施与管理水平平均状况的样点，样点灌区现状有效灌溉面积不少于本省中型灌区有效灌溉面积的20％。因此选择时在该省中型灌区中选择7个样点灌区，占中型灌区总数的6％，其中提水2个，自流引水5个，代表平均水平的样点灌区分别为2个和3个，样点灌区总有效灌溉面积130万亩，占全省中型灌区总有效灌溉面积的25％，满足上述取样要求。四、全省灌溉水利用率平均值估算示例小型灌区：该省小型灌区的总数目为1576个，其中提水灌区1231个，自流引水灌区345个，总有效灌溉面积1182万亩。按照《技术方案》的要求，样点灌区个数应该为小型灌区总数的0.5％左右，同时满足，提水、自流引水每个类型至少选取3个代表该类型的灌区。因此选择时在该省小型灌区中选择8个样点灌区，占小型灌区总数的0.5％，其中提水5个，自流引水3个，满足上述取样要求。四、全省灌溉水利用率平均值估算示例纯井灌区：纯井灌区以单井控制面积作为一个测算单元。《技术方案》要求选择代表不同类型（土渠、渠道防渗、低压管道、喷灌、微灌）平均水平的适宜数量的样点灌区测算，至少每个类型应选择3个样点。经过统计该省纯井灌区的总井眼数为13337个，总有效灌溉面积139万亩。本次取样分别为9、5、6、3、3个测算单元，满足上述取样要求。四、全省灌溉水利用率平均值估算示例假设根据统计，该省2005年所有灌区总引水量为160亿m3，其中不同大小和不同类型灌区的引水量统计结果如表27所示。样点灌区的引水量统计结果亦见表27。四、全省灌溉水利用率平均值估算示例四、全省灌溉水利用率平均值估算示例假设经过计算，该省样点大、中、小及井灌区灌溉水利用率的平均值计算结果分别为0.42％、0.45％、0.48％及0.60％，则根据以上表27的水量统计结果，可得该省灌区平均灌溉水利用率计算数据表（表28）如下：四、全省灌溉水利用率平均值估算示例根据测算原则，该省2005年全省灌溉水利用率为：四、全省灌溉水利用率平均值估算示例作物净灌溉定额的计算采用水量平衡原理确定。对于旱作物：对于水稻，净灌溉定额还需考虑泡田水量以及渗漏水量：五、作物净灌溉定额计算作物需水量的计算有效降雨量的计算地下水补给量的计算水稻泡田水量及渗漏量的计算五、作物净灌溉定额计算作物需水量:

是指作物在适宜的土壤水分和肥力水平下，经过正常生长发育，获得高产时的植株蒸腾、棵间蒸发以及构成植株体的水量之和。五、作物净灌溉定额计算影响因素：气象因子、作物因子、土壤水分状况、耕作栽培措施及灌溉方式等。目前估算方法大致三类：模系数法、直接计算法、参考作物法。五、作物净灌溉定额计算

参考作物法是由联合国粮农组织推荐并在国际上广泛应用的方法，具有较好的通用性和稳定性，估算精度也较高，国内80年代以来被广泛应用，效果较好，因此作为本次工作的推荐方法。五、作物净灌溉定额计算参考作物法是以高度一致、生长旺盛、完全覆盖地面而不缺水的绿色草地（8-15cm）的蒸发蒸腾量作为计算各种作物需水量的参照。五、作物净灌溉定额计算首先计算参考作物蒸发蒸腾量，然后利用作物系数进行修正，最终得到某种作物的需水量。即：式中：为作物全生育期的需水量，mm；为第阶段的需水量，mm；为第阶段的作物系数；为第阶段的参考作物蒸发蒸腾量，mm。五、作物净灌溉定额计算参考作物蒸发蒸腾量的计算参考作物蒸发蒸腾量采用1992年联合国粮农组织提出的最新修正彭曼－蒙特斯公式计算，计算时一般以日为时段进行。五、作物净灌溉定额计算参考作物蒸发蒸腾量的计算基础数据：日最高、最低气温；日最大、最小空气湿度或日平均空气湿度；净辐射量；计算地点海拔高程；风标高度和实际风速。五、作物净灌溉定额计算以上数据可由当地气象站点提供，若缺乏气象观测资料，可移用相邻地区或气候条件类似地区的气象资料。虽然彭曼－蒙特斯公式看似比较复杂繁琐，然而如果用计算机编程计算则比较简便。五、作物净灌溉定额计算参考作物蒸发蒸腾量的计算彭曼－蒙特斯公式：净辐射土壤热通量平均气温2m处风速饱和水气压实际水气压温度～饱和水汽压关系曲线在T处的切线斜率湿度表常数五、作物净灌溉定额计算各参数的意义：T为平均气温；五、作物净灌溉定额计算为饱和水气压；五、作物净灌溉定额计算五、作物净灌溉定额计算五、作物净灌溉定额计算的计算可参考：段爱旺等，北方地区主要农作物灌溉用水定额[M]，中国农业科学技术出版社，2004.8.李远华等，节水灌溉理论与技术[M],武汉大学出版社，1998.2.国家质监局、建设部，灌溉与排水工程设计规范[M],中国计划出版社，1999.3.五、作物净灌溉定额计算参考作物蒸发蒸腾量计算示例设某气象站提供如下2005/6/1-2005/6/10的逐日气象信息，且该气象站所处位置海拔高程为960m，试计算2005/6/1-2005/6/10的参考作物蒸发蒸腾量。五、作物净灌溉定额计算参考作物蒸发蒸腾量计算示例五、作物净灌溉定额计算参考作物蒸发蒸腾量计算示例计算过程：以6月2日为例计算该日的参考作物蒸发蒸腾量，则公式中各项参数的计算如下：平均气温的计算：

五、作物净灌溉定额计算参考作物蒸发蒸腾量计算示例饱和水汽压的计算：温度-饱和水汽压关系曲线上在T处的切线斜率的计算：

五、作物净灌溉定额计算参考作物蒸发蒸腾量计算示例实际水汽压的计算：

净辐射的计算：（已给出）

五、作物净灌溉定额计算参考作物蒸发蒸腾量计算示例土壤热通量的计算：

温度表常数的计算：

五、作物净灌溉定额计算2m高处平均风速的计算：（已给出）

参考作物蒸发蒸腾量的计算：

参考作物蒸发蒸腾量计算示例五、作物净灌溉定额计算参考作物蒸发蒸腾量计算示例同理可得2005年6月1日-2005年6月10日其他各日的参考作物蒸发蒸腾量的计算结果，如表：五、作物净灌溉定额计算作物系数的确定作物系数受土壤、气候、作物生长状况和管理方式等多种因素的影响，一般各地都通过灌溉试验确定，并给出逐时段（日、旬或月）的变化过程。五、作物净灌溉定额计算作物系数的确定例如：

五、作物净灌溉定额计算作物系数的确定对缺乏试验资料或试验资料不足的作物或地区，可利用FAO（联合国粮农组织）推荐的84种作物的标准作物系数和修正公式（FAO-56，1998），并依据当地气候、土壤、作物和灌溉条件对其进行修正。五、作物净灌溉定额计算作物系数的确定

FAO推荐采用分段单值平均法确定作物系数，即把全生育期的作物系数变化过程概化为4个阶段，并分别采用3个作物系数值予以表示。

五、作物净灌溉定额计算作物系数的确定时段平均作物系数变化过程

五、作物净灌溉定额计算作物系数的确定时段平均作物系数变化过程五、作物净灌溉定额计算作物系数的确定可参考：Allen,R.G.,M.Smith,W.O.PruittandL.S.Pereira.(1996).ModificationstotheFAOcropcoefficientapproach.In:Camp,C.R.,E.J.Sadler,andR.E.Yoder(eds)EvapotranspirationandIrrigationScheduling(Proceed.Int.Conf.,SanAntonio,Nov.1996),ASAE,St.Joseph:124~132段爱旺等，北方地区主要农作物灌溉用水定额[M]，中国农业科学技术出版社，2004.8..联合国粮食及农业组织，作物需水量[M],联合国粮农组织出版处，1977.五、作物净灌溉定额计算作物需水量的计算示例假设西北某地区玉米分月的作物系数及2005年分月累计ET0如下所示，试计算该地区玉米的需水量。五、作物净灌溉定额计算作物需水量的计算示例计算过程：参考作物蒸发蒸