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摘 要：该文应用作物系数法推求水稻需水量进而确定灌溉定额，综合考虑当地影响灌概用水的气象因素，计算精度较高。采用长系列法对大隆灌区水稻进行灌溉制度设计，其成果可以作为大隆灌区其他作物规划设计的重要依据，对大中型灌区灌溉制度设计具有一定的参考价值。
关键词：作物系数法；灌溉定额；灌溉制度；大隆灌区；水稻
中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）02-0124-02
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。灌水定额即某一次灌水时农田的灌水量，与作物、土壤持水量、灌溉面积和可利用的灌水时间等有关。作物需水量是反映一个地区、一种作物为维持正常的生长发育及生产环境所需要的水量需求，是确定灌水定额的基础，通常采用作物系数法推求。
1 作物系数法
作物系数法确定作物需水量通常先计算参照作物腾发量[ETo]，再分别乘以主要作物的作物系数。参照作物腾发量的主要影响因素是气象因素，本研究采用1990年国际粮推荐的彭曼—蒙蒂斯（Penman-Mollteitll）方法，其表达形式如下：
[ETo=0.408Δ（Rn-G）+γ900T+273U2（es-ea）Δ+γ（1+0.34U2）]
式中：[ETo]为参照作物腾发量（mm）；[Rn]为冠层表而净辐射（MJ/m2·d）；G为土壤热通量（MJ/m2·d）；T为平均气温（℃）；[es]为饱和水汽压（kPa）；[ea]为实际水汽压（kPa）；[Δ]为饱和水汽压—气温关系曲线在T处的切线斜率（kPa/℃）；[γ]为湿度计常数（kPa/℃）；[U2]为2m高处的风速（m/s）。
可根据研究地资料情况采用日、旬或月为基本单元，计算作物生育期每天的參照作物腾发量。根据海南省试验站的实验成果，水稻的作物系数如表1所示。
2 水稻灌溉定额计算
水稻灌溉用水量分为泡田期和生育期2个阶段，其中泡田期的灌溉用水量采用如下公式确定：
[M1=0.667（ho+S1+e1t1-P1）]
式中：[M1]表示泡田期用水量（m3/hm2]；表示插秧时田面所需的水层深度（m）；[S1]表示泡田期渗漏量，即开始泡田到插秧期间的总渗漏量（mm）；[t1]表示泡田期日数；[e1]表示[t1]时期内水田田面平均蒸发强度（mm/d），可用水面蒸发强度代替；[P1]表示t1时期内的降雨量（mm）。
生育期灌溉用水包括生育期耗水和田间渗漏，生育期耗水采用如下水量平衡方程计算灌水量：
[h2=h1+P+m-WC-d]
式中：h1、h2分别表示时段初、时段末的田面水层深度；P表示时段内降雨量；d表示时段内排水量；m表示时段内灌水量；WC表示时段内田间耗水量。三亚的土质为砂质粘土，田间渗漏量早稻按1.7mm/d计列，晚稻按1.4mm/d计列。
具体计算时采用的水稻各生育阶段起止日期及田间水层设计深度表如表2、3所示。
3 水稻灌溉制度设计
三亚市大隆灌区位于海南岛南端的三亚市西部，灌区范围内总灌溉面积0.832万hm2，其中水田为主要耕地类型，水稻的灌溉用水量又占有举足轻重的地位。因此，选取本次灌溉制度设计的主要代表作物为水稻（双造早、晚稻，三造早、晚稻）。ET0计算过程中采用1959—2014年共56年三亚气象站数据的观测结果，水稻灌溉制度分别对本田期、秧田期、泡田期进行设计，按照水量平衡原理进行逐旬长系列计算，根据综合灌溉定额的频率选出90%保证率下年份为1991年，并将此灌溉定额与邻近地区设计成果进行比较分析，确定1991年的灌水分配过程最不利，因此确定1991年的水稻灌溉制度作为设计灌溉制度，设计双造早稻灌溉定额为560mm，双造晚稻灌溉定额为140mm，三造早稻灌溉定额为500mm，三造晚稻灌溉定额为100mm。大隆灌区水稻（双造早、晚稻，三造早、晚稻）灌溉制度详见表4。
4 结语
采用作物系数法推求三亚大隆灌区的水稻灌溉定额，综合考虑影响灌溉用水的气象因素，计算分析所得的灌溉定额其有较好的规律性和代表性。长系列法设计大隆灌区水稻的灌溉制度精度更高、更能准确的反映灌区的实际缺水过程，其成果可以作为大隆灌区其他作物规划设计的重要依据，同时本文研究成果对大中型灌区灌溉制度设计具有一定的参考价值。
参考文献
[1]郑世宗，柯惠英，陈雪.应用彭曼法推求水稻灌溉定额的分析[J].浙江水利科技，2003（02）：55-56.
[2]葛旭峰，徐莉平.龙塘水库灌区旱作物长系列灌溉制度设计分析[J].水利规划与设计，2017，12（15）：51-57.
[3]郭元裕.农田水利学[M].北京：水利电力出版社，1992.
[4]GB50288-1999.灌溉与排水设计规范[S].1999.
[5]SL13-2004，灌溉试验规范[S].2004.
[6]陈玉民，郭国双，王广兴，等.中国主要作物需水量与灌溉[M].北京：水利电力出版社，1995.
[7]三亚市水利水电勘测设计院.海南省宁远河大隆灌区工程可行性研究报告[R].三亚：三亚市水利水电勘测设计院，2008：7-9.
[8]中国水利水电科学研究院.海南省主要作物灌溉用水定额分析[R].北京：中国水利水电科学研究院，2004：1-6.
（责编：张宏民）
关键词：作物系数法；灌溉定额；灌溉制度；大隆灌区；水稻
中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）02-0124-02
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。灌水定额即某一次灌水时农田的灌水量，与作物、土壤持水量、灌溉面积和可利用的灌水时间等有关。作物需水量是反映一个地区、一种作物为维持正常的生长发育及生产环境所需要的水量需求，是确定灌水定额的基础，通常采用作物系数法推求。
1 作物系数法
作物系数法确定作物需水量通常先计算参照作物腾发量[ETo]，再分别乘以主要作物的作物系数。参照作物腾发量的主要影响因素是气象因素，本研究采用1990年国际粮推荐的彭曼—蒙蒂斯（Penman-Mollteitll）方法，其表达形式如下：
[ETo=0.408Δ（Rn-G）+γ900T+273U2（es-ea）Δ+γ（1+0.34U2）]
式中：[ETo]为参照作物腾发量（mm）；[Rn]为冠层表而净辐射（MJ/m2·d）；G为土壤热通量（MJ/m2·d）；T为平均气温（℃）；[es]为饱和水汽压（kPa）；[ea]为实际水汽压（kPa）；[Δ]为饱和水汽压—气温关系曲线在T处的切线斜率（kPa/℃）；[γ]为湿度计常数（kPa/℃）；[U2]为2m高处的风速（m/s）。
可根据研究地资料情况采用日、旬或月为基本单元，计算作物生育期每天的參照作物腾发量。根据海南省试验站的实验成果，水稻的作物系数如表1所示。
2 水稻灌溉定额计算
水稻灌溉用水量分为泡田期和生育期2个阶段，其中泡田期的灌溉用水量采用如下公式确定：
[M1=0.667（ho+S1+e1t1-P1）]
式中：[M1]表示泡田期用水量（m3/hm2]；表示插秧时田面所需的水层深度（m）；[S1]表示泡田期渗漏量，即开始泡田到插秧期间的总渗漏量（mm）；[t1]表示泡田期日数；[e1]表示[t1]时期内水田田面平均蒸发强度（mm/d），可用水面蒸发强度代替；[P1]表示t1时期内的降雨量（mm）。
生育期灌溉用水包括生育期耗水和田间渗漏，生育期耗水采用如下水量平衡方程计算灌水量：
[h2=h1+P+m-WC-d]
式中：h1、h2分别表示时段初、时段末的田面水层深度；P表示时段内降雨量；d表示时段内排水量；m表示时段内灌水量；WC表示时段内田间耗水量。三亚的土质为砂质粘土，田间渗漏量早稻按1.7mm/d计列，晚稻按1.4mm/d计列。
具体计算时采用的水稻各生育阶段起止日期及田间水层设计深度表如表2、3所示。
3 水稻灌溉制度设计
三亚市大隆灌区位于海南岛南端的三亚市西部，灌区范围内总灌溉面积0.832万hm2，其中水田为主要耕地类型，水稻的灌溉用水量又占有举足轻重的地位。因此，选取本次灌溉制度设计的主要代表作物为水稻（双造早、晚稻，三造早、晚稻）。ET0计算过程中采用1959—2014年共56年三亚气象站数据的观测结果，水稻灌溉制度分别对本田期、秧田期、泡田期进行设计，按照水量平衡原理进行逐旬长系列计算，根据综合灌溉定额的频率选出90%保证率下年份为1991年，并将此灌溉定额与邻近地区设计成果进行比较分析，确定1991年的灌水分配过程最不利，因此确定1991年的水稻灌溉制度作为设计灌溉制度，设计双造早稻灌溉定额为560mm，双造晚稻灌溉定额为140mm，三造早稻灌溉定额为500mm，三造晚稻灌溉定额为100mm。大隆灌区水稻（双造早、晚稻，三造早、晚稻）灌溉制度详见表4。
4 结语
采用作物系数法推求三亚大隆灌区的水稻灌溉定额，综合考虑影响灌溉用水的气象因素，计算分析所得的灌溉定额其有较好的规律性和代表性。长系列法设计大隆灌区水稻的灌溉制度精度更高、更能准确的反映灌区的实际缺水过程，其成果可以作为大隆灌区其他作物规划设计的重要依据，同时本文研究成果对大中型灌区灌溉制度设计具有一定的参考价值。
参考文献
[1]郑世宗，柯惠英，陈雪.应用彭曼法推求水稻灌溉定额的分析[J].浙江水利科技，2003（02）：55-56.
[2]葛旭峰，徐莉平.龙塘水库灌区旱作物长系列灌溉制度设计分析[J].水利规划与设计，2017，12（15）：51-57.
[3]郭元裕.农田水利学[M].北京：水利电力出版社，1992.
[4]GB50288-1999.灌溉与排水设计规范[S].1999.
[5]SL13-2004，灌溉试验规范[S].2004.
[6]陈玉民，郭国双，王广兴，等.中国主要作物需水量与灌溉[M].北京：水利电力出版社，1995.
[7]三亚市水利水电勘测设计院.海南省宁远河大隆灌区工程可行性研究报告[R].三亚：三亚市水利水电勘测设计院，2008：7-9.
[8]中国水利水电科学研究院.海南省主要作物灌溉用水定额分析[R].北京：中国水利水电科学研究院，2004：1-6.
（责编：张宏民）