本發(fā)明涉及灌溉用水效率評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及兩種長(zhǎng)藤結(jié)瓜灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)的計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

灌溉水有效利用系數(shù)是我國(guó)最嚴(yán)格水資源管理制度與節(jié)水型社會(huì)建設(shè)的重要考核指標(biāo)。灌溉水有效利用系數(shù)指某一時(shí)期灌入田間可被作物利用的水量與水源地灌溉取水總量的比值，能反映灌區(qū)內(nèi)降雨、土壤水、地下水和地表水等綜合利用程度。《水利改革發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出到2020年農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提高到0.55以上。

國(guó)內(nèi)普遍采用首尾測(cè)算分析法和典型渠段測(cè)量法計(jì)算灌溉水有效利用系數(shù)。首尾測(cè)算分析法是直接測(cè)量田間實(shí)際凈灌溉用水量和統(tǒng)計(jì)灌區(qū)從水源引入的毛灌溉用水量，其比值即反映灌溉用水效率，并以年為周期進(jìn)行計(jì)算。典型渠段測(cè)量法是選擇具有代表性的典型渠道測(cè)量流量及水量，計(jì)算各級(jí)渠道的渠道水利用系數(shù)，再根據(jù)渠系布置形式、越級(jí)現(xiàn)象和回歸水利用等對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正。長(zhǎng)藤結(jié)瓜灌區(qū)大中小型水庫(kù)、塘堰、泵站等水源工程種類數(shù)量繁多，多水源多用戶調(diào)度復(fù)雜，輸配水分區(qū)縱橫交錯(cuò)。目前首尾測(cè)算分析法對(duì)于塘堰的灌溉供水量采用的是經(jīng)驗(yàn)值，不同的水文年型均取用同一值，難以反映年際之間的變化；典型渠段測(cè)量法按干支斗農(nóng)各級(jí)渠道水利用系數(shù)相乘法計(jì)算，則因渠道級(jí)數(shù)多、干渠長(zhǎng)可能導(dǎo)致渠系水利用系數(shù)偏低；兩者均不利于長(zhǎng)藤結(jié)瓜灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)的考核與評(píng)估。

國(guó)際水管理研究院(iwmi)從水資源利用的角度提出了新的灌溉水利用效率評(píng)價(jià)理念，perry基于水資源管理的觀點(diǎn)提出了考慮回歸水重復(fù)利用的灌溉水利用效率指標(biāo)。這些指標(biāo)的理論及概念嚴(yán)謹(jǐn)合理，但在我國(guó)應(yīng)用的過(guò)程中存在一些問(wèn)題，由于灌區(qū)數(shù)據(jù)積累不夠豐富，取用水監(jiān)測(cè)體系不健全，指標(biāo)中的一些要素難以確定。

因此，需要研究和探討適合長(zhǎng)藤結(jié)瓜灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)的計(jì)算方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供基于水量平衡的長(zhǎng)藤結(jié)瓜灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)的計(jì)算方法，能科學(xué)合理的反映南方灌區(qū)的灌溉用水效率。

長(zhǎng)藤結(jié)瓜灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)的計(jì)算方法包括水平衡首尾法和水平衡渠段法。

本發(fā)明提供一種長(zhǎng)藤結(jié)瓜灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)的計(jì)算方法，具體為水平衡首尾法，包括以下步驟：

步驟1，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查勘和調(diào)查分析，收集灌區(qū)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)值，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括氣象資料、水庫(kù)的灌溉供水量w庫(kù)、作物系數(shù)kc和灌區(qū)灌溉面積s灌，經(jīng)驗(yàn)值包括田間滲漏量s、泡田定額mo、地下水利用量g和降雨入滲系數(shù)α；

步驟2，根據(jù)灌區(qū)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)值，計(jì)算灌區(qū)的凈灌水量w凈：

步驟3，從灌區(qū)選取典型區(qū)域，計(jì)算灌區(qū)塘堰攔蓄降雨和地表徑流提供的灌溉水量w塘：

式中，典型區(qū)域的面積s典，灌區(qū)灌溉面積s灌，塘堰攔蓄降雨和地表徑流提供的灌溉水量w典塘，若典型區(qū)域只由塘堰供水灌溉，則w典塘采用計(jì)算，若典型區(qū)域有渠道對(duì)塘堰的補(bǔ)給，則w典塘采用計(jì)算，其中第m天的塘堰的供水量wm，wm＝vm-vm+1-(et塘+s塘)，第m天的塘堰水量vm，第m+1天的塘堰水量vm+1，塘堰日均蒸發(fā)量et塘，塘堰日均滲漏量s塘，et塘+s塘＝(vk-vk-n)/n，塘堰水位緩慢下降階段的起始水量vk，連續(xù)n天塘堰水位緩慢下降的終止水量vk-n，塘堰補(bǔ)水量w渠；

步驟4，計(jì)算灌溉水有效利用系數(shù)η，

灌溉水有效利用系數(shù)η等于整個(gè)灌區(qū)的凈灌水量w凈與整個(gè)灌區(qū)的毛灌水量w毛的比值，其中整個(gè)灌區(qū)的毛灌水量w毛＝w塘+w庫(kù)，整個(gè)灌區(qū)塘堰攔蓄降雨和地表徑流提供的灌溉水量w塘，整個(gè)灌區(qū)水庫(kù)的灌溉供水量w庫(kù)。

上述步驟2中，灌區(qū)的凈灌水量w凈的計(jì)算過(guò)程如下：

①根據(jù)氣象資料利用彭曼公式計(jì)算參考作物騰發(fā)量et0，通過(guò)作物系數(shù)kc與參考作物騰發(fā)量et0乘積得到實(shí)際騰發(fā)量etc；②根據(jù)作物生育期內(nèi)的降雨量p與降雨入滲系數(shù)α乘積得到生育期有效降雨量pe；③根據(jù)m凈＝etc+s+mo-pe-g計(jì)算凈灌溉定額m凈，其中作物的實(shí)際騰發(fā)量etc、生育期有效降雨量pe、田間滲漏量s、泡田定額mo、地下水利用量g，再根據(jù)w凈＝m凈×s灌計(jì)算灌區(qū)的凈灌水量w凈，s灌為灌區(qū)的灌溉面積。

上述步驟3中，若典型區(qū)域內(nèi)的灌溉用水只來(lái)源于塘堰，需記錄各塘堰生育期內(nèi)每天的水位；若典型區(qū)域內(nèi)的渠道對(duì)塘堰補(bǔ)充水量，需記錄各塘堰生育期內(nèi)每天的水位和記錄塘堰補(bǔ)水量w渠。

上述步驟3中，通過(guò)谷歌地球測(cè)量每個(gè)塘堰的表面積，通過(guò)每個(gè)塘堰的表面積與水位的乘積計(jì)算每個(gè)塘堰的容積。

上述參考作物騰發(fā)量et0采用彭曼公式計(jì)算：

式中，rn為太陽(yáng)凈輻射，以蒸發(fā)的水層深度計(jì)，mm/d，可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，從有關(guān)表格中查得或用輻射平衡表直接測(cè)??；q為土壤熱通量，w/m²；γ為濕度計(jì)常數(shù)，γ＝0.66hpa/℃；t為2m高處日平均氣溫，℃；u2為2m高處風(fēng)速，m/s；ea為飽和水汽壓，pa；ed為實(shí)際水汽壓，pa；δ為飽和水汽壓濕度曲線斜率。

本發(fā)明還提供另一種長(zhǎng)藤結(jié)瓜灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)的計(jì)算方法，具體為水平衡渠段法，包括以下步驟：

步驟1，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查勘和調(diào)查分析，收集灌區(qū)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括水庫(kù)的灌溉供水量w庫(kù)和灌區(qū)灌溉面積s灌；

步驟2，從灌區(qū)選擇典型田塊，計(jì)算田間水有效利用系數(shù)η田；

步驟3，計(jì)算塘堰供水比pt：

式中，水庫(kù)的灌溉供水量w庫(kù)，灌區(qū)塘堰攔蓄降雨和地表徑流提供的灌溉水量w塘計(jì)算過(guò)程如下，

式中，典型區(qū)域的面積s典，灌區(qū)灌溉面積s灌，塘堰攔蓄降雨和地表徑流提供的灌溉水量w典塘，若典型區(qū)域只由塘堰供水灌溉，則w典塘采用計(jì)算，若典型區(qū)域有渠道對(duì)塘堰的補(bǔ)給，則w典塘采用計(jì)算，其中第m天的塘堰的供水量wm，wm＝vm-vm+1-(et塘+s塘)，第m天的塘堰水量vm，第m+1天的塘堰水量vm+1，塘堰日均蒸發(fā)量et塘，塘堰日均滲漏量s塘，et塘+s塘＝(vk-vk-n)/n，塘堰水位緩慢下降階段的起始水量vk，連續(xù)n天塘堰水位緩慢下降的終止水量vk-n，塘堰補(bǔ)水量w渠；

步驟4，計(jì)算渠系水利用系數(shù)η渠，

η渠＝η干η支η斗η農(nóng)η毛，

式中，η干、η支、η斗、η農(nóng)、η毛分別為干、支、斗、農(nóng)、毛級(jí)渠道的渠道水利用系數(shù)，

灌區(qū)的渠道一般包括干渠、支渠、斗渠、農(nóng)渠、毛渠等不同級(jí)別，根據(jù)根據(jù)灌區(qū)渠系的基本布局、渠系工程建設(shè)的基本情況、灌區(qū)的自然社會(huì)環(huán)境等，每級(jí)渠道均選擇具有代表性的典型渠段。在渠道放水灌溉期間，測(cè)量典型渠段上下游斷面的流量，計(jì)算單位長(zhǎng)度輸水損失率σ典，通過(guò)調(diào)研獲得渠道放水的實(shí)際長(zhǎng)度l，計(jì)算各級(jí)渠道的渠道水利用系數(shù)η渠道，各渠道水利用系數(shù)相乘即為渠系水利用系數(shù)η渠；

步驟5，計(jì)算灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)η：

η＝(1-pt)η渠η田+ptη泵η田，

式中，田間水有效利用系數(shù)η田，塘堰供水比pt，為水泵輸水效率η泵，渠系水利用系數(shù)η渠。

上述步驟2中，田間水有效利用系數(shù)η田的計(jì)算過(guò)程如下：

η田＝(m泡田+m生長(zhǎng))/m

式中，整個(gè)生育期末級(jí)渠道灌入田間的水量m；生長(zhǎng)期灌水定額m生長(zhǎng)，若灌水前田面有水層，m生長(zhǎng)1＝h1-h2，灌水結(jié)束后田面水深h1，灌水開始時(shí)田面水深h2，若灌水前田面無(wú)水層，m生長(zhǎng)2＝h1+h2，不考慮入滲的灌水深度h1，為灌溉過(guò)程中入滲的水量h2；泡田期灌水定額m泡田，m泡田＝10³γh(ω1－ω2)+h+(e+f)t-p，h為犁底層平均深度，cm；γ為犁底層內(nèi)的土壤容重，g/cm³；ω1為犁底層的土壤飽和含水量；ω2為犁底層泡田開始之前土壤平均含水量；h為插秧時(shí)所需的水層深度，mm；e為泡田期日均水面蒸發(fā)量，mm/d；f為泡田期日均滲漏量，mm/d；p為泡田期內(nèi)降水量，mm；t為泡田天數(shù)，d；泡田期日均滲漏量f＝z1-z2+p+e，z1為前一天水層水位，mm；z2為當(dāng)天的水層水位，mm；p為時(shí)段內(nèi)的降雨量，mm；e為e601蒸發(fā)皿水面蒸發(fā)量，mm。

上述步驟4中，各級(jí)渠道的渠道水利用系數(shù)η渠道的計(jì)算過(guò)程如下：

η渠道＝1-σ渠道l渠，

l渠為該級(jí)渠道的行水長(zhǎng)度，σ渠道為渠道平均單位長(zhǎng)度輸水損失率，l典i為某典型渠段的長(zhǎng)度，典型渠道單位長(zhǎng)度的輸水損失率σ典，σ典＝[k2+(k1-1)(1-k2)]δ典/l典，δ典＝1-q尾/q首，k1＝1+q尾/q首，典型渠段的輸水損失率δ典，典型渠段的長(zhǎng)度l典；輸水系數(shù)k1，渠首流量q首，渠尾出流流量q尾，分水系數(shù)k2。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

本發(fā)明的水平衡首尾法和水平衡渠段法，為長(zhǎng)藤結(jié)瓜灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)的計(jì)算提供了新思路，考慮了塘堰的灌溉作用，以水量平衡原理為基礎(chǔ)，并給出了具體試驗(yàn)方法，用于計(jì)算其攔蓄降雨和地表徑流提供的灌溉水量；對(duì)于水平衡渠段法，在傳統(tǒng)計(jì)算公式中加入了塘堰供水比。因此，本發(fā)明的兩種方法，能更科學(xué)合理地評(píng)價(jià)長(zhǎng)藤結(jié)瓜灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)，并具有可操作性。

本發(fā)明的水平衡首尾法和水平衡渠段法，從水量平衡的角度全面衡量了灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)，適用于水源復(fù)雜的長(zhǎng)藤結(jié)瓜灌區(qū)。兩種方法的計(jì)算結(jié)果可以互為參考，提高準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1為長(zhǎng)藤結(jié)瓜灌區(qū)的水平衡關(guān)系；

圖2為水平衡首尾法的測(cè)算方法的流程示意圖；

圖3為水平衡渠段法的測(cè)算方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，長(zhǎng)藤結(jié)瓜灌區(qū)的水平衡關(guān)系見(jiàn)圖1。

長(zhǎng)藤結(jié)瓜灌區(qū)的水平衡關(guān)系如圖1；圖1中wr-p為水庫(kù)補(bǔ)充塘堰的水量，m³；wr-f為從水庫(kù)直接進(jìn)入田間的水量，m³；wp為塘堰攔蓄的入流，m³；ep為塘堰水面蒸發(fā)，m³；sp為塘堰滲漏損失，m³；fp為塘堰出流，即超過(guò)塘堰最大容量的水量，m³；δwp為塘堰容量變化，m³；wp-f為塘堰灌溉供水量，m³；δwi為輸配水過(guò)程中損失的水量，m³。

由圖1可知，塘堰水量平衡公式：

w′r1-p+w′r2-p+wp＝ep+sp+fp+wp-f+δwp

水庫(kù)r1的灌溉供水量：

wr1＝wr1-f+wr1-p+wr1-r2

水庫(kù)r2的灌溉供水量：

wr2＝wr2-f+wr2-p

灌區(qū)的毛灌水量為灌入田間的水量和輸送過(guò)程中損失的水量，即

灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)η：

式中：η為灌溉水有效利用系數(shù)；w凈為凈灌水量，m³；w′r1-r2表示大型水庫(kù)對(duì)中小型水庫(kù)的補(bǔ)水量，一般有較詳細(xì)的資料；wr1+wr2-w′r1-r2為多水庫(kù)的灌溉供水量w庫(kù)，其中補(bǔ)充塘堰的水量來(lái)源于水庫(kù)，最終進(jìn)入田間，依據(jù)來(lái)源，把這部分水量劃分在水庫(kù)的供水量中；wp-ep-sp-fp-δwp為塘堰攔蓄降雨和地表徑流提供的灌溉水量w塘。

灌溉水有效利用系數(shù)η可簡(jiǎn)化為：

水平衡首尾法，見(jiàn)圖2，包括步以下步驟：

步驟1：通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查勘和調(diào)查分析，收集灌區(qū)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括：氣象資料、水庫(kù)的灌溉供水量w庫(kù)、作物系數(shù)kc、灌區(qū)灌溉面積s灌；根據(jù)灌區(qū)長(zhǎng)期觀測(cè)資料或者田間試驗(yàn)獲取經(jīng)驗(yàn)值，經(jīng)驗(yàn)值包括：田間滲漏量s、泡田定額mo、地下水利用量g、降雨入滲系數(shù)α；

步驟2：利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，計(jì)算灌區(qū)的凈灌水量w凈，進(jìn)一步包括如下步驟：

2.1根據(jù)氣象資料利用彭曼公式計(jì)算參考作物騰發(fā)量et0，再由作物系數(shù)kc計(jì)算作物的實(shí)際騰發(fā)量etc；

式中：et0為參考作物騰發(fā)量，mm；rn為太陽(yáng)凈輻射，以蒸發(fā)的水層深度計(jì)，mm/d，可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，從有關(guān)表格中查得或用輻射平衡表直接測(cè)??；q為土壤熱通量，w/m²；γ為濕度計(jì)常數(shù)，γ＝0.66hpa/℃；t為2m高處日平均氣溫，℃；u2為2m高處風(fēng)速，m/s；ea為飽和水汽壓，pa；ed為實(shí)際水汽壓，pa；δ為飽和水汽壓濕度曲線斜率。

etc＝kcet0(2)

式中：etc為作物的實(shí)際騰發(fā)量，mm；kc為作物系數(shù)

2.2根據(jù)降雨資料計(jì)算作物生育期內(nèi)的降雨量p，查找降雨入滲系數(shù)α，計(jì)算生育期有效降雨量pe；

pe＝αp(3)

式中：p為降雨量，mm；α為降雨入滲系數(shù)，與一次降雨量、降雨強(qiáng)度、降雨延續(xù)時(shí)間、土壤性質(zhì)、地面覆蓋及地形等因素有關(guān)。

2.3根據(jù)作物的實(shí)際騰發(fā)量etc、生育期有效降雨量pe、田間滲漏量s、泡田定額mo，利用水量平衡原理，計(jì)算凈灌溉定額m凈；

m凈＝etc+s+mo-pe-g(4)

式中：m凈為凈灌溉定額，mm；etc為作物的實(shí)際騰發(fā)量，mm；s為田間滲漏量，可通過(guò)試驗(yàn)等方式確定，mm；mo為泡田定額，可通過(guò)試驗(yàn)等方式確定，mm；pe為生育期有效降雨量，mm；g為地下水利用量，mm。

根據(jù)灌區(qū)的灌溉面積s灌計(jì)算凈灌水量w凈；

w凈＝m凈×s灌(5)

式中：w凈為凈灌水量，m³；s灌為灌溉面積，m²。

步驟3：通過(guò)塘堰水位觀測(cè)，計(jì)算整個(gè)灌區(qū)塘堰攔蓄降雨和地表徑流提供的灌溉水量w塘，進(jìn)一步包括如下步驟：

3.1從灌區(qū)選取典型區(qū)域，若典型區(qū)域內(nèi)的灌溉用水只來(lái)源于塘堰，每個(gè)塘堰均安裝水尺，記錄生育期內(nèi)每天的塘堰水位；若典型區(qū)域內(nèi)渠道對(duì)塘堰補(bǔ)充水量，則除需記錄生育期內(nèi)每天的塘堰水位外，還需在塘堰進(jìn)口安裝量水堰，記錄塘堰補(bǔ)水量w渠；

3.2通過(guò)谷歌地球測(cè)量典型區(qū)域內(nèi)每個(gè)塘堰的表面積si，

在觀測(cè)典型區(qū)域塘堰水位變化過(guò)程，發(fā)現(xiàn)其每日水位下降幅度遠(yuǎn)小于塘堰深度，故把塘堰容積近似當(dāng)做棱柱進(jìn)行計(jì)算：

vj＝si×hj(7)

式中：vj為第j天的塘堰水量，m³；hj為第j天的塘堰水位，m；si為第i個(gè)塘堰的表面積。

結(jié)合觀測(cè)的水位過(guò)程，計(jì)算區(qū)域內(nèi)塘堰日均蒸發(fā)量et塘、日均滲漏量s塘和典型區(qū)域塘堰攔蓄降雨和地表徑流提供的灌溉水量w典塘；

若連續(xù)n天塘堰水位緩慢下降，表明沒(méi)有發(fā)生降雨和灌溉，則塘堰減少的水量為塘堰滲漏和蒸發(fā)的水量：

et塘+s塘＝(vk-vk-n)/n(8)

式中：et塘為塘堰日均蒸發(fā)量，m³；s塘為塘堰日均滲漏量，m³；vk為塘堰水位緩慢下降階段的起始水量，m³；vk-n為連續(xù)n天塘堰水位緩慢下降的終止水量，m³；n表示這一階段的天數(shù)。式(8)右式表示在不發(fā)生降雨和灌溉階段，塘堰水位平均每天下降的水位，即為蒸發(fā)和滲漏的損失。

塘堰水位下降明顯則表明進(jìn)行了灌溉，其供水量為：

wm＝vm-vm+1-(et塘+s塘)(9)

式中：wm為第m天的塘堰的供水量，m³；vm表示第m天的塘堰水量，m³；vm+1表示第m+1天的塘堰水量，m³。

若選擇的典型區(qū)域只由塘堰供水灌溉，塘堰攔蓄降雨和地表徑流提供的灌溉水量：

式中：w典塘為典型區(qū)域塘堰攔蓄降雨和地表徑流提供的灌溉水量，m³。

若選擇的典型區(qū)域有渠道對(duì)塘堰的補(bǔ)給，塘堰攔蓄降雨和地表徑流提供的灌溉水量：

式中：w渠為典型區(qū)域內(nèi)渠道對(duì)塘堰補(bǔ)充的水量，m³。

3.3按照典型區(qū)域面積s典和灌區(qū)灌溉面積s灌的比值，把典型區(qū)域內(nèi)塘堰攔蓄降雨和地表徑流提供的灌溉水量w典塘換算成整個(gè)灌區(qū)塘堰攔蓄降雨和地表徑流提供的灌溉水量w塘

式中：w塘為整個(gè)灌區(qū)塘堰攔蓄降雨和地表徑流提供的灌溉水量，m³；s典為典型區(qū)域的面積，m³；s灌為灌區(qū)灌溉面積，m³。

步驟4：整個(gè)灌區(qū)的毛灌水量w毛計(jì)算如下：

w毛＝w塘+w庫(kù)(13)

式中：w毛為整個(gè)灌區(qū)的毛灌水量，m³；w庫(kù)為整個(gè)灌區(qū)水庫(kù)的灌溉供水量，m³。

步驟5：灌區(qū)的凈灌水量與毛灌水量的比值即為灌溉水有效利用系數(shù)。

式中：η為灌溉水有效利用系數(shù)；w凈為整個(gè)灌區(qū)的凈灌水量，m³。

水平衡渠段法，見(jiàn)圖3，包括以下步驟：

步驟1：通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查勘和調(diào)查分析，收集灌區(qū)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括水庫(kù)的灌溉供水量w庫(kù)和灌區(qū)的灌溉面積s灌；

步驟2，田間水有效利用系數(shù)

2.1根據(jù)地形部位、土壤類型、灌溉制度與方法等代表性方面從灌區(qū)選擇典型田塊，生育期內(nèi)進(jìn)行灌溉時(shí)用水管抽水灌溉，在水管末端安裝水表，記錄每次的灌水量，累加即為整個(gè)生育期內(nèi)末級(jí)渠道灌入田間的水量m；

2.2凈灌溉定額的計(jì)算以水稻為例，劃分為泡田期和生長(zhǎng)期進(jìn)行計(jì)算；

泡田期灌水定額為：

m泡田＝10³γh(ω1－ω2)+h+(e+f)t-p(15)

式中：h為犁底層平均深度，cm；γ為犁底層內(nèi)的土壤容重，g/cm³；ω1為犁底層的土壤飽和含水量；ω2為犁底層泡田開始之前土壤平均含水量；h為插秧時(shí)所需的水層深度，mm；e為泡田期日均水面蒸發(fā)量，mm/d；f為泡田期日均滲漏量，mm/d；p為泡田期內(nèi)降水量，mm；t為泡田天數(shù)，d；

其中，泡田期日均滲漏量的計(jì)算方法：

f＝z1-z2+p+e(16)

式中：z1為前一天水層水位，mm；z2為當(dāng)天的水層水位，mm；p為時(shí)段內(nèi)的降雨量，mm；e為e601蒸發(fā)皿水面蒸發(fā)量，mm。

水稻生長(zhǎng)期的灌水定額分為灌水前有水層和無(wú)水層，

若灌水前田面有水層：

m生長(zhǎng)1＝h1-h2(17)

式中：h1為灌水結(jié)束后田面水深，mm；h2為灌水開始時(shí)田面水深，mm；

若灌水前田面無(wú)水層：

m生長(zhǎng)2＝h1+h2(18)

式中：h1為不考慮入滲的灌水深度，mm；h2為灌溉過(guò)程中入滲的水量。

田間水有效利用系數(shù)：

η田＝(m泡田+m生長(zhǎng))/m(19)

式中：η田為田間水有效利用系數(shù)；m泡田、m生長(zhǎng)為泡田期、水稻生長(zhǎng)期的灌水定額，mm；m為整個(gè)生育期末級(jí)渠道灌入田間的水量，mm。

步驟3：計(jì)算整個(gè)灌區(qū)塘堰攔蓄降雨和地表徑流提供的灌溉水量w塘，w塘的計(jì)算方法同上述“水平衡首尾法”步驟3內(nèi)容；

根據(jù)水庫(kù)的灌溉供水量w庫(kù)計(jì)算塘堰供水比：

步驟4，灌區(qū)的渠道一般包括干渠、支渠、斗渠、農(nóng)渠、毛渠等不同級(jí)別，根據(jù)灌區(qū)渠系的基本布局、渠系工程建設(shè)的基本情況、灌區(qū)的自然社會(huì)環(huán)境等，每級(jí)渠道均選擇典型渠段；在渠道放水灌溉期間，用聲學(xué)多普勒流速剖面儀(acousticdopplercurrentprofilers,簡(jiǎn)稱adcp)測(cè)量渠段上下游斷面的流量，計(jì)算典型渠段的單位長(zhǎng)度輸水損失率：

σ典＝[k2+(k1-1)(1-k2)]δ典/l典(21)

δ典＝1-q尾/q首

k1＝1+q尾/q首(22)

式中：σ典為典型渠道單位長(zhǎng)度的輸水損失率；δ典為典型渠段的輸水損失率；l典為典型渠段的長(zhǎng)度，km；k1為輸水系數(shù)；q首為渠首流量，m³/s；q尾為渠尾出流流量，m³/s；k2為分水系數(shù)，因?qū)嶋H分水情況復(fù)雜，為便于推廣，假定渠道是線性均勻分水，取k2＝0.5。

渠道平均單位長(zhǎng)度輸水損失率σ渠道由典型渠道單位長(zhǎng)度的輸水損失率σ典和各典型渠段的長(zhǎng)度l典i加權(quán)平均得到：

式中：σ渠道為渠道平均單位長(zhǎng)度輸水損失率；l典i為某典型渠段的長(zhǎng)度，km。

通過(guò)調(diào)研獲得渠道放水的實(shí)際長(zhǎng)度，計(jì)算各級(jí)渠道的渠道水利用系數(shù)：

η渠道＝1-σ渠道l渠(24)

式中：η渠道為各級(jí)渠道的渠道水利用系數(shù)；l渠為該級(jí)渠道的行水長(zhǎng)度，考慮南方灌區(qū)渠系分布廣，一般是渠道的部分渠段通水，因此使用實(shí)際通水渠道長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，km。

各級(jí)渠道的渠道水利用系數(shù)均可通過(guò)式(24)得到，相乘即為渠系水利用系數(shù)：

η渠＝η干η支η斗η農(nóng)η毛(25)

式中：η渠為渠系水利用系數(shù)，η干、η支、η斗、η農(nóng)、η毛分別為干、支、斗、農(nóng)、毛級(jí)渠道的渠道水利用系數(shù)。

步驟5，計(jì)算灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)，進(jìn)一步包括如下步驟：

根據(jù)實(shí)地調(diào)研，南方長(zhǎng)藤結(jié)瓜灌區(qū)的塘堰水一般通過(guò)水泵或者農(nóng)渠灌入田間，農(nóng)渠的渠系水利用系數(shù)在步驟4中已獲得，水泵的輸水效率可由當(dāng)?shù)卣{(diào)研或者實(shí)驗(yàn)獲取，與田間水有效利用系數(shù)相乘，即為塘堰的灌溉效率，或者直接取經(jīng)驗(yàn)值0.9；水庫(kù)的灌水效率為渠系水利用系數(shù)與田間水有效利用系數(shù)的乘積；根據(jù)灌溉供水量把塘堰和水庫(kù)的灌水效率進(jìn)行加權(quán)，即為整個(gè)灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)。

η＝(1-pt)η渠η田+ptη泵η田(26)

式中：η泵為水泵輸水效率。

本發(fā)明的水平衡首尾法和水平衡渠段法，從水量平衡的角度全面衡量了灌區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)，適用于水源復(fù)雜的長(zhǎng)藤結(jié)瓜灌區(qū)。兩種方法的計(jì)算結(jié)果可以互為參考，提高準(zhǔn)確性。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。