1、全国水资源综合规划专题研究（73）,全国农业灌溉用水及 节水指标与标准研究 阶段成果汇报,国家节水灌溉工程技术研究中心(北京) 清 华 大 学 水 利 水 电 工 程 系 水 利 部 农 田 灌 溉 研 究 所 二四年七月,汇 报 提 纲,一、项目任务与总体框架 二、完成的主要工作 三、阶段研究成果 四、存在的问题和困难 五、下一步工作计划,一、项目任务与总体框架,1.1 目标根据“全国水资源综合规划”总体要求，通过现状调查、已有生产和科研成果的分析，研究一套以农业灌溉定额为主的农业用水及节水的指标与标准，为全国和各地区（流域）水资源综合规划中的农业需水预测和节水分析提供科学方法和依据。,一、
2、项目任务与总体框架,1.2 任务 （1）研究确定农业灌溉用水及节水的主要指标与标准体系，研究这些指标与标准的分析和计算方法，提出各分区农业用水及节水的指标与标准。 （2）专题研究成果用以指导各省和流域区在水资源规划中合理确定灌溉用水定额，从而对农业需水与节水潜力进行科学预测。 （3）应用研究成果，参与“全国水资源综合规划”中农业用水有关部分的汇总和分析。,1.3 研究范围与分区 分区：以214个水资源三级区为基本单元，结合农业和气象分区，综合确定研究分区方案 作物：以种植面积占总播种面积的比例大于5的主要灌溉作物为研究对象，以粮、棉作物为重点，包括灌溉的林、草和经济作物 规划水平年：现状200
3、0年；近期2010年中期2020年 ；远期2030年,一、项目任务与总体框架,1.4 主要研究和工作内容(1)专题研究：主要是基础性和方法型研究；(2)面上指导：编写“农业灌溉用水与节水规划技术细则”；(3)资料汇总与复核：参加全国水资源综合规划中农业需水与节水的汇总和综合分析工作。,一、项目任务与总体框架,1.5 专题研究内容,一、项目任务与总体框架,1.6 研究思路,一、项目任务与总体框架,1.7 预期成果,(1)专题研究报告：包括一个总报告和五个子专题研究报告； (2)技术指南：“农业灌溉用水与节水规划技术细则”； (3)全国农业灌溉用水及节水指标与标准数据库。,一、项目任务与总体框架,
4、二、完成的主要工作,2.1 课题分解和任务分工召开了课题承担单位会议，进行课题分解和任务分工，签订任务合同。2.2 方法研究和模型开发召开了2次研讨会，就农业用水指标体系和各指标的计算方法等统一了认识。开发了计算综合净灌溉需水量的统一模型，这一模型包括计算参照腾发量、作物系数、作物需水量、有效降雨量和净灌溉需水量等的多个软件包。并在模型界面设置上与数据库建立了连接。,二、完成的主要工作,2.3 数据收集和整理以214个三级流域区为基础，结合行政分区，选定了195个计算区。收集了各区的气象资料、作物资料、灌溉试验资料以及灌溉用水现状资料，对所有资料进行了分析和整理。2.4 作物需水量和净灌溉需水
5、量的计算计算了各三级流域区逐日的参照腾发量、不同作物的作物需水量和净灌溉需水量，整理为年报表、月报表。并用GIS技术做出了全国多年平均和各月的作物需水量等值线图，及净灌溉需水量查询系统，可提供各地区参考使用。,二、完成的主要工作,2.5 非充分灌溉条件下的作物耗水量研究根据收集整理的各地区灌溉试验资料和现状灌溉用水资料，研究提出了各三级区主要作物的水分生产函数和经济耗水量。 2.6 灌溉水利用效率研究 研究提出了确定田间灌溉水利用系数的方法和影响因素分析，根据收集的资料，提出了各三级区不同类型灌区的平均田间灌溉水利用系数。,二、完成的主要工作,2.7 数据库开发开发了“全国农业灌溉用水及节水指
6、标与标准数据库”，并输入了所有收集到的资料和各项计算结果。2.8 编写技术指南编写了“农业灌溉需水预测技术细则”，作为“全国水资源综合规划技术细则需水预测部分”的一个附件，下发到各省（市）和流域区。,三、阶段研究成果,3.1 资料收集和数据分析 214个三级流域区中，台湾、香港、澳门、南海诸岛4区不予考虑；奇普恰普河、古尔班通古特荒漠区、2个区内没有气象站，也不考虑；有些三级区很小，且没有合适的气象站，则采用邻近区的气象站资料。代表点气象站的选取原则： 县级以上国家气象站； 地理位置和海拔高程具有代表性，位于农业区； 气象资料系列较长，数据相对完整。 共选择了195个气象站作为代表点。,三、阶
7、段研究成果,3.1 资料收集和数据分析 气象数据收集、整理和分析 数据内容：气温、湿度、日照、风速、降雨等 数据分析：相关分析、坏数剔除、缺失插补、变化趋势分析等，并建立了相关数据库。 作物数据收集、整理和分析 数据内容：作物类型、种植比例、播种和收获日期、生育阶段等。,存在问题： （1）仍有一些站点没有数据，特别是近几年的气象数据； （2）没有灌溉面积上的作物种植比例资料。,四个典型区平均气温均有升高趋势,相对湿度基本保持不变,干旱、半干旱区平均风速明显下降,日照时数基本保持不变,全国冬小麦播种日期等值线,全国中稻播种日期等值线,全国玉米播种日期等值线,全国棉花播种日期等值线,三、阶段研究成
8、果,界定各指标的定义,计算或测定方法,及在灌溉用水与节水评价中的作用 选择具有科学性,可比性,实用性和可操作性的指标,建立适宜的指标体系,3.2 指标体系研究,三、阶段研究成果,用理论计算的方法确定充分灌溉条件下农业灌溉需水量的步骤和计算公式：,3.3 作物需水量与净灌溉需水量的计算与分析,典型区参考腾发量的计算,典型区气象站基本情况,典型区参照腾发量,参照腾发量年内变化过程,参照腾发量年际变化过程,多年平均参照腾发量等值线,多年平均月参照腾发量等值线,分段单值平均法计算作物系数的计算流程,c.中 稻,d.棉 花,b.春玉米,a.冬小麦,不同气候区主要作物的作物系数变化过程,c.棉 花,d.大
9、 豆,b.夏玉米,a.冬小麦,作物系数计算值与试验值对比,全国冬小麦作物需水量等值线图,全国中稻作物需水量等值线图,全国春玉米作物需水量等值线图,全国棉花作物需水量等值线图,有效降雨量的计算与分析,典型区作物需水量与净灌溉需水量计算,按年降雨量频率计算的各种作物典型年内的ETc和I净,按净灌溉需水量频率计算的不同水文年各种作物的I净,典型区作物需水量与净灌溉需水量计算,典型区作物需水量与净灌溉需水量计算,1996年锦州地区净灌溉需水量与降雨的年内变化,典型区作物需水量与净灌溉需水量计算,典型区作物需水量与净灌溉需水量计算,典型区作物需水量与净灌溉需水量计算,锦州地区不同水平年冬小 麦净灌溉需水
10、量年内过程,柳州地区不同水平年冬小 麦净灌溉需水量年内过程,不同地区 不同作物 多年平均 需水量对比,不同地区 不同作物 多年平均 需水量对比,不同地区 不同作物 多年平均 需水量对比,各三级区作物需水量与净灌溉需水量查询系统,各三级区作物需水量与净灌溉需水量查询系统,各三级区作物需水量与净灌溉需水量查询系统,三、阶段研究成果,3.4 非充分灌溉条件下作物耗水量和灌溉需水量,作物全生育期水分生产函数模型：Ya*ETa2b*ETac,经济耗水量：,水分生产效率：,作物产量达到最大值时ETaETc,三、阶段研究成果,3.4 非充分灌溉条件下作物耗水量和灌溉需水量,分生育阶段的水分生产函数模型 （J
11、ensen模型）：,同等程度的水分亏缺，发生在作物生长的不同时期，对最终产量的影响程度是不同的，分生育阶段作物产量与用水量关系模型即定量地描述了这种关系。根据作物不同生育时段对水分亏缺敏感程度的差异，可以对有限的水量在作物不同生育阶段进行优化配置。,3.5 分区灌溉水利用效率及变化趋势研究,3.5.1田间灌水效率确定方法 （1）用净灌水定额和田间灌水量推求区域平均田间灌水效率（2）用年度灌溉净用水总量推求田间灌水效率,三、阶段研究成果,3.5 分区灌溉水利用效率及变化趋势研究,3.5.2 田间灌水效率影响因素分析 （1）田面平整情况对田间水利用系数的影响,三、阶段研究成果,3.5 分区灌溉水利
12、用效率及变化趋势研究,3.5.2 田间灌水效率影响因素分析 （2）畦长对田间灌溉水利用系数的影响,3.6 数据库系统建设,按流域区存储各类输入数据，包括气象数据、作物数据和土壤特性资料等； 调用所有计算程序，为各程序的输入和输出提供操作平台； 按流域区存储各类计算参数和计算结果，包括参照腾发量(ET0)、作物系数(Kc)、作物需水量(ETc)、有效降雨量(Pe)、净灌溉需水量(I净)、以及各种作物的净灌溉定额和毛灌溉定额等； 存储各子区的调查统计资料，包括作物布局、生育阶段、作物产量、水资源状况、有效灌溉面积、实灌面积、节水灌溉面积、灌溉用水量、灌溉水利用系数和灌溉用水定额等。,数据库结构,全
13、国农业灌溉需水分析系统主界面,全国农业灌溉需水分析系统主界面,子界面（一）,子界面（二）,子界面（三）,四、存在的问题和困难,1. 资料收集难度大需要的基础数据很多，如各流域区的气象数据、作物数据、灌溉试验数据、现状灌溉用水调查统计数据等。许多数据目前还无法得到，从而影响项目进度。 2. 数据处理和计算工作量大214个水资源三级区，26种作物，4种类型灌区，8种灌溉模式，组合起来数据分析和计算工作量很大。时间紧，任务重，经费不到位，从而影响项目进度。,五、下一步工作计划,2004年7月9月：开展灌溉水利用系数的调查和研究，计算各分区主要农作物的田间灌溉定额和综合灌溉用水定额，并与灌溉试验数据和调查统计资料对比。开展农业节水技术和政策措施及节水潜力研究，建立和完善数据库。,五、下一步工作计划,2004年9月11月：在汇总和分析各流域区上报资料的基础上，进行不同水平年、不同节水方案的农业用水计算和对比，对农业用水和节水规划中有关定额、效率等指标进行复核和综合分析。 2004年11月12月：完成不同地区、不同规划水平年的农业综合灌溉用水定额和用水量计算和汇总。完成各专题研究报告和总体研究报告,敬请各位专家指教！谢谢大家！,
