DB32/T 3392-2018 灌溉水系数应用技术规范

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标准编号:DB32/T 3392-2018
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DB32/T 3392-2018 灌溉水系数应用技术规范

首尾测算法calculationmethodforcanalheadandtailwater 通过对灌区某时段或某次灌水的净灌溉水量、毛灌溉水量进行量测与统计,计算两者比 值得到灌区该时段或该次灌水的灌溉水有效利用系数的方法,

通过对灌区某时段或某次灌水的净灌溉水量、毛灌溉水量进行量测与统计,计算两者比 值得到灌区该时段或该次灌水的灌溉水有效利用系数的方法。 3.8 标准灌溉定额standardirrigationquota 对于省级分区的某种作物,采用适于当地条件的节水灌溉制度和灌水方法,将土壤含水 率(或者水层深度)控制在合理的变化范围内,使作物获得高产、优质。该模式下作物全生 育期内的灌溉定额即为该作物的标准灌溉定额。

标准灌溉定额standardirrigationquota 对于省级分区的某种作物,采用适于当地条件的节水灌溉制度和灌水方法,将土壤含水 率(或者水层深度)控制在合理的变化范围内,使作物获得高产、优质。该模式下作物全生 育期内的灌溉定额即为该作物的标准灌溉定额。

4灌区灌溉水有效利用系数测试

4.1.1农田灌溉水有效利用系数应结合作物实际灌水时间测试。 4.1.2测算灌区灌溉水有效利用系数宜采用首尾测算法。当需要对渠系水有效利用系数和田 间水有效利用系数分别进行测试时,也可采用系数连乘法得到灌区灌溉水有效利用系数。 4.1.3对于灌溉面积统计准确,且年际变化不大的灌区,净灌溉水量应采用由间实测资料测 定。 4.1.4对于灌溉面积统计不够准确SL/T233-1999 水工与河工模型常用仪器校验方法(清晰无水印),或年际变化较大,统计困难的灌区,可采用渠系水有效 利用系数乘以田间水有效利用系数的方法测算。 4.1.5采用首尾测算法测定灌区灌溉水有效利用系数时,可用公式(1)计算:

Wai (1) W.

式中:n:一灌区第i次或第i个时段灌水的灌溉水有效利用系数; W一灌区第i次或第i个时段灌水的毛灌溉水量,m²; W净i一灌区第i次或第i个时段灌水的净灌溉水量,m3。 采用系数连乘法测定灌区灌溉水有效利用系数时,可用公式(2)计算:

式中:Ⅱ渠i一灌区第i次或第i个时段灌水的渠系水有效利用系数;

7:= 7 案系:7m; (2)

4.1.7灌区灌溉水有效利用系数测算分析时段可根据 实际需要确定。 在已经取得时段内各次 灌溉水有效利用系数时,可按各次毛灌溉水量加权求得灌区该时段灌溉水有效利用系数。对 灌区某年灌溉水有效利用系数进行测算时宜 用日历年为测算时段

4.3.1.2所选典型田块的面积应准确测定。 4.3.1.3当灌溉区域较大,不能全部实测时,可选取典型田块测定其不同种植作物的单位面积 净灌溉水量;灌区净灌溉水量由典型田块各种种植作物的单位面积净灌溉水量与灌区相应种 植作物实际灌溉面积的乘积累加计算得到。

4.3.2典型田块选取

4.3.2.1选取的典型田块应种植作物单一、有独立进水口、边界清楚、形状规则、面积适中。 典型田块在作物种类、灌溉方式、田规格、土地平整程度及坡度、土壤类型、灌溉制度与 方法、地下水埋深等方面应具有代表性。

1.3.2.2对于灌区的不同作物,宜分别选取典型由块。 4.3.2.3大、中型灌区应根据自然条件、工程状况、灌溉与管理差异等因素合理划分片区,按 片区分别选取典型田块;每个片区中观测的每种作物至少应选取3个典型田块, 4.3.2.4小型灌区每种需观测的作物至少选取3个典型田块进行净灌溉水量观测。典型田块宜 在种植空间均匀布置。 4.3.2.5纯井灌区的典型田块应按照土质渠道地面灌、防渗渠道地面灌、管道输水地面灌、 喷灌、微灌等5种灌溉类型分别选取,在同种灌溉类型下对每种需观测的作物至少选取3个 典型田块进行净灌溉水量观测

4.3.3.1旱作物灌溉时,应在每次灌水前、后观测典型田块内土壤计划湿润层中的土壤含水率 该次单位面积的净灌水量,按公式(3)或附录B公式(15)计算:

式中:①典净i一典型田块第i次灌水单位面积净灌溉水量,m/hm²; H一灌水期内典型田块土壤计划湿润层深度,m; y一典型田块H深度土层内干土平均体积质量,t/m²; O一第i次灌水前典型田块H土层内土壤平均含水率(占干土质量百分数,按 附录A测定); ①2i一第i次灌水后典型田块H土层内土壤平均含水率(占干土质量百分数,按 附录A测定)。 4.3.3.2水田淹灌时,应观测典型田块灌水前、后田面水深变化,确定某次单位面积净灌 溉水量,按公式(4)计算:

式中:hi一第i次灌水前典型田块田面水深,mm

4.3.3.3水由灌溉时若土壤处于非饱和状态,宜采用附录C的方法测定。也可通过观测典型由 块灌溉前后田间土壤计划湿润层土壤含水率确定灌水期间的入渗量,计算同公式(3)。 4.3.3.4旱作物及水稻的灌水定额计算方法按GB50288的规定执行。采用水稻节水灌溉制度 的区域,可直接采用水稻节水灌溉制度设计的灌溉定额

4.3.4灌区净灌溉水量

4.3.4灌区净灌溉水量

=1 W净j (5)

m3/hm2; Ni一灌区第j片区第i种作物典型田块数量。 4.3.4.3灌区某时段(或年)净灌溉水量可按式(6)计算

式中:W净一灌区某时段(或年)净灌溉水量,m3; Ai一灌区第j片区第i种作物第实际灌溉面积,hm² T一灌区内的作物种类;

式中:W净一灌区某时段(或年)净灌溉水量,m3;

W净= 0净j Aj (6)

T一灌区内的作物种类; D一灌区内的片区数量。 其他符号意义同前。 4.3.4.4纯井灌区可按土质渠道地面灌、防渗渠道地面灌、管道输水地面灌、喷灌、微灌等类 型分别测算净灌溉水量。纯井灌区某时段(或年)净灌溉用水总量可按式(7)计算:

W井净 = W净ikAk (7)

式中:W净一纯井灌区某时段(或年)净灌溉用水总量,m²; T1一样点灌区第k种灌溉类型作物种类数量; D1一井灌区灌溉类型数量。包括土质渠道地面灌、防渗渠道地面灌、管道输水地 面灌、喷灌、微灌等。 其他符号意义同前。 4.3.4.5非节水灌溉的灌区,宜采用下述方法确定作物净灌溉水量:在获得某种作物典型由块 的平均净灌溉定额M均后,将其与该作物当年的标准灌溉定额M标进行比较。当 M均≤k×M标时,为正常灌溉,取M=M均;当M均>k×M标时,产生了灌水浪费,取 当M=k×M标。其中,k为调节系数,对于旱作物,k可取1.1;对于水稻,k可取1.05。 4.3.4.6若灌区有淋洗盐碱要求时,所需的田间净淋洗盐碱水量应为田间净灌溉水量的一部 分。净淋洗盐碱水量等于净淋洗盐碱灌溉定额与淋洗盐碱灌溉面积的乘积,净淋洗盐碱灌溉 定额可根据灌区试验资料和生产经验科学合理地确定。 4.3.4.7当作物生育期跨年度时,应按日历年分割计算生育期

4.4渠系水有效利用系数测试

4.4.2渠系水有效利用系数测试宜根据灌区渠首引入的总水量和末级固定渠道输出的总水量 可用公式(8)计算:

W渠净i WEi (8)

式中:W渠净;一灌区第i次或第i个时段(或年)灌水末级固定渠道输出的总水量,

W;一灌区第i次或第i个时段(或年)灌水渠首引入的总水量,m3。 4.4.3测试渠系水有效利用系数时,渠系末级固定渠道输出的总水量,应通过布设量水设施 进行全面实测统计。当不具备全面实测统计条件时,可选择具有代表性的典型渠道,测定典 型渠道水有效利用系数,并推求各级固定渠道水有效利用系数,采用连乘法计算渠系水有效 利用系数。 4.4.4采用连乘法推算渠系水有效利用系数时,可按公式(9)计算:

渠的渠道水有效利用系数。 4.4.5灌区渠系中间缺级时,应按实际级别的渠道水有效利用系数连乘得到渠系水有效利用 系数。 4.4.6渠道水有效利用系数可采用动水法或静水法进行测试。山丘区坡度较陡渠道宜采用动水 法测试。 4.4.7动水法测试应根据渠道布置情况,选择长度满足测试要求的代表性渠段,观测上、下 游两断面及断面之间各分水口同一时间的流量,通过量化渠道损失流量,推求渠道水有效利 用系数。可按公式(10)计算:

式中:1渠道一渠道水有效利用系数; Q上一上断面流量,m/s; Q下一下断面流量,m/s; qi一上下断面之间第i个分水口的流量,m=/s; d一上下断面之间分水口的数量。 4.4.8动水法测试渠段应满足GB/T50363附录A.0.2和GB/T21303相关要求。若渠道长度 不能满足要求,可在渠道首尾各选择合适断面,待首尾处流量(或水位)稳定时测试。 4.4.9静水法测试渠段应满足GB/T50600的规定

4.5田间水有效利用系数测试

4.5.1田间毛灌溉水量观测位置宜布置在末级固定渠道放水口或管道出水口, 4.5.2若末级固定渠道放水口不具备观测条件,可将观测位置适当前移至合适位置。计算田间 毛灌溉水量时,应扣除末级固定渠道放水口到观测位置的渠系输水损失。 4.5.3采用低压管道输水时,末级管道可采用水表、流量计等量水设施测量。 4.5.4采用喷滴灌时,末端灌水器可采用水表或体积法测试。 4.5.5作物某次灌水时的田间净灌水定额应采用附录A、附录B和附录C的方法测算。计算 作物全生育期或全年的净灌水定额,还应满足4.3.4.6的要求。 4.5.6灌区某次或某时段(或年)田间水有效利用系数应根据灌区各典型田块的田间水有效利 用系数和用水量,按式(11)计算:

式中:一灌区田间水有效利用系数; 1典一灌区第i个典型田块的田间水有效利用系数; W.一灌区第i个典型田块所代表作物实灌面积上的用水量,其值为该典型田块 的单位面积毛灌溉水量与其所代表区域作物实灌面积的乘积,m²; N一灌区典型田块的总数。 4.5.7田间水有效利用系数采用SL/Z699附录B或附录C的方法测算,

4.6.1.1灌溉渠(管)道上宜设置计量设施测量水量。 4.6.1.2渠道取水量的计量点应设在渠道进口建筑物或进口渠段。 4.6.1.3管道输水(含喷滴灌)灌区量水设施安装在首部枢纽位置。 4.6.1.4渠道出水量的计量点应设在渠道出口处或下一级渠道的进口处。 4.6.1.5渠道量水测点应布置在渠床稳定,具有规则的横断面,沿渠道的宽度、深度和底坡 相同的渠段,且在雍水变动影响范围以外。渠段内不得有影响水流的建筑物和杂草。 4.6.1.6管道出水量的计量点应设在管道出口上游或下一级管道的进口处。计量点位置应满 足设备所需的安装要求。 4.6.1.7灌溉渠道和管道量水应满足GB/T21303要求。

4.6.1.7灌溉渠道和管道量水应满足GB/T21303

4. 6. 2 量水方法

4.6.2.1渠道量水方法可采用流速仪法、水工建筑物量水法、标准断面法或特设量水设备法 等,宜优先采用高精度测量方法。具备条件的站点可采用自动化量水方法。 4.6.2.2渠道纵横断面规则、渠段顺直、水流均匀、测流断面不受建筑物泄流影响的渠道可采 用流速仪法量水。 4.6.2.3斗渠、农渠等小型渠道,宜优先选用特设量水设备或流速仪法,U型渠道宜采用抛物

线量水槽。 4.6.2.4土渠采用标准断面法量水时,宜对测流渠段进行护底和衬砌,防止测流断面冲刷变 形。 4.6.2.5利用标准断面法量水时,应率定测流断面的水位流量关系。 4.6.2.6渠道上符合下列条件的涵闸、渡槽、倒虹吸、跌水等建筑物可用于量水: a)建筑物本身完整无损、无变形、无剥蚀、不漏水; b)调节设备良好,启闭设备完整,闸门无歪斜,无损坏,无扭曲变形,闸门边缘与闸 槽吻合紧密,不漏水; c)建筑物前后、闸孔或闸槽中无泥沙淤积及杂物阻水; d)符合水力计算要求,建筑物上游(或闸前)、下游(或闸后)水位差大于5cm; e)水流呈淹没流状态时,应率定其流量系数。 4.6.2.7利用水工建筑物量水时,其淹没度不宜大于0.9。 4.6.2.8进入典型由块的渠道灌溉水量,宜选用薄壁堰、简易量水槽等量水设备计量。 4.6.2.9机井供水量,宜选用水表、流量计等量水设备计量。以地面水为水源的低压输水管道 喷滴灌管道,宜选用电磁流量计、超声波流量计等测流设备,不宜采用旋翼式水表。

5区域灌溉水有效利用系数测试

5.2.1样点灌区应能反映区域灌区整体特点,按下列原则选择: a)代表性。综合考虑灌区的地形地貌、土壤类型、工程设施状况、管理水平、水源条 件(提水、自流引水)、作物种植结构等因素,所选样点灌区能代表区域范围内同类型灌区: b)可行性。样点灌区应具备开展测量活动的硬件条件;提水泵站必须能准确计量灌溉用电 量; c)稳定性。选取的样点灌区在年际间要保持相对稳定。县(区)范围内灌区数量变化不大 于上个年度的20%。样点灌区的改造应与其他灌区同步。 5.2.2区域样点灌区数量应按下列要求确定: a)大型灌区:区域内所有大型灌区均纳入样点灌区测算分析范围,大型灌区的总数量即为 大型灌区样点灌区数量; b)中型灌区:按中型灌区有效灌溉面积(A中型)的大小可分为3个档次,即 型灌区每个档次的样点灌区数量不应少于本省级区域相应档次灌区总数的5%,各档次样点 灌区有效灌溉面积不应少于本省级区域相应档次灌区有效灌溉面积的10%;每个档次的样 点灌区中应包括提水和自流引水2种水源类型(如有),且数量和有效灌溉面积选取比例应 与省级区域该档次比例相协调;

型灌区每个档次的样点灌区数量不应少于本省级区域相应档次灌区总数的5%,各档次样点 藿区有效灌溉面积不应少于本省级区域相应档次灌区有效灌溉面积的10%;每个档次的样 点灌区中应包括提水和自流引水2种水源类型(如有),且数量和有效灌溉面积选取比例应 与省级区域该档次比例相协调; )小型灌区:单个小型灌区有效灌溉面积应不小于6.7hm2。小型灌区样点灌区应具有一定

的数量,以保证样点灌区的代表性。同时,每个档次的样点灌区中应包括提水和自流引水两 种水源类型,且数量和有效灌溉面积应与区域该档次比例协调; d)纯井灌区:以单井控制灌溉面积作为一个样点灌区。纯井灌区应按土质渠道输水地面灌 防渗渠道输水地面灌、管道输水地面灌、喷灌、微灌等5种灌溉类型分别选择代表性样点灌 区。在每种灌溉类型中,同一土壤类型、同一作物至少选择2个样点灌区。 5.2.3区域内样点灌区应保持相对稳定。当区域内同规模或类型的样点灌区由于节水改造等 原因达不到代表性的要求时,应对改造规模或类型样点灌区进行合理调整。

同类型灌区平均灌溉水有

5.3.1区域大型灌区平均灌溉水有效利用系数,应按式(12)计算确定:

式中:7大一区域大型灌区平均灌溉水有效利用系数; 5.3.2区域中型灌区平均灌溉水有效利用系数,应以样点灌区测算值为基础,首先采用算术 计算:

Zn+:Wi #== 溉水有蕊利角系数

式中:7中一区域中型灌区平均灌溉水有利角系数; n中i一区域第i个中型灌区灌溉面积规模(i为1、2、3,分别表示有效灌溉面积为 的灌溉水有效利用系数;

5.3.3区域小型灌区平均灌溉水有效利用系数,以小型灌区样点灌区灌溉水有效利用系数为 基础,采用算术平均法按公式(14)计算:

式中:"小一区域小型灌区平均

1小i一区域小型第i个样点灌区灌溉水有效利用系数;

小 > n小i N小 (14) i=

1小i一区域小型第1个样点灌区灌溉水有效利用系数 5.3.4区域纯井灌区平均灌溉水有效利用系数,以观测分析得出的各纯井灌区样点灌区灌溉 水有效利用系数为基础,采用算术平均法分别计算土质渠道输水地面灌、防渗渠道输水地面 灌、管道输水地面灌、喷灌、微灌等5种类型灌区的灌溉水有效利用系数,然后按公式(15) 计算:

W++W防+W+W咖+W

式中:7井一区域纯井灌区平均灌溉水有效利用系数; 面灌、喷灌、微灌等5种类型灌区的灌溉水有效利用系数; 地面灌、喷灌、微灌等5种类型纯井灌区的毛灌溉水量,万m²。 5.3.5区域平均灌溉水有效利用系数,应按公式(16)计算:

n+W*+n+W+n小W小+n#W# n区域= W*+W+W小+W# (16)

式中:区域一区域平均灌溉水有效利用系数; 1*、n中、7小、n井一区域大、中、小型灌区及纯井灌区的灌溉水有效利用系数;

6.1区域灌溉用水量为区域内作物灌溉从水源获得的毛灌溉水量之和。 6.2当区域内灌区数量较多,不具备测定所有灌区取水量时,可选择一定数量的典型代表性 灌区作为样点灌区,测定样点灌区平均毛灌溉定额,以样点灌区亩毛灌溉定额为基础计算区 域灌溉取水量。

A.1土壤含水率测定方法应按照下列步骤进行

附录A (资料性附录) 皇作物土壤含水率与净灌水定额测定方法

1.主壤含水率取点数目和位置选择应根据土壤含水率的空间变异性和测试精度要求确 定。 2.计划湿润层土壤含水率宜分层测定。每层深度不宜大于0.2m 3.土壤含水率宜采用先进测试仪器,如时域反射仪(TDR)、频率反射仪(FDR)等 以提高测试效率。不具备上述设备者,可采用烘干法测定。 4.在每个测点做标记。 5.采用TDR或FDR测定含水率时,每个田块测点不低于3个。 6.灌水前后分别在前述测点附近测定土壤含水率,测定方法同前。 A.2旱作物净灌水定额计算可按照公式(17)或(18)计算

式中:W净i——典型田块净灌溉定额,m²/hm²; h—计划湿润层中各层的深度,m; k一一作物计划湿润层的分层数; 典型田块H深度土层内干土平均体积质量,t/m"

式中:1田一有水层时的田间水有效利用系数; A一典型田块面积,ha; 其他符号意义同前。 B.4生育期内,无水层时的净灌水定额测定方法见附录C。

IxA n= 1000W* (20

灌水前水田处于非饱和状态时净灌水定额应符合下列要求

C.1无水层水田灌水定额

附录C (资料性附录) 无水层水田净灌水定额实测方法

当水由处于无水层且表主含水率较低时,初期土壤渗吸速度较快,采用水位变化法测算 净灌水定额时,应考虑灌入期间水田的入渗水量。 灌入水田的水量I分为2个部分,即灌水期间入渗到土壤的水量Ⅱ和储存于田面的水量 L之和,按公式(21)计算:

式中:I一无水层水田净灌水定额,mm; li一灌水期间入渗到土壤的水量,mm。测算方法见公式(24); I2灌水期间储存于田面的水量,mm;测算方法见C.5。

I=I +I, (21)

在每个典型田块选择1~3个测点,其含水率和作物长势、地面高程具有代表性。

在上述测点,预理无底硬质材料筒(上下直径必须相同),筒下缘理入地面以下20cm 以上,并使筒壁与土壤紧密结合,防止侧渗。 为便于观测和操作,减少筒内微地形起伏对测试精度的影响,筒直径一般不小于30cm。 筒内圆心位置预先打入硬质材料桩,其上端水平,并高出地面H;(H可取大田设计灌 水深度的2/3左右,保持入渗水头与大田基本一致)。 简内土面应保持平整。灌水前可在简内铺设透水材料防冲刷。

C.4灌水期间入渗筒入渗水量测定

根据设计加水深度H和测筒内径D(直径),计算需注入的水量,并增加20%左右, 量测其体积为V1。 田块开始进水时,迅速向筒内加水与木桩顶端齐平。量取容器内剩余水量V2。根据测 简内径,计算实际注入测筒的水深H'和注水期间的入渗水量△h,见公式(22)、 (23)

灌水结束30~60min后,测定筒内水位与木桩顶端的差值△h2,则灌水过程中的入渗水 量,见公式(24):

GB/T 38139-2019 水泥助磨剂生产用液体原材料成分测定方法 气相色谱法C.5灌水期间储存于田面的水量测定

[,=Ah, +Ah,(24)

在上述田块中的入渗筒附近适当位置,灌水前打入平顶木桩(或者砖块,主要起固定作 用),其上端与田面齐平。 灌水结束30~60min后(为了保证田内水面线水平),以此木桩上端作为起点,利用测 针测定田面水深,精度不低于0.1mm。该水深即为不考虑入渗损失的灌水量12。

E.1泵站的净扬程为泵站进、出水池的水位差。 E.2泵站的净扬程测定方法应按照下列步骤进行: 1:在进水池首端、出水池未端上方稳固位置(一般是池顶部边缘),利用鲜艳的防水记号 笔或者水泥钉做标识,分别为A点和B点。位置选择以便于测定该点到进水池首端、出水 池末端的水位为宜。 2.测量A、B两点的高差,记为Hab 3.每次水泵开机,待水位稳定后,分别测定进水池首端、出水池末端水位与A、B点的高 差,记为Ha和Hb。 4.计算本次灌水时水泵的净扬程公式为(21)

E.1泵站的净扬程为泵站进、出水池的水位差。 E.2泵站的净扬程测定方法应按照下列步骤进行: :在进水池首端、出水池未端上方稳固位置(一般是池顶部边缘),利用鲜艳的防水记号 笔或者水泥钉做标识,分别为A点和B点。位置选择以便于测定该点到进水池首端、出水 也末端的水位为宜。 2.测量A、B两点的高差,记为Hab 3.每次水泵开机,待水位稳定后,分别测定进水池首端、出水池末端水位与A、B点的高 差,记为Ha和Hb。 4.计算本次灌水时水泵的净扬程公式为(21)

E.3井灌区的进水池水位为井的动水位 E.4提水泵站无出水池时DBJ13-297-2018 建筑起重机械安全管理标准,可采用压力表或其他方法测定出水口的水位

附录F (资料性附录) 泵站提水量测定的电量估算法

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