灌水率

灌水率

农业学术语
灌水模数(modulus of irrigation water)又称灌水率,是单位灌溉面积上所需要的灌溉净流量。灌水模数的单位为m3/(s·万亩),用于计算渠道的设计流量。不计入渠道输水、配水和田间损失的灌水模数称为净灌水模数。可根据各种作物的每次灌定额逐一计算。
  • 中文名:灌水率
  • 外文名:
  • 适用领域:农业灌溉
  • 所属学科:
  • 英文名:irrigation modulus
  • 别称:灌水模数

性质

灌水率是指灌区单位面积(例如以100hm2计)上所需灌溉的净流量qn,它是计算灌区内渠首的引水流量和灌溉渠道的设计流量的重要参数。灌水率应分别根据灌区各种作物的每次灌水定额,分别进行计算。

介绍

灌水延续时间的长短,对于灌水模数的计算值有很大影响,应审慎选定。灌水延续时间越长,灌水模数越小,渠道设计流量也小,相应的工程费用也较低。但作物的生长可能由于灌水不及时而受到影响。将灌区内同时灌水的各种作物的灌水模数叠加,即得某时段的灌区净灌水模数。以时段为横坐标、以灌区净灌水模数为纵坐标所点绘成的柱状图称为灌水模数图。

为了使渠道供水均匀,减少水量损失和便于管理,往往要对初步绘制的变化幅度很大的灌水模数图进行调整。调整各种作物的灌水模数(主要是调整灌水延续时间)和在允许范围内前后移动灌水日期,这可部分消除净灌水模数的高峰、低谷及间断现象。最小灌水模数一般不应低于设计灌水模数的30%,渠道供水间断时间不宜少于2~3d。

选取出现时间较长(一般为20d以上)的最大净灌水模数作为计算渠道设计流量的设计灌水模数,中国北方旱作物灌区的设计灌水模数一般约为0.045m3/(m3/s·万亩),南方水稻灌区的设计灌水模数约为0.067~0.09m3/(m3/s·万亩)。

对于大型灌区,由于各分区的作物种植比例及各种作物的灌溉制度存在较大差异,应分区计算净灌水模数,推算各分区所属渠道的设计流量。

注意事项

灌水延续时间T直接影响着灌水率的大小,从而在设计渠道时,也影响着渠道的设计流量以及渠道和汇渠系建筑物的造价,因此必须慎重选定。

应用

基于彭曼法计算作物需水量,采用长系列法对湖水东调灌区进行灌溉制度及灌水率研究。结果标明:彭曼法及长系列法计算得到的灌溉制度及灌水率成果是合理可行的。彭曼法计算的作物需水量精度高;长系列法更能准确反映灌区的实际缺水过程,设计灌溉制度及灌水率更科学,工程规模更合理。

提出基于改进加速遗传算法的作物灌水率图修正方案。首先确定停水次数、块内均匀度和灌水率极差的3个子目标函数,再将多目标优化问题转化为单目标优化问题,最后执行基于个体修正模型的改进加速遗传算法的智能优化,关键对每代个体利用个体修正模型局部调整各次灌水起止时间。

实例表明,灌水率图修正过程中,总目标函数从1.00降低到0.05,比相关文献低0.23,同时与无个体修正模型相比,有个体修正模型的142代以后的总目标函数值降低了近1个数量级。基于改进加速遗传算法的作物灌水率图修正方案是有效可行的,且其修正质量、修正速度和自动化水平较现有方法得到提高。

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