灌水率

灌水率

農業學術語
灌水模數(modulus of irrigation water)又稱灌水率,是單位灌溉面積上所需要的灌溉淨流量。灌水模數的單位為m3/(s·萬畝),用于計算渠道的設計流量。不計入渠道輸水、配水和田間損失的灌水模數稱為淨灌水模數。可根據各種作物的每次灌定額逐一計算。
  • 中文名:灌水率
  • 外文名:
  • 适用領域:農業灌溉
  • 所屬學科:
  • 英文名:irrigation modulus
  • 别稱:灌水模數

性質

灌水率是指灌區單位面積(例如以100hm2計)上所需灌溉的淨流量qn,它是計算灌區内渠首的引水流量和灌溉渠道的設計流量的重要參數。灌水率應分别根據灌區各種作物的每次灌水定額,分别進行計算。

介紹

灌水延續時間的長短,對于灌水模數的計算值有很大影響,應審慎選定。灌水延續時間越長,灌水模數越小,渠道設計流量也小,相應的工程費用也較低。但作物的生長可能由于灌水不及時而受到影響。将灌區内同時灌水的各種作物的灌水模數疊加,即得某時段的灌區淨灌水模數。以時段為橫坐标、以灌區淨灌水模數為縱坐标所點繪成的柱狀圖稱為灌水模數圖。

為了使渠道供水均勻,減少水量損失和便于管理,往往要對初步繪制的變化幅度很大的灌水模數圖進行調整。調整各種作物的灌水模數(主要是調整灌水延續時間)和在允許範圍内前後移動灌水日期,這可部分消除淨灌水模數的高峰、低谷及間斷現象。最小灌水模數一般不應低于設計灌水模數的30%,渠道供水間斷時間不宜少于2~3d。

選取出現時間較長(一般為20d以上)的最大淨灌水模數作為計算渠道設計流量的設計灌水模數,中國北方旱作物灌區的設計灌水模數一般約為0.045m3/(m3/s·萬畝),南方水稻灌區的設計灌水模數約為0.067~0.09m3/(m3/s·萬畝)。

對于大型灌區,由于各分區的作物種植比例及各種作物的灌溉制度存在較大差異,應分區計算淨灌水模數,推算各分區所屬渠道的設計流量。

注意事項

灌水延續時間T直接影響着灌水率的大小,從而在設計渠道時,也影響着渠道的設計流量以及渠道和彙渠系建築物的造價,因此必須慎重選定。

應用

基于彭曼法計算作物需水量,采用長系列法對湖水東調灌區進行灌溉制度及灌水率研究。結果标明:彭曼法及長系列法計算得到的灌溉制度及灌水率成果是合理可行的。彭曼法計算的作物需水量精度高;長系列法更能準确反映灌區的實際缺水過程,設計灌溉制度及灌水率更科學,工程規模更合理。

提出基于改進加速遺傳算法的作物灌水率圖修正方案。首先确定停水次數、塊内均勻度和灌水率極差的3個子目标函數,再将多目标優化問題轉化為單目标優化問題,最後執行基于個體修正模型的改進加速遺傳算法的智能優化,關鍵對每代個體利用個體修正模型局部調整各次灌水起止時間。

實例表明,灌水率圖修正過程中,總目标函數從1.00降低到0.05,比相關文獻低0.23,同時與無個體修正模型相比,有個體修正模型的142代以後的總目标函數值降低了近1個數量級。基于改進加速遺傳算法的作物灌水率圖修正方案是有效可行的,且其修正質量、修正速度和自動化水平較現有方法得到提高。

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