DOI： 10. 3969/j. issn. 1008-1305. 2018. 02. 003
水利技术监督
2018年第2期
不同灌溉方式下水稻作物潜水
蒸发量观测试验规律分析
赵运吉
(岫岩满族自治县水利局，辽宁鞍山114300)
摘要：为分析不同水稻灌溉方式下的潜水蒸发量，采用蒸发观测试验的方式对水稻作物不同灌水方式下作物各生
长期的潜水蒸发量进行试验分析。试验分析结果表明：水稻作物在乳熟期的作物蒸腾量最大，返青期作物蒸腾量 最小；随着地下水埋深增加，水稻作物在各生长期的潜水蒸发量递减变化；水稻作物浅水蒸发受大气蒸发影响较 为明显。研究成果对于水稻作物节水规划提供参考。
关键词：不同水稻灌水方式；浅显灌溉；淹没灌溉；潜水蒸发；水稻蒸腾；蒸发观测试验 中图分类号：S511
文献标识码：B
文章编号：1008-1305(2018)02-0005-03
水稻作物在不同生长时期的作物需水量完全取 决于潜水蒸发量，采用不同浇灌方式对水稻作物的 潜水蒸发量影响不同，对不同灌水方式下水稻作物 的潜水蒸发量规律的分析对于农业节水规划十分重 要。为此有学者展开对水稻蒸发潜水蒸发的观测试 验分析[1-]，但这些试验大都对单一灌水方式下的 水稻作物潜水蒸发进行了试验观测分析，分析不同 灌水方式下水稻作物潜水蒸发影响研究较少。有学 者展开不同灌水方式下水稻作物需水规律的试验分 析[7-]，但在研究中缺少对水稻潜水蒸发的分析， 为此本文结合浅显灌溉和淹没灌溉两种方式，结合 田间蒸发观测试验的方式，对不同水稻作物灌水方 式下的潜水蒸发进行观测试验，结合潜水蒸发观测 试验结果定量分析不同水稻灌水方式下的潜水蒸发 量，研究成果有助于辽宁中部地区水稻作物的农业 节水规划。1
试验方案设定
水稻作物为辽宁中部的主要农业经济作物，为 此本试验主要对该区域水稻作物进行观测试验，水 稻作物潜水蒸发包括其水面蒸发和作物蒸腾量，在 蒸发观测试验中设置两个E601蒸发器进行水田天 然环境的水面蒸发试验，并同时将两个E601蒸发 器放人到两个试验土体中，其中一处土地种植水 稻，另外一处加人遮挡物模拟天然环境下的水稻水 面蒸发。最后试验计算两处蒸发皿蒸发之间的差值
为水稻不同灌水方式下的潜水蒸发量。结合不同蒸 发皿的蒸发观测数据定量分析不同水稻作物灌水方 式下的潜水蒸发量。&
不同灌水条件下的水稻作物潜水蒸发试
验分析
2. 1
淹没方式下水稻作物潜水蒸发试验结果
首先对采用淹没方式下的水稻作物的潜水蒸发 进行了观测试验分析，2012 ~ 2016年对试验水稻 各个生长期的潜水蒸发进行了观测，试验观测结果 见表1、2以及图1。
表1
2012 ~ 2014年试验水稻在淹灌水方式下的水面蒸发关系
单位：mm
育期 返青分蘖始分蘖盛分蘖末孕穗抽穗开花乳熟黄熟蒸发\\
0.06. 136.064. 1147. 743. 555.9167. 7叶面株间腾发
25. 025. 0
54. 160.2
72. 7108. 7
17. 8
33. 9
7. 471. 5
17. 89. 1165.552.6
73. 7201. 6
表2 2015 ~2016年试验区水稻在淹灌水
方式下的水面蒸发关系
单位：mm
育期 返青分蘖始分蘖盛分蘖末孕穗抽穗开花乳熟黄熟
蒸发\\叶面5.36.481. 248.6165.091. 7215. 041. 9株间腾发
24. 529. 8
38.444. 8
48.0129. 2
16.0
27. 7
15. 7107.4
32. 97. 7247. 949. 6
64.6192. 7
收稿日期：2017-06-07
作者筒介：赵运吉（1965年一），男，工程师。
2018年第2期
水利技术监督
检验检测
2012~2014年
2015-2016年
图1
采用淹灌方式下水稻作物水面蒸发试验规律分析
从表1、2中可以看出，水稻作物在淹没灌溉 方式下水稻作物两株间蒸发在水稻各个生育期均较 低，从2012 ~2014年，两株间在水稻各个生长期 的蒸发量在7.4 ~48. 0mm之间，从表中可以看出， 水稻作物在淹没灌溉方式下消耗于作物根系蒸腾发 量较大，各生长期作物蒸腾消耗在29. 8 ~ 247. 9mm 之间。可见，采用淹没灌溉方式进行水稻灌水，作 物根系蒸腾量较大。从图1中水稻作物各生长期蒸 发量变化过程也可以看出这一规律，株间蒸发较 低，而作物根系蒸腾量较大。
2.2浅灌方式下水稻作物潜水蒸发试验结果
对采用浅水灌溉方式下的水稻作物进行潜水蒸 发的观测试验，浅水灌溉方式下的水稻潜水蒸发观 测试验主要分析了腾发量和水面蒸发，试验观测结 果见表3。
从表3中可以看出采用浅水灌溉方式下水稻作 物的腾发量在整个生长期总量达到612. 3mm，其中 在孕穗和抽穗蒸腾量最大，占据总蒸腾量的33. 70， 露天水面蒸发均低于水稻作物的蒸腾量，水稻作物 在浅水灌溉方式下的蒸腾强度均值达到4. 78mm/d。
• 6 •
表3
试验区水稻浅灌方式下的作物潜水蒸发试验结果
起止日期腾发量腾发强度
露天水生育期(日/月）
天数
)nm
/(mm/d)面蒸发
)nm
返青5月26日5月31日623. 13. 8525分蘖始1月6日
10月6日
1052. 25. 2259. 2分蘖盛11月6日6月30日2087. 94. 3974. 1分蘖末1月7日
11月7日
1151. 14.6532. 3孕穗12月7日11月8日31146. 84. 7484. 4抽穗开花12月8日8月21日1059.95.9931. 2乳熟
8月22日9月20日30149. 14. 9770. 2黄熟9月21日9月30日
1042. 24. 2223合计
128
612. 3
4. 78
399.4
2'不同灌水方式下水稻作物潜水蒸发对比试验 结果
在淹没灌水和浅灌方式下的蒸发观测试验基础 上，定量对比了水稻作物在两种灌水方式下各生长 期的潜水蒸发量，对比结果见表4。
表4
浅湿灌溉与淹水灌溉腾发强度对比结果
生育期
起止日期腾发量/mm
腾发强度/mm
(日/月）
天数
淹灌浅湿灌淹灌浅湿灌返青5月26日5月31日
6
2523. 14. 173.9分蘖始1月6日10月6日10
60.2
52. 26.025.2分蘖盛11月6日6月30日20108. 787. 95.444.4分蘖末1月7日11月7日11
73. 7
51. 1
6.70
4.6孕穗
12月7日11月8日31201. 6146. 86.50
4. 7抽穗开花12月8日8月21日1071. 5
59.9
7. 15
6.0乳熟8月22日9月20日30165.5149. 15.525.0黄熟9月21日9月30日10
52.6
42. 2
5.26
4. 2合计
128758. 8612. 35. 93
4. 8
从表4中可以看出，采用淹没灌水方式下水稻 作物各个生长期腾发量均大于浅水灌水方式下的腾 发量，在水稻整个生长期，浅显灌水方式下的蒸腾
量比淹没灌方式下的少146.5mm，其中采用浅水灌 水方式下水稻作物在分蘖末期腾发量相比于淹没灌 水方式下降低最为明显，从腾发强度也可以看出， 相比于淹没灌水方式，浅水灌水方式下水稻作物的 腾发强度下降也较为明显，水稻作物在各个生长期 的腾发强度均值降低近300，其中在水稻孕穗期 下降最为明显，腾发强度降低将近270，可见采 用浅水灌水方式下水稻作物在各生长期的腾发量均 有不同程度的降低。
检验检测
水利技术监督
2018年第2期
6-23 6-25 6-27 6-29 7-1 7-3 7-5
曰期/d
-0.25m•0.75m
分蘖前期
•0.5m
-日水面蒸发量
-0.25m-0.75m
分蘖末期曰期/d
•0.5m
-日水面蒸发量
7-25 7-277-297-31 8-2 8-4 8-6 8-8 8-10
日期/d
-0.25m ■ 0.5m-0.75m 一•一日水面蒸发量
拔节孕穗期
mm
8-14 8-16 8-18 8-20 8-22 8-24 8-26 8-28-0.25m
-0.75m
日期/d
■ 0.5m
—•—日水面蒸发量
•0.25m-0.75m
曰期/d
日期/d
-0.5m
-日水面蒸发量
-0.25m•0.75m
黄熟期
-0.5m
-日水面蒸发量
抽穗开花期
图2
乳熟期
水稻不同生成时期潜水蒸发规律分布
2.4大气蒸发能力和生育阶段对潜水蒸发的影响
加，水稻作物潜水蒸发增加幅度也逐步加大，可见 大气蒸发对水稻作物潜水蒸发具有显著影响。从分 蘖前期和分蘖末期水稻作物不同埋深下的潜水蒸发 变化过程可以看出，各埋深下水稻潜水蒸发都较 小，这主要是因为水稻作物在整个时期潜水主要消 耗于株间蒸发，而这一时期水稻株间蒸发相对较 小，因此各埋深下潜水蒸发相对较小。进人水稻拔 节孕穗期、抽穗开花期以及乳熟期，各埋深下水稻 作物的潜水蒸发与水面蒸发之间的变差逐渐缩小， 这主要是因为在整个时期，水稻作物属于全盛生长 期，水稻作物两株间蒸发逐步较大，水稻根系吸水 量逐渐增加，使得各个埋深下的水稻作物潜水蒸发 也逐步加大。进人到水稻黄熟期，不同埋深下水稻 作物潜水埋深和田间水面蒸发变化较为稳定，这段 时间主要由于水稻作物到了成熟期，不同埋深下水 稻作物潜水埋深有所抑制，使得田间水面蒸发有所 较大。3
结论
本文结合蒸发观测试验方式对不同灌水条件下 水稻作物的潜水蒸发量进行了试验分析，试验取得 以下结论：
(1)相比于淹没灌水方式，采（下转第83页）
• 7 •
在对比不同灌水方式下对水稻作物浅水蒸发的 基础上，本文还分析了大气蒸发能力和水稻不同生 长期对水稻作物潜水蒸发的影响，分析结果见
表5 %
表5
水稻各生育期平均日潜水蒸发
地下水埋深/m
生育期
分蘖初期（6.20 ~7.7)分蘖末期（7.8-7. 1')拔节孕随期（7. 19〜8. 14)抽穗开花期（8.14〜8. 2')乳熟期（8.30-9. 19)黄熟期（9. 20-9.30)
0.252. 102. 624.653.583.453.40
0.502. 042.452.992. 072. 173. 04
0. 750. 580. 711. 391. 251. 432. 36
单位：mm/d
日水面蒸发5.405.425. 235.094. 924. 77
从表5中可以看出，水稻作物在各个生长时期 随着地下水埋深的增加呈现递减的变化，其中在拔 节孕随期水稻作物在三个地下水埋深下的潜水蒸发 量均大于其他生长时期。图1水稻作物在各个生长 期不同埋深下的潜水埋深变化过程如图2所示，从 图中可以水稻潜水蒸发与田间水面蒸发过程变化具 有相似性。水面蒸发较大时其对应的埋深下的水稻 作物潜水蒸发也相对较大，随着地下水埋深的增
理论研究
水利技术监督
2018年第2期
力与最大消能率进行对比，结果见表3、表4%
表（二级齿墩相比于单级齿墩过流能力
降低百分比
^\\距间墩齿 旋转角
0°15°30°
26. 927. 228. 1
27.427. 927. 8
28. 828. 829. 0
28. 728. 829. 0
28. 728. 728. 8
40cm
60cm
80cm
100cm
流量系数随着旋转角度的増大而无明显改变。
(2) 消能率随Re呈指数型増长趋势，旋转角对消能率的影响随着齿墩间距的増加逐渐减弱，齿墩间距40cm，旋转角30°寸，消能效果达到最好。
(3) 与单级齿墩相比，二级齿墩的过流能力呈现一定幅度的降低，但是其消能率具有明显幅度的提高。齿墩间距40cm，旋转30°时，消能率达到最大92. 00，因此二级齿墩具备良好的可行性。
参考文献
单位：0120cm
表4二级齿墩相比于单级齿墩消能率
提高百分比
^\\距间墩齿 旋转角
0°15°30°
36.052. 792. 0
55.765.082. 9
59. 762. 066.4
60.660. 160. 1
60.658.762.0
40cm
60cm
80cm
100cm
单位：0120cm
由表&、表4可知，与单级齿墩相比，二级齿 墩的过流能力呈现一定幅度的降低，降低百分比基
本保持在270〜290范围之内，但是其消能率具 有明显幅度的提高，齿墩间距40cm，旋转30°时， 消能率达到最大92. 00，由此表明二级齿墩具备 良好的可行性。3
结论
(1)二级齿墩内消能工流量系数变化范围为 0.37〜0.47，当齿墩间距较小时，流量系数随着旋 转角度的増大而大幅度降低；当齿墩间距变大时，
[1] 董冰霜.台阶式溢洪道纯台阶消能率变化规律研究[B.水利技
术监督，2016(03): 70-72.[2] 曾敏，田淳.齿墩状内消能工的消能和脉动压力模型试验[J]. 人民黄河，2014, 36(04): 102-103 + 107.[3] 曹民雄，龙杰，孔祥桕.涡流式内消能工及其在髙水头泄水建
筑物中的应用[J].水利水电科技进展，1997(05): 31-36.[4] 丁天明，张敏，艾万政.洞塞消能特性数值模拟研究[J].浙江
海洋学院学报（自然科学版），2016, 35(01): 48-51.[5] 陈剑，安丰勇，牛争鸣.泄水建筑物内消能工的研究与应用
[J].电网与水力发电进展，2007, 23(04): 47-51.
[6] 李杰.跌坎型底流消力池的水力特性与结构优化研究[J].水利 规划与设计，2017(06): 96-98.[7] 缪益平，纪昌明，李崇浩.基于可持续发展的水电能源系统规
划[J].水力发电，2005(06): 1-5.[8] 李晓娟，田淳.齿墩数目对齿墩状内消能工消能效果的影响
[J].水电能源科学，2015, 33(11): 82-84 + 187.[9] 陆周祺.溢流坝池式消力戽数值模拟及特性分析[J].水利规划
与设计，2013(12): 64-66.[10] 苏东朋，郝瑞霞.齿墩式内消能工的水力特性数值模拟研究
[J].水电能源科学，2015, 33(11): 79-81 + 13.
(上接第7页）用浅水灌水方式下水稻作物在各生长 期的腾发量均有不同程度的降低，且水稻蒸腾强度 也有所减少。
(2)采用浅水灌水方式下，水稻作物在孕穗和 抽穗蒸腾量最大，占据总蒸腾量的33.70，应注 意诙阶段水稻作物的补水。
(&)水面蒸发较大时其对应的埋深下的水稻作 物潜水蒸发也相对较大，随着地下水埋深的増加， 水稻作物潜水蒸发増加幅度也逐步加大，大气蒸发 对水稻作物浅水蒸发影响较为明显。
参考文献
[1]刘方平.江西省双季稻蒸发蒸腾量空间分布规律及影响因素分
析[J].中国农村水利水电，2016(03): 31-33.
[2] 孙凤英.基于多时间尺度的二九零灌区水稻生育期降水量分析
及预测[J].水利规划与设计，2011(05): 21-22 +34.
[3] 张旭东.东北三省水稻水分生产率时空变化规律研究['].沈
阳农业大学，2014.
[4] 陈臣.金沟河农业节水灌溉对流域水资源配置影响与对策[J].
水利技术监督，2012(02): 23-25.
[5] 王建鹏，崔远来.水稻灌区水量转化模型及其模拟效率分析
[J].农业工程学报，2011 (01): 22-28.
[6] 朱景武.水稻蒸发蒸腾量系数分摊模式初探[J].水利学报，
1989(07): 40-43.
[7] 陈安玲.节水灌溉水利工程施工技术刍议[B.水利规划与设
计，2016(08): 113-115.
[8] 王静，张晓煜，马国飞，等.1961~2010年宁夏灌区主要作物
需水量时空分布特征[J].中国农学通报，2015(26): 161-169.[9] 肖新，赵言文，胡锋，等.节水稻基农田作物轮作与灌溉模式需
水规律研究[J].水科学进展，2008(04): 567-573.
• 83 •
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容