Page 57 - 2023年第54卷第12期

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式中：Δ Ｗ 为渠道输水环节的取水节水量，ｍ ；Ｗ′为采取输水渠道节水措施后的引水量；Δ Ｅ、
渠取水 ０ １
３
Δ Ｅ分别为采取输水渠道节水措施后的水面蒸发变化量、渠道周边土壤蒸发变化量，ｍ ；Δ Ｗｇ为采取
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１
３
节水措施后输水渠道渗漏补给地下水的变化量；Δ Ｗ 为进入田间的引水变化量，ｍ 。
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从水循环过程看，引水量变化会引起整个灌溉系统水分通量的变化，因此输水环节的耗水节水量
包括两大部分：一是灌溉渠系本身的蒸发耗水量变化，如式（３）所示，这也是以往节水量计算时关注
的部分；二是渠道外灌溉引水覆盖范围内由于输水减少导致的所有蒸散发耗水变化量，这在传统计算
方法中是没有考虑的。计算公式如下：
Δ Ｗ 渠直耗 ＝ Δ Ｅ＋ Δ Ｅ ２ （３）
１
ｍ ｎ
＝
ｉ ∑
Δ Ｗ 渠总耗 ∑ Δ Ｅ＋ Δ Ｔ ｊ （４）
ｉ ＝１ ｊ ＝１
３
式中：Δ Ｗ 渠直耗 为渠系节水前后渠道内的耗水变化量，即传统计算中的渠系耗水节水量，ｍ ；Δ Ｗ 渠总耗
３
为渠系节水前后灌区总耗水的变化量，即本文所提的渠系措施耗水节水量，ｍ ；Δ Ｅ、Δ Ｔ分别为渠道
ｊ
ｉ
３
输水范围内第 ｉ下垫面的土壤蒸发变化量、第 ｊ植被的蒸腾变化量，ｍ ；ｍ、ｎ分别为研究区下垫面类
型数量、植被类型数量。
（２）田间耗用水环节的节水潜力。田间节水可分为两个层面：一是重点减少作物本身的耗水量，
即保障作物产量或水分生产率目标的前提下，减少作物蒸腾耗水量，进而减少灌溉用水量，比较有代
表性的措施如种植结构调整、休耕等措施；二是重点减少田间作物蒸腾之外的耗损量，即保持作物现
有耗水水平下减少棵间土壤蒸发量、漏损量和排水量，进而实现减少田间耗水量，降低灌溉用水量。
最理想的状态下，灌溉水分全部用于作物以最理想的状态生长消耗掉，没有一滴水浪费，那么以这种
状态作为理论极限，则田间灌溉水量与作物理想耗水量的差值就是理论上的最大取水节水量，包括采
取措施达到作物理想耗水量所减小的耗水量和其他蒸发、排水、渗漏、蓄存等灌溉水分的转化量。根
据灌溉水分在田间的水量平衡关系计算如下：
Ｗ ＝ Ｔ＋ Ｅ＋ Ｗ ＋ ＳＷ ＋ Ｗｇ－ Ｗｅｇ １ （５）
１
２
１
１
２
３
Δ Ｗ 田取水ｍａｘ ＝ Ｗ － Ｔ′ ＝ Δ Ｔ＋ Ｅ＋ Ｗ ＋ ＳＷ ＋ Ｗｇ－ Ｗｅｇ １ （６）
１
３
２
１
１
１
２
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式中：Δ Ｗ 田取水 ｍａｘ 为田间节水措施的理论最大取水节水量，ｍ ；Ｗ 、Ｗ 分别为田间引水量、田间地表
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灌溉排水量，ｍ ；Ｔ、Ｔ′分别为采取田间节水措施前后的作物蒸腾消耗的灌溉水量，ｍ ；Ｅ为田间
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土壤蒸发消耗的灌溉水量，ｍ ；ＳＷ 为田间土壤层蓄存的灌溉水量，ｍ ；Ｗｇ为田间渗漏补给地下水
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的灌溉水量，ｍ ；Ｗｅｇ 为潜水蒸发量中的灌溉水部分，包括作物根系吸收利用部分，ｍ 。
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实际无法达到上述理想状态，则其取水节水量为田间取水的减小量或各环节过程变化量之和，如
式（ ７）所示；需要指出的是，上述取水节水量是指进入田间的减少量，若换算到输水渠道总取水口，
可根据对应的渠系水利用系数进行换算，见式（ ７）。
Δ Ｗ 田取水 ＝ Δ Ｗ ＝ Δ Ｔ＋ Δ Ｅ＋ Δ Ｗ ＋ Δ ＳＷ ＋ Δ Ｗｇ－ Δ Ｗｅｇ；Δ Ｗ 渠首田取水 ＝ Δ Ｗ 田取水 η （７）
?
１
１
２
２
１
１
３
３
式中：Δ Ｗ 为田间 节水措 施的 实际 田间 取 水 节 水 量，ｍ ；Δ Ｗ 、Δ Ｔ、Δ Ｅ、Δ Ｗ 分 别 为 田 间 引
田取水 １ １ ３ ２
３
水变化量、作物蒸腾灌溉水变化量、田间土壤蒸发灌溉水变化量、田间地表灌溉排水变化量，ｍ ；
３
Δ ＳＷ 、Δ Ｗｇ分别 为 田 间 土 壤 蓄 存 的 灌 溉 水 变 化 量、 渗 漏 补 给 地 下 水 的 灌 溉 水 变 化 量， ｍ ；
１ ２
３
Δ Ｗ 渠首田取水 为按渠首总取水量计算的田间节水措施实 际取水 节水 量，ｍ ；η灌 溉输 水 渠 道的渠系水
利用系数。
耗水节水量从水循环系统角度看，包括田间和田间之外的蒸发与蒸腾消耗两部分，计算公式如下
ｍ ｎ
＝
ｉ ∑
Δ Ｗ 田直耗 ＝ Δ Ｅ＋ Δ Ｔ；Δ Ｗ 田总耗 ∑ Δ Ｅ＋ Δ Ｔ ｊ （８）
１
３
ｉ ＝１ ｊ ＝１
式中：Δ Ｗ 田直耗 为田间节水措施前后田块上的耗水变化量，即传统计算中的田间耗水节水量；Δ Ｗ 田总耗
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为田间节水措施前后灌区的耗水变化量，即本文所提田间措施耗水节水量，ｍ 。
（３）排水环节的节水潜力。排水沟道措施的直接目的一般是疏浚沟道、避免排水不畅导致的土壤
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