CN106934534A - 长藤结瓜灌区灌溉水有效利用系数计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长藤结瓜灌区灌溉水利用系数的计算方法，该方法基于水量平衡原理，结合长藤结瓜灌区水源工程种类数量繁多、多水源多用户调度复杂、输配水分区纵横交错等特点，通过塘堰水位观测，推求塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量，提高了灌区毛灌水量计算的准确性；本发明还公开了另一种长藤结瓜灌区灌溉水利用系数的计算方法，该方法分开考虑各水源的输送过程中的损失，再进行加权得到整个灌区的灌溉水有效利用系数。本发明的两种计算方法可用于水源复杂的大中型灌区，为大力推进农业节水和节水灌溉提供依据。

Description

长藤结瓜灌区灌溉水有效利用系数计算方法

技术领域

本发明涉及灌溉用水效率评价技术领域，具体地，涉及两种长藤结瓜灌区灌溉水有效利用系数的计算方法。

背景技术

灌溉水有效利用系数是我国最严格水资源管理制度与节水型社会建设的重要考核指标。灌溉水有效利用系数指某一时期灌入田间可被作物利用的水量与水源地灌溉取水总量的比值，能反映灌区内降雨、土壤水、地下水和地表水等综合利用程度。《水利改革发展“十三五”规划》提出到2020年农田灌溉水有效利用系数提高到0.55以上。

国内普遍采用首尾测算分析法和典型渠段测量法计算灌溉水有效利用系数。首尾测算分析法是直接测量田间实际净灌溉用水量和统计灌区从水源引入的毛灌溉用水量，其比值即反映灌溉用水效率，并以年为周期进行计算。典型渠段测量法是选择具有代表性的典型渠道测量流量及水量，计算各级渠道的渠道水利用系数，再根据渠系布置形式、越级现象和回归水利用等对结果进行修正。长藤结瓜灌区大中小型水库、塘堰、泵站等水源工程种类数量繁多，多水源多用户调度复杂，输配水分区纵横交错。目前首尾测算分析法对于塘堰的灌溉供水量采用的是经验值，不同的水文年型均取用同一值，难以反映年际之间的变化；典型渠段测量法按干支斗农各级渠道水利用系数相乘法计算，则因渠道级数多、干渠长可能导致渠系水利用系数偏低；两者均不利于长藤结瓜灌区灌溉水有效利用系数的考核与评估。

国际水管理研究院(IWMI)从水资源利用的角度提出了新的灌溉水利用效率评价理念，Perry基于水资源管理的观点提出了考虑回归水重复利用的灌溉水利用效率指标。这些指标的理论及概念严谨合理，但在我国应用的过程中存在一些问题，由于灌区数据积累不够丰富，取用水监测体系不健全，指标中的一些要素难以确定。

因此，需要研究和探讨适合长藤结瓜灌区灌溉水有效利用系数的计算方法。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供基于水量平衡的长藤结瓜灌区灌溉水有效利用系数的计算方法，能科学合理的反映南方灌区的灌溉用水效率。

长藤结瓜灌区的灌溉水有效利用系数的计算方法包括水平衡首尾法和水平衡渠段法。

本发明提供一种长藤结瓜灌区的灌溉水有效利用系数的计算方法，具体为水平衡首尾法，包括以下步骤：

步骤1，通过现场查勘和调查分析，收集灌区的基础数据和经验值，基础数据包括气象资料、水库的灌溉供水量W_库、作物系数Kc和灌区灌溉面积S_灌，经验值包括田间渗漏量s、泡田定额m_o、地下水利用量G和降雨入渗系数α；

步骤2，根据灌区的基础数据和经验值，计算灌区的净灌水量W_净：

步骤3，从灌区选取典型区域，计算灌区塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量W_塘：

式中，典型区域的面积S_典，灌区灌溉面积S_灌，塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量W_典塘，若典型区域只由塘堰供水灌溉，则W_典塘采用计算，若典型区域有渠道对塘堰的补给，则W_典塘采用计算，其中第m天的塘堰的供水量W_m，W_m＝V_m-V_m+1-(ET_塘+S_塘)，第m天的塘堰水量V_m，第m+1天的塘堰水量V_m+1，塘堰日均蒸发量ET_塘，塘堰日均渗漏量S_塘，ET_塘+S_塘＝(V_k-V_k-n)/n，塘堰水位缓慢下降阶段的起始水量V_k，连续n天塘堰水位缓慢下降的终止水量V_k-n，塘堰补水量W_渠；

步骤4，计算灌溉水有效利用系数η，

灌溉水有效利用系数η等于整个灌区的净灌水量W_净与整个灌区的毛灌水量W_毛的比值，其中整个灌区的毛灌水量W_毛＝W_塘+W_库，整个灌区塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量W_塘，整个灌区水库的灌溉供水量W_库。

上述步骤2中，灌区的净灌水量W_净的计算过程如下：

①根据气象资料利用彭曼公式计算参考作物腾发量ET₀，通过作物系数Kc与参考作物腾发量ET₀乘积得到实际腾发量ETc；②根据作物生育期内的降雨量P与降雨入渗系数α乘积得到生育期有效降雨量Pe；③根据m_净＝ET_C+S+m_o-P_e-G计算净灌溉定额m_净，其中作物的实际腾发量ETc、生育期有效降雨量Pe、田间渗漏量s、泡田定额m_o、地下水利用量G，再根据W_净＝m_净×S_灌计算灌区的净灌水量W_净，S_灌为灌区的灌溉面积。

上述步骤3中，若典型区域内的灌溉用水只来源于塘堰，需记录各塘堰生育期内每天的水位；若典型区域内的渠道对塘堰补充水量，需记录各塘堰生育期内每天的水位和记录塘堰补水量W_渠。

上述步骤3中，通过谷歌地球测量每个塘堰的表面积，通过每个塘堰的表面积与水位的乘积计算每个塘堰的容积。

上述参考作物腾发量ET₀采用彭曼公式计算：

式中，Rn为太阳净辐射，以蒸发的水层深度计，mm/d，可用经验公式计算，从有关表格中查得或用辐射平衡表直接测取；Q为土壤热通量，w/m²；γ为湿度计常数，γ＝0.66hPa/℃；T为2m高处日平均气温，℃；U₂为2m高处风速，m/s；e_a为饱和水汽压，Pa；e_d为实际水汽压，Pa；Δ为饱和水汽压湿度曲线斜率。

本发明还提供另一种长藤结瓜灌区的灌溉水有效利用系数的计算方法，具体为水平衡渠段法，包括以下步骤：

步骤1，通过现场查勘和调查分析，收集灌区的基础数据，基础数据包括水库的灌溉供水量W_库和灌区灌溉面积S_灌；

步骤2，从灌区选择典型田块，计算田间水有效利用系数η_田；

步骤3，计算塘堰供水比PT：

式中，水库的灌溉供水量W_库，灌区塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量W_塘计算过程如下，

式中，典型区域的面积S_典，灌区灌溉面积S_灌，塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量W_典塘，若典型区域只由塘堰供水灌溉，则W_典塘采用计算，若典型区域有渠道对塘堰的补给，则W_典塘采用计算，其中第m天的塘堰的供水量W_m，W_m＝V_m-V_m+1-(ET_塘+S_塘)，第m天的塘堰水量V_m，第m+1天的塘堰水量V_m+1，塘堰日均蒸发量ET_塘，塘堰日均渗漏量S_塘，ET_塘+S_塘＝(V_k-V_k-n)/n，塘堰水位缓慢下降阶段的起始水量V_k，连续n天塘堰水位缓慢下降的终止水量V_k-n，塘堰补水量W_渠；

步骤4，计算渠系水利用系数η_渠，

η_渠＝η_干η_支η_斗η_农η_毛，

式中，η_干、η_支、η_斗、η_农、η_毛分别为干、支、斗、农、毛级渠道的渠道水利用系数，

灌区的渠道一般包括干渠、支渠、斗渠、农渠、毛渠等不同级别，根据根据灌区渠系的基本布局、渠系工程建设的基本情况、灌区的自然社会环境等，每级渠道均选择具有代表性的典型渠段。在渠道放水灌溉期间，测量典型渠段上下游断面的流量，计算单位长度输水损失率σ_典，通过调研获得渠道放水的实际长度L，计算各级渠道的渠道水利用系数η_渠道，各渠道水利用系数相乘即为渠系水利用系数η_渠；

步骤5，计算灌区的灌溉水有效利用系数η：

η＝(1-PT)η_渠η_田+PTη_泵η_田，

式中，田间水有效利用系数η_田，塘堰供水比PT，为水泵输水效率η_泵，渠系水利用系数η_渠。

上述步骤2中，田间水有效利用系数η_田的计算过程如下：

η_田＝(M_泡田+M_生长)/M

式中，整个生育期末级渠道灌入田间的水量M；生长期灌水定额M_生长，若灌水前田面有水层，M_生长1＝h₁-h₂，灌水结束后田面水深h₁，灌水开始时田面水深h₂，若灌水前田面无水层，M_生长2＝H₁+H₂，不考虑入渗的灌水深度H₁，为灌溉过程中入渗的水量H₂；泡田期灌水定额M_泡田，M_泡田＝10³γH(ω₁－ω₂)+h+(E+F)t-P，H为犁底层平均深度，cm；γ为犁底层内的土壤容重，g/cm³；ω₁为犁底层的土壤饱和含水量；ω₂为犁底层泡田开始之前土壤平均含水量；h为插秧时所需的水层深度，mm；E为泡田期日均水面蒸发量，mm/d；F为泡田期日均渗漏量，mm/d；P为泡田期内降水量，mm；t为泡田天数，d；泡田期日均渗漏量F＝Z₁-Z₂+P+E，Z₁为前一天水层水位，mm；Z₂为当天的水层水位，mm；P为时段内的降雨量，mm；E为E601蒸发皿水面蒸发量，mm。

上述步骤4中，各级渠道的渠道水利用系数η_渠道的计算过程如下：

η_渠道＝1-σ_渠道L_渠，

L_渠为该级渠道的行水长度，σ_渠道为渠道平均单位长度输水损失率，L_典i为某典型渠段的长度，典型渠道单位长度的输水损失率σ_典，σ_典＝[k₂+(k₁-1)(1-k₂)]δ_典/L_典，δ_典＝1-Q_尾/Q_首，k₁＝1+Q_尾/Q_首，典型渠段的输水损失率δ_典，典型渠段的长度L_典；输水系数k₁，渠首流量Q_首，渠尾出流流量Q_尾，分水系数k₂。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明的水平衡首尾法和水平衡渠段法，为长藤结瓜灌区的灌溉水有效利用系数的计算提供了新思路，考虑了塘堰的灌溉作用，以水量平衡原理为基础，并给出了具体试验方法，用于计算其拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量；对于水平衡渠段法，在传统计算公式中加入了塘堰供水比。因此，本发明的两种方法，能更科学合理地评价长藤结瓜灌区的灌溉水有效利用系数，并具有可操作性。

本发明的水平衡首尾法和水平衡渠段法，从水量平衡的角度全面衡量了灌区的灌溉水有效利用系数，适用于水源复杂的长藤结瓜灌区。两种方法的计算结果可以互为参考，提高准确性。

附图说明

图1为长藤结瓜灌区的水平衡关系；

图2为水平衡首尾法的测算方法的流程示意图；

图3为水平衡渠段法的测算方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进一步说明本发明，长藤结瓜灌区的水平衡关系见图1。

长藤结瓜灌区的水平衡关系如图1；图1中W_R-P为水库补充塘堰的水量，m³；W_R-F为从水库直接进入田间的水量，m³；W_P为塘堰拦蓄的入流，m³；E_P为塘堰水面蒸发，m³；S_P为塘堰渗漏损失，m³；F_P为塘堰出流，即超过塘堰最大容量的水量，m³；ΔW_P为塘堰容量变化，m³；W_P-F为塘堰灌溉供水量，m³；ΔW_i为输配水过程中损失的水量，m³。

由图1可知，塘堰水量平衡公式：

W′_R1-P+W′_R2-P+W_P＝E_P+S_P+F_P+W_P-F+ΔW_P

水库R1的灌溉供水量：

W_R1＝W_R1-F+W_R1-P+W_R1-R2

水库R2的灌溉供水量：

W_R2＝W_R2-F+W_R2-P

灌区的毛灌水量为灌入田间的水量和输送过程中损失的水量，即

灌区的灌溉水有效利用系数η：

式中：η为灌溉水有效利用系数；W_净为净灌水量，m³；W′_R1-R2表示大型水库对中小型水库的补水量，一般有较详细的资料；W_R1+W_R2-W′_R1-R2为多水库的灌溉供水量W_库，其中补充塘堰的水量来源于水库，最终进入田间，依据来源，把这部分水量划分在水库的供水量中；W_P-E_P-S_P-F_P-ΔW_P为塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量W_塘。

灌溉水有效利用系数η可简化为：

水平衡首尾法，见图2，包括步以下步骤：

步骤1：通过现场查勘和调查分析，收集灌区的基础数据，基础数据包括：气象资料、水库的灌溉供水量W_库、作物系数K_c、灌区灌溉面积S_灌；根据灌区长期观测资料或者田间试验获取经验值，经验值包括：田间渗漏量s、泡田定额m_o、地下水利用量G、降雨入渗系数α；

步骤2：利用基础数据，计算灌区的净灌水量W_净，进一步包括如下步骤：

2.1根据气象资料利用彭曼公式计算参考作物腾发量ET₀，再由作物系数Kc计算作物的实际腾发量ETc；

式中：ET₀为参考作物腾发量，mm；Rn为太阳净辐射，以蒸发的水层深度计，mm/d，可用经验公式计算，从有关表格中查得或用辐射平衡表直接测取；Q为土壤热通量，w/m²；γ为湿度计常数，γ＝0.66hPa/℃；T为2m高处日平均气温，℃；U₂为2m高处风速，m/s；e_a为饱和水汽压，Pa；e_d为实际水汽压，Pa；Δ为饱和水汽压湿度曲线斜率。

ET_c＝K_cET₀ (2)

式中：ET_c为作物的实际腾发量，mm；K_c为作物系数

2.2根据降雨资料计算作物生育期内的降雨量P，查找降雨入渗系数α，计算生育期有效降雨量P_e；

P_e＝αP (3)

式中：P为降雨量，mm；α为降雨入渗系数，与一次降雨量、降雨强度、降雨延续时间、土壤性质、地面覆盖及地形等因素有关。

2.3根据作物的实际腾发量ET_c、生育期有效降雨量P_e、田间渗漏量s、泡田定额m_o，利用水量平衡原理，计算净灌溉定额m_净；

m_净＝ET_C+S+m_o-P_e-G (4)

式中：m_净为净灌溉定额，mm；ET_c为作物的实际腾发量，mm；s为田间渗漏量，可通过试验等方式确定，mm；m_o为泡田定额，可通过试验等方式确定，mm；P_e为生育期有效降雨量，mm；G为地下水利用量，mm。

根据灌区的灌溉面积S_灌计算净灌水量W_净；

W_净＝m_净×S_灌 (5)

式中：W_净为净灌水量，m³；S_灌为灌溉面积，m²。

步骤3：通过塘堰水位观测，计算整个灌区塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量W_塘，进一步包括如下步骤：

3.1从灌区选取典型区域，若典型区域内的灌溉用水只来源于塘堰，每个塘堰均安装水尺，记录生育期内每天的塘堰水位；若典型区域内渠道对塘堰补充水量，则除需记录生育期内每天的塘堰水位外，还需在塘堰进口安装量水堰，记录塘堰补水量W_渠；

3.2通过谷歌地球测量典型区域内每个塘堰的表面积S_i，

在观测典型区域塘堰水位变化过程，发现其每日水位下降幅度远小于塘堰深度，故把塘堰容积近似当做棱柱进行计算：

V_j＝S_i×h_j (7)

式中：V_j为第j天的塘堰水量，m³；h_j为第j天的塘堰水位，m；S_i为第i个塘堰的表面积。

结合观测的水位过程，计算区域内塘堰日均蒸发量ET_塘、日均渗漏量S_塘和典型区域塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量W_典塘；

若连续n天塘堰水位缓慢下降，表明没有发生降雨和灌溉，则塘堰减少的水量为塘堰渗漏和蒸发的水量：

ET_塘+S_塘＝(V_k-V_k-n)/n (8)

式中：ET_塘为塘堰日均蒸发量，m³；S_塘为塘堰日均渗漏量，m³；V_k为塘堰水位缓慢下降阶段的起始水量，m³；V_k-n为连续n天塘堰水位缓慢下降的终止水量，m³；n表示这一阶段的天数。式(8)右式表示在不发生降雨和灌溉阶段，塘堰水位平均每天下降的水位，即为蒸发和渗漏的损失。

塘堰水位下降明显则表明进行了灌溉，其供水量为：

W_m＝V_m-V_m+1-(ET_塘+S_塘) (9)

式中：W_m为第m天的塘堰的供水量，m³；V_m表示第m天的塘堰水量，m³；V_m+1表示第m+1天的塘堰水量，m³。

若选择的典型区域只由塘堰供水灌溉，塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量：

式中：W_典塘为典型区域塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量，m³。

若选择的典型区域有渠道对塘堰的补给，塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量：

式中：W_渠为典型区域内渠道对塘堰补充的水量，m³。

3.3按照典型区域面积S_典和灌区灌溉面积S_灌的比值，把典型区域内塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量W_典塘换算成整个灌区塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量W_塘

式中：W_塘为整个灌区塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量，m³；S_典为典型区域的面积，m³；S_灌为灌区灌溉面积，m³。

步骤4：整个灌区的毛灌水量W_毛计算如下：

W_毛＝W_塘+W_库 (13)

式中：W_毛为整个灌区的毛灌水量，m³；W_库为整个灌区水库的灌溉供水量，m³。

步骤5：灌区的净灌水量与毛灌水量的比值即为灌溉水有效利用系数。

式中：η为灌溉水有效利用系数；W_净为整个灌区的净灌水量，m³。

水平衡渠段法，见图3，包括以下步骤：

步骤1：通过现场查勘和调查分析，收集灌区的基础数据，基础数据包括水库的灌溉供水量W_库和灌区的灌溉面积S_灌；

步骤2，田间水有效利用系数

2.1根据地形部位、土壤类型、灌溉制度与方法等代表性方面从灌区选择典型田块，生育期内进行灌溉时用水管抽水灌溉，在水管末端安装水表，记录每次的灌水量，累加即为整个生育期内末级渠道灌入田间的水量M；

2.2净灌溉定额的计算以水稻为例，划分为泡田期和生长期进行计算；

泡田期灌水定额为：

M_泡田＝10³γH(ω₁－ω₂)+h+(E+F)t-P (15)

式中：H为犁底层平均深度，cm；γ为犁底层内的土壤容重，g/cm³；ω₁为犁底层的土壤饱和含水量；ω₂为犁底层泡田开始之前土壤平均含水量；h为插秧时所需的水层深度，mm；E为泡田期日均水面蒸发量，mm/d；F为泡田期日均渗漏量，mm/d；P为泡田期内降水量，mm；t为泡田天数，d；

其中，泡田期日均渗漏量的计算方法：

F＝Z₁-Z₂+P+E (16)

式中：Z₁为前一天水层水位，mm；Z₂为当天的水层水位，mm；P为时段内的降雨量，mm；E为E601蒸发皿水面蒸发量，mm。

水稻生长期的灌水定额分为灌水前有水层和无水层，

若灌水前田面有水层：

M_生长1＝h₁-h₂ (17)

式中：h₁为灌水结束后田面水深，mm；h₂为灌水开始时田面水深，mm；

若灌水前田面无水层：

M_生长2＝H₁+H₂ (18)

式中：H₁为不考虑入渗的灌水深度，mm；H₂为灌溉过程中入渗的水量。

田间水有效利用系数：

η_田＝(M_泡田+M_生长)/M (19)

式中：η_田为田间水有效利用系数；M_泡田、M_生长为泡田期、水稻生长期的灌水定额，mm；M为整个生育期末级渠道灌入田间的水量，mm。

步骤3：计算整个灌区塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量W_塘，W_塘的计算方法同上述“水平衡首尾法”步骤3内容；

根据水库的灌溉供水量W_库计算塘堰供水比：

步骤4，灌区的渠道一般包括干渠、支渠、斗渠、农渠、毛渠等不同级别，根据灌区渠系的基本布局、渠系工程建设的基本情况、灌区的自然社会环境等，每级渠道均选择典型渠段；在渠道放水灌溉期间，用声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler CurrentProfilers,简称ADCP)测量渠段上下游断面的流量，计算典型渠段的单位长度输水损失率：

σ_典＝[k₂+(k₁-1)(1-k₂)]δ_典/L_典 (21)

δ_典＝1-Q_尾/Q_首

k₁＝1+Q_尾/Q_首 (22)

式中：σ_典为典型渠道单位长度的输水损失率；δ_典为典型渠段的输水损失率；L_典为典型渠段的长度，km；k₁为输水系数；Q_首为渠首流量，m³/s；Q_尾为渠尾出流流量，m³/s；k₂为分水系数，因实际分水情况复杂，为便于推广，假定渠道是线性均匀分水，取k₂＝0.5。

渠道平均单位长度输水损失率σ_渠道由典型渠道单位长度的输水损失率σ_典和各典型渠段的长度L_典i加权平均得到：

式中：σ_渠道为渠道平均单位长度输水损失率；L_典i为某典型渠段的长度，km。

通过调研获得渠道放水的实际长度，计算各级渠道的渠道水利用系数：

η_渠道＝1-σ_渠道L_渠 (24)

式中：η_渠道为各级渠道的渠道水利用系数；L_渠为该级渠道的行水长度，考虑南方灌区渠系分布广，一般是渠道的部分渠段通水，因此使用实际通水渠道长度进行计算，km。

各级渠道的渠道水利用系数均可通过式(24)得到，相乘即为渠系水利用系数：

η_渠＝η_干η_支η_斗η_农η_毛 (25)

式中：η_渠为渠系水利用系数，η_干、η_支、η_斗、η_农、η_毛分别为干、支、斗、农、毛级渠道的渠道水利用系数。

步骤5，计算灌区的灌溉水有效利用系数，进一步包括如下步骤：

根据实地调研，南方长藤结瓜灌区的塘堰水一般通过水泵或者农渠灌入田间，农渠的渠系水利用系数在步骤4中已获得，水泵的输水效率可由当地调研或者实验获取，与田间水有效利用系数相乘，即为塘堰的灌溉效率，或者直接取经验值0.9；水库的灌水效率为渠系水利用系数与田间水有效利用系数的乘积；根据灌溉供水量把塘堰和水库的灌水效率进行加权，即为整个灌区的灌溉水有效利用系数。

η＝(1-PT)η_渠η_田+PTη_泵η_田 (26)

式中：η_泵为水泵输水效率。

本发明的水平衡首尾法和水平衡渠段法，从水量平衡的角度全面衡量了灌区的灌溉水有效利用系数，适用于水源复杂的长藤结瓜灌区。两种方法的计算结果可以互为参考，提高准确性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种长藤结瓜灌区灌溉水有效利用系数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，通过现场查勘和调查分析，收集灌区的基础数据和经验值，基础数据包括气象资料、水库的灌溉供水量W_库、作物系数Kc和灌区灌溉面积S_灌，经验值包括田间渗漏量s、泡田定额m_o、地下水利用量G和降雨入渗系数α；

步骤2，根据灌区的基础数据和经验值，计算灌区的净灌水量W_净：

步骤3，从灌区选取典型区域，计算灌区塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量W_塘：

式中，典型区域的面积S_典，灌区灌溉面积S_灌，塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量W_典塘，若典型区域只由塘堰供水灌溉，则W_典塘采用计算，若典型区域有渠道对塘堰的补给，则W_典塘采用计算，其中第m天的塘堰的供水量W_m，W_m＝V_m-V_m+1-(ET_塘+S_塘)，第m天的塘堰水量V_m，第m+1天的塘堰水量V_m+1，塘堰日均蒸发量ET_塘，塘堰日均渗漏量S_塘，ET_塘+S_塘＝(V_k-V_k-n)/n，塘堰水位缓慢下降阶段的起始水量V_k，连续n天塘堰水位缓慢下降的终止水量V_k-n，塘堰补水量W_渠；

步骤4，计算灌溉水有效利用系数η，

灌溉水有效利用系数η等于整个灌区的净灌水量W_净与整个灌区的毛灌水量W_毛的比值，其中整个灌区的毛灌水量W_毛＝W_塘+W_库，整个灌区塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量W_塘，整个灌区水库的灌溉供水量W_库。

2.根据权利要求1所述的长藤结瓜灌区灌溉水有效利用系数计算方法，其特征在于：

上述步骤2中，灌区的净灌水量W_净的计算过程如下：

①根据气象资料利用彭曼公式计算参考作物腾发量ET₀，通过作物系数Kc与参考作物腾发量ET₀乘积得到实际腾发量ETc；②根据作物生育期内的降雨量P与降雨入渗系数α乘积得到生育期有效降雨量Pe；③根据m_净＝ET_C+S+m_o-P_e-G计算净灌溉定额m_净，其中作物的实际腾发量ETc、生育期有效降雨量Pe、田间渗漏量s、泡田定额m_o、地下水利用量G，再根据W_净＝m_净×S_灌计算灌区的净灌水量W_净，S_灌为灌区的灌溉面积。

3.根据权利要求1所述的长藤结瓜灌区灌溉水有效利用系数计算方法，其特征在于：

上述步骤3中，若典型区域内的灌溉用水只来源于塘堰，需记录各塘堰生育期内每天的水位；若典型区域内的渠道对塘堰补充水量，需记录各塘堰生育期内每天的水位和记录塘堰补水量W_渠。

4.根据权利要求1所述的长藤结瓜灌区灌溉水有效利用系数计算方法，其特征在于：

上述步骤3中，通过谷歌地球测量每个塘堰的表面积，通过每个塘堰的表面积与水位的乘积计算每个塘堰的容积。

5.根据权利要求2所述的长藤结瓜灌区灌溉水有效利用系数计算方法，其特征在于：

上述参考作物腾发量ET₀采用彭曼公式计算：

${\mathrm{ET}}_0=\frac{0.408\mathrm{\Δ}(R_n-G)+\mathrm{\γ}\frac{900}{T+273}{U}_2(e_a-e_d)}{\mathrm{\Δ}+\mathrm{\γ}(1+0.34U_2)},$

式中，Rn为太阳净辐射，以蒸发的水层深度计，mm/d，可用经验公式计算，从有关表格中查得或用辐射平衡表直接测取；Q为土壤热通量，w/m²；γ为湿度计常数，γ＝0.66hPa/℃；T为2m高处日平均气温，℃；U₂为2m高处风速，m/s；e_a为饱和水汽压，Pa；e_d为实际水汽压，Pa；Δ为饱和水汽压湿度曲线斜率。

6.一种长藤结瓜灌区灌溉水有效利用系数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，通过现场查勘和调查分析，收集灌区的基础数据，基础数据包括水库的灌溉供水量W_库和灌区灌溉面积S_灌；

步骤2，从灌区选择典型田块，计算田间水有效利用系数η_田；

步骤3，计算塘堰供水比PT：

式中，水库的灌溉供水量W_库，灌区塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量W_塘计算过程如下，

式中，典型区域的面积S_典，灌区灌溉面积S_灌，塘堰拦蓄降雨和地表径流提供的灌溉水量W_典塘，若典型区域只由塘堰供水灌溉，则W_典塘采用计算，若典型区域有渠道对塘堰的补给，则W_典塘采用计算，其中第m天的塘堰的供水量W_m，W_m＝V_m-V_m+1-(ET_塘+S_塘)，第m天的塘堰水量V_m，第m+1天的塘堰水量V_m+1，塘堰日均蒸发量ET_塘，塘堰日均渗漏量S_塘，ET_塘+S_塘＝(V_k-V_k-n)/n，塘堰水位缓慢下降阶段的起始水量V_k，连续n天塘堰水位缓慢下降的终止水量V_k-n，塘堰补水量W_渠；

步骤4，计算渠系水利用系数η_渠，

η_渠＝η_干η_支η_斗η_农η_毛，

式中，η_干、η_支、η_斗、η_农、η_毛分别为干、支、斗、农、毛级渠道的渠道水利用系数，

灌区的渠道一般包括干渠、支渠、斗渠、农渠、毛渠等不同级别，根据根据灌区渠系的基本布局、渠系工程建设的基本情况、灌区的自然社会环境等，每级渠道均选择具有代表性的典型渠段。在渠道放水灌溉期间，测量典型渠段上下游断面的流量，计算单位长度输水损失率σ_典，通过调研获得渠道放水的实际长度L，计算各级渠道的渠道水利用系数η_渠道，各渠道水利用系数相乘即为渠系水利用系数η_渠；

步骤5，计算灌区的灌溉水有效利用系数η：

η＝(1-PT)η_渠η_田+PTη_泵η_田，

式中，田间水有效利用系数η_田，塘堰供水比PT，为水泵输水效率η_泵，渠系水利用系数η_渠。

7.根据权利要求6所述的长藤结瓜灌区灌溉水有效利用系数计算方法，其特征在于：

上述步骤2中，田间水有效利用系数η_田的计算过程如下：

η_田＝(M_泡田+M_生长)/M

式中，整个生育期末级渠道灌入田间的水量M；生长期灌水定额M_生长，若灌水前田面有水层，M_生长1＝h₁-h₂，灌水结束后田面水深h₁，灌水开始时田面水深h₂，若灌水前田面无水层，M_生长2＝H₁+H₂，不考虑入渗的灌水深度H₁，为灌溉过程中入渗的水量H₂；泡田期灌水定额M_泡田，M_泡田＝10³γH(ω₁－ω₂)+h+(E+F)t-P，H为犁底层平均深度，cm；γ为犁底层内的土壤容重，g/cm³；ω₁为犁底层的土壤饱和含水量；ω₂为犁底层泡田开始之前土壤平均含水量；h为插秧时所需的水层深度，mm；E为泡田期日均水面蒸发量，mm/d；F为泡田期日均渗漏量，mm/d；P为泡田期内降水量，mm；t为泡田天数，d；泡田期日均渗漏量F＝Z₁-Z₂+P+E，Z₁为前一天水层水位，mm；Z₂为当天的水层水位，mm；P为时段内的降雨量，mm；E为E601蒸发皿水面蒸发量，mm。

8.根据权利要求6所述的长藤结瓜灌区灌溉水有效利用系数计算方法，其特征在于：

上述步骤4中，各级渠道的渠道水利用系数η_渠道的计算过程如下：

η_渠道＝1-σ_渠道L_渠，

L_渠为该级渠道的行水长度，σ_渠道为渠道平均单位长度输水损失率，L_典i为某典型渠段的长度，典型渠道单位长度的输水损失率σ_典，σ_典＝[k₂+(k₁-1)(1-k₂)]δ_典/L_典，δ_典＝1-Q_尾/Q_首，k₁＝1+Q_尾/Q_首，典型渠段的输水损失率δ_典，典型渠段的长度L_典；输水系数k₁，渠首流量Q_首，渠尾出流流量Q_尾，分水系数k₂。