3　作物系数与蒸发系数的计算

3.1　作物系数分析计算

采用参考作物需水量计算作物实际需水量时，最重要的是确定作物系数。作物系数Kc反映了作物本身的生物学特性、作物种类、产量水平、土壤水肥状况以及田间管理水平等对作物需水量的影响。因此，作物系数是需水量计算的关键。兹根据长渠灌溉试验站多年作物需水量试验资料，借助Penman-Montieth公式计算参考作物需水量，在此基础上，对水稻作物系数进行计算分析。

3.1.1　不同生育期作物系数

根据当地的气象资料，利用Penman-Montieth公式计算了2009—2013年各生育期参考作物需水量，并计算了多年平均参考作物需水量。根据不同灌溉模式各生育期多年平均需水量观测成果，计算了各生育期多年平均作物系数，计算结果见图3（a）。由图3（a）可知，3种灌溉模式除黄熟期和分蘖末期，其他生育期作物系数均大于1，表明返青期、分蘖期、孕穗期、抽穗期和乳熟期水稻需水量大于参考作物需水量，分蘖末期和黄熟期水稻需水量小于参考作物需水量。浅灌模式作物系数最大、中蓄模式次之、湿润模式最小。3种灌溉模式下，Kc均呈现了明显的“双峰”变化趋势，乳熟期作物系数最大，为1.81～1.91；分蘖末期最小，为0.62。

3.1.2　月作物系数

由于部分水资源规划中水资源供需平衡计算时段为月，因此有必要按月份计算作物系数，为相关水资源规划提供依据。与生育期作物系数计算方法相同，计算了各灌溉模式多年平均月作物系数，计算结果见图3（b）。由图3（b）可知，3种灌溉模式不同月份作物系数均大于1，表明各月份水稻的需水量均大于参考作物需水量。3种灌溉模式下月作物系数均呈现了明显的“单峰”变化趋势，8月份的作物系数最大，为1.73～1.82。9月份最小，为1.13～1.26。3种灌溉模式相比，各月作物系数基本表现为浅灌模式＞中蓄模式＞湿润模式。

图3　不同灌溉模式水稻作物系数

3.2　蒸发系数分析计算

参考作物需水量计算需要大量的气象资料和相关参数，而直接法计算方法较为简单，需要较少的资料，因此在缺水资料或精度要求不高的情况下，可采用直接法计算作物需水量。直接法中采用水面蒸发乘以蒸发系数是其中的一种。而蒸发系数则是该直接计算方法的关键，兹对蒸发系数进行了计算。

3.2.1　不同生育期蒸发系数

根据水面蒸发（ϕ20cm蒸发皿）和作物需水量观测资料，计算了不同灌溉模式各生育期多年平均蒸发系数。计算结果见图4（a）。需要说明的是本文采用的蒸发资料是ϕ20cm蒸发皿观测资料，若采用E601的观测资料时则需要进行水面蒸发量的转化计算。3种模式（浅灌模式、中蓄模式和湿润模式）作物需水量与水面蒸发相关系数分别为0.90、0.86和0.86，相关性较高，这也表明计算成果的可靠性。由图4（a）可知，3种灌溉模式除返青期、黄熟期和分蘖期末，其他生育期作物系数均大于1，表明分蘖期、孕穗期、抽穗期和乳熟期水稻需水量大于水面蒸发量，返青期、分蘖末期和黄熟期水稻需水量小于水面蒸发量。浅灌模式蒸发系数最大，中蓄模式次之，湿润模式最小，但总体差异性较小。3种灌溉模式不同生育期蒸发系数呈现了明显的“双峰”变化趋势。乳熟期蒸发系数最大，为1.39～1.48，黄熟期最小，为0.65。

图4　不同灌溉模式蒸发系数

3.2.2　月蒸发系数

同理，对月蒸发系数进行了计算，具体计算成果见图4（b）。由图4（b）可知，3种灌溉模式月蒸发系数呈现了明显的“单峰”变化趋势，8月份的蒸发系数最大，为1.33～1.40，6月份蒸发系数最小，为0.85～0.94。