SL 13-2004(条文说明) 灌溉试验规范.pdf
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1、中华人民共和国水利行业标准灌溉试验规范SL 13一-2004条文说明72 目次1 总则. . . 2 术语. . . 74 3 灌溉试验站网建设.75 4 灌溉试验设计.5 作物蒸发蒸腾量试验. 6 灌溉制度与灌溉效益试验.81 7 作物水肥生产函数与劣质水安全利用试验. 84 8 灌概方法及灌水技术试验.86 9 土壤、作物、气象及水分条件观测.87 10 灌溉试验资料的整理与分析.11 灌溉试验成果的管理与应用. . 94 附录A灌班试验站条件. 1总则1. 0.1 对灌溉试验的最基本要求是试验成果可靠、准确、实用、先进。自20世纽50年代中期起,我国各省(自治区、直辖市)陆续建立灌溉试验
2、站。至今灌溉试验已开展50多年,在农业灌溉实践中发挥了巨大作用。但是,以往试验中的最主要问题是许多站在试验的可靠性、准确性、实用性和先进性四个方面不符合要求,从而影响到试验质量。本规范系围绕使试验符合上述四性而确定技术标准,以确保试验成果的质量。1. O. 2、1.O. 3 灌溉试验的项目很多。但以往我国各地主要开展以下三类试验=一一作物需水量观测试验;一一作物灌溉制度试验;一一作物擅溉方法及灌水技术试验。20世纪80年代以来,由于生产实践的需要,不少试验站叉开展了作物受旱反应及灌概效益试验。故本规范系针对1.O. 2中所述四类试验而制定。其他方面的试验,各地只是零星地开展了一一些,它涉及的内
3、容很广泛,各处的试验目的和要求差别很大,宜另作规定,不包括在本规范之中。水利部于1990年编制并颁布了灌溉试验规范)(SL 13-90) , 本规范是根据10多年来执行原规范的经验,并吸取国内外先进经验,根据20世纪90年代以来新的情况,对SL13-90进行修改和补充而编制的,是灌溉试验的全国统一技术标准。各类试验的仪器设备、操作方法和计算方法等,在符合本规范的前提下,可因地制宜确定。本规范颁布后,SL 13-90即停止执行。73 2术语2.0.3 计算与应用作物蒸发蒸腾量,经常会用到降水量、水面蒸发量资料,气象与水文方面规定两者以mm为单位,故作物蒸发蒸腾量也宜以mm为单位,这样于观测、计算
4、与应用作物蒸发蒸腾量均较方便。2.0.4 参考作物蒸发蒸腾量的定义为联合国粮农组织(FAO,1998)在(Crop Evapotranspiration, Guidelines for Computing Crop Water Requirements)一书中的最新定义。74 3 灌溉试验站网建设3.1.1、3.1.220世纪80年代中期,全国登记在册的灌溉试验站点有400余处。但据2002年年底的情况分析,其中相当一批灌溉试验站的设施、设备和人员情况难以满足常规灌溉试验工作的需要,并且缺少必要的、稳定的经费来源,难于开展有关的试验工作。为了保证灌溉试验工作的连续性和灌溉成果的高质量,极有必要
5、重新加强灌慨试验站网的建设工作。根据农业节水发展的需要、各级灌溉试验站的现实情况、长远持续发展的目标以及行政管理的可行与便利,确定建立由灌溉试验总站、省(自治区、直辖市)中心试验站和重点试验站组成的三级站网结构,总量控制在100120个,并以中心试验站和重点试验站组成覆盖全国主要气候类型、江河流域、作物种类、水资源状况及生产水平区域的灌溉试验站网体系。各省(自治区、直辖市)根据自然条件设1个中心试验站和若干个重点试验站。区域范围较小的省(自治区、直辖市)设立13个重点试验站z区域面积较大、自然条件变化较大的省(自治区、直辖市)设立35个重点试验站。在站点建设时应重点注意以下几个方面z一一试验场
6、地的基本条件,包括气象、土壤、地形、水文等一定要具有很好的代表性F一一试验场的外部环境条件,一定要符合规范的要求F一一必须按照规范要求建设良好的基础设施,配备必要的仪器设备及合格的研究从业人员,这是取得可靠数据与高水平成果的基本保障F一一量水设施的建设可以根据实际需要确定,如果可能,建议在试验场内全部采用水表法量水。3.1.3 除在固定的试验场所进行长期的试验研究外,省级重点试验站应在所控制的区域范围内选择若干基础数据采集点。基础数据采集点可以与灌溉试验站网以外的其他灌溉试验站、灌区管理段(所)、水利站或生产经营户相结合,开展由省级重点试验站安排的试验观测任务和农业节水技术推广与示范。基础数据
7、采集点是重点试验站(包括中心试验站)工作的重要补充和延伸,应通过基础数据采集点的工作,解决重点试验站因场地条件和种植作物种类的限制而无法全面收集和反映所在地区灌溉农业的现实状况的问题。基础数据采集点的主要任务是在全国范围内收集与灌溉农业有关的信息资料,为全面了解和把握我国灌溉农业生产的现状与发展提供准确的数据,同时也为各级政府的宏观管理与决策提供必要的依据。基础数据采集点的工作主要面向的是当前的生产实际,因此站点的选择应当紧密结合各地灌溉农业的实际状况进行。随着作物种类和灌溉方法的变化,在相同的重点试验站控制区域有可能出现多种灌溉组合模式。按照基础数据采集点的工作目标,应当在那些生产条件具有明
8、显的特点,并且涵盖区域范围较大的环境中,选择具有较好代表性的地点设置基础数据采集点。基础数据采集点选择时应当主要考虑如下几个因子z-一灌溺方法z在具有较大工程规模的区域内选点,如万亩以上的渠灌区,5000亩以上的低压管道灌区,1000亩以上的喷灌区和500亩以上的微灌区。一一种植模式:在连片种植、具有一定规模的粮作区、果林区、牧草区、蔬菜区分别设置数据采集点。连片种植的水田区域和水白地区域也应分开处理。一一数量:每个重点试验站点控制范围内设置的基础数据采集点数量,应当根据重点试验站控制范围内灌满农业所处环境条件的变异程度确定,每个基础数据采集点应当控制一个主要类型区域。各重点试验站范围内以设立
9、35个基础数据采集点为宜,这样全国范围内的基础数据采集点将控制在300400个。3.3.1 工欲善其事,必先利其器。建设必要的基础设施,配置必备的仪器设备,是保证灌溉试验工作取得可靠基础数据、获得高水平成果的必备条件,也是从事全国协作研究、区域合作研究,以及国际合作研究的必要条件。因此,各级灌溉试验站点在建设初期应根据本规范附录A的具体要求,配置必要的基础研究设施和仪器设备。灌概试验是水利与农业综合性试验研究工作,牵涉到水利、农学、土壤、农业气象四方面的观测试验内容,要保证试验的质量,各级灌溉试验站的研究人员均应具有上述四方面的基础知识。灌溉试验是严密的科技工作,原始观测的数据是否可靠是决定试
10、验质量的关键,因此观测工人必须进行培训,经考试合格后录用。3.3.2 -3. 3. 4 新建立的试验站一定要做多方位的考察,聘请水利、农业、生态等方面的专家,在提出多种备选方案的基础上,经过认真比较而最终确定。站址的选择是非常重要的一件事情,在充分保证代表性的基础上,还应综合考虑、交通情况、职工生活、地区长远发展等多方面的因素。对于已有的灌溉试验站,也要参照上述要求加以改造。因条件发生巨大变化,已不符合有关要求,又无望加以彻底改造的灌溉试验站,应考虑重新选择建立新的灌溉试验站。各级灌溉试验站都应建立符合规定的气象观测设备。中央气象局颁发的地面气象观测规范中规定气象观测场边缘与四周成排障碍物的距
11、离至少是障碍物高度的10倍以上,目的是保证气流通畅,避免受到阻风、遮阳等特殊的微气象条件影响,使观测成果有代表性。对于灌概试验,同样应考虑避免这些影响。但根据各地试验站的实践,上述距离大于障碍物高度的5倍后对试验成果影响不显著。根据对部分试验站的调查,试验田与障碍物的距离,远未达到对气象场要求的标准。一般只达到障碍物高度的27倍,如江西省为23倍,四川省为25倍,陕西省为4倍左右,黑龙江省为7倍左右,湖南省仅为1.4倍。因此,根据保证观测成果有代表性的要求以及土地面积方面的可能性,本规范规定为大于障碍物高度的5倍。77 4灌溉试验设计4. 1. 2 我国各地试验站现有的灌溉试验设计书,其内容差
12、别较大,有统一的必要,本条目中所提出的试验设计书内容比较全面、系统,可作为确定设计书内容的依据。4.2.2 与农业栽培、育种等方面的试验相比较,灌激试验的小区面积较大,故在试验场地面积有限的条件下,小区数目不能太多。所以,当试验处理数目过多时,不宜采用全面试验法。4.2.3 设置重复是一切对比试验的基本要求,这样才能消减试验中的误差。数理统计的理论及试验证明,设置3次以上的重复才能发现误差并有效地消减误差,确保检验成果的可靠性。4.3.2 本条中所规定的小区面积,是编制SL13-90时经过全国28个省(直辖市、自治区)灌溉科技人员的代表讨论(1986年内全国分四片讨论)而确定的。主要依据是:从
13、消减土壤肥力差异造成的误差出发,本条规定的小区面积已足够大F为满足测定土壤含水率的取土与观测作物生育性状的取样要求,小区面积不宜小于本条中的规定标准。4. 3. 3 4. 3. 5 各条中的规定,主要是为了消减各处理之间小区土壤肥力不均和其他自然条件差异带来的误差。4.3.6 设置保护区与保护带,是为了消除最靠边小区与边行作物的特殊生育环境的影响(边际影响。设置隔离区,对地面灌溉试区,是为了消减小区之间水分侧渗的影响F对于喷灌试区,是为了消除喷洒水分越界的影响,并作为小气候变化的过渡地带。农业试验及灌溉试验的实践表明,本条中所规定的保护区、保护带和隔离区的标准已能起到消除各种边际影响的作用。4
14、.3.7 只有设置专用的、灌排分开的两套系统,才能保证灌溉及时、排水自如;否则、会因灌溉不及时而影响试验的正常进行或因灌、排水量混淆而影响成果的质量。5 作物蒸发蒸腾量试验5.1.1 气象站统计气象因素的日界(计算一整日各项气象参数的起止时间)为20时整,但本条规定作物需水量统计的日界为8时,原因是z20时天已黑,不便于观测需水量;各级气象站也均在8时进行一次各种气象因素的观测,以8时为日界,也能应用各气象站的资料;我国各地灌溉试验站历年都以8时为日界,均已习惯并感到方便。5.1.2 此精度要求可在使用常规的观测设备与方法(如用游标水位测针观测水位,用取土法测定土壤含水率)时亦能达到。5.1.
15、3 观测这些气象因素的原因z作物需水量与这些气象因素有关F各县级气象站均对这些项目进行观测。5.2.1 地下水埋深大于2.5m(砂壤土)或3.5m(蒙古土、壤土)的旱田,地下水对作物蒸发蒸腾的补给量很小,可以忽略,故可在试验小区中直接测定作物蒸发蒸腾量。5.2.2、5.2.3所规定的技术标准是联合国粮农组织提出的(见Lysmeters) , FAO, 1982 , Rome)。为保证作物蒸发蒸腾量观测成果的质量,在我国亦应符合此标准。5.2.4 年降水量小于200mm的地区,降水的利用率一般为100%,故不必设置防雨棚。5.3.2 根据土壤水分能态观点,土壤水分吸力直接影响土壤水分运动以及作物
16、生长发育,它与作物生育以及需水量的关系比土壤含水率与作物生育以及需水量的关系更为密切,故采用任何一种测定土壤含水率方法时,均建议配合使用张力计法。5.3.3 .5. 3. 6 所规定的方法与标准,均是我国多数灌溉试验站以往及目前采用的,按此也能满足观测蒸发蒸腾量的精度要求。5.3.7 条文中规定在降水前、后加测土壤含水率。对于降水前观测,是从天气预报或观察天气变化趋势中,预计即将降水时进行79 加测。5.3.10 在原灌溉试验规范的基础上增加了作物棵间土壤蒸发的观测,旨在通过此项观测探明不同灌溉制度处理下的棵间土壤蒸发与作物蒸腾比例关系,分析不同灌溉制度处理对水分的有效利用情况。5.3.11
17、在地下水埋深较浅的条件下,地下水补给量成为确定灌溉制度以及防治盐清化措施的重要参数,其量又随土质、地下水埋深、作物以及气候条件有较大变化,故应观测地下水补给量。5.4.1 水田渗漏量可用蒸渗器和试验小区相结合的方法测定,这是根据多年来实际试验中用该方法测定结果代表性较好、精度较高而提出的。原规定中的稻田改为水田,以适用于所有种植于水田的作物(含水稻、水生经济作物、水生绿肥等)的渗漏量测定。5.4.2 田测法小区除面积不宜小于60m2外,四周应做隔水处理,防止灌水时各小区之间串水以及浅层地下水的相互影响,保证各小区试验精度。5.4.5 考虑到目前我国许多地区研究应用无明水层的节水灌溉技术,水稻及
18、水田生长作物各阶段常维持无水层状态。本次增设了田间无水层阶段蒸发蒸腾量和渗漏量的测定内容及相关方法。5.5.1 彭曼一蒙蒂斯(Penman-Monteith)公式是联合国粮农组织(FAO,1998)提出的最新修正彭曼公式,并已被广泛应用且已证实具有较高精度及可使用性。5.5.3 不同供水条件是指试验中分别采用了充分灌概、非充分灌溉或各种节水灌溉技术模式所产生的土壤水分条件。试验结果可确定相应的作物系数及土壤水分系数。80 6 灌溉制度与灌溉效益试验6.2.1 根据近十几年来有关灌溉制度研究方法和研究手段的不断改进,本规范较SL13-90增设了根据占充分供水条件下作物蒸发蒸腾量的不同水平、作物的
19、不同水分生理指标确定不同的灌溉制度的处理方法,同时考虑了在水资惊极度缺乏条件下灌概关键水的处理。6.2.3 SL 13-90规定应每隔10d在各小区测定土壤含水率一次,但考虑到在作物生育盛期的日需水强度和需水量都比较大,根层土壤水分消耗得比较e快;而像蔬菜类的浅根作物,根系吸收利用的主要是可迅速消耗的表层土壤水分,因此10d时间间隔太长,不利于设计的灌溉处理严格按计划实施控制,故本规范改为在作物生育盛期和浅根作物全生育期采用每隔5d测定各小区土壤含水率一次。6.2.4 本条是为了便于探明不同灌班制度处理对作物各生育时段生长发育的影响、灌水的后效性影响及最终评判各灌溉制度处理优劣而要求进行的常规
20、观测,同时利用这些观测资料还可以确定出指导控制作物灌溉的适宜水分生理指标。6.2.5、6.2.6组合种植方式在生产实践较为常见,但以前由于分布较为分散,面积也不够集中,故在灌溉制度试验研究中没有给予足够的重视。近年来,随着农业种植结构的调整,为了充分利用光、热、水、肥资源,并在单位耕地面积上能获得较高的经济收益,组合种植、立体种植模式越来越多,因此应开展相应的灌溉制度试验研究以指导生产实际。规范中提出的观测项目和观测内容,是根据河南、山西等地近年来的试验成果和国外相关的研究文献而确定的。6.2.7 温室或大棚栽培条件下种植的作物,一方面受小气候环境的影响易发生病害或虫害,另一方面在通风换气期间
21、温室或大棚81 内的环境条件变化比较剧烈,因此温室或大棚栽培条件下的灌溉制度试验,除应参照一般早作物常规灌溉制度试验方法进行研究外,还应结合温室或大棚小气候控制模式研究一并进行。6.3.1 水稻灌溉制度试验应从原先的丰产型转向节水型,综合考虑节水、高产、优质和环保等要求,进行水稻本田期科学灌溉制度试验,确定稻田水分优化组合条件下先进的灌慨制度,为水稻灌区节水改造及现代化管理提供依据。6.3.4 在许多地区,泡田期正逢用水紧张期,泡田用水定额往往成为设计灌满模数。因此,节水高产型泡田定额的试验测定非常有意义。应综合各种农业技术措施开展试验。6.3.5 秧田灌溉试验宜组合当地较为先进的育秧方法(如
22、旱育稀植、大棚育秧、水旱交替育秧等)进行。6.3.6 其他水田作物由于缺乏有关灌概制度方面的研究资料,目前尚难制定统一的试验标准,因此建议参照水稻灌溉制度试验的方法进行研究。6. 4. 1 -6. 4. 3 林、果树灌溉制度试验,灌水施肥时间、数量和灌水施肥次数不同不仅对林果生长发育和最终产量产生不同的影响,而且对果形外观、着色、口感等品质的影响也非常明显,因此林果灌概制度试验应将水果品质作为一项重要的观测内容。林果局部灌溉,土壤含水率的取样观测点较多,主要目的是获取湿润土体的平均土壤含水率和满足林果阶段耗水量计算之需要。6.5.3 作物水分生理指标试验要求选择晴朗无云天气条件下进行观测,主要
23、是便于充分显现各处理之间的差异,以利于确定灌溉生理指标的日最佳测定时间和指导灌溉的控制标准。6. 5. 4 -6. 5. 8 按土壤水分能态的观点,直接影响作物根系吸水和作物生长发育的主要是土壤水分吸力,同时随着社会的进步和灌溉自动化程度的不断提高,用张力计做传感器监测土壤水分吸力的自动控制灌概推广愈来愈快,因此为了进行合理灌溉和实现灌溉自动化,应做适宜土壤水分吸力的试验。6.7. 1 -6.7.4 我国水资源紧缺问题非常严重,近年来随着科学技术的进步和生产的发展以及人们对灌溉原理认识的不断深化,农作物灌溉已由传统的充分灌溉向非充分灌溉转变,合理烧灌关键水、将有限水量在作物生育期内进行最优分配
24、等技术措施可充分发挥有限水资源的最大产出效益,因此本规范增加了非充分灌溉制度试验的内容。6.8.1 过去,我国在灌溉事业的发展中对经济效益不够重视,很少开展灌溉效益试验研究。1956年的原规范中无此试验内容。随着经济体制改革和对水利实行讲究经济效益的方针,灌癫效益是多少、如何分析计算灌溉效益等将是当前及今后各地的重要实际问题。开展灌溉效益试验,能够较可靠地解决这些问题。故在SL 1390中增加了这方面内容。6.8.2 计算kw公式(B.o. 8-3)J的假定条件,是灌区由一般水平农业技术逐渐发展到高水平农业技术,即用一般水平农业技术条件下灌溉效益与高水平农业技术条件下灌溉效益的算术平均值代表综
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