5．4．1 灌溉设计保证率是我国进行灌溉工程规划设计时习惯采用的灌溉设计标准，也是进行水利计算、确定灌区规模的重要技术参数，各地在长期的灌溉实践中都积累了一定的经验，现行国家标准《灌溉与排水工程设计规范》GB 50288在大量调查并参考相关资料的基础上，对灌溉设计保证率的选定做了具体规定，本规范仍推荐使用，具体取值可按表4确定。

 注：1 作物经济价值较高的地区，宜选用表中较大值；作物经济价值不高的地区，可选用表中较小值。
2 引洪淤灌系统的灌溉设计保证率可取30％～50％。                                 

    另外，由于经济社会的发展，现状用水结构已发生了较大变化，供、需水形势与干旱或湿润地区的关联性已明显降低，因此，生活、环境、工业需水量较大地区，在保证农业生产基本的水量需求和确保地区粮食正常生产的前提下，可适当降低灌溉设计保证率。

5．4．2 代表性作物是指灌区内种植面积较大或用水量较大的作物。灌区规划时，一般选取3～5种作物进行灌溉制度分析。选取代表性作物时应综合考虑作物种植现状、农业种植结构调整和发展趋势等因素。对于耗水量较大、在灌区灌溉用水结构中占有较大比例的作物，无论种植面积大小，都应作为代表性作物；果树、蔬菜、药材等高经济价值作物种植面积较大的灌区，一般要对其进行灌溉制度分析；采用喷灌、微灌等节水灌溉方式或大棚种植面积较大的灌区，也要单独分析其灌溉制度。
    灌溉制度的分析确定有经验法、灌溉试验法和水量平衡分析法等。
    灌溉经验法是根据确定的设计典型年份，调查这些年份各种代表性作物不同生育期的田间耗水强度（mm/d）及灌水次数、灌水时间、灌水定额及灌溉定额，根据调查资料分析确定设计年份灌溉制度的方法。
    灌溉试验法是根据当地或邻近相似地区灌溉试验站积累的灌溉试验资料，分析确定设计保证率下的灌溉制度的方法。在运用这种方法时，要注意试验区的土壤、水文地质、气象条件及灌溉管理、耕作技术等条件的差异性。
    水量平衡分析法是根据农田水量平衡原理分析制定作物灌溉制度的一种方法。
    在灌溉制度设计时，最好将上述三种方法结合起来，互相验证，制定出符合实际、指导性强的灌溉制度。
    灌溉制度的设计方法可参考现行国家标准《灌溉与排水工程设计规范》GB 50288中第3．1．5条的规定和附录B进行。

5．4．3 作物需水量包括构成植株体的生理需水量和植株蒸腾、株间蒸发三部分，由于构成植株体的生理需水量较小，一般忽略不计。目前我国各省（直辖市、自治区）基本都编制刊发了本地区主要作物的需水量等值线图，进行灌溉制度分析时可以采用，也可根据中国主要农作物需水量等值线图协作组编著的《中国主要农作物需水量等值线图研究》（中国农业科技出版社．1993）确定。

5．4．4 地下水补给和有效降水量是影响作物灌溉制度的两个重要因素，在进行灌溉制度分析时，应根据当地的土壤、水文地质和气象等条件充分考虑。
    1 进行灌溉制度分析时，应考虑地下水补给影响。地下水补给量与地下水位、土壤性质、作物需水强度、计划湿润层含水量及埋深等有关。地下水补给量随灌区地下水动态和各阶段计划湿润层厚度的不同而变化，目前由于试验资料较少，一般只能确定不同地下水位的地下水补给总量。试验资料表明，当地下水埋深大于2．5m时，地下水补给量不超过作物需水量的5％，可忽略不计；当地下水埋深在2．5m以内时，地下水补给量约为作物需水量的5％～25％。因此，在制定灌溉制度时，可根据当地或条件类似地区的试验资料进行估算，也可参考水利部农田灌溉研究所、中国水利水电科学研究院水利所在“北方地区主要农作物灌溉用水定额的研究”中的计算成果，或参考《水工设计手册 第八卷 灌区建筑物》（中国水利电力出版社1984）进行计算。
    2 有效降水量与降水特性、土壤特性、作物腾发速率和灌溉管理等因素有关，国内外对有效降水量的计算进行了大量研究工作，提出了多种估算方法，可供参考。
        1）降雨入渗系数法，可采用公式（1）计算：

P_e＝αP      （1）

式中：P_e——一次有效降水量（mm）；
      α——降水入渗系数，一般认为一次降水量小于5mm时，α取0；一次降水量在5mm～50mm时，α取1．0～0．8；一次降水量大于50mm时，α取0．7～0．8；当地缺乏实测资料时也可按表5选取；
      P——一次降水量（mm）。

        2）水利部农田灌溉研究所和中国水利水电科学院水利所借鉴美国土壤保持局提出的公式，根据我国的实际情况，提出了适合我国实际的确定各旬有效降水量的计算公式（2）：

P_e＝40＋SF[0．049310862（P_t－40）^0．82416－0．11556]（10^{9．551181×10－4ET_c}）      （2）

式中：P_e——旬平均有效降水量（mm）；
      SF——土壤水分贮存因子；
      P_t——旬平均降水量（mm）；
      ET_c——旬平均作物需水量（mm）。
    当旬降水量在0～40mm时，视为全部有效；当降水量大于40mm时，利用上式确定各旬有效降水量；如果按公式（2）计算的旬有效降水量大于该旬的作物需水量，则将该旬的作物需水量视为有效降水量。
        3）部分省根据当地自然条件和降雨特点，还研究提出了适合当地计算有效降水量的经验公式（3）～（8）：
    山东省采用的公式：

P_e＝10P^0．5（式中P＞100mm，当P＜100mm时全部有效。）      （3）

    山西省采用的公式：

P_e＝βP      （4）
β＝1．1339－0．000569P      （5）

    河北省采用的公式：

P_e＝P－R－L      （6）

    陕西省采用的公式：

P_e＝δP（式中δ依据降水量的不同，各地有不同的取值。）      （7）

    河南省采用的公式：

P_e＝0．75P      （8）

式中：β、δ——降水入渗系数；
      R——径流（mm）；
      L——渗漏量（mm）。

5．4．6 我国旱作灌区主要有以下几种灌溉制度：一是以充分满足作物最高产量下各生育阶段的需水量要求而设计制定的灌溉制度；二是以不影响作物正常的光合速率为原则，在不降低作物正常产量的条件下，通过控制土壤水分下限指标、降低农田无效腾发量而设计制定的灌溉制度；三是水资源不足、不能充分满足作物各生育阶段正常的需水要求，采取灌关键水、低定额灌溉等灌溉制度，以有效减少单位面积的灌溉用水量，扩大灌溉受益面积，最大程度地提高有限水资源的总体利用效益。
    对水稻采用的浅水、湿润、晒田相结合的灌水方法，不以控制淹灌水层的上下限为标准，而以控制稻田土壤水分为主进行的水田灌溉也是非充分灌溉。山东省济宁市推广的“薄、湿、浅、晒”灌溉，浙江省绍兴市推广的“薄露”灌溉及“水稻旱种”、“旱育稀植”等都属于非充分灌溉的形式。

5．4．7 利用灌溉与排水相结合，将水溶盐淋洗到土壤下层，随排水排走的技术是改良盐碱土地的有效措施。土壤冲洗脱盐的标准包括脱盐层厚度和土壤允许含盐量两个指标，根据作物根系活动层深度，一般认为1m深土层的土壤含盐量达到作物的耐盐能力就达到了脱盐标准。不同作物的耐盐能力不同。几种主要作物的耐盐能力见表6。

    单位面积上计划脱盐层土壤含盐量降低到一定标准所消耗的冲洗水量称为冲洗定额，通常指一个冲洗季节内1亩地上的总冲洗量。冲洗定额的大小与土壤脱盐效果有密切关系，与盐分组成、土壤含盐量、土壤质地和排水条件有关。确定冲洗定额时，应根据当地的具体情况综合分析。缺乏资料时可按公式（9）～（11）计算：

M＝m₁＋m₂＋E－P_m      （9）
m₁＝β₁－β₂     （10）
m₂＝1000hγ（s₁－s₂）/k      （11）

式中：M——冲洗定额（mm）；
      m₁——计划冲洗层的土壤含水量与田间持水量的差额（mm）；
      m₂——按计划的冲洗脱盐标准冲洗盐分所需的水量（mm）；
      E——冲洗期内的蒸发水量（mm）；
      P_m——冲洗期内可利用的降水量（mm）；
      β₁——田间持水量时计划冲洗层内水量（mm）；
      β₂——计划冲洗层的土壤实际水量（mm）；
      h——计划冲洗层的深度（m）；
      γ——计划冲洗层的土壤容重（kg/m³）；
      s₁——计划冲洗层的实际含盐量占干土重的百分数（％）；
      S₂——计划冲洗层的土壤允许含盐量占干土重的百分数（％）；
      k——排盐系数，为单位体积冲洗水能排走的盐量（kg/m³），一般情况下取15kg/m³～75kg/m³。
    分期冲洗定额可按公式（12）计算：

m≤10γ（hβ＋δH）      （12）

式中：m——分期冲洗定额（mm）；
      h——计划冲洗层深度（m）；
      β——田间持水量与冲洗前计划冲洗层含水量之差（占干土重％）；
      δ——饱和含水量与田间持水量之差（占干土重％）；
      H——地下水位允许上升高度（m），即冲洗前地下水位与冲洗后地下水位之差。
    冲洗次数按公式（13）计算：

n≈M/m      （13）

5．4．8～5．4．10 设计灌水率是确定渠道设计规模的重要参数，现行国家标准《灌溉与排水工程设计规范》GB 50288中采用经过修正后的灌水率图中累计30d以上的最大灌水率作为设计灌水率，本规范仍按此确定。武汉水利电力大学郭元裕主编的《农田水利学（第三版）》（中国水利电力出版社1997）中，是选取经过修正后的灌水率图中延续时间较长（例如达到20d～30d）的最大灌水率值作为设计灌水率。所以，设计灌水率应是经常出现的或延续时间较长的灌水率，灌区规划中要根据灌区实际情况，合理确定。若采用累计天数的最大灌水率作为设计灌水率时，累计天数不应小于30d；若采用连续天数的最大灌水率作为设计灌水率时，连续天数应是最长的，且应大于20d。
    影响灌水率的因素主要有灌水延续时间、灌水定额和作物种植比例，当灌水率出现大小相差悬殊或短时间停水时，可通过调整上述参数调整灌水率，使灌水率图均匀连续。
    灌水延续时间与作物种类、种植与耕作制度及灌区面积大小等有关，同时还与水源条件相适应。灌水延续时间的选取关系到作物的生长发育、作物产量、渠道规模和工程投资。因此，灌水延续时间应综合考虑以上因素合理确定。大、中型灌区主要作物的灌水延续时间可参照表7选取，并根据灌水率的大小及连续情况适当延长或缩短。集约化程度或机械化程度较高的灌区，可适当缩短灌水延续时间。
    灌水定额的调整值应以不产生深层渗漏或渍涝、不明显影响作物产量为限，一般不宜超过原设计定额的10％，同一种作物不宜连续两次减小灌水定额。
    当通过调整灌水延续时间和灌水定额仍不能使灌水率满足要求时，可调整灌区作物组成或采用复式断面渠道。