Các h l a ch n trong lu n v n đ u là các h c p n c cho nông nghi p cho nên yêu c u s d ng n c c a các h nghiên c u là l ng n c t i cho cây tr ng. Vi c tính toán l ng n c t i cho cây tr ng đ c tính
cho quá trình sinh tr ng và d ng h s t i cho nên đ i v i các h ch a em s d ng mô hình CROPWAT c a t ch c nông l ng th gi i FAO.
a) C s c a ph ng pháp
Tính toán l ng n c t i cho cây tr ng ng i ta th ng d a vào ph ng trình cân b ng n c vi t cho m t đ n v th i gian trên m t đ n v di n tích. Th ng đ n v th i gian là 1 ngày, 1 tu n, n a tháng, 1tháng hay m t v còn đ n v di n tích th ng là 1 ha.
Ch đ t i cho các lo i cây tr ng đ c tính d a trên c s ph ng trình cân b ng n c t i m t ru ng:
mi = WRđiR - WRđ nR±∆W (mm/ngày) (1) Trong đó :
- WRđiR: L ng n c đi ra kh i m t ru ng trong th i đo n tính toán th i.
WRđiR = ETcrop + Perc + Lprep (mm/ngày)
+ ETcrop : L ng b c h i m t ru ng trong th i đo n th i (mm/ngày).
+ Perc: L ng n c ng m xu ng t ng n c ng m và rò r xu ng kênh tiêu trong th i đo n th i (mm/ngày).
+ Lprep: L ng n c làm đ t (mm/ngày).
- WRđ nR: L ng n c đ n m t ru ng trong th i đo n th i (mm/ngày).
WRđ n R= Eff.Rain + N (mm/ngày)
+ Eff.Rain: L ng m a hi u qu mà cây tr ng có th s d ng đ c trong th i đo n i (mm/ngày).
+ N : L ng n c t n i khác ch y đ n đ c trong th i đo n i (mm/ngày). - ∆W : L ng n c t ng gi m t i m t ru ng trong th i đo n th i (mm/ngày).
- mi : L ng n c c n t i cho cây tr ng trong th i đo n th i (mm/ngày).
T đó ph ng trình (1) đ c vi t thành :
mi = (ETcrop + Perc + Lprep) - (Eff.Rain + N) ±∆W (mm/ngày) (2) Các đ i l ng trong ph ng trình (2) đ c xác đ nh nh sau :
- Perc: L y theo kinh nghi m nó ph thu c vào lo i đ t, ph ng th c canh tác, trình đ qu n lý h th ng t i tiêu.
- Eff.Rain : c xác đ nh t l ng m a thi t k theo t n su t 75% . - N : Vì đây tính toán cho m t l u v c đ c l p nên coi N = 0.
- ETcrop : L ng b c h i m t ru ng bao g m b c h i kho ng tr ng và b c h i qua m t lá c a cây tr ng, là m t đ i l ng ph thu c r t nhi u y u t bao g m c các y u t khí h u và các y u t phi khí h u nh :
* Các y u t khí h u: Nhi t đ , đ m, t c đ gió, s gi chi u sáng...
Nhi t đ càng cao, đ m càng th p, t c đ gió càng l n, s gi chi u sáng càng nhi u thì l ng b c h i m t ru ng càng l n và ng c l i.
*Các y u t phi khí h u nh : Lo i cây tr ng, th i k sinh tr ng c a lo i cây tr ng đó, ch đ làm đ t... đ u nh h ng t i l ng b c h i m t ru ng (ETc).
Xác đ nh ETcrop theo công th c sau : ETcrop = ETo x Kc (mm/ngày)
Trong đó :
- ETo : L ng b c h i kho ng tr ng đ c xác đ nh t các y u t khí h u theo công th c Penman (đ c s d ng trong ch ng trình Cropwat).
- Kc : H s cây tr ng ph thu c vào lo i cây tr ng và th i k sinh tr ng c a lo i cây tr ng đó, đ c l y theo tài li u h ng d n c a t ch c L ng th c và Nông nghi p c a Liên hi p qu c (FAO).
Có nhi u công th c xác đ nh ETR0RP Pvà Kc nh ph ng pháp Blaney - Criddle, ph ng pháp b c x , ph ng pháp PenMan, ph ng pháp b c h i ch u. M i ph ng pháp tính đ u có nh ng u, nh c đi m nh t đ nh, trong nh ng đi u ki n ng d ng khác nhau. Tuy nhiên theo đánh giá c a các chuyên gia ph ng pháp PenMan xét đ c nhi u y u t khí h u nh t và th ng cho k t qu hài lòng nh t. Vi n Nghiên c u khoa h c thu l i đã
nghiên c u ng d ng (trong 2 n m 1991, 1992) 3 ph ng pháp Blaney - Criddle, ph ng pháp b c x , ph ng pháp PenMan cho các t nh đ ng b ng và mi n núi B c B và k t lu n r ng: các ph ng pháp đó cho k t qu chu n đoán nhu c u n c c a cây tr ng t ng đ i phù h p v i th c ti n đo đ c các vùng nghiên c u, trong đó ph ng pháp PenMan và ph ng pháp b c x cho k t qu g n sát nhau. C n c vào th c t đó, ph ng pháp PenMan đ c ch n dùng đ tính toán trong lu n v n này. Vi c tính toán d a vào ch ng trình CROPWAT c a FAO (đ c khuy n ngh dùng tính toán cho giai đo n quy ho ch), trong đó công th c PenMan đã đ c c i ti n đôi chút cho phù h p v i s khác nhau v đi u ki n khí t ng gi a ban ngày và ban đêm g i là công th c PenMan - Monteith:
Công th c: ETo = C x W.Rn + (1-W) x f(u)(ea-ed)
Trong đó: ETo: l ng b c h i ti m n ng (mm/ngày).
- W: h s ph thu c vào nhi t đ và v đ .
- Rn: l ng b c x th c bi u th b ng b c h i t ng đ ng (mm/ngày).
- f(u) = 0,27 x (1+UR2R/100)
- UR2R: v n t c gió bình quân ngày cách m t đ t 2m (km/ngày).
- Trong tr ng h p v n t c gió đo kho ng cách cách m t đ t Z (m) ta có công th c tính đ i nh sau:
- UR2R = UZ x (2/Z)P0,2
- UZ: v n t c gió bình quân ngày cách m t đ t Zm (km/ngày).
- ea: Áp su t h i bão hoà nhi t đ không khí trung bình (mbar).
- ed: áp su t h i bão hoà nhi t đ đi m s ng.
ed = ea x RH/100
- RH: t l đ m không khí (%).
- C: h s đi u ch nh đ cân b ng nh h ng đi u ki n th i ti t ngày đêm.
C n c vào m c t i, th i gian t i đã đ c xác đ nh. H s t i đ c tính theo công th c:
xTi mi 4 . 86 qi= α.
Trong đó:
- ∝: T l di n tích c a t ng lo i cây tr ng so v i di n tích canh tác.
- qi: H s t i l n t i th i c a cây tr ng cho 1 ha tính toán (l/s.ha).
- Ti: Th i gian t i c a đ t t i th i (ngày).
- mi: M c t i c a đ t t i th i (mm/ngày).
b) Ph ng pháp tính toán.
D a vào đ c đi m sinh lý và hình th c t i c a các lo i cây tr ng, trong tính toán ch đ t i gi i quy t t i cho 2 lo i cây tr ng sau :
- Cây tr ng c n : Bao g m ph n l n các lo i cây tr ng màu và cây công nghi p, cây n qu , cây lâu n m.
- Cây tr ng n c : Là cây lúa n c chi m ph n l n di n tích canh tác l u v c, đây là lo i cây s d ng n c nhi u nh t.
* Cây tr ng c n
Ch đ t i cho cây tr ng c n là t i m nên trong ph ng trình (2) đ i l ng Perc, Lprep, ∆W đ c coi là b ng 0 (Perc = 0, Lperp =0, ∆W = 0). Do đó m c t i m i l n đ c xác đ nh :
mi = ETcrop - Eff.Rain (mm/ngày) (3)
Quá trình tính toán đ c th c hi n d a vào ch ng trình CROPWAT c a FAO.
* Cây lúa n c
Ch đ t i cho cây lúa n c là t i ng p, do đó luôn luôn ph i duy trì m t l p n c nh t đ nh trên m t ru ng. Theo công t i t ng s n l p n c này t t nh t n m trong kho ng t 30 - 60 mm. Vì trên m t ru ng luôn t n t i m t l p n c m tnên luôn luôn x y ra hi n t ng ng m n đ nh trên ru ng lúa.
- Lúa đông xuân
Ph ng th c canh tác lúa đông xuân là làm i và l ng n c làm i th ng l y kho ng 200 mm (t c là kho ng 2000mP3P/ha) trong th i gian kho ng 20 ngày, sau th i k làm i vi c xác đ nh m c t i theo ph ng trình (2).
- Lúa mùa
Ph ng th c canh tác lúa mùa là làm d m, l ng n c làm đ t th ng l y kho ng 100 mm trong th i gian kho ng 10 ngày. Sau th i k làm đ t vi c xác đ nh m c t i theo ph ng trình (2).
c) Tài li u c b n ph c v tính toán.
- Ch n tr m khí t ng.
Trong ti u vùng có m t s tr m khí t ng nh : V nh Yên, Vi t Trì, S n Tây song ch có tr m V nh Yên là tr m có c ly g n ti u vùng nghiên c u.
Tr m n m trong m ng l i đo c a đài khí t ng Vi t B c, có đ tài li u tin cây đ ph c v tính toán.
Tài li utr m V nh Yênbao g m: Tài li u v nhi t đ , tài li u v đ m, tài li u v t c đ gió, tài li u v s gi n ng, tài li u v b c h i.
- Ch n tr m đo m a.
Trong khu v c có nhi u tr m đo m a nh : V nh Yên, V nh T ng, Yên L c, Tam o... nh ng tr m V nh Yên là tr m n m trong m ng l i c a đài khí t ng Vi t B c, có đ tài li u m a tin c y, nên lu n v n ch n tài li u m a c a tr m này đ tính toán. Ch n t n su t tính toán m a t i p=75%.
- Các ch tiêu c a đ t trong khu tính toán.
Theo tài li u th nh ng đã thu th p đ c k t h p v i kh o sát th c t , ph n l n đ t canh tác vùng nghiên c u thu c lo i đ t th t trung bình đ n th t n ng. H s th m n đ nh c a đ t t 1,5 - 3,0 mm/ngày.đêm.
- Tài li u v c c u cây tr ng.
C p nh t ph n tài li u trong s li u đi u tra c c u cây tr ng c a t nh V nh Phúc bao g m gi ng cây tr ng, th i v cây tr ng chính g m có lúa đông xuân, lúa mùa, cây Ngô,
N i dung quá trình tính toán d a vào ch ng trình Cropwat c a FAO ra m c t i c a các lo i cây tr ng chính t i m t ru ng, k t qu tính toán đ c nêu trong B ng 3.11.
B ng 3.11: K t qu tính toán ch đ t i q (l/s/ha) t nh V nh Phúc
TT Cây tr ng Tháng
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
1 Lúa Chiêm
xuân(I-V) 1,18 0,22 0,21 0,29 0,32 2 Lúa Mùa
(V-IX) 0,21 0,01 0,17 0,44
3 Ngô đông
(IX-I) 0,0 0,15 0,11
Ch đ t i cho các cây tr ng t nh V nh Phúc d i d ng m c t i (m mP3P/ha) t ng ng nh B ng 3.12
B ng 3.12: M c t i cây tr ng t nh V nh Phúc
TT Cây tr ng Tháng
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
1 Lúa Chiêm
xuân(I-V) 3.098 578 551 761 840 2 Lúa Mùa
(V-IX) 551 26 446 1.155
3 Ngô đông
(IX-I) 0 394 289
- Tính toán quá trình c p n c đ u m i các h .
tính toán quá trình c p n c t i đ u m i c p n c (h ch a) công th c t ng quát đ c s d ng: m x (m3)
Wyci mri η
= ω (3.1)
ho c q x (m3) Wyci i
η
= ω (3.2)
Trong đó:
- WRyciR: Là t ng l ng n c c n t iđ u m i theo th i đo n tháng (mP3P).
- mRmriR: M c t i m t ru ng c a t ng lo i cây tr ng (mP3P/ha).
- qRiR: H s t i m t ru ng (l/s/ha) - ωRiR: di n tích c n cung c p n c (ha) - η=0.8: H s l i d ng kênh m ng.
Trong lu n v n xác đ nh yêu c u dùng n c cho m i h theo các n m đi u tra đ c tính toán theo công th c (3.2)