Đề tài Tính toán tối ưu nhu cầu nước cho cây trồng

Ề TÀI 1. Tên đề tài: “ Tính toán tối ưu nhu cầu nước cho cây trồng” 2. Mục tiêu nghiên cứu khoa học Nhằm đáp ứng yêu cầu đào tạo, tăng khả năng ứng dụng các phần mềm hiện đại phục vụ quá trình học tập trong trường cũng như sau khi tốt nghiệp ra trường. 3. Giáo viên hướng dẫn: - TS. Dương Văn Viện - KS. Đỗ Tiến Khoa 4. Sinh viên thực hiện: - Triệu Ánh Ngọc - Nguyễn Thị Kim Oanh - Lê Minh Tuấn - Đặng Hữu Phượng Lớp S4_43N - Trường Đại Học Thuỷ Lợi – Cơ Sở II 5. Thời gian thực hiện: 3 tháng từ 04/02/06 đến 05/05/06 BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 5 NỘI DUNG ĐỀ TÀI CHƯƠNG 1 : ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Sự cần thiết của đề tài Để tính toán chu cầu dùng nước cho cây trồng được chính xác và hiệu quả thì ta quan tâm đến hai hệ số là lượng bốc hơi mặt ruộng và hệ số cây trồng Kc. Hiện nay ở nước ta đã sử dụng rất nhiều công thức khác nhau để xác định lượng bốc hơi mặt ruộng, nhưng chưa đề cập một cách chính xác những mặt ưu nhược trong những điều kiện khí hậu cụ thể của các công thức làm cho một số công thức tính toán không được phù hợp với thực tế nước ta hiện nay. Chính vì thế, chúng tôi đã thu tập phân tích các phương pháp tính lượng bốc hơi mặt ruộng và hệ số cây trồng Kc nhằm tối ưu trong tính toán nhu cầu nước cho cây trồng. 1.2. Mục tiêu của đề tài - Nhằm nâng cao năng lực nghiên cứu khoa học trong sinh viên tạo điều kiện cho sinh viên có cơ hội tiếp cận các vấn đề khoa học, biết vận dụng, bổ sung, nâng cao các kiến thức đã được học trong nhà trường.. - Nhằm đưa ra một công thức tính toán tối ưu trong tính toán nhu cầu dùng nước cho cây trồng ở nước ta nói chung và khu vực Dầu Tiếng nói riêng. 1.3. Phương pháp nghiên cứu của đề tài -Thu thập lý thuyết về tất cả các phương pháp xác định lượng bốc hơi mặt ruộng và hệ số cây trồng Kc đang được sử dụng ở nước ta hiện nay. -So sánh, lựa chọn trong số các phương pháp đó một phương pháp cho là tốt nhất, từ đó tính toán tối ưu nhu cầu nước cho cây trồng. 1.4. Phạm vi nghiên cứu của đề tài -Trong phạm vi của đề tài này, chúng tôi chỉ tập trung nghiên cứu các phương pháp tính toán lượng bốc hơi mặt ruộng và thu thập hệ số cây trồng Kc đã sử dụng ở nước ta. BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 6 - So sánh đối chiếu các phương pháp tính toán, nhận xét ưu nhược điểm của từng phương pháp và chọn ra phương pháp tối ưu. - Tính toán tối ưu nhu cầu nước cho cây trồng và so sánh với kết quả đã tính từ các phương pháp khác, qua đó rút ra kết luận. BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 7 CHƯƠNG 2 : NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1. Lý thuyết về lượng bốc hơi mặt ruộng Lượng bốc hơi mặt ruộng bao gồm lượng bốc hơi khoảng trống và lượng nước do cây trồng hút lên (gồm có lượng nước tạo thành thân lá và lượng bốc hơi mặt lá). Trong đó lượng bốc hơi mặt lá chiếm phần lớn còn lượng nước để tạo thành thân và lá thì chỉ chiếm khoảng 0,2% lượng nước mà cây hút lên. Trong thực tế, rất khó tách hai đại lượng trên ra riêng biệt vì bản chất của hai hiện tượng có khác nhau, một bên mang bản chất vật lý còn bên kia mang bản chất sinh lý. Do đó trong thực tế người ta gộp hai đại lượng trên thành một. Lượng bốc hơi khoảng trống chiếm 1 tỷ lệ lớn trong lượng bốc hơi lượng bốc hơi măt ruộng và có liên quan chặt chẽ với lượng bốc hơi mặt lá. 2.2. Các phương pháp tính lượng bốc hơi mặt ruộng Lượng bốc thoát hơi nước phụ thuộc vào nhiều yếu tố để có thể xác định cần phải phân tích, xem xét từ đó chọn phương pháp hợp lý. Xem xét trên mặt ruộng: - Lượng nước đi: + Bốc hơi mặt ruộng (khoảng trống và bốc hơi mặt nước). (Lượng nước cây trồng cần để tạo thân, lá). + Lượng nước ngấm. + Lượng rò rỉ. - Lượng nước đến: + Mưa. Theo yêu cầu của cây trồng trong từng thời đoạn sinh trưởng ĐẾN – ĐI > 0 Î THÁO ĐẾN – ĐI < 0 Î TƯỚI Ở đây chỉ xét tưới. Gọi m _ là lượng nước cần bổ xung cho 1 ha (mức tưới m3/ha) M =f (E,R,P) E : bốc hơi mặt ruộng BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 8 R : bốc hơi mưa P : bốc hơi mưa E phụ thuộc: + Cây trồng + Thổ nhưỡng + Địa chất thủy văn + Khí hậu (t,e) + Kỹ thu ật tưới. R: +Thổ nhưỡng + Địa chất thủy văn. P: + Lượng mưa có thể lợi dụng được. 2.3. Các nhân tố ảnh hưởng: Lượng bốc hơi mặt ruộng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều kiện khí hậu, loại cây trồng, mật độ gieo trồng, độ ẩm của đất( biện pháp và kỹ thuật tưới ). Các nhân tố ảnh hưởng đến lượng nước cần của cây trồng: + Nhân tố khí hậu: Lượng nước cần tăng lên khi: + Nhiệt độ tăng cao + Độ chiếu sáng lớn + Tốc độ gió lớn + Độ ẩm không khí nhỏ + Bốc hơi mạnh. + Nhân tố cây trồng, kĩ thuật: - Loại cây trồng Æ độ che phủ Æ mức độ bốc hơi - Kỹ thuật nông nghiệp: mật độ gieo trồng, chế độ bón phân. + Phương pháp và kỹ thuật tưới: - Tưới dãi bốc hơi nhiều hơn tưới ngập. - Tưới nông bốc hơi nhiều hơn tưới sâu. BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 9 + Nhân tố thổ nhưỡng và địa chất thủy văn. Hiện nay có rất nhiều công trình nghiên cứu khoa học nhằm xác định nhu cầu nước của cây trồng dựa vào các mối quan hệ khác nhau như: ▪ Quan hệ bốc thoát hơi nước và năng suất cây trồng. ▪ Quan hệ bốc thoát hơi nước và bốc hơi tự do. ▪ Quan hệ bốc thoát hơi nước và nhiệt độ không khí. ▪ Quan hệ bốc thoát hơi nước và nhiệt độ, độ ẩm không khí. ▪ Quan hệ bốc thoát hơi nước và nhiệt độ không khí, cường độ ánh sáng. ▪ Quan hệ bốc thoát hơi nước và nhiều yếu tố khí hậu tổng hợp. 2.4. Các phương pháp tính lượng bốc hơi mặt ruộng: 2.4.1. Công thức Cốtchiacốp: Công thức: YKE .= Trong đó: K : hệ số cần nước (m3/tấn) Y: năng suất cây trồng (tấn/ha) Đường quan hệ có dạng nc YcET .= ETc tỷ lệ thuận với Y c, n : hệ số xác định bằng thí nghiệm, nó thay đổi tuỳ theo yếu tố ngoại cảnh : + Khí hậu + Loại cây + Thổ nhưỡng + Địa chất thủy văn Qua thí nghiệm của trường ĐHNN 1 HN thì việc dùng phương pháp này sai số với thực tế -4,5% ÷ +11,3%. Với lúa mùa năng suất 5 ÷ 5,4 T/ha thì K = 970 ÷ 1200 m3 /T Những kết quả thực đo cho thấy K = 910 ÷ 2280 m3 /T Lúa nước ở Trung Quốc: K = 850 ÷ 2650 m3 /T BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 10 Lúa nước ở Nga: K = 1270 ÷ 2030 m3 /T Nhận xét : - Ưu điểm : đơn giản, nêu được mối tương quan giữa lượng nước và sản lượng cây trồng. - Nhược điểm : mức độ chính xác không cao vì hệ số K phụ thuộc nhiều yếu tố, phạm vi biến thiên rộng. Do nhưng hạn chế trên, khi sử dụng công thức này cần có nhiều tài liệu quan trắc. 2.4.2. Công thức Ca-Pốp : Công thức : 0.EE α= 0ET ETc=α ET0 là lượng bốc hơi mặt nước tự do trong điều kiện phải đạt được sản lượng cao. Theo thí nghiệm của trường ĐHNN 1 đối với vụ mùa : α toàn vụ = 1,96 ; α cây đẻ nhánh = 1,46; α dòng_trổ bông = 2,64 ; Kết quả cho thấy sai số so với thực tế là khá lớn: -11,7%÷35,3%. Nhận xét : - Ưu điểm: phương pháp đơn giản, dễ xác định, tài liệu ET0 dễ thí nghiệm được, các điều kiện phi khí hậu thay đổi ít, con người có thể khống chế được. H ệ s ố α do vậy tương đối ổn định. - Nhược điểm: ETc là nhân tố vừa có tính chất vật lý, tính chất sinh lý. Còng ET0 là hiện tượng hoàn toàn vật lý. Do vậy mà cơ sở lý luận chưa hợp lý. Công thức chưa nói lên nước quan hệ giữa sản lượng và lượng nước. Do vậy khi sử dụng công thức này cần có sự hiệu chỉnh α với các điều kiện khí hậu và năng suất cây trồng. 2.4.3. Công thức Sarol BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 11 E = e. tΣ với e : lượng nước cần cho 1oC tΣ : tổng tích trong thời kỳ sinh trưởng 2.4.4. Công thức Stoyko E1 = 111 )100 1,0( tat oc Σ− E2 = [ ] 212 )1001(1,0 t at oc Σ−− a1,a2: độ ẩm không khí bình quân từng thời kỳ. o ct1 o ct2 : nhiệt độ không khí bình quân trong từng thời kỳ. 1tΣ 2tΣ : tổng tích trong thời kỳ tính toán 2.4.5. Công thức Thornwthwaite (1948): ET = 16xKc a I t ).10( (mm) I = ∑= = 12 1 n i i n in - Chỉ số nhiệt độ của năm tính toán. in = (t/5)1.514 .Chỉ số nhiệt tháng tính toán với to bình quân tháng (oC). Kc - Hệ số cây trồng, phụ thuộc vào cây trồng và yếu tố khí hậu hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình năm . a - Hệ số kinh nghiệm,được xác định như sau: a = x3- x2+ 2x+0,5 khi I > 80. a = (1,6/100)I +0,5 khi I < 80. x = (8,8I/1000). Nhận xét: - Ưu điểm : Kết quả tính toán theo công thức này có xu hướng thiên bé tiết kiệm được nước . - Nhược điểm: Công thức này không sử dụng được cho nhiều vùng, chỉ phù hợp với vùng ẩm. Vì kết quả thiên bé nên không đảm bảo an toàn. BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 12 2.4.6. Công thức Blaney- Kriddler: Công thức đã thiết lập được mối quan hệ giữa lượng bốc hơi mặt ruộng với các yếu tố khí tượng chủ yếu là nhiệt độ, số giờ chiếu sáng trong ngày , với điều kiện cây trồng . Đây là dạng công thức phổ biến, có độ tin cậy cao . Công thức có dạng sau: Ec = 0,457Kc.PC(tc+17,8), (mm/ngày) Trong đó ETo - Lượng bốc hơi mặt ruộng đối với tháng được xem xét. (mm/ngày) T- nhiệt độ trung bình ngày ( oC ) của tháng được xem xét. P - tỷ lệ phần trăm số giờ chiếu sáng trung bình ngày của tháng so với tổng số giờ chiếu sáng trong năm. C - hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào độ ẩm, số giờ chiếu sáng và điều kiện gió ban ngày. Kc -hệ số cây trồng Nhận xét : - Ưu điểm : đã xét 2 yếu tố khí hậu là nhiệt độ và ánh sáng, công thức có thể áp dụng tính toán cho 2 vùng ẩm và vùng khô hạn. Công thức Blaney - Kriddle đã được ứng dụng rộng rãi nhiều nước trên thế giới, trong đó có các nước vùng Đông Nam Á tương tự như ở Việt Nam. - Nhược điểm : khó khăn trong việc xác định hệ số hiệu chỉnh, chưa đề cập sâu vào các yếu tố khí hậu khác. 2.4.7. Công thức Penman-Monteith : ETo = C{W.Rn+(1- W).f(ϕ)(ea – ed)} ; (mm/ngày) Trong đó: W: Hệ số có quan hệ với nhiệt độ và độ cao khu tưới, tra bảng (II-5). Rn: Chênh lệch giữa bức xạ tăng và giảm. Rn = Rns – Rnl Với Rns = Rs.Ra Theo FAO α = 0,25 BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 13 )1)(5,025,0( α−+= N nRs Ra: Tra bảng ( II – 9 ) quan hệ với vĩ độ và tháng Rns: Bức xạ mặt trời được giữ lại sau khi phản xạ đối với mặt ruộng Rnl: Bức xạ được tỏa ra bởi năng lượng hút được ban đầu Rnl = f(t).f(ed).f(n/N). f(t)- Hàm hiệu chỉnh về hiệu quả của nhiệt độ đối với bức xạ sóng dài. L t L Ttf k 944 10.)273(118.)( −+== τ Với L = 59,7 – 0,055t τ : Là hằng số Stefan ; τ = 1,19.10-7 cal/cm2/ ngày Tk: Là nhiệt độ Kelvin: Tk0 = 0 C + 273 Giá trị của f(t) có thể tra theo bảng tính sẵn. f(n/N): Là hàm hiệu chỉnh về hiệu quả của giờ chiếu sáng của mặt trời thực tế với giờ chiếu sáng max đối với bức xạ sóng dài , N tra theo bảng (II – 6) f(n/N) = 0,1 + 0,9(n/N) f(ed) – Hàm hiệu chỉnh về hiệu quả của áp suất hơi thực tế đối với bức xạ sóng dài f(ed) = 0,34 – 0,044 de f(v) – Hàm quan hệ với tốc độ gió f(v) = 0,35(1+0,54v) v: Tốc độ gió trung bình ở độ cao 2 m ( m/s) C: Hệ số hiệu chỉnh về sự bù trừ đối với tốc độ gió ban ngày và ban đêm cũng như sự thay đổi bức xạ mặt trời, tra theo bảng ( II – 7 GTBTTN ) (ea - ed) – Chênh lệch giữa áp xuất hơi bão hòa ở nhiệt độ trung bình của không khí và áp xuất hơi thực tế đo được ea : Hàm số quan hệ với nhiệt độ, tra bảng ( II – 10 GTBTTN ) ed: Được xác định theo công thức BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 14 100 . rad Hee = Hr : Độ ẩm trung bình không khí (%) Qua tài liệu nghiên cứu nhiều năm của Viện nghiên cứu khoa học thuỷ lợi Nam Bộ thì : Lúa sạ: Vụ Đông Xuân K = 1264 m3 /T Vụ Hè Thu K = 882 m3 /T Vụ Mùa K = 1298 m3 /T Lúa cấy: Vụ Đông Xuân K = 1230 m3 /T Vụ Hè Thu K = 1080 m3 /T Vụ Mùa K = 1403 m3 /T Sự sai khác về nhu cầu nước của lúa sạ và lúa cấy: Vụ Đông Xuân là ±10% và vụ Mùa là ± 2,8% Nhận xét: Theo kết quả nghiên cứu nhiều năm của các nhà khoa học trong nước và trên thế giới đã khẳng định phương pháp Penman -Monteith xác định nhu cầu nước của cây trồng dựa trên cơ sở mối quan hệ giữa bốc thoát hơi và nhiều yếu tố khí hậu là cho kết quả phù hợp nhất. Do vậy công thức được sử dụng nhiều trên thế giới. Đặc biệt là với Việt Nam nói chung và khu vực hồ Dầu Tiếng nói riêng thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, biên độ nhiệt thay đổi rất lớn giữa các mùa (Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối quan trắc được là 14oC, nhiệt độ cao nhất tuyệt đối là 37oC), (Vào mùa mưa độ ẩm cao nhất đạt 90%, vào mùa khô độ ẩm đạt 65%). Lượng bốc hơi phụ thuộc rất lớn vào các yếu tố khí hậu. Hơn nữa phương pháp này đã được nhiều nhà nghiên cứu hiệu chỉnh cho phù hợp và tổ chức nông nghiệp và lương thực thế giới (FAO) đã chọn phương pháp Penman-Monteith do Doorenbos và Pruitt hiệu chỉnh. BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 15 2.5. Tính toán lượng bốc hơi tiêu chuẩn 2.5.1. Cơ sở tính toán Lượng bốc thoát hơi nước tiêu chuẩn, theo định nghĩa của FAO, là lượng bốc thoát hơi của loại cỏ có chiều cao 15 -20 cm, được cung cấp nước hợp lý theo yêu cầu sinh trưởng. Phương pháp của FAO là dựa vào ET0 để tính toán nhu cầu nước cho các loại cây trồng khác nhau bằng cách nhân ET0 với một hệ số cây trồng Kc cho từng loại cây cụ thể. Dựa vào các điều kiện khí hậu, như nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí; số giời nắng, kinh độ, vĩ độ và cao độ của trạm khí tượng, tốc độ gió… để tính toán bốc thoát hơi nước tiểu chuẩn gọi tắt là ET0 (reference crop evapotranspiration). 2.5.2. Tính toán lượng bốc thoát hơi nước tiêu chuẩn Dựa vào phương pháp trên, ta tính toán lượng bốc hơi tiêu chuẩn cho vùng Dầu Tiếng. Các số liệu về Dầu Tiếng được nêu ở Phụ lục. 2.5.2.1. Tính toán theo phương pháp Blaney- Kriddler Bảng 1 : Lượng bốc thoát hơi nước tiêu chuẩn cùng Hồ Dầu Tiếng Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII nhiệt độ 25.8 26.4 27.7 28.7 28.2 27.4 27.1 26.9 26.8 26.7 26.6 25.8 Số giờ nắng 7.65 8.33 8.08 8.14 7.46 6.28 6.19 4.92 5.63 6.10 6.91 7.43 p 0.78 0.85 0.83 0.83 0.76 0.64 0.63 0.50 0.58 0.62 0.71 0.76 Eto 155.6 172.0 171.7 176.7 160.2 132.5 129.7 102.8 117.3 126.7 143.2 151.5 2.5.2.2. Tính toán theo phương pháp Penman Bảng 2 :Lượng bốc hơi nước tiêu chuẩn vùng Hồ Dầu Tiếng Tháng Yếu tố I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII to 25.8 26.4 27.7 28.7 28.2 27.4 27.1 26.9 26.8 26.7 26.6 25.8 Hr(%) 76.1 75.6 75.1 76.7 81.8 85.3 86.2 87.0 88.1 85.0 80.3 76.7 V(m/s) 1.61 1.55 1.48 1.51 1.36 1.46 1.52 1.58 1.34 1.65 2.25 2.31 n(h) 7.65 8.33 8.08 8.14 7.46 6.28 6.19 4.92 5.63 6.10 6.91 7.43 W 0.75 0.75 0.77 0.77 0.77 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.75 1-W 0.25 0.25 0.23 0.23 0.23 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.25 f(V) 0.65 0.64 0.63 0.63 0.61 0.63 0.64 0.65 0.60 0.66 0.78 0.79 ea 33.0 34.5 37.2 39.4 38.3 36.5 35.8 35.5 35.2 35.1 34.8 33.2 ed 25.1 26.1 28.0 30.3 31.3 31.1 30.9 30.9 31.1 29.8 28.0 25.5 BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 16 ea- ed 7.9 8.4 9.3 9.2 7.0 5.4 4.9 4.6 4.2 5.3 6.9 7.8 N(h) 11.4 11.7 12 12.4 12.7 12.8 12.7 12.5 12.1 11.8 11.5 11.3 n/N 0.67 0.71 0.67 0.66 0.59 0.49 0.49 0.39 0.47 0.52 0.60 0.66 f(n/N) 0.70 0.74 0.71 0.69 0.63 0.54 0.54 0.45 0.52 0.56 0.64 0.69 Ra 12.6 13.9 15.1 15.7 15.7 15.5 15.5 15.6 15.2 14.4 13.3 12.5 R's 7.38 8.42 8.86 9.08 8.53 7.68 7.65 6.97 7.34 7.32 7.32 7.24 Rns 5.53 6.32 6.64 6.81 6.40 5.76 5.74 5.23 5.50 5.49 5.49 5.43 f(t) 16.1 16.3 16.6 16.8 16.7 16.5 16.4 16.4 16.4 16.4 16.3 16.1 f(ed) 0.12 0.12 0.11 0.10 0.09 0.09 0.10 0.10 0.09 0.10 0.11 0.12 Rnl 1.36 1.39 1.26 1.14 0.98 0.85 0.85 0.71 0.81 0.92 1.12 1.32 Rn 4.18 4.93 5.39 5.67 5.42 4.91 4.89 4.52 4.70 4.57 4.37 4.11 C 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ET0 137.2 141.3 170.1 171.1 159.5 136.4 138.8 128.6 125.2 133.4 138.1 142.8 2.5.2.3. So sánh kết quả tính toán Từ kết quả trên cho thấy tính toán theo phương pháp Penman cho ra kết quả có tính chính xác cao hơn vì theo các tài liệu thí nghiệm đã thu thập được thì phương pháp Penman cho sự sai số là nhỏ nhất (± 2,8% đến ± 10%). Vì vậy, ta chọn công thức Penman của FAO để tính toán lượng bốc hơi tiểu chuẩn là phù hợp hơn cả. 2.6. Kiểm nghiệm các thông số kỹ thuật các định lượng bốc thoát hơi mặt ruộng 2.6.1. Phương pháp xác định lượng bốc thoát hơi mặt ruộng Lượng bốc thoát hơi mặt ruộng ETc được tính theo công thức: ETC =Kc.ET0 Trong đó: ET0 : lượng bốc thoát hơi chuẩn. (đã được đề cập ở phần trên) Kc : hệ số cây trồng. 2.6.2. Hệ số cây trồng Kc Hệ số cây trồng Kc thu được thông qua thực nghiệm nhiều năm do Viện NCKHTLNB tiến hành. Đã xác định được hệ số Kc cho lúa (1981 – 1989) BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 17 và một số cây trồng cạn chính (1986 – 1989). Hệ số Kc đã được kiểm nghiệm cho thấy đủ độ tin cậy. Bảng 3 : Hệ số cây trồng Kc Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Kc 1.41 1.46 1.15 1.15 0.87 0.86 1.17 0.9 1.02 1.24 0.85 1.04 2.6.3. Kết quả tính toán ETc thông qua hệ số Kc Kết quả kiểm nghiệm hệ số Kc cho cây trồng cạn (cây Ngô) và tính toán ETc như bảng sau: Bảng 4: Kết quả tính toán ETC Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Kc 1.41 1.46 1.15 1.15 0.87 0.86 1.17 0.9 1.02 1.24 0.85 1.04 ET0 137.2 141.3 170.1 171.1 159.5 136.4 138.8 128.6 125.2 133.4 138.1 142.9 ETc 193.5 206.3 195.7 196.8 138.7 117.3 162.4 115.8 127.7 165.5 117.4 148.6 2.7. Tính toán nhu cầu nước cho cây trồng 2.7.1. Xác định công thức tưới thích hợp cho cây trồng Trong đề tài này chỉ quan tâm đến nhu cầu nước của cây trồng cạn. Dựa vào các kết quả nghiên cứu, thí nghiệm và thực nghiệm nhu cầu nước của cây trồng ảnh hưởng của ngập nước đến năng suất cây trồng của Viện NCKHTLNB đã xác định được công thức tưới thích hợp cho cây trồng. Kết quả được trình bày trong bảng sau: Bảng 5: Công thức tưới thích hợp cho cây trồng cạn Độ ẩm đất (%Bđr) Thời kỳ sinh trưởng Đậu phộng Đậu nành Ngô Gieo – Cây con 100-70 100-70 100-80 Ra hoa – Đậu quả 100-80 100-80 100-80 Chín – Thu hoạch 100-70 100-70 100-70 Bảng 6 : Công thức tưới thích hợp cho cây lúa TT Giai đoạn sinh trưởng Lúa Đông Xuân Lúa Hè Thu Lúa Mùa 1 Cấy–Bén rễ 30-60cm 60-90cm 60-90cm 2 Đẻ nhánh 30-60cm 60-90cm 60-90cm 3 Đứng cái – Làm đòng 30-60cm 60-90cm 60-90cm BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 18 4 Trổ cờ – Phơi màu 30-60cm 60-90cm 60-90cm 5 Ngậm sữa – Chắc xanh 30-60cm 60-90cm 60-90cm 6 Chín 30-60cm 60-90cm 60-90cm 2.7.2. Tính toán lượng mưa hữu ích Lượng mưa hữu ích là lượng mưa có thể giữ lại được trong đất sau khi mưa để cây trồng có thể sử dụng trong quá trình bốc thoát hơi, đây là một yếu tố rất khó xác định vì nó cũng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đất đai, địa hình, thảm thực vật… Tuy nhiên trong báo cáo này sau khi đã phân tích cụ thể, công thức được chọn tính toán là công thức của tổ chức bảo vệ đất của Mỹ đã được FAO kiểm nghiệm, công thức có dạng sau: phi=pts(125-0,2pts)/125 nếu pts<250 mm/tháng phi=125+0,1pts nếu pts >250 mm/tháng Trong đó: phi : mưa hữu ích (mm/tháng) pts : mưa tổng số (mm/tháng) 2.8. Tính toánh nhu cầu nước cho cây trồng: Trong khuôn khổ đề tài này, việc tính toán nhu cầu nước cho cây trồng được tiến hành đối với vùng hồ Dầu Tiếng. Đồng thời dùng phần mềm Cropwat 4.3 của FAO để tính toán. 2.8.1. Giới thiệu phần mềm Cropwat 4.3 2.8.1.1. Giao diện người dùng và hệ thống trình đơn CROPWAT cho màn ảnh trình đơn (thực đơn) chính Windows xuất hiện như dưới đây: BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 19 1 : thanh thực đơn chính với những Thực đơn kéo xuống. Hệ thống thực đơn dẫn tới những mẫu (dạng) mục vào và kết quả dữ liệu. Trong vài tr- ường hợp có vài cách không thông qua hệ thống thực đơn tới cùng mẫu (dạng) những kết quả. 2 : Thanh công cụ Toolbar, cho phép truy nhập những tùy chọn thực đơn được sử dụng thường xuyên nhất. Các nút biểu tượng của thanh Toolbar cho phép bạn thẳng tới những cửa sổ mục vào dữ liệu mà không sử dụng những tùy chọn thực đơn bằng cách click lên các nút biểu tượng. 3 : Các bảng thông báo, thông tin cho bạn về những sự tính toán hiện thời. 4 : cửa sổ Tình trạng Dữ liệu. Cửa sổ này hiển thị những thông tin hiện thời về những hồ sơ đang sử dụng. Nhấn đúp để mở cửa sổ và bạn sẽ nhìn thấy tóm lược những hồ sơ đang sử dụng và dữ liệu nào cần bổ sung nào để thực hiện những sự tính toán nhất định. BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 20 2.8.1.2. Những trình tự để thực hiện chương trình 1. Thực đơn chính " Trình tự chương trình " chính làm việc thông qua những tùy chọn thực đơn dọc theo đỉnh của màn ảnh : a) Trước hết bạn nhập dữ liệu ( hoặc có thể sử dụng trình đơn File, Input Data). b) Tiếp theo bạn định nghĩa hoạch định tiêu chuẩn của riêng bạn ( sử dụng trình đơn Schedule, Criteria). c) Những kết quả có thể được nhìn thấy trong mẫu xếp thành bảng hoặc đồ thị (những trình đơn Tables, Graphs). d) Bạn có thể cất giữ những kết quả vào trong những file ASCII Với SaveReport, Sẵn sàng cho sự in ấn. 2. Công cụ Toolbar Bạn cũng có thể truy nhập những cửa sổ mục vào dữ liệu bằng cách sử dụng những biểu tượng trên Toolbar. Nhưng Nút Toolbar đó được nhóm lại vào trong những tập hợp những biểu tượng liên quan. Trong khi bạn làm việc với chương trình, bạn có thể dùng nó như cách trình đơn tuỳ chọn. Nếu bạn không có chuột, hệ thống trình đơn có thể được kích hoạt với bàn phím trong Windows cách thông thường : Để kích hoạt thực đơn chính, nhấn ALT. Những thực đơn có thể rồi được sử dụng với con trỏ và những phím (lên, xuống, trái, phải), hoặc nhấn thêm những phím có gạch chân. BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 21 2.8.1.3. Menu tuỳ chọn chính trong CropWat for Windows 1. Menu File Retrieve - Tải một tập tin dữ liệu. Save - Lưu trữ một file dữ liệu. Configuration - Cho phép bạn đè những phương pháp tính toán mặc định hoặc vị trí file dữ liệu. Text Editor – Cho phép xem và in kết quả đã được thiết lập trong file dạng mã ASCII . Windows calculator – Kiểm tra lại tất cả quá trình tính toán của bạn. Exit – Thoát khỏi chương trình CropWat for Windows. File, Retrieve và File, Save cho phép bạn tải hoặc cất giữ những dữ liệu đã được thiết lập. 2. Menu Inputdata Climate – nhập vào dữ liệu khí hậu hàng tháng để tính toán ETo ETo - Vào những dữ liệu bốc thoát hơi nước ETo hàng tháng (của) chính mình Rainfall - Vào dữ liệu trận mưa hàng tháng Crops - Vào mẫu vụ mùa gieo trồng và dữ liệu hệ số gieo trồng. Soil - Vào dữ liệu cho loại đất trồng của bạn Data status – cho phép hiện hay ẩn đi trên cửa sổ Windows Những tùy chọn này cho phép bạn vào dữ liệu mới sử dụng một " Cửa sổ vào dữ liệu " (data entry Windows) hay tải/lưu dữ liệu từ / đến các file. Tuỳ chọn tải/lưu dữ liệu được thực hiện : File/Retrieve hay File/Save. BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 22 Chẳng hạn, một tập hợp dữ liệu khí hậu có thể được đọc từ một tập tin dữ liệu sử dụng InputData, Climate, Retrieve hoặc sử dụng File, Retrieve, Climate Data. Những ghi chú : 1. Bạn có thể sử dụng file kiểu *. CLI hoặc *. PEN trong thư mục cơ sở dữ liệu CLIMWAT. Nhớ phải đổi đuôi tập tin từ *. CRM thành *. CLI hoặc *. PEM thành *.PEN. 2. Nhớ rằng bạn phải định nghĩa kiểu mẫu vụ mùa trước khi việc tính toán được bắt đầu. Để làm điều này sử dụng những tùy chọn InputData, Crops, CroppingPattern. Và cũng có thể InputData, Crops, CropCoefficients nên nhập từ những file dữ liệu mùa vụ (*.CRO). Khi dữ liệu được đưa vào, bạn có thể nhìn thấy nó trong một bảng với tùy chọn Tables hoặc tùy chọn Graphs . 3. Menu Schedule Menu Schedule cho phép bạn định nghĩa việc tưới nước được tính toán như thế nào và để quản lý những nhóm file dữ liệu ( climate,rain,crop,soil) được gọi " Những chương trình tưới nước ". Tại giai đoạn này, tất cả những gì bạn cần làm là định nghĩa phương pháp để hoạch định sử dụng Schedule, Criteria. Criteria (tiêu chuẩn)- Tính toán thời gian và lượng nước tưới . Scenario ( Kịch bản hay hoạc định) – nhóm các file dữ liệu đã được thiết lập. Recalculate - Tính toán lại nếu dữ liệu đã được thay đổi. Irrigations – Việc tưới nước - được nạp/ lưu/ dữ liệu.* User Adjustments - Những sự điều chỉnh người dùng * * Nhìn thấy mục" Advance " trong cuốn sách này cho nhiều thông tin chi tiết hơn. BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 23 Trước khi bất kỳ những sự tính toán nhu cầu nước có thể được thực hiện, bạn phải định nghĩa loại chương trình nào bạn muốn sử dụng, sử dụng Schedule, Criteria. Nếu bạn lựa chọn Ok với không có những sự thay đổi khác nào, chương trình sẽ tính toán tưới nước " tối ưu " và bạn có thể xem trực tiếp kết quả bảng những bảng Tables hoặc những đồ thị Graphs. Vài tùy chọn khác có thể được lựa chọn trong cửa sổ phương pháp tính toán. 3.1 Tuỳ chọn Schedule Criteria ( chương trình chuẩn) CropWat for Windows cho phép bạn lựa chọn nhiều cách định nghĩa một chương trình tưới nước. Những phương án chọn ngầm định được cho thấy ở trên. Những điều đó định nghĩa " tối u " việc tưới nước ngay từ đầu ngày tháng gieo trồng của vụ mùa, nơi việc tưới nước được tính toán thì tất cả độ ẩm sẵn có trong đất đã được sử dụng. Số lượng tưới nước sẽ bằng sự thiếu hụt ẩm ướt của đất, vì vậy sự thiếu hụt độ ẩm đất trả lại về 0% sau việc t- ưới nước và không có một lượng nước nào bị lãng phí. APPLICATION TIMING -Tính toán thời gian ứng dụng : ví dụ ở bên dưới nói rằng chúng ta sẽ tưới đến khi nào tất cả ( 100 %) độ ẩm ướt sẵn có sẵn sàng đã được no, vì vậy vụ mùa không bao giờ bị thiếu nước sinh trưởng. BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 24 APPLICATION DEPTH - Chiều sâu ứng dụng : Đây nói rằng số lượng t- ưới nước sẽ được tính toán đầy lại độ ẩm đất cất giữ, tưới nước ngược lại cho đất đạt độ bão hoà đồng ruộng. START OF SCHEDULING -Bắt đầu sự lập lịch trình : Bạn có thể bắt đầu hoạch định từ bất kỳ ngày tháng nào bên trong mùa đang gia tăng, nhưng mặc định sẽ bắt đầu từ ngày tháng gieo trồng sớm nhất của vụ mùa. INITIAL SOIL MOISTURE CONDITIONS - điều kiện độ ẩm đất ban đầu : những này được định nghĩa theo số liệu trong file về đất. Ví dụ file thông tin về đất cung cấp tất cả tập hợp sự thiếu hụt độ ẩm đất . Bạn có thể thay đổi những thông tin này sử dụng InputData, Soil, Enter / Modify. 3.2 Thiết lập những kết hoạch của riêng bạn: CropWat for Windows cung cấp cho bạn một phạm vi rộng những phương pháp để tính toán một chương trình tưới nước. Bạn có thể điều khiển khi quá trình tưới nước được thực hiện trong một vùng nào đó với tuỳ chọn Application Timing BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 25 Bạn có thể thiết lập việc tưới nước nhiều như thế nào với tuỳ chọn Application Depth Một lần tiêu chuẩn được định nghĩa, chương trình sẽ tính toán ngày tháng và mức tưới nước. Chương trình được có thể thấy khi lựa chọn Tables, Irrigation Schedule, hoặc Graphs,Irrigation Schedule Việc tưới nước và sự hiệu chỉnh của người dùng Một đặc tính hữu ích của CropWat for Windows là khả năng nhập vào những mức nước tưới và thời gian tưới của chính mình được định nghĩa ở những tùy chọn tưới nước. Khi những điều đó đã được thiết lập, chúng có thể được cất giữ sử dụng menu Schedule,Irrigations,Save. Điều này cho phép bạn lưu lại các lần tuới nước trong mùa đang gia tăng. Trận mưa thực tế có thể cũng được đưa vào sử dụng tuỳ chọn Schedule, User Adjustments. 4. Menu Tables và Graphs Những menu này cho phép bạn nhìn thấy những dữ liệu đã nhập vào và kết quả tính toán được cho yêu cầu nước vụ mùa và lập lịch trình. Menu Tables – thể hiện dữ liệu vào và kết quả tính toán: Climate & ETo : dữ liệu vào & tính toán ETo. Rainfall : dữ liệu vào & tính toán trận mưa có hiệu quả. CWR : những yêu cầu nước của vụ mùa. Irrigation Schedule : Việc tưới nước & độ ẩm trong đất. BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 26 Menu Graphs – hiển thị dữ liệu vào và kết quả tính toán: Climate & ETo - nhiệt độ, gió, sự ẩm ướt, giờ nắng, trận mưa và tính toán theo Penman - Monteith. Cropping Pattern – ngày tháng và vùng đất gieo trồng. CWR - sự biến đổi yêu cầu nước trong thời gian vụ mùa, IWR, ETo Irrigation Schedule – sự thiếu hụt độ ẩm đất (mức tưới). Các menu Tables và Graphs cũng được thể hiện trên thanh công cụ: - biểu tượng bảng Climate, CWR và Schedule. - biểu tượng đồ thị Climate, Rainfall, Crop Pattern, CWR và Scheduling BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 27 2.8.2. Kết quả tính toán bằng phần mền Cropwat như sau: 4/13/2006 CropWat 4 Windows Ver 4.3 ************************************************************ Crop Water Requirements Report ************************************************************ - Crop # 1 : MAIZE (Grain) - Block # : [All blocks] - Planting date : 2/10 - Calculation time step = 10 Day(s) - Irrigation Efficiency = 70% ------------------------------------------------------------------------------ Date ETo Planted Crop CWR Total Effect. Irr. FWS Area Kc (ETm) Rain Rain Req. (mm/period) (%) ---------- (mm/period) ---------- (l/s/ha) ------------------------------------------------------------------------------ 2/10 43.59 100.00 0.70 30.51 46.72 30.05 0.46 0.01 12/10 43.49 100.00 0.70 30.45 44.67 28.18 2.26 0.04 22/10 43.48 100.00 0.79 34.26 43.77 24.37 9.89 0.16 1/11 43.54 100.00 0.95 41.27 42.15 18.40 22.87 0.38 11/11 43.65 100.00 1.08 47.31 36.69 10.90 36.41 0.60 21/11 43.79 100.00 1.10 48.17 22.71 3.73 44.44 0.73 1/12 43.96 100.00 1.10 48.35 2.06 0.20 48.16 0.80 11/12 44.13 100.00 1.10 48.33 0.00 0.00 48.33 0.80 21/12 44.29 100.00 1.03 45.70 0.00 0.00 45.70 0.76 31/12 46.11 100.00 0.95 43.88 0.00 0.00 43.88 0.73 10/1 9.45 100.00 0.90 8.55 0.00 0.00 8.55 0.71 ------------------------------------------------------------------------------ Total 449.47 426.79 238.79 115.83 310.95 [0.50] ------------------------------------------------------------------------------ * ETo data is distributed using polynomial curve fitting. * Rainfall data is distributed using polynomial curve fitting. **************************************************************** D:\ANHNGOC\NCKH\2.TXT Theo kết quả tính toán được cho cây Ngô ở trên thì tổng lượng nước cần tưới cho cây trong suốt quá trình sinh trưởng là 310.95 mm/ha ( 3109.5 m3/ha). 5/4/2006 CropWat 4 Windows Ver 4.3 ************************************************************ Crop Water Requirements Report ************************************************************ - Crop # 1 : lua dong xuan - Block # : [All blocks] BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 28 - Planting date : 15/12 - Calculation time step = 5 Day(s) - Irrigation Efficiency = 70% ------------------------------------------------------------------------------ Date ETo Planted Crop CWR Total Effect. Irr. FWS Area Kc (ETm) Rain Rain Req. (mm/period) (%) ---------- (mm/period) ---------- (l/s/ha) ------------------------------------------------------------------------------ 15/12 22.08 100.00 1.01 22.30 0.00 0.00 22.30 0.74 20/12 22.12 100.00 1.01 22.34 0.00 0.00 22.34 0.74 25/12 22.15 100.00 1.01 22.38 0.00 0.00 22.38 0.74 30/12 22.60 100.00 1.01 22.83 0.00 0.00 22.83 0.75 4/1 23.24 100.00 1.06 24.73 0.00 0.00 24.73 0.82 9/1 23.67 100.00 1.15 27.32 0.00 0.00 27.32 0.90 14/1 24.10 100.00 1.24 29.99 0.00 0.00 29.99 0.99 19/1 24.52 100.00 1.33 32.72 0.00 0.00 32.72 1.08 24/1 24.93 100.00 1.42 35.50 0.00 0.00 35.50 1.17 29/1 25.31 100.00 1.46 36.95 0.00 0.00 36.95 1.22 3/2 25.67 100.00 1.46 37.48 0.00 0.00 37.48 1.24 8/2 26.00 100.00 1.46 37.97 0.00 0.00 37.97 1.26 13/2 26.31 100.00 1.46 38.42 0.00 0.00 38.42 1.27 18/2 26.59 100.00 1.46 38.82 0.00 0.00 38.82 1.28 23/2 26.84 100.00 1.46 39.19 1.96 1.36 37.83 1.25 28/2 27.06 100.00 1.44 38.93 2.71 2.37 36.56 1.21 5/3 27.25 100.00 1.35 36.86 2.99 2.97 33.89 1.12 10/3 27.40 100.00 1.26 34.63 3.04 3.04 31.59 1.04 15/3 27.53 100.00 1.17 32.34 3.05 3.05 29.28 0.97 20/3 27.62 100.00 1.09 29.98 3.18 3.18 26.80 0.89 ------------------------------------------------------------------------------ Total 502.99 641.65 16.93 15.97 625.68 [1.03] ------------------------------------------------------------------------------ * ETo data is distributed using polynomial curve fitting. * Rainfall data is distributed using polynomial curve fitting. ************************************************************ D:\ANHNGOC\NCKH\WDX.TXT Theo kết quả tính toán được cho lúa Đông Xuân ở trên thì tổng lượng nước cần tưới cho cây trong suốt quá trình sinh trưởng là 625.68 mm/ha ( 6256.8 m3/ha). 5/4/2006 CropWat 4 Windows Ver 4.3 ************************************************************ Crop Water Requirements Report ************************************************************ - Crop # 1 : Lua he thu - Block # : [All blocks] - Planting date : 5/4 - Calculation time step = 5 Day(s) BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 29 - Irrigation Efficiency = 70% ------------------------------------------------------------------------------ Date ETo Planted Crop CWR Total Effect. Irr. FWS Area Kc (ETm) Rain Rain Req. (mm/period) (%) ---------- (mm/period) ---------- (l/s/ha) ------------------------------------------------------------------------------ 5/4 26.23 100.00 1.01 26.50 5.46 5.46 21.04 0.70 10/4 26.22 100.00 1.01 26.48 6.93 6.93 19.55 0.65 15/4 26.18 100.00 1.01 26.44 8.77 8.36 18.08 0.60 20/4 26.11 100.00 1.01 26.37 10.97 9.42 16.96 0.56 25/4 26.03 100.00 1.06 27.46 13.48 10.58 16.88 0.56 30/4 25.92 100.00 1.13 29.29 16.27 11.83 17.46 0.58 5/5 25.80 100.00 1.21 31.08 19.27 13.14 17.94 0.59 10/5 25.65 100.00 1.28 32.84 22.43 14.51 18.32 0.61 15/5 25.50 100.00 1.35 34.55 25.67 15.90 18.65 0.62 20/5 25.33 100.00 1.43 36.21 28.93 17.29 18.93 0.63 25/5 25.14 100.00 1.46 36.71 32.14 18.65 18.06 0.60 30/5 24.95 100.00 1.46 36.43 35.22 19.97 16.46 0.54 4/6 24.75 100.00 1.46 36.13 38.13 21.21 14.93 0.49 9/6 24.54 100.00 1.46 35.83 40.80 22.35 13.48 0.45 14/6 24.33 100.00 1.46 35.52 43.17 23.39 12.13 0.40 19/6 24.11 100.00 1.46 35.20 45.22 24.30 10.90 0.36 24/6 23.89 100.00 1.44 34.37 46.89 25.06 9.31 0.31 29/6 23.67 100.00 1.35 32.03 48.17 25.68 6.35 0.21 4/7 23.45 100.00 1.26 29.65 49.03 26.14 3.50 0.12 9/7 23.24 100.00 1.17 27.30 49.47 26.45 0.86 0.03 14/7 23.03 100.00 1.09 25.00 49.49 26.60 0.00 0.00 ------------------------------------------------------------------------------ Total 524.06 661.38 635.91 373.21 289.77 [0.46] ------------------------------------------------------------------------------ * ETo data is distributed using polynomial curve fitting. * Rainfall data is distributed using polynomial curve fitting. ************************************************************D:\ANHNG OC\NCKH\HTHU.TXT Theo kết quả tính toán được cho lúa Hè Thu ở trên thì tổng lượng nước cần tưới cho cây trong suốt quá trình sinh trưởng là 289.77 mm/ha ( 2897.7 m3/ha). BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 30 2.9. So sánh kết luận, kiến nghị So sánh kết quả tính toán được ở trên với các kết quả khác như sau: Ngô Lúa Đông Xuân Lúa Hè Thu Viện QHKSTKTL 3680 7800 2920 Viện NCKHTLNB 3450 6578 3135 Ban quản lý 416 3540 6800 2508 BVI 3360 6880 2,920 Kết quả tính toán 3109.5 6256.8 2897.7 Từ kết quả trên cho thấy, các kết quả được so sánh ở trên là tính cho giai đoạn thiết kế và quy hoạch hệ thống nên có phần thiên về an toàn, đồng thời do tính toán từ các phương pháp khác nhau không đồng bộ. So sánh kết quả tính toán được với thực tế dùng nước ở vùng hồ Dầu Tiếng theo điều tra thì kết quả tính toán được ở trên là hoàn toàn phù hợp và có độ tin cậy cao. BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 31 CHƯƠNG 3 : KẾT LUẬN CHUNG I. Kết luận Qua kết quả phân tích, ta rút ra được một số kết luận sau: 1) Trong đề tài này, chúng tôi đã so sánh được các công thức tính lượng bốc thoát hơi tiêu chuẩn, nêu ra được ưu nhược điểm của từng phương pháp. Qua đó so sánh lựa chọn được phương pháp với vùng tính toán cụ thể. 2) Đề tài đã tính toán được nhu cầu nước cho cây trồng, cụ thể là cây trồng cạn (cây Ngô) và lúa Đông Xuân, lúa Hè Thu cho vùng với số liệu đảm bảo độ tin cậy. Từ số liệu đó phản ánh được lượng nước cần thực tế của cây trồng, cho phép tính toán chế độ tưới cho các loại cây trồng được hợp lý, tối ưu. 3) Đề tài đã sử dụng chương trình tính toán chế độ tưới cho cây trồng bằng phần mền Cropwat 4.3 của FAO. Đây là phần mền được tổ chức lương thực thế giới kiểm nghiệm và làm tiêu chuẩn trong tính toán nhu cầu dùng nước của cây trồng. II. Một số vấn đề tồn tại và kiến nghị 1) Trong thực tế lượng bốc thoát hơi nước phụ thuộc vào rất nhiều các yếu tố, mặt khác các yếu tố có ảnh hưởng qua lại rất phức tạp trong việc xác định. Trong đề tài này chỉ sử dụng phương pháp Penman – Monteith để tính toán theo tiểu chuẩn của FAO. 2) Trong đề tài này chỉ nghiên cứu và kiểm nghiệm lại ở vùng hồ Dầu Tiếng. Còn các vùng khác thì việc kiển nghiệm phương pháp trên còn nhiều khó khăn do không đủ số liệu. 3) Do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên trong phạm vi đề tài này chỉ nghiên cứu các phương pháp tính lượng bốc thoát hơi nước tiêu chuẩn đã nếu ở trên, nhưng thực tế có rất nhiều phương pháp tính và tiêu chuẩn tính khác nhau. 4) Do thời gian nghiên cứu đề tài ngắn nên trong đề tài không tránh khỏi những hạn chế, rất mong nhận được sự đóng góp trao đổi chân thành để đề tài được hoàn thiện và có độ chính xác hơn. BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 32 PHỤ LỤC Bảng 1.2 : Thống kê tốc độ gió bình quân tháng Trạm Đầu Mối Hồ Dầu Tiếng Tháng STT Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB Năm 1 1991 2,1 2,1 2,3 3,4 2,0 2,0 1,9 2,1 1,7 1,9 3,2 2,8 2,3 2 1992 2,1 1,8 2,0 1,8 1,7 2,2 1,7 1,9 1,5 2,1 3,1 2,0 2,0 3 1993 1,8 1,6 1,8 1,6 1,5 1,4 1,8 1,6 1,4 1,5 2,3 4,4 1,9 4 1994 1,8 1,4 1,7 1,3 1,2 2,0 1,9 1,7 1,8 2,9 2,8 1,9 1,7 5 1995 2,2 1,2 1,8 1,7 1,5 1,6 1,5 1,5 1,3 2,2 2,5 3,4 2,0 6 1996 1,5 1,9 1,6 1,5 1,6 1,4 2,0 1,5 1,1 1,5 2,4 3,1 1,8 7 1997 1,9 1,6 1,3 1,5 1,4 1,5 1,5 1,8 1,5 1,7 1,6 1,8 1,5 8 1998 1,5 1,9 1,2 1,1 1,1 1,4 1,2 1,7 1,3 1,2 1,6 1,7 1,3 9 1999 1,2 1,2 1,0 1,1 1,1 1,2 1,5 1,2 1,2 1,6 2,0 3,8 1,5 10 2000 1,4 1,2 1,1 1,2 1,4 1,2 1,2 1,7 1,0 1,5 1,7 1,2 1,3 11 2001 13 1,5 1,1 1,6 1,3 1,3 1,3 1,1 1,2 1,3 2,7 1,7 1,4 12 2002 1,0 1,2 1,3 1,0 1,1 1,1 1,3 1,3 1,1 1,4 1,7 1,3 1,2 13 2003 1,4 1,3 1,1 1,3 1,3 1,0 1,4 1,6 1,3 1,1 1,5 1,9 1,4 14 2004 1,3 1,3 1,4 1,0 1,2 1,1 1,1 1,4 1,4 1,2 1,6 1,3 1.3 15 2005 1,4 1,4 1,5 1,0 1,0 1,1 1,8 Bảng 1.3 : Thống kê nhiệt độ tối cao bình quân tháng Trạm Đầu Mối Dầu Tiếng Tháng STT Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB Năm 1 1990 32,4 31,5 32,4 34,6 32,7 31,0 31,1 30,8 30,6 31,2 29,1 30,6 31,6 2 1991 32,4 35,0 32,4 35,0 34,7 32,2 31,0 30,8 30,2 30,5 31,2 31,4 32,4 3 1992 31,5 33,3 35,2 35,1 34,0 32,0 31,8 31,1 31,6 30,6 31,0 31,0 32,3 4 1993 31,1 32,3 34,1 34,4 33,9 33,0 32,1 31,2 31,0 31,1 31,1 30,1 32,1 5 1994 31,0 33,4 34,0 34,5 35,2 31,6 31,6 31,8 30,5 30,9 31,8 31,5 32,3 6 1995 31,7 32,6 34,2 35,2 34,3 33,2 32,2 31,6 30,7 31,2 31,1 30,0 32,3 7 1996 30,7 32,4 35,0 34,3 33,3 32,5 31,8 32,1 30,8 31,0 30,9 29,5 32,0 8 1997 30,7 31,8 33,0 33,5 33,5 32,9 31,8 31,8 32,1 32,2 31,8 32,6 32,3 9 1998 33,7 34,1 36,4 36,3 35,9 34,2 33,6 32,6 31,8 31,5 29,6 29,1 33,2 10 1999 31,0 32,1 34,4 33,1 32,1 31,7 31,8 31,6 31,8 31,3 30,6 29,1 31,7 11 2000 31,7 32,1 34,4 34,0 33,4 31,6 31,3 31,4 31,7 30,0 31,1 30,8 32,0 12 2001 31,3 32,6 33,6 34,4 33,4 32,6 32,8 32,0 32,3 32,0 30,5 31,0 32,4 13 2002 31,7 33,4 34,6 35,2 35,2 32,8 33,1 31,4 31,5 32,4 31,9 32,0 32,9 14 2003 31,4 33,5 34,6 36,0 33,3 33,6 32,0 32,5 31,5 31,5 31,9 30,6 32,7 15 2004 32,5 33,0 35,1 36,1 33,8 32,3 32,6 32,0 32,2 32,3 33,0 31,6 33,0 16 2005 32,8 34,1 35,4 36,8 36,1 33,8 32,0 32,5 31,6 32,3 BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 33 Bảng 1.4 : Thống kê độ ẩm bình quân tháng Trạm Đầu Mối Dầu Tiếng Năm 1990-2005 Tháng STT Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB Năm% 1 1990 65 73 69 67 75 83 82 85 86 82 78 72 76 2 1991 80 75 75 72 82 83 88 88 90 85 81 72 81 3 1992 72 74 71 76 78 85 85 86 87 83 75 77 79 4 1993 77 77 77 76 79 83 85 88 87 85 81 78 81 5 1994 77 78 74 77 82 87 86 85 90 83 73 79 81 6 1995 73 73 77 75 81 85 88 88 90 85 79 73 81 7 1996 77 71 72 77 83 85 86 86 89 87 83 77 81 8 1997 75 78 75 78 83 85 86 87 86 84 80 74 81 9 1998 76 78 70 72 77 84 84 85 88 86 86 82 81 10 1999 79 72 77 83 86 84 86 86 87 86 84 78 82 11 2000 77 80 80 81 86 87 88 87 86 90 81 78 83 12 2001 82 78 78 83 85 87 87 88 87 87 78 76 83 13 2002 75 75 75 77 80 87 84 88 91 85 85 83 82 14 2003 79 75 81 80 87 86 88 87 89 86 82 76 83 15 2004 77 77 76 77 83 88 90 91 89 81 78 75 82 16 2005 74 76 69 71 78 85 88 92 86 87 Bảng 1.5 : Thống kê nhiệt độ thối thấp bình quân tháng Trạm Đầu Mối Hồ Dầu Tiếng STT Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB Năm 1 1990 23.,8 23,8 23,3 25,7 24,8 24,8 24,5 23,7 23,7 24,4 23,0 22,5 24,0 2 1991 22,4 22,5 24,2 25,8 25,8 25,0 24,4 24,5 24,1 23,8 23,2 23,0 24,0 3 1992 21,0 22,4 24,0 25,5 25,7 24,3 23,4 24,1 23,8 23,9 22,6 22,5 23,6 4 1993 21,1 21,9 22,7 24,2 24,5 24,5 23,7 23,8 23,5 23,2 23,0 21,8 23,2 5 1994 21,1 22,3 23,2 24,8 24,7 23,8 24,2 24,2 23,4 22,2 23,0 22,4 23,2 6 1995 21,4 20,8 23,3 24,8 24,8 24,4 24,0 24,2 24,0 24,2 23,1 21,9 23,4 7 1996 21,4 22,1 23,0 24,9 24,9 24,6 23,9 23,9 24,0 23,8 24,0 22,1 23,5 8 1997 20,0 23,0 22,9 24,1 24,3 24,1 23,8 23,9 24,0 23,6 23,6 22,6 23,3 9 1998 22,5 23,5 23,6 24,8 26,0 24,5 24,3 23,9 23,8 23,9 23,3 22,0 23,8 10 1999 22,5 22,0 23,8 24,8 23,6 24,4 23,4 23,7 24,0 23,7 23,4 21,3 23,3 11 2000 22,6 22,5 23,3 24,2 24,2 23,8 23,6 24,0 23,5 23,6 23,3 23,4 23,5 12 2001 22,4 22,3 23,8 24,8 24,3 23,9 24,1 23,7 23,7 23,9 22,6 22,0 23,4 13 2002 21,0 21,2 24,0 24,1 24,9 24,3 24,7 23,9 24,3 23,7 24,0 23,3 23,6 14 2003 21,1 21,2 23,9 25,0 24,9 24,3 23,8 24,3 23,8 24,0 22,9 22,0 23,4 15 2004 21,8 21,2 23,6 25,0 25,0 24,1 23,9 24,1 23,6 23,3 23,4 20,9 23,3 16 2005 20,6 21,8 23,0 25,1 25,3 24,4 23,9 24,1 24,0 24,2 BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 34 Bảng 1.6 : Thống kê nhiệt độ bình quân tháng STT Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB năm 1 1990 27,0 27,4 27,8 29,9 28,0 27,5 27,5 26,7 27,2 27,5 26,6 26,8 27,5 2 1991 27,1 27,0 27,4 28,7 29,0 27,3 26,5 26,7 26,3 26,2 26,6 26,5 27,1 3 1992 24,8 26,5 27,8 28,9 28,9 27,2 26,7 26,8 26,9 26,2 26,0 25,8 26,9 4 1993 25,3 25,1 27,1 28,4 28,3 27,7 27,1 26,5 26,6 26,2 26,5 25,3 26,7 5 1994 25,3 26,6 27,7 28,5 28,2 26,5 26,9 26,9 26,1 26,2 27,0 26,2 26,8 6 1995 25,7 25,7 27,4 29,0 28,4 27,9 27,1 27,0 26,6 26,9 26,7 25,3 27,0 7 1996 25,1 26,2 27,7 28,6 28,0 27,6 26,8 27,2 26,6 26,7 26,8 25,5 26,9 8 1997 24,5 26,4 26,9 27,8 27,7 27,6 26,8 27,0 27,2 27,1 27,3 26,9 26,9 9 1998 26,9 27,3 29,0 29,6 29,6 28,0 28,0 27,4 26,8 27,0 25,8 25,2 27,6 10 1999 26,0 26,3 28,1 27,6 27,0 27,0 26,6 26,8 26,9 26,6 26,4 24,5 26,6 11 2000 26,2 26,3 27,5 28,0 27,5 27,0 26,5 26,8 26,9 26,2 26,5 26,4 26,8 12 2001 26,1 26,4 27,6 28,3 27,7 27,1 27,4 26,8 27,0 26,9 25,8 25,8 26,9 13 2002 25,5 26,2 27,6 28,6 29,0 27,3 27,9 26,7 26,8 27,3 26,9 26,9 27,2 14 2003 25,0 26,9 28,1 29,4 27,7 27,9 27,0 27,5 26,8 26,6 26,7 25,4 27,1 15 2004 25,9 26,3 28,3 29,3 28,2 27,1 27,1 26,9 27,0 27,1 27,2 25,2 27,1 16 2005 25,4 26,8 28,2 29,9 29,3 27,8 26,7 27,4 26,9 27,0 Bảng 1.7 : Thống kế số giờ nắng Trạm Đầu Mối Hồ Dầu Tiếng Năm 1990-2000 Tháng STT Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 1990 302 249 219 264 224 138 216 146 231 236 216 295 2 1991 284 259 281 285 299 189 145 96 107 166 287 259 3 1992 270 269 284 254 242 155 195 129 193 188 224 279 4 1993 25 232 282 252 258 225 200 65 152 194 239 219 5 1994 266 246 257 272 235 144 162 192 135 232 262 237 6 1995 267 236 248 210 209 216 204 157 136 200 170 207 7 1996 205 232 185 241 210 199 162 218 135 153 130 160 8 1997 256 265 268 240 230 233 256 174 173 233 229 276 9 1998 282 241 290 254 220 199 211 179,8 208,2 137,8 136,8 187,6 10 1999 225,5 216,6 220,6 195,7 208,1 190,6 187,3 181,2 206,6 135,8 167,3 186,8 11 2000 226,8 210,6 219,1 218,1 208,1 184,5 173,0 140,1 182,2 135,8 219,4 228,8 TB Tháng(giờ) 257,2 238,3 255,5 249,6 231 185 183 152,6 169 183 205 221 BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 35 Bảng 1.8 : Thống kê lượng bốc hơi ống Piche Tháng STT Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 T.số TB Năm 1 1990 172 195 209 200 155 118 123 99 118 95,8 126,4 161,6 1765 147 2 1991 142,6 152 178,2 178,8 150,8 106,8 73,2 95,2 55,7 69,2 146,4 147 1496 124,7 3 1992 145 151 179,6 157,4 140 86,7 906 76,2 73,8 81 128,2 115,2 1425 118,8 4 1993 140,6 128,2 154 135 121 78,6 85,5 77 62 67,8 111 124,5 1304,2 108,6 5 1994 116,8 124 148 117,4 96,6 64,6 77,2 86,7 67,7 99,6 135,0 125,3 1258,9 105 6 1995 146,8 137,4 154,4 154,1 112,4 87,5 76,3 60,8 49,7 71,6 98,3 148,9 1298,2 108,2 7 1996 105,4 143,7 143,4 111,4 81,0 61,1 59,1 56,3 42,4 53,4 64,6 106,7 1028,5 85,7 8 1997 114,5 98,5 124,2 103,6 90,2 79,6 79,5 82,1 67,7 80,1 104,2 150,8 1170 97,5 9 1998 134,7 119,5 185,3 162,2 125,4 84,9 80,1 64,7 50,9 72,5 79,4 80,5 1239,3 103,2 10 1999 121,6 127,8 133,1 75,3 60,7 70,9 70,2 75,2 68,6 66,9 85,1 163 1118,4 93,2 11 2000 128,9 116,5 111,7 96,9 80,2 59,0 58,1 63,9 67,4 48,1 111,9 121,8 1064,4 88,7 12 2001 110,3 115,2 119,3 92,9 78,0 65,7 86,8 74,7 71,9 66,8 137,2 158,2 1177,0 98,1 13 2002 155,3 144,5 164,6 141,7 135,9 75,1 96,6 74,7 57,9 84,3 103 101,3 1335,6 111,3 14 2003 146,5 140,2 158,4 150,2 77,9 85,4 60,9 71,4 56,5 71,0 94,2 158,6 1270,2 105,9 15 2004 123,6 123,2 158,4 131,7 86,3 59,4 61,0 69,7 61,4 96,6 118,8 124,1 1217,2 101,4 16 2005 125,0 115 160,8 152,7 108,2 71,8 57,0 74,1 49,6 62,7 BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 36 Bảng 1.9 : Thống kê tốc độ gió cực đại Trạm Đầu Mối Hồ Dầu Tiếng. Năm: 1990 – 2004 Năm Tháng 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 Tốc độ NE8 ĐB6 B6 B7 ĐB6 ĐB10 ĐB8 ĐB6 B6 B6 B8 NE10 TB4 ĐB6 NE6 1 Ngày 22 16 16 27 22 6 28 10 5 2 21 16 17 17 23 Tốc độ B6 B6 ĐB4 B5 B8 B6 ĐB7 ĐB10 N6 ĐN8 ĐB9 ĐN10 TB6 ĐB10 N6 2 Ngày 12 1 24 4 2 5 2 20 22 19 1 14 4 4 19 Tốc độ ĐN6 ĐB10 ĐN8 N6 ĐB8 T6 ĐB6 ĐB6 ĐN4 ĐB6 Đ8 ĐB16 ĐN8 N6 ĐN10 3 Ngày 14 16 7 28 17 26 3 4 16 23 26 17 2 25 8 Tốc độ ĐN8 ĐN10 ĐN6 N7 N8 N10 ĐN6 ĐN12 ĐN6 ĐN16 ĐB9 B8 ĐN8 ĐN12 ĐN4 4 Ngày 21 7 6 13 13 24 7 30 17 14 9 15 11 14 27 Tốc độ T12 ĐN9 TB8 TN6 ĐN6 ĐN10 TN7 T6 N9 T9 ĐN10 TN8 N10 T6 Đ8 5 Ngày 23 12 26 15 9 8 18 28 29 3 3 19 18 9 30 Tốc độ ĐN9 TN6 T12 ĐN8 TB12 TN8 T6 TN8 N10 TN14 TB8 TN6 TB8 TN4 TN6 6 Ngày 26 8 25 15 19 4 22 28 14 2 7 22 22 2 24 Tốc độ TN6 TN8 T14 TN6 T14 T8 TN8 TN6 TN6 TN10 B12 TB10 N4 T10 T6 7 Ngày 28 13 4 13 28 29 20 22 9 25 12 10 25 19 23 Tốc độ ĐN8 TN8 T14 B10 T8 TN10 TN6 TB6 B6 T10 T10 TN10 TB10 T10 T6 8 Ngày 25 16 17 28 27 31 10 26 7 4 22 15 6 23 2 Tốc độ B6 TN10 TB10 T6 Đ12 TN4 TB10 B8 TN8 T8 TN10 TN8 TN8 ĐB10 TB10 9 Ngày 19 26 11 6 3 10 11 14 20 9 12 11 7 1 30 Tốc độ TB10 B6 TB8 B10 ĐB14 ĐB8 B6 ĐB10 TN8 ĐN16 T8 ĐB8 N9 ĐB8 B6 10 Ngày 14 27 8 31 22 24 21 29 8 12 8 11 31 2 2 Tốc độ ĐB10 ĐB12 B7 TB9 ĐB8 B8 B14 B14 B8 ĐB9 Đ10 ĐB8 TB10 NE6 B8 11 Ngày 23 13 11 24 21 24 25 2 11 29 17 11 3 31 22 Tốc độ ĐB10 ĐB9 B8 TB12 B8 B10 B10 ĐB6 TB10 ĐB12 TB12 ĐB8 TB10 ĐB8 B6 12 Ngày 4 21 3 10 22 21 20 8 14 9 7 21 26 20 8 BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 37 CÁC TÀI LIỆU ĐÃ THAM KHẢO [1] . PGS.TS. Lê Sâm Kỹ thuật tưới tiết kiện nước NXB Nông Nghiệp 2002. [2] . PGS.TS. Lê Sâm. Thuỷ nông ở Đồng bằng sông Cửu Long NXB Nông Nghiệp,1996. [3] . Đại học Thủy Lợi, Bộ môn Thủy Nông Giáo trình Thuỷ Nông tập 1 , 2 Bài tập thuỷ nông Đại học Thủy Lợi Hà nội,1998. [4] . Viện QHKSTKTL Miền Nam Báo cáo nghiên cứu khoa học : “Đánh giá hiệu quả và khả năng của công trình hồ Dầu Tiếng khi phối hợp với công trình hồ Phước Hoà” 2002 Luận chứng kinh tế kỹ thuật : “ Hệ thống công trình thuỷ lợi Dầu Tiếng” 1995 [5] . Đại học thuỷ lợi Tạp chí Thuỷ lợi 1995 -1997 [6] . Triệu Ánh Ngọc Hướng dẫn sử dụng phần mềm CropWat 4.3 2005