Tính toán tối ưu nhu cầu nước cho cây trồng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI ⎯⎯⎯⎯ CƠ SỞ 2 ⎯⎯⎯⎯ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TÍNH TOÁN TỐI ƯU NHU CẦU NƯỚC CHO CÂY TRỒNG GVHD : TS. Dương Văn Viện KS. Đỗ Tiến Khoa Sinh Viên : Triệu Ánh Ngọc Nguyễn Thị Kim Oanh Lê Minh Tuấn (B) Đặng Hữu Phượng Lớp S4-43N Thành phố Hồ Chí Minh 06/ 2006 BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 1 Mục lục Mục lục.................................................................................................................. 1 LỜI GIỚI THIỆU.................................................................................................. 3 GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI ..................................................................................... 4 NỘI DUNG ĐỀ TÀI ............................................................................................. 5 CHƯƠNG 1 : ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................... 5 1.1. Sự cần thiết của đề tài.............................................................................. 5 1.2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................. 5 1.3. Phương pháp nghiên cứu của đề tài......................................................... 5 1.4. Phạm vi nghiên cứu của đề tài................................................................. 5 CHƯƠNG 2 : NỘI DUNG NGHIÊN CỨU...................................................... 7 2.1. Lý thuyết về lượng bốc hơi mặt ruộng.................................................... 7 2.2. Các phương pháp tính lượng bốc hơi mặt ruộng..................................... 7 2.3. Các nhân tố ảnh hưởng:........................................................................... 8 2.4. Các phương pháp tính lượng bốc hơi mặt ruộng: ................................... 9 2.4.1. Công thức Cốtchiacốp: .................................................................... 9 2.4.2. Công thức Ca-Pốp : ....................................................................... 10 2.4.3. Công thức Sarol .............................................................................. 10 2.4.4. Công thức Stoyko ........................................................................... 11 2.4.5. Công thức Thornwthwaite (1948): ................................................. 11 2.4.6. Công thức Blaney- Kriddler: .......................................................... 12 2.4.7. Công thức Penman-Monteith : ....................................................... 12 2.5. Tính toán lượng bốc hơi tiêu chuẩn....................................................... 15 2.5.1. Cơ sở tính toán................................................................................ 15 2.5.2. Tính toán lượng bốc thoát hơi nước tiêu chuẩn ............................. 15 2.6. Kiểm nghiệm các thông số kỹ thuật các định lượng bốc thoát hơi mặt ruộng 16 2.6.1. Phương pháp xác định lượng bốc thoát hơi mặt ruộng .................. 16 2.6.2. Hệ số cây trồng Kc ......................................................................... 16 2.6.3. Kết quả tính toán ETc thông qua hệ số Kc ..................................... 17 BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 2 2.7. Tính toán nhu cầu nước cho cây trồng .................................................. 17 2.7.1. Xác định công thức tưới thích hợp cho cây trồng .......................... 17 2.7.2. Tính toán lượng mưa hữu ích ......................................................... 18 2.8. Tính toánh nhu cầu nước cho cây trồng: ............................................... 18 2.8.1. Giới thiệu phần mềm Cropwat 4.3 ................................................. 18 2.8.2. Kết quả tính toán bằng phần mền Cropwat như sau: ..................... 27 2.9. So sánh kết luận, kiến nghị.................................................................... 30 CHƯƠNG 3 : KẾT LUẬN CHUNG .............................................................. 31 I. Kết luận .................................................................................................... 31 II. Một số vấn đề tồn tại và kiến nghị ........................................................... 31 PHỤ LỤC............................................................................................................ 32 BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 3 LỜI GIỚI THIỆU Đề tài: “Tính toán tối ưu nhu cầu nước cho cây trồng” đề cập đến các kiến thức trong lĩnh vực thuỷ nông- cải tạo đất đang được ứng dụng trong tính toán xây dựng và quản lý khai thác công trình thuỷ lợi. Đề tài bao gồm các phần chính sau: ▪ Giới thiệu về đề tài. ▪ Các phương pháp tính bốc hơi mặt ruộng ▪ Phân tích chọn hệ số cây trồng Kc ▪ Tính toán tối ưu nhu cầu nước Mục đích của đề tài nhằm cung cấp cho các bạn sinh viên và những người quan tâm các kiến thức cần thiết trong ngành thuỷ nông và có được phương pháp tính toán hiệu quả trong việc xác định nhu cầu dùng nước cho cây trồng. Đề tài đã được xem xét, mô tả, phân tích theo các chỉ tiêu, chất lượng và các phương pháp khác nhau trong tính toán lượng bốc hơi mặt ruộng và nhu cầu dùng nước cho cây trồng. Đề tài đưa ra từ các phương pháp tính toán khác nhau. Qua đó ta có thể hiểu thêm về các cách tính toán kỹ thuật chuyên ngành trong lĩnh vực thuỷ nông phục vụ cho quản lý, thiết kế các công trình thuỷ lợi. Hy vọng là đề tài này sẽ có ích cho các sinh viên và những người quan tâm trong học tập, nghiên cứu khoa học và tính toán trong thuỷ lợi. Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban Khoa Học Công Nghệ, thầy cô, bạn bè đã hướng dẫn và tạo mọi điều kiện cho chúng tôi hoàn thành đề tài này. Do thời gian ngắn, khuôn khổ chương trình hẹp, kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế, nên đề tài này chắc chắn còn nhiều sai sót. Chúng tôi rất mong nhận được sự chỉ bảo của thầy cô, ý kiến đóng góp xây dựng của các bạn sinh viên và những người quan tâm để đề tài dần được hoàn thiện, phục vụ hữu ích hơn cho công tác nghiên cứu và ứng dụng sau này. Các ý kiến đóng góp xin gửi về Lớp S4_43N Trường Đại Học Thuỷ Lợi-Cơ sở 2. BÁO CÁO KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2006 Tính toán tối ưu nhu cầu dùng nước cho cây trồng Trang 4 GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ 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