DB13/T 6274-2026 井灌农田以电折水精准灌溉技术规程

ICS 65.020.20 CCS B 05

13

河北 省地 方标 准

DB 13/T 6274—2026

井灌农田以电折水精准灌溉技术规程

2026-04-09 发布 2026-05-09 实施

河北省市场监督管理局发 布

DB 13/T 6274—2026

前言

本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

本文件由河北省农业农村厅提出。

本文件起草单位：中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心、国网河北省电力有限公司。

本文件主要起草人：邵立威、张喜英、齐永青、李飞、王鸿玺、李建波、尹功超、任红晓、相殿国、宗丽娟、陈素英。

I

DB 13/T 6274—2026

井灌农田以电折水精准灌溉技术规程

1 范围

本文件规定了井灌农田智能电能表控水灌溉的以电折水系数、土壤墒情预测方法、灌溉决策等内容。

本文件适用于冬小麦-夏玉米一年两熟井灌区农田利用智能电能表实施精准灌溉。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 17215.301-2024 电测量设备(交流)特殊要求，第1部分多功能电能表

GB/T 28714-2023 取水计量技术导则

JJF 2182-2024 农灌机井取水量计量监测方法

DB13/T 2845-2018 用耗电量推算农业灌溉地下水开采量测量技术规程

3 术语和定义

本文件没有需要界定的术语和定义。

4 以电折水系数

4, 1 系数确定

4.1.1 直接法

以电折水系数参照DB13/T 2845-2018中的公式(3)确定。

4.1.2 替代法

在不具备直接测定灌溉机井以电折水系数情况下，可采用区域以电折水系数替代。采用邻近区域典型机井，选择同水文地质单元、泵型相似的机井，以电折水系数μ值偏差应≤10%。典型机井的选择应符合DB13/T 2845和JJF2182所规定的测试井标准;采用灌溉机井所在县域以电折水系数时，按照水利部门确定的“县域以电折水系数”取值。

4. 2 系数订正

应根据不同灌溉方式下实际提水效率差异对以电折水系数μ值进行订正，订正公式见式(1)：

式中：

μi—订正后不同灌溉方式以电折水系数，单位是m3/kWh;

μ0—初始以电折水系数(井口提水效率)，单位是m3/kWh;

ai—不同灌溉技术的订正系数。订正系数见表1。

表1 订正系数

灌溉方式

畦灌(渠道输水)

管灌

微灌

喷灌

订正系数 ai

0

0.15

0.25

0.40

1

DB 13/T 6274—2026

5 土壤墒情预测方法

5. 1 预测周期

土壤墒情预测从每年冬小麦种植开始，至翌年夏玉米收获，为冬小麦和夏玉米一年两作生育周期。

5.2 数据采集和数据库建立

5.2.1 农户数据库

包括农田所在地点、田块面积、播种时间、灌溉方式、智能电表及电卡编号。

5.2.2 农灌用电数据库

包括智能电表编号、电卡卡号、用电记录、以电折水系数数据。

5.2.3 气象数据库

利用气象服务系统获取县级逐日最高气温、最低气温和日降水数据以及未来15天的天气预报数据。

5.2.4 作物和土壤数据库

依据田间试验和文献资料数据，获取区域土壤质地、作物系数和用于确定灌水时间和灌水量的土壤水分下限指标，形成用于土壤墒情预测的作物和土壤数据库。

5.3 土壤墒情预测

土壤墒情预测基于用电数据、以电折水系数、气象数据、土壤数据、作物数据进行。具体预报过程见附录A。

6 灌溉决策

6. 1 灌水总量控制

根据机井控制的农田灌溉面积、用水定额和地方用水管理要求，确定灌溉机井年度可用水量及其对应的电量。

6.2 已用水量

利用智能电能表获取当季作物播种以来灌溉已耗电量;根据以电折水系数和以电折水订正系数，折算灌溉已用水量。

6.3 可用水量

机井年度可用水量为机井年度用水总量减去已用水量部分。

6.4 灌溉管理

6.4.1 平台建立

基于以电折水系数和土壤墒情预测，并结合天气预报数据，构建墒情预测与灌溉决策系统，建立应用平台。系统及平台构成和内容见附录B。

6.4.2 灌水建议

当某一田块，有剩余水量可利用时，如果预报的现状根层土壤含水量≤附录C下限指标，生成灌水提醒，并给出灌水量建议;结合未来15天天气预报，预测出未来15天土壤水分变化动态，并形成未来15天是否需要灌水的提示。

2

DB 13/T 6274—2026

A

A

附录 A

(资料性)

土壤墒情预测方法

A.1 日参考作物蒸散量计算

利用日最高温度和最低温度数据，计算日参考作物蒸散量ETo，计算方法见式(A.1)：

……………………(A.1)

式中:

Tmean—日平均温度(°C);

Tmax—日最高温度(°C);

Tmin—日最低温度(°C);

Tmean=(Tmax+Tmin)/2 (° C);

Ra—根据气象站所在的纬度和一年中的某天计算的地外辐射(MJ/m2/day);

Ra=(24×60)/ π×Gsc×dr×[ωssinφsin δ+cos φcos δsinωs]。

其中：Gsc为太阳常数(≈0.0820MJ/m2/min或1367W/m2)，dr为日第距离修正因子(无量纲)。

dr=1+0.033cos(2πJ/365);

J为年积日(1月1日=1,12月31日=365/366);

δ为太阳赤纬(弧度)： δ=0.409sin[(2πJ/365)-1.39];

φ为当地纬度(弧度);

ωs为日落时角(弧度)： ωs=arccos(-tanφtanδ)。

A.2 利用土壤水分平衡公式计算根层土壤储水量的逐日变化，计算方法见式(A.2)：

TWDi=TWDi-1+P+I+G+Wr-ET-D-R ……………………………(A.2)

式中：

TWDi——i天根层土壤储水量;

TWDi-1——i-1天根层土壤储水量;

P——第i-1天的降水;

I——第i-1天的灌水;

G——第i-1天的毛管上升水;

D——第i-1天的根层水分渗漏;

R——第i-1天的径流量。

在河北平原因为地下水位埋深深，土壤持水能力强，R和G取值为零。Wr是i-1天根层深度变化带来的土壤储水变化，ET为i-1天实际蒸散量。公式中所有参数的单位为mm。

A.3 根层土壤水分渗漏量

根层渗漏定义为当根层平均土壤含水量因灌溉或降雨超过田间持水量(FC)，大于 FC 的水分从根区渗漏。

A.4 冬小麦夏玉米生育期根系深度变化计算

冬小麦和夏玉米不同生育期的根深根据公式(A.3)和(A.4)计算：

冬小麦:

3

DB 13/T 6274—2026

………………………… (A.3)

夏玉米：

Zi=40 (D<20)

Zi=40+D (D>20) ……………………………………(A.4)式中：

Zi——播种后第 i 天的根深( cm)，D 是播种后的天数。

A.5 日蒸散 ET 计算

日蒸散量计算方法见式(A.5)：

ET=Kc×Ks×ETo……………………………………(A.5)式中：

ETo ——作物参考蒸散量;

Kc ——无水分胁迫的作物系数;

Ks 土壤水分胁迫系数。

具体计算过程如下：

A.5.1 确定初始土壤含水量：冬小麦播种前是夏季降水集中时期， 2 m 土壤剖面的土壤含水量通常在田间持水量的 80% 以上。当夏季降雨量较低时，播种冬小麦前进行补充灌溉，冬小麦播种时根层初始土壤含水量设置为田持的 80%;

A.5.2 当根区土壤含水量大于某一土壤含水量阈值，作物蒸散不受土壤含水量的影响，日蒸散计算见式(A.6)：

ET=Kc*ETo ……………………………………(A.6)

当根层平均土壤含水量小于该阈值， 日蒸散量的计算见式(A.7)：

ET=Kc*Ks*Eto…………………………………(A.7)

根层土壤含水量阈值的计算见式(A.8)：

θL= (1-ρ)(FC-WP)+WP……………………………(A.8)式中：

冬小麦ρ取值0.5;

夏玉米取值0.45;

FC——根层平均田间持水量;

WP——凋萎湿度。

水分胁迫系数Ks的计算见式(A.9)

Ks= (θ-WP)/(θL-WP) …………………………(A.9)

式中：

θ——根层平均体积含水量。

可以利用公式A.2计算第i天的θ值： θ=TWDi/Zi/10×100, 当θ> θL, Ks=1。

4

DB 13/T 6274—2026

B

B

附录 B

(资料性)

数据库建设和平台决策流程

B.1 井灌农田以电折水精准灌溉技术决策平台数据库建设及数据来源说明

数据库

功能

数据来源

灌水定额

确定每块农田可利用的年灌水量(小麦+玉米作为一个年度)，以县为单位

根据水利部门提供的数据形成和实际县域水量平衡确定

以电折水系数

把用电量折算为取水量

依据水利部门提供的数据，再根据地下水位和灌水方法进行订正

用电数据库

记录每个智能电表每次灌水的起始时间、结束时间、耗电量的详细记载

依赖于电表中的无线数据传输， 自动采集用电数据，形成用电数据库

土壤数据库

包含了土壤质地、田间持水量、凋萎湿度等土壤物理和水力特性的数据

从全国土壤数据库资料中获取，并根据山前平原主要区域的土壤特征进行校正形成

作物系数

冬小麦和夏玉米生育期在不缺水条件下的每5 天的作物系数值

根据以往试验资料确定，可选择根据遥感图像获取的作物长势进行订正

日气象数据

日降水、日最高和最低温度等关键数据

从和风天气自动收集每个县每日的气象数据和未来 15 天预报的气象数据，形成日气象数据数据库

土壤水分下限值

决定不同作物不同生育期灌水时间的土壤水分指标

根据土壤质地、作物种类、作物生育期，依据以往研究数据确定不同供水总量下的土壤水分下限指标

图 B.1 井灌农田以电折水精准灌溉技术决策系统平台运行流程

5

DB 13/T 6274—2026

C

C

附录 C

(资料性)

土壤水分下限指标和作物系数取值

表 C.1 同生育时期的作物系数取值

冬小麦

生育期

越冬前

返青期

拔节期

孕穗开花期

灌浆前

成熟期

根系层土壤水分指标

(%)

60

55

65

60

60

60

作物系数取值

0.67

0.38

0.80

1.31

1.38

0.95

夏玉米

生育期

苗期

拔节期

抽雄吐丝期

灌浆前期

成熟期

根系层土壤水分指标

(%)

55

65

80

70

65

作物系数取值

0.59

0.90

1.21

1.18

1.10

6