香港計算器

分段需水計算器

輸入參考蒸散量與初期、發育期、中期、後期各階段的作物係數 Kc 與天數,即時累加算出全生育期作物需水(mm)與每公頃灌溉水量(m³/ha)。

輸入資料

參考作物的日蒸散量(mm/day),代表氣候的蒸發需求,全期各階段共用此值。
mm/day
出苗至覆蓋約 10% 的初期作物係數,通常最低(約 0.3–0.5)。
冠層快速擴展期的平均 Kc,介於初期與中期之間。
完全覆蓋、需水最旺盛的中期作物係數,通常最高(約 1.0–1.2)。
成熟至收穫的後期作物係數,隨葉片衰老而回落。

計算結果

480mm
4,800m³/ha
120

重點速覽:作物分段需水,是把整個生育期依 FAO 建議切成四個階段——初期(initial,出苗到冠層覆蓋約 10%)、發育期(development,冠層快速擴展)、中期(mid-season,完全覆蓋、開花結實)、後期(late-season,成熟到收穫)——分別以各階段的作物係數 Kc 乘上參考蒸散量 ET₀ 求日需水 ETc,再乘各階段天數累加,得出整季總需水量。核心在於 Kc 並非固定:初期作物小、地表裸露多,Kc 低(常 0.3–0.5);發育期葉面積擴展,Kc 上升;中期完全覆蓋、蒸散最旺,Kc 最高(常 1.0–1.2);後期葉片衰老、部分作物停灌準備收穫,Kc 回落。若整季只用單一 Kc,會在初期高估、在中期低估需水,導致灌溉規劃失準。分段累加把 Kc 隨生育變化納入,使整季用水估算更貼近實際,也方便把水量分配到各生育階段、規劃灌溉水源與配額。本計算器採 FAO-56『作物蒸散量』的四階段架構,各階段 Kc 與天數可依作物與品種調整。

計算公式

各階段日需水:ETc_i = Kc_i × ET₀(mm/day)。

各階段累積:階段需水_i = ETc_i × 天數_i(mm)。

全生育期:總需水 = Σ 階段需水_i(mm)。

灌溉水量:體積(m³/ha) = 總需水(mm) × 10。

$$ET_{c,i} = K_{c,i} \times ET_0$$
$$W = \sum_i K_{c,i} \times ET_0 \times n_i$$
$$V_{(m^3/ha)} = 10 \times W$$

使用說明

  1. 填入全期共用的參考蒸散量 ET₀(mm/day)。
  2. 分別填入初期、發育期、中期、後期各自的 Kc 與持續天數。
  3. 系統即時累加算出全生育期累積需水(mm)、每公頃灌溉水量(m³/ha)與總生育天數。

FAO 四階段作物係數 Kc 的典型量級

FAO 四階段作物係數 Kc 的典型量級
生育階段Kc 典型量級說明
初期 initial0.3–0.5作物小、地表裸露,需水低
發育期 development由初期漸升至中期冠層快速擴展
中期 mid-season1.0–1.2完全覆蓋,蒸散最旺
後期 late-season0.6–0.9葉片衰老、準備收穫,回落

數值為概略量級,實際 Kc 依作物、品種、氣候與灌溉法而異,應參考 FAO-56 或當地資料。

理財情境案例

四階段累加整季需水

某作物 ET₀ = 5 mm/day,四階段為初期 Kc0.4×20 天、發育 0.7×30 天、中期 1.15×40 天、後期 0.7×30 天。

各階段需水 = 40、105、230、105 mm;全期 = 40+105+230+105 = 480 mm。

每公頃灌溉水量 = 480 × 10 = 4,800 m³/ha,全生育期共 120 天。

只看中期關鍵用水

同上,中期單獨需水 = 1.15 × 5 × 40 = 230 mm,占全期 480 mm 的約 48%。

中期雖僅 40 天,卻用掉近半的水,是缺水最敏感、最不能斷水的階段。

規劃時應優先保障中期供水,初期與後期可視情況適度節水。

常見問題

為什麼要分四階段,不能用一個 Kc?

因為 Kc 會隨作物生育明顯變化:初期作物小、地表裸露多,蒸散主要來自土面,Kc 低;中期完全覆蓋、蒸騰最旺,Kc 最高;後期葉片衰老回落。用單一 Kc 會在初期高估、中期低估,導致整季用水與各階段配水都失準。FAO-56 建議的四階段(初期/發育/中期/後期)能較好地描述這條 Kc 曲線。

各階段的 Kc 和天數去哪裡查?

FAO-56《Crop Evapotranspiration》為多數作物列出初期、中期、後期的標準 Kc 與各階段天數(發育期的 Kc 由初期線性升到中期,可取平均代入本計算器)。實務上再依當地品種、播種期、氣候與灌溉法微調。若沒有精確資料,可先用表中的典型量級估算。

ET₀ 怎麼取?各階段可以不同嗎?

ET₀ 是參考作物蒸散量,反映氣候蒸發需求,可由 Penman-Monteith 或 Hargreaves 法算得,或取當地氣象站數據。本計算器為簡化採全期同一 ET₀;嚴謹做法可對每階段用該時段平均 ET₀,再各自乘 Kc 與天數,本工具的四階段架構同樣適用(把各階段 ET₀ 反映在 Kc 或另行分段計算)。

算出的需水就是要灌的水量嗎?

不完全是。此需水量(ETc 累積)是作物的蒸散耗水,實際灌溉還要扣除有效降雨、考慮灌溉效率(渠道與田間損失)與淋洗需求。淨灌溉需求 = 需水 − 有效降雨;毛灌溉量 = 淨需求 ÷ 灌溉效率。本計算器先給出作物端的總需水(mm 與 m³/ha),是後續灌溉規劃的基礎。

1 mm 的水為什麼等於每公頃 10 m³?

1 mm 代表在單位面積上鋪 1 mm 深的水層。1 公頃 = 10,000 m²,鋪 1 mm(0.001 m)深即 10,000 × 0.001 = 10 m³。所以每公頃每 1 mm 需水對應 10 m³ 水量,把 mm 乘以 10 即得 m³/ha,方便換算成實際供水體積。

相關工具

參考資料

內容審核:香港計算器科學團隊。全期需水 = Σ(Kc_i × ET₀ × 天數_i),1 mm/ha = 10 m³。