一亩地到底要喝多少水？ET0、Kc 与从作物倒推选泵

先说结论：作物按毫米/天要水，水泵按立方米/小时供货，两者之间唯一的诚实通道是一行公式——ETc = ET0 x Kc。 天气给出参考需水量 ET0，作物用系数 Kc 做乘法，灌溉系统再按已知比例浪费掉泵提上来的水。凭习惯或凭邻居的硬件选泵，结果几乎总是同一个：系统按整季平均水平选、却在决定产量的那一周不够用——生育中期峰值周。本指南把换算反过来跑，从作物倒推到型号，每个数字有出处，每台泵对照在线产品库核验。

单位错位是问题的全部。农学讲毫米——一个与面积无关的漂亮单位：1 毫米 × 1 公顷 = 恰好 10 立方米。水泵工程讲给定总扬程下每小时多少立方米。泵的数据表上没有毫米，作物表上没有扬程，于是项目的两半通常分开采购、指望在田里会合。它们会合的地方往往是错误：按 7 月平均水平装机、撞上 8 月极端天气的种植户；悄悄比它取代的滴灌设计多要 50% 水量的沟灌区块。

ET0：天上的需求

参考蒸散量 ET0 是标准矮草面在当地天气下的耗水——由 FAO-56 Penman-Monteith 方法从气温、湿度、风速和日照算出。它是天渴，种任何作物之前就在。典型日值按气候分档：

气候	典型 ET0（mm/天）
炎热干旱沙漠（利雅得、菲尼克斯）	7–10
半干旱（马德里、加州中部）	5–7
地中海沿岸	4–6
温带大陆性（艾奥瓦、德国南部）	3–5
湿润热带（新加坡、马瑙斯）	3–5
凉温带（北欧）	2–4

当地数值来自农业气象服务与灌溉管理区，多数灌区每天发布；附近没有站点时，卫星月值（NASA POWER 等）覆盖地球上任意坐标。选型用的是峰值月数值，不是年平均——非洲篇里「按最差月选」的日照纪律，在这里要加倍执行，因为整个生长季里，天的渴度和太阳的供给是同向摆动的。

Kc：作物的乘数，以及为什么它的形状重要

每种作物按生育阶段——苗期、发育期、生育中期、尾期——用系数 Kc 缩放 ET0。良好管理条件下的 FAO 单系数标准值：

作物	Kc 苗期	Kc 生育中期	Kc 尾期
小麦	0.40	1.15	0.30
玉米（籽粒）	0.30	1.20	0.60
棉花	0.35	1.20	0.60
番茄	0.60	1.15	0.80
马铃薯	0.50	1.15	0.75
大豆	0.40	1.15	0.50
洋葱（干）	0.70	1.05	0.75
苜蓿（两茬之间）	0.40	1.20	0.95

总生育期跨度很大——小麦 120-150 天、玉米 125-180、番茄 135-180、洋葱 150-210、棉花 180-195——而春播作物的生育中期恰好落在最热的几周，陷阱就在这：Kc 峰值乘上 ET0 峰值。炎热干旱河谷里生育中期的番茄：7.0 × 1.15 = 每天 8.05 毫米——这一个乘积就是泵的真实设计数字。

形状和峰值同样重要。同一公顷番茄的全季水账（春播、干旱气候、135 天）：

阶段	天数	Kc（均值）	ET0（均值）	耗水
苗期	30	0.60	5.5	99 mm
发育期	40	0.88	6.0	210 mm
生育中期	40	1.15	7.0	322 mm
尾期	25	0.98	6.5	158 mm
全季合计	135	—	—	≈ 790 mm

全季每公顷总共喝约 7,900 立方米——但泵是按 8.05 毫米/天那周选的。苗期和尾期的日耗水不到峰值一半，这正是水账里藏着的安静机会：一台泵可以服务两个生育中期错开的区块（比如一茬春小麦和一个夏菜区块），容量不必按两个峰值叠加。

从毫米到泵工况：五步换算

1. 作物需求。 ETc = ET0（峰值月）× Kc（生育中期）。炎热河谷番茄：7.0 × 1.15 = 8.05 毫米/天。
2. 净水量。 1 毫米 × 1 公顷 = 10 立方米。一公顷：8.05 × 10 = 净需 80.5 立方米/天。
3. 毛水量。 除以灌溉系统的利用率（下一节）。滴灌按 90%：80.5 ÷ 0.90 = 泵实际要提 89.4 立方米/天。
4. 泵流量。 除以有效抽水小时——本站设计惯例是 5.5 小时太阳日：89.4 ÷ 5.5 = 每公顷 16.3 立方米/小时。
5. 型号与阵列。 把这个流量放到真实泵曲线上对总扬程；阵列按泵功率的 1.3 倍或更多配置（那条规则的算术在瓦数篇里）。

每一步都很小；纪律在链条。跳过第 3 步，你买的是「系统会浪费掉的那部分水」的泵；跳过第 4 步，你假设了一台一天干 24 小时的泵——没有太阳能泵这么干活。

灌溉利用率：同一种作物的三张水单

FAO 灌溉手册里的田间利用率指示值跨版本稳定：地面灌（沟灌、畦灌）约 60%，喷灌约 75%，滴灌约 90%——按设计合理、管理正常的系统计。同一公顷番茄因此有三张水单：

系统	田间利用率	80.5 mm/天对应的毛水量	5.5 小时下的泵工况
沟灌 / 畦灌	~60%	134 m³/天	24.4 m³/h
喷灌	~75%	107 m³/天	19.5 m³/h
滴灌	~90%	89 m³/天	16.3 m³/h

同样的作物，沟灌比滴灌多付 50% 的水——这笔钱不在水表上付，在泵上付、在光伏板上付、在井上付。把一个区块从地面灌改成滴灌，同时也是一次泵降档决策；完整的设计逻辑在滴灌篇里。（FAO 的区间是诚实的：管理差的沟灌比 60% 更糟，管理好的能超过它——所以水账用标准值，验收测试测真实值。）

多久浇一次、一次浇多少：根深决定周期

两次灌溉之间，作物靠根区土里存的水过活。FAO-56 的两个数定了日历：最大根深与耗水系数 p（作物在开始受旱之前可以花掉的那部分有效水）：

作物	根深（米）	耗水系数 p
洋葱	0.3–0.6	0.30
马铃薯	0.4–0.6	0.35
番茄	0.7–1.5	0.40
玉米	1.0–1.7	0.55
小麦	1.0–1.8	0.55

灌水周期的算术，以壤土上的番茄为例（每米土层有效水约 150 毫米）：取有效根深 0.8 米，总有效水约 120 毫米；作物受旱前可花 40%，即易获取水约 48 毫米；按 8.05 毫米/天，最长安全间隔是 6 天——而像样的设计按 4 天一浇、每次约 32 毫米（每公顷 320 立方米），留出余量。同一块地上的玉米，根深近乎翻倍、p 为 0.55，易获取水约 100 毫米，可以等上一周甚至更久。

这张表解释了为什么浅根作物——首当其冲是洋葱——对小系统特别苛刻：它们要的是高频小剂量，于是水箱、分水器和浮球逻辑变得和泵一样重要。缓冲的逻辑在蓄水箱篇里；选型后果在下文的两个设计里再出现。

型号阶梯，按滴灌番茄公顷数读

贯穿全站的同一条阶梯，这里换成灌溉制度的视角来读——中等扬程的滴灌番茄，生育中期峰值每公顷约需 16 m³/h：

型号	功率	最大流量	最大扬程	灌溉制度里的岗位
2DPC1.5-35-24-200	200 W	1.5 m³/h	35 m	苗床与育苗盘
2DPC1.7-45-24-300	300 W	1.7 m³/h	45 m	菜园加一个育苗区块
3DPC5-45-48-500	500 W	5 m³/h	45 m	约 500 平方米蔬菜（塑料叶轮，须无沙水）
4DSC6-45-48-500	500 W	6 m³/h	45 m	约 500 平方米，浅不锈钢井
3DSC4.8-95-48-750	750 W	4.8 m³/h	95 m	深井上的小区块
3DSC6-60-48-750	750 W	6 m³/h	60 m	约 1,000-1,500 平方米，中等井深
4DSC15-45-110-750	750 W	15 m³/h	45 m	塘边、渠边的宽浅区块
4/6DSC30-19-72-1100	1100 W	30 m³/h	19 m	塘边三分之一公顷区块
4DSC9.5-90-110-1500	1500 W	9.5 m³/h	90 m	40-50 米扬程的四分之一公顷区块；深井余量足
4DSC16-70-110-1500	1500 W	16 m³/h	70 m	中等扬程的四分之一到五分之二公顷
4/6DSC36-22-110-1500	1500 W	36 m³/h	22 m	极低扬程的半公顷到一公顷
4/6DSC36-38-300-2200-A/D	2200 W	36 m³/h	38 m	半公顷到四分之三公顷；可补傍晚工时的混合动力
6DSC65-85-380/520-7500-A/D	7500 W	65 m³/h	85 m	40 米扬程下约两公顷
8DSC150-37-380/520-11000-A/D	18500 W	150 m³/h	37 m	低扬程灌区八到十公顷，合作社规模

读这张表时把利用率那节放在心里：同一台泵，滴灌比沟灌服务更多公顷，深根玉米比浅根洋葱服务更多公顷——两个作物的峰值错开共用一台泵时，还能更多。

两个完整设计

浅井上的四分之一公顷番茄。 炎热干旱河谷，2,500 平方米滴灌番茄，动水位 24 米，水箱架高 5 米，管损 3 米，滴灌工作压力 9 米：总扬程 41 米。峰值需求：8.05 毫米/天 × 2,500 平方米 = 净需 20.1 立方米/天；滴灌按 90% 折成毛需 22.4 立方米/天；除以 5.5 小时太阳日 = 41 米扬程下 4.1 m³/h。4DSC9.5-90-110-1500（1,500 W，110 V）在这个扬程下约有 6.4 m³/h——刻意大于工况，因为富余就是制度：泵在午后早些时候浇完区块，剩下的水灌满 20 立方米平衡水箱；阴天它沿曲线下滑，照样盖得住。阵列四块 550 W（2,200 W，对 1,950 W 的下限）。4 天一浇的周期每次需 80 立方米——约三个半泵时的满日产水量——所以峰值月系统几乎连轴转，平峰周隔天开工。预算变体是 750 W 的 3DSC6-60-48-750 配更大水箱、更慢的下午；上面那套算术会准确告诉你这笔交换在旱情风险上花掉了什么。

同一河谷的两公顷。 同一片天，同一种作物，八倍面积：净需 161 立方米/天，毛需 179 立方米/天，40 米扬程下 32.5 m³/h（动水位 22 米、架高 5 米、管损 4 米、滴灌 9 米）。工况点水力功率约 3,500 W，按现实的总系统效率折算是 7 kW 输入——6DSC65-85-380/520-7500-A/D（7,500 W，额定 65 m³/h、最大 85 米）在曲线有力的中段从容跑这个点。二十块 550 W 共 11,000 W，对 9,750 W 的下限，薄云午后也能保住全速。水先进 400 立方米蓄水池（刚过两个峰值日的缓冲），日照时段直供分水口；4 天一浇的事件是 640 立方米。在这里 A/D 后缀挣回了身价：真正的两三个峰值周，傍晚用市电或发电机补水进池，完全不动阵列——按小时定价的冗余，而不是按季。再往上的低扬程八到十公顷，就是 8DSC150 这一档，阶梯的合作社层级。

水账被做花的五种方式

1. 按全季平均选型，而不是按生育中期峰值。 平均数恰恰藏住了作物死掉的那一周。平均率给年度水账用；峰值率给泵用。
2. 跳过利用率。 净需求是作物的，毛需求才是泵的。沟灌里把两者混为一谈，系统小 40%。
3. 拿错阶段的 Kc。 把苗期系数（0.3-0.7）用一整季，峰值被低估一半。邻居 3 月的作物不是你 7 月的作物。
4. 无视灌水周期。 不带根深规则选的泵，旱一阵之后淹区块、下一次之前饿区块——洋葱的经典死法，也是水箱必须参与泵决策的原因。
5. 忘了天会摆动。 干旱气候里最差月的 ET0 能远超年平均——非洲篇与倾角篇对阳光执行的「最差月」纪律，必须同样对渴度执行，而且落在同一台泵上。

采购清单，按顺序

1. 拿到峰值月 ET0：气象部门、灌溉管理区或卫星数据集。一个数。
2. 拿到作物生育中期 Kc：查上面的 FAO 表。相乘：这就是设计需求，毫米/天。
3. 选定灌溉系统——滴灌、喷灌或地面灌——除以它的利用率。得到毛日水量。
4. 除以太阳日（按 5.5 有效小时设计），得到工况流量 m³/h。
5. 补上周期算术：根深、耗水系数、水箱容积。定下一次浇几天、水怎么缓冲。
6. 把工况流量放到真实泵曲线上对总扬程——上面的型号阶梯按这个顺序排好了候选。
7. 阵列按泵功率 1.3 倍或更多配置，并核对控制器电压窗口与组串（阵列设计篇里有那套算术）。
8. 把制度写下来：周期、单次水量、轮灌分组、峰值周预案——因为制度才是这台泵真正被买来看守的东西。