由于在区域范围内观测实际蒸发散量是不现实的，一般是通过试验研究获取一定的实际蒸散量值（实际耗水量）以及某一供水条件的需水量后，通过潜在蒸散量（Reference crop evapotranspiration，亦称最大可能蒸散量，应用于农作物时也称参考作物蒸散量）计算植物系数，反过来推算实际蒸散量和需水量。即通过计算各阶段潜在蒸发散量PE，然后利用具体林木的植物需水系数Kc和耗水系数K修正，便可得到该林木的需水量和耗水量。即
式中 PE——计算时段内植物的潜在蒸散量；
ETc——林木需水量；
ET——林木耗水量，实际蒸散量；
Kc——相应时段林木需水系数；
K——相应时段林木耗水系数。5.1.2.1 潜在蒸散量的计算
潜在蒸发散量的计算方法有两种。
（1）以桑斯维特公式（Thornthwaite）。此式为依据计算林木潜在蒸发散，该公式是根据美国中部资料建立的，其特点是计算方便，主要是用于半干旱地区的夏季，春夏计算较为准确，其公式为
式中 PE——月蒸发散量，mm；
H——热量指数，等于12个月的和；
h——月热量指数，当T≤0℃时，h＝0；
T——月平均气温，℃；
A——指数，是年热量指数的非线性函数；
k——订正系数，根据纬度专用表来确定。
（2）彭曼（H.L.Penman）公式。彭曼公式是国内外应用最普遍的综合性公式。该公式建立在能量平衡的理论基础之上，引用干燥力（Drying Power）的概念，经过简捷的推导，得到了一个用普通气象资料就可计算潜在蒸散量的公式。几经修正，目前国内外最通用的形式为
式中 C——风速修正系数。
两个试验区，其中方山土桥沟采用桑斯维特公式和用彭曼法，隰县河沟仅采用桑斯维特公式，计算结果见表5.7，土桥沟不同林木耗水系数见表5.8。(www.xing528.com)
表5.7 桑斯维特法和彭曼法计算的各月潜在蒸散量表 单位：mm
注 隰县河沟为全年（3～11月，其他为0）条件下的蒸发散综合值，方山为生长季的蒸发散。
表5.8 土桥沟不同林木耗水系数K
从以上计算可以看出，桑斯维特公式和用彭曼法相比值通常略小些，约小5%，但桑斯维特公式简便易行，适用于大区域范围内进行潜在蒸发散的计算。以下山西省各地区的潜在蒸发散的计算采用了桑斯维特公式。
5.1.2.2 植物系数计算
将上述实验测定的蒸散量值进行平均，采用式（5.23）和式（5.24）反算出K和Kc（表5.9、表5.10），这些数据在山西省生态用水计算时必须做修正，方山县测定的生长季的K和Kc，需转化为一年的值，一般相差5%～10%，气温越高的地区相差越大。隰县河沟则是一个年综合值必须分配到各月份。
表5.9 河沟流域不同的林木耗水系数K
注 本系数是通过水量平衡分析的结果，没有将流域内各类植被分解到具体蒸散分量，与其他成果比较，值略偏低一点，为此采取两个流域测量结果并参照其他研究成果加以校核。
表5.10 土桥沟不同林木的需水系数Kc
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