王 剛，袁輔恩

(1.密山市青年灌區(qū)水利水?？傉竞推椒终?，黑龍江密山158300;2.黑龍江省水利科學(xué)研究院，哈爾濱150080)

1 試驗(yàn)方法

黑龍江省的三江平原稻作區(qū)以井灌水稻為主，由于從灌溉井中直接提水灌溉，水溫較低，對水稻產(chǎn)量有影響。為此，選定三江平原腹地寶清縣為試驗(yàn)地點(diǎn)。在試驗(yàn)場內(nèi)選擇了土渠、磚渠兩種渠道進(jìn)行測試。每隔50m設(shè)一個測點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況適當(dāng)加密。水溫采用乘坐橡皮艇在各個測點(diǎn)用電子溫度計測定。試驗(yàn)布置見圖1。

圖1 田間試驗(yàn)布置圖

2 水溫變化規(guī)律

2.1 水溫測定

采用乘坐橡皮艇在各個測點(diǎn)用電子溫度計測定水溫，并將2次測定的1 d內(nèi)水溫結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果見表1、表2。

2.2 土渠水溫變化

2.2.1 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)所測得的資料分析，渠中水溫變化隨著氣溫與起始溫度溫差的加大而上升速率大。同時，水在明渠中流動時間越長(即沿程越長)，水溫也逐漸提高。但到一定距離之后，水溫趨于平衡狀態(tài)。根據(jù)實(shí)測的資料可總結(jié)出如下規(guī)律:

式中:Tw為沿程各測點(diǎn)水溫，℃;T0為起始水溫，℃;Tm為平衡水溫，℃;L為沿程，m;a為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，取2000。

當(dāng)明渠相當(dāng)長時，水溫逐漸趨于平衡，且上升速率越來越小。該公式很簡單，為了確定a值，可通過實(shí)測幾點(diǎn)水溫后，代入公式即可求出。在此經(jīng)過計算取a=2500。

表1 1987年7月4日～5日灌溉水渠水溫度觀測表

表2 1987年8月19日～20日灌溉水渠水溫度觀測表

對用機(jī)電井抽水灌溉的渠道，在流量一定的情況下，該經(jīng)驗(yàn)公式更適用。在應(yīng)用時，如果無資料計算Tm時，在計算可令Tm=Ta，Ta為氣溫。

2.2.2 經(jīng)驗(yàn)公式驗(yàn)證

根據(jù)上述公式計算的Tw，與實(shí)際觀測的Tw進(jìn)行比較，用兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行可以點(diǎn)繪出相關(guān)關(guān)系圖，見圖2。從圖中可以看出，實(shí)測Tw值與理論計算的Tw值相關(guān)關(guān)系非常好，說明該經(jīng)驗(yàn)公式是可靠的。

圖2 Tw相關(guān)關(guān)系圖

2.3 磚渠水溫變化

根據(jù)實(shí)測資料可知，水溫變化與土渠大體相同，但升溫速度較土渠慢。從觀測資料分析看，水溫變化仍符合土渠水溫變化公式，所不同的是a=4000。在計算中應(yīng)令Tm=Ta，計算值與實(shí)測值的相關(guān)關(guān)系見圖3、圖4。

圖3 相關(guān)關(guān)系圖

圖4 磚渠水溫沿程測試成果圖

式中:Tm為沿程各測點(diǎn)水溫，℃。令Tm=Ta;T0為起始水溫，℃;Ta為平衡水溫，℃;L為沿程，m;a為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，取4000。

根據(jù)相關(guān)關(guān)系及沿程溫度測試成果，公式(2)計算結(jié)果符合渠道內(nèi)水溫變化規(guī)律。因此，可根據(jù)渠道中過水?dāng)嗝妗⒈冉?、流量等綜合確定a值，應(yīng)用該公式2計算磚渠沿程水溫。

3 溫度與產(chǎn)量的關(guān)系

根據(jù)中日合作期間，黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院合江水稻所在三江平原寶清水田灌溉試驗(yàn)站進(jìn)行的試驗(yàn)研究結(jié)果，可繪制水文與產(chǎn)量的關(guān)系，見圖5。

圖5 水文與產(chǎn)量關(guān)系圖

從圖5可以看出，不僅百粒重與水溫有密切關(guān)系，而且產(chǎn)量與水溫關(guān)系也非常密切，水溫每升高一度，產(chǎn)量可提高3.75%。當(dāng)水溫滿足水稻生長發(fā)育所要求的最低水溫時，產(chǎn)量只能達(dá)到理論產(chǎn)量的70%左右。

4 結(jié)論

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計算與實(shí)際測試結(jié)果對比可知，井灌水稻種植區(qū)，渠道在輸送井水時，當(dāng)渠道足夠長時，可有效提高灌溉水的溫度，并能提高水稻產(chǎn)量20%以上，該試驗(yàn)結(jié)果對指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有實(shí)際意義。