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        灌區(qū)節(jié)水改造工程灌溉水利用系數(shù)的確定

        2016-08-08 00:28:44阿扎提古麗扎克
        水利技術(shù)監(jiān)督 2016年3期
        關(guān)鍵詞:渠系灌溉水利用系數(shù)

        阿扎提古麗·扎克

        (新疆和田市水利局,新疆和田848000)

        灌區(qū)節(jié)水改造工程灌溉水利用系數(shù)的確定

        阿扎提古麗·扎克

        (新疆和田市水利局,新疆和田848000)

        灌溉水有效利用系數(shù)是灌溉工程規(guī)劃設(shè)計中一個重要指標(biāo),工程設(shè)計規(guī)范對其計算方法有明確規(guī)定,從灌溉用水有效利用系數(shù)獲取的方式方法來看,綜合反映了設(shè)計水平年一個灌區(qū)“標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)”渠道系統(tǒng)工程狀況、能力和田間灌溉水平下的灌溉用水效率。本文從和田河大型灌區(qū)和田市灌區(qū)節(jié)水改造工程概況出發(fā),介紹了本灌區(qū)灌溉制度及設(shè)計灌水率的確定依據(jù),并計算了渠系水利用系數(shù)。

        灌溉水利用系數(shù);確定

        1工程概況

        本次和田河大型灌區(qū)續(xù)建配套節(jié)水改造一期項目在可行性研究階段由和田市以上三鄉(xiāng)灌區(qū)境內(nèi)的3條干渠即:吉亞干渠、阿克恰勒干渠、卡其干渠等的節(jié)水改造工程組成,防滲改造渠道總長度為包括灌區(qū)境內(nèi)的3條渠道防滲工程及其渠系建筑物配套工程。3條干渠現(xiàn)狀年總灌溉面積為12333hm2。

        本項目工程建設(shè)規(guī)模根據(jù)渠道工程確定。為保證灌區(qū)下游生態(tài)用水的要求,至設(shè)計水平年灌溉面積仍保持現(xiàn)狀年不變。本著滿足現(xiàn)狀、保證近期、控制長期的原則,根據(jù)設(shè)計水平年的灌溉面積、灌水率和灌溉水利用系數(shù),確定工程規(guī)模。

        2和田市灌區(qū)地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀與規(guī)劃

        20世紀(jì)90年代初,為解決和田市的春旱秋播問題,和田市人民政府決定開井提水,但由于當(dāng)時的經(jīng)費所限,鑿井工程一直停滯不前,直至1995年以后,和田市開井提水才真正進(jìn)入了高潮,并逐步解決灌溉引水問題。為了科學(xué)利用地下水資源,解決和田市灌區(qū)春旱秋播缺乏灌溉用水問題,和田市水利局在和田地區(qū)行署及和田市人民政府的安排和指導(dǎo)下,委托西北勘測設(shè)計研究院,編制《新疆和田地區(qū)和田市水資源綜合利用規(guī)劃報告》。

        根據(jù)《新疆和田地區(qū)和田市水資源綜合利用規(guī)劃報告》(西北勘測設(shè)計研究院2014.7),和田市2010年現(xiàn)有機(jī)井319眼,其中農(nóng)業(yè)灌溉井263眼,生活、工業(yè)井56眼,機(jī)井出水量平均160m3/h。2010年地下水開采量4014萬m3,其中農(nóng)業(yè)灌溉用水2413萬m3,生活、工業(yè)用水1601萬m3,見表1。

        表12010年和田市機(jī)電井工程現(xiàn)狀一覽

        3灌溉水利用系數(shù)的確定

        3.1灌溉制度及設(shè)計灌水率的確定

        本灌區(qū)以旱作物為主,根據(jù)中華人民共和國國

        式中:qi—第i次灌水的灌水率,m3/(s·hm2);α—作物種植比例,%;mi—第i次灌水定額,m3/hm2;Ti—第i次灌水持續(xù)時間,d。

        根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》(GB50288-99),以累計30d以上的最大灌水率為設(shè)計灌水率,短期峰值應(yīng)不大于設(shè)計灌水率的120%。確定設(shè)計灌水率時考慮到和田市灌區(qū)搶灌較突出的特點,并將灌水率修正后,得到灌區(qū)現(xiàn)狀年灌水率0.0005925m3/(s·hm2),設(shè)計水平年灌水率0.0005745m3/(s·hm2)。

        3.2田間水利用系數(shù)

        和田市吉亞鄉(xiāng)灌區(qū)自然地勢前段較陡,土層薄,保水、保肥一般。根據(jù)自治區(qū)水科院對本地區(qū)田間水利用系數(shù)的實地考察,田間水利用系數(shù)在0.85~0.86之間,本灌區(qū)田間水利用系數(shù)取0.855。

        3.3渠系水利用系數(shù)

        根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》(GB50288-99),采用公式:

        式中:σ—渠道單位長度水量損失率,%/km;L—渠道長度,km;η0—渠道水利用系數(shù)。

        (1)土渠滲水不受地下水頂托影響時,σ可按以下公式計算:家標(biāo)準(zhǔn)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》(GB50288-99),確定灌溉設(shè)計保證率為P=75%。

        灌區(qū)灌溉制度主要依據(jù)《和田河大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程總體可研報告》,并結(jié)合和田市水利局對吉亞干渠灌區(qū)的調(diào)查統(tǒng)計資料,充分考慮當(dāng)?shù)貧夂?、土壤條件,水資源及作物種類、農(nóng)業(yè)耕作水平等因素后,制定灌區(qū)作物灌溉制度。

        根據(jù)灌區(qū)作物灌溉制度及種植比例,可按下式計算灌區(qū)灌水率。

        式中:K—土壤透水性系數(shù),根據(jù)本工程區(qū)域的土壤特性,取K=3.4;m—土壤透水性指數(shù),取0.5;Qdj—渠道凈流量,m3/s。

        (2)土渠滲水受地下水頂托影響時,σ可按以下公式進(jìn)行修正:

        式中:σ′—受地下水頂托的渠道單位長度水量損失率,%/km;ζ′—受地下水頂托的滲水損失修正系數(shù)。

        (3)襯砌渠道時,σ可用以下公式進(jìn)行修正:

        式中:σ0—襯砌渠道單位長度水量損失率,%/km;—襯砌渠道滲水損失修正系數(shù)。

        3.4現(xiàn)狀年渠系水利用系數(shù)

        根據(jù)調(diào)查,和田市吉亞干渠灌區(qū)灌溉渠道的上段4.96km長渠段已在塔河項目內(nèi)實施完畢,其下段8.62km長的渠段均未做過防滲。灌區(qū)土質(zhì)是滲透性較強(qiáng)的低液限粉土、壤土及粉細(xì)砂為主,滲漏量較大。

        由工程地質(zhì)條件評價可知,本干渠工程區(qū)地下水位埋深均大于3.0m,因此現(xiàn)狀土渠和設(shè)計水平年渠道襯砌防滲后的土渠滲水不受地下水頂托影響。

        本灌區(qū)的渠系水利用系數(shù)為干渠、支渠、斗渠和農(nóng)渠4級渠道的渠道水利用系數(shù)的乘積,各級渠道的水利用系數(shù)的計算原則上采用以下方法確定。

        (1)首先將灌區(qū)干渠、分干渠、支渠、斗渠和農(nóng)渠對應(yīng)的所有渠道的數(shù)量、長度、凈流量統(tǒng)計出來。

        (2)對每級每條渠道進(jìn)行渠道水利用系數(shù)計算,并進(jìn)行在地下水頂托條件下的修正,最后再將每級渠道修正后的渠道水利用系數(shù)按長度進(jìn)行加權(quán)平均計算,得出各級渠道的綜合渠道水利用系數(shù)。

        (3)在凈流量計算過程中,下一級渠道的毛流量是上一級渠道的凈流量,同時還需考慮續(xù)灌、輪灌等因素。

        和田市吉亞干渠灌區(qū)控制灌溉面積4333.33hm2,灌區(qū)渠道眾多,渠道長度、流量大小和渠線巖性特征、供水渠長度均不一。因此,計算現(xiàn)狀年渠系水利用系數(shù)時需要結(jié)合渠線地質(zhì)勘察,并考慮地下水頂托和渠道滲水影響等特征。

        3.5設(shè)計水平年渠系水利用系數(shù)

        依據(jù)《和田河大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程總體可研報告》的安排,2014年灌區(qū)內(nèi)干渠進(jìn)行防滲處理,支渠、斗渠、農(nóng)渠不做防滲處理。

        根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》(GB50288-99)進(jìn)行計算??紤]到襯砌渠道的影響,對渠道單位長度水量損失率σ0進(jìn)行修正,根據(jù)襯砌型式,襯砌渠道滲水損失修正系數(shù)σ0取0.15。其中K取3.4,m取0.5。

        4結(jié)語

        和田市灌區(qū)自然地勢前段較陡,土層薄,保水、保肥一般。雖然隨著和田市灌區(qū)農(nóng)牧民國民經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和地方對水利設(shè)施投入的逐年增長、完善,和田市灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)已有所提高,但由于灌區(qū)灌溉方式還是以地面灌溉為主,加上水利工程設(shè)施不配套、工程老化等各種客觀因素,和田市灌區(qū)灌溉水利用率總體上還是偏低,管理薄弱,灌溉技術(shù)比較落后。和田市灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)可直接依據(jù)《和田河灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程總體可研報告》取為:現(xiàn)狀年渠系水利用系數(shù)0.504,設(shè)計水平年渠系水利用系數(shù)0.533;現(xiàn)狀年灌溉水利用系數(shù)0.443,設(shè)計水平年灌溉水利用系數(shù)0.469。

        [1]張艷紅.論提高井灌區(qū)低壓管道輸水灌溉用水效率[J].水利規(guī)劃與設(shè)計.2005(S1).

        [2]任創(chuàng)社,李貞,嚴(yán)興起.節(jié)水灌溉工程灌溉水利用系數(shù)的計算[J].水利科技與經(jīng)濟(jì).2011(10).

        [3]史曉崑.石羊河流域水資源及開發(fā)利用分析[J].水利技術(shù)監(jiān)督.2007(02).

        S274.2

        B

        1008-1305(2016)03-0092-02

        10.3969/j.issn.1008-1305.2016.03.035

        2016-04-02

        阿扎提古麗·扎克(1970年—),女,高級工程師。

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