(遼寧省遼陽市遼陽灌區(qū)管理處，遼寧 遼陽 111000)

遼陽灌區(qū)節(jié)水灌溉水利用系數(shù)確定方法探析

張春暉

(遼寧省遼陽市遼陽灌區(qū)管理處，遼寧 遼陽 111000)

灌溉水有效利用系數(shù)是灌溉工程設(shè)計的重要指標(biāo)。其綜合反映了設(shè)計水平年灌區(qū)“標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)”渠道系統(tǒng)工程狀況、田間灌溉水平和能力條件下的總體灌溉用水效率。本文結(jié)合遼陽灌溉區(qū)節(jié)水改造工程概況，對該灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)確定思路進(jìn)行探討，認(rèn)為在對灌區(qū)進(jìn)行節(jié)水改造設(shè)計時，需采用科學(xué)的方法確定灌溉水利用系數(shù)，渠系水利用系數(shù)為0.7左右，田間水利用系數(shù)為0.95左右，而灌溉水利用系數(shù)為0.65。

遼陽灌區(qū)；節(jié)水改造工程；灌溉水；利用系數(shù)；確定方法

大、中型灌區(qū)是我國農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟，乃至整個國民社會穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。受主、客觀因素制約，我國很多中、小型的灌區(qū)都具有“先天不足”、“后天失調(diào)”等特點。遼陽灌區(qū)于1958年建成，經(jīng)過多年運行，渠道淤積，過流量小，工程結(jié)構(gòu)普遍存在病險、老化、損壞等結(jié)構(gòu)問題，導(dǎo)致灌區(qū)灌溉效率十分低下。對此，遼陽灌區(qū)管理處積極展開灌區(qū)節(jié)水配套改造、設(shè)計，以此提高灌區(qū)節(jié)水改造工程灌溉水利用系數(shù)。本文將重點針對該灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)確定思路進(jìn)行論述[1]。

1 遼陽灌區(qū)節(jié)水改造工程概況

遼陽灌區(qū)位于遼陽城西，所在地區(qū)屬溫帶半濕潤季風(fēng)氣候[2]。遼陽灌區(qū)渠首在城東鵝房，總灌溉面積為185 km2，大致灌溉范圍是：遼陽城郊以西、太子河以南、柳壕河西岸、北地河以北、遼小公路與沈大公路兩側(cè)區(qū)域。其中，七個鄉(xiāng)鎮(zhèn)和駐軍部隊農(nóng)場共22.82萬人受益。該灌區(qū)始建于20世紀(jì)50年代，盡管在運行中，相關(guān)部門對灌區(qū)部分渠道進(jìn)行了改造、優(yōu)化，但本灌區(qū)部分骨干工程依然存在病險、老化、損壞等工程病害問題。對此，為了適應(yīng)遼寧省“十三五”時期，經(jīng)

濟、社會全面發(fā)展的形勢需求，進(jìn)一步推廣新型農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)，促進(jìn)遼陽灌區(qū)水資源可持續(xù)利用，對本灌區(qū)進(jìn)行全面節(jié)水改造已勢在必行[3]。

2 遼陽灌區(qū)地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀

遼陽灌區(qū)于1958年建成，原設(shè)計灌溉面積和有效灌溉面積分別為15萬畝和12萬畝，但實際和有效灌溉面積卻僅有10.1萬畝和8.2萬畝。多年來，該灌區(qū)一直結(jié)合遼寧省水資源調(diào)度管理要求和灌區(qū)特點，在灌溉管理方式上，主要通過大流量、高水位集中供水方式進(jìn)行大水輪灌。在工程管理方面，遼陽灌區(qū)采用專管與群管相結(jié)合的方式，對本灌區(qū)各工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行運行管理和維護(hù)。在費用的收取方面，本灌區(qū)一直采用直接收費到戶方式，提高灌區(qū)水資源綜合利用效率[4]。遼陽灌區(qū)地下水開發(fā)利用主要集中于渠系工程、田間配套工程、防洪、排澇工程方面[5]。本灌區(qū)渠系工程全長約515.74 km，其已于2008年春進(jìn)行了第一次節(jié)水改造。在主灌區(qū)渠系內(nèi)設(shè)有一條長為13.69 km的總干渠和長為49.85 km的分干渠，三、四分干渠道相關(guān)設(shè)計情況見表1。

表1 遼陽灌區(qū)三、四分干地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀

圖1 遼陽灌區(qū)地下水開發(fā)利用總體規(guī)劃平面圖

灌區(qū)骨干工程主要配套水工建筑物共有150座，經(jīng)過40多年的長久運行，灌區(qū)渠道斷面和過水流量小、建筑物標(biāo)準(zhǔn)低，老化、決口、沖刷、坍塌問題非常突出[6]。因此，本灌溉工程于2004年采用砼板護(hù)坡、支斗渠砼防滲襯砌，徹底進(jìn)行了節(jié)水改造。目前，本灌區(qū)田間灌、排水渠溝設(shè)施基本良好，大多能夠正常運行，如圖1為遼陽灌區(qū)地下水開發(fā)利用總體規(guī)劃平面圖。

3 遼陽灌區(qū)節(jié)水改造工程灌溉水利用系數(shù)確定

3.1 遼陽灌區(qū)灌水率

遼陽灌區(qū)灌溉的農(nóng)作物主要以旱作物為主。在本次灌區(qū)改造設(shè)計中，主要根據(jù)我國現(xiàn)行《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》要求，遼陽灌區(qū)灌溉保證率設(shè)計為75%，并結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物需水性、遼寧省氣候、農(nóng)作物種植生長土壤、灌溉技術(shù)等，為農(nóng)作物穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)及節(jié)水、灌水、灌溉定額、灌水時間和次數(shù)確定提供灌溉制度指導(dǎo)。

表2 修正后遼陽灌區(qū)灌水模數(shù)統(tǒng)計表

相關(guān)數(shù)據(jù)資料主要選取遼陽氣象站從1951年開始長達(dá)48年連續(xù)監(jiān)測的相關(guān)資料，將其作為遼陽灌區(qū)灌水率和灌溉制度設(shè)計依據(jù)。結(jié)合遼陽區(qū)農(nóng)作物灌溉制度及種植比例，可通過以下公式，對本灌區(qū)的實際灌水率進(jìn)行計算：

灌水率q凈=m/8.64T(m3/s/萬畝)，

式中：T為灌水延續(xù)時間，以d計；m為灌水定額；

修正后遼陽灌區(qū)灌水率模數(shù)統(tǒng)計結(jié)果見表2和圖2。

圖2 遼陽灌區(qū)灌水率模數(shù)統(tǒng)計圖

3.2 遼陽灌區(qū)田間水、渠系水利用系數(shù)

遼陽灌區(qū)自然地勢較陡，土層相對較薄，主要為粘壤土和沙壤土，因此肥力和持水能力一般[7]。按照本灌溉工程《節(jié)水灌溉技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選編》要求，遼陽灌區(qū)作為遼寧省的中型灌區(qū)，其田間水利用系數(shù)和灌溉水利用系數(shù)分別應(yīng)大于0.95和0.65。

3.3 遼陽灌區(qū)現(xiàn)狀年渠系水利用系數(shù)

據(jù)了解，遼陽灌區(qū)土質(zhì)主要以粘壤土和沙壤土為主，因此滲漏量較大。結(jié)合地質(zhì)工程評估分析結(jié)果可知，該灌區(qū)主干渠道工程區(qū)地下水埋深均>3 m。所以，設(shè)計水平年渠道和現(xiàn)狀土渠襯砌防滲后的土渠滲水不受地下水頂托影響。因本灌區(qū)渠系水利用系數(shù)主要為干渠、斗渠和支渠三級渠道水綜合利用系數(shù)之積[8]。所以，在確定各級渠道灌溉水利用系數(shù)時，主要按照以下方式進(jìn)行：

(1)需全面統(tǒng)計三級渠道各干渠、支渠和斗渠所對應(yīng)渠道的具體長度、數(shù)量和凈流量等數(shù)據(jù)資料(見表3)。

表3 三級渠道相關(guān)數(shù)據(jù)資料

表4 灌區(qū)渠系水、田間水、灌溉水利用系數(shù)

(2)然后，科學(xué)計算以上級渠道中每一級渠道的渠道水利用系數(shù)，并基于地下水頂托狀態(tài)下，對各渠道水綜合利用系數(shù)進(jìn)行修正計算。

(3)對修正后的各級渠道水利用系數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均計算。

(4)最終得到各級渠道渠道水綜合利用系數(shù)。

但需要注意的是，在對本灌區(qū)各渠道凈流量參數(shù)進(jìn)行計算時，需充分考慮輪灌和續(xù)灌等綜合因素。

3.4 遼陽灌區(qū)設(shè)計水平年渠系水利用系數(shù)

詳細(xì)的灌區(qū)田間水、渠系水、灌溉水利用系數(shù)如表4所示。

4 結(jié)語

綜上所言，受遼陽灌區(qū)地勢和地質(zhì)結(jié)構(gòu)及土壤等因素影響和制約，雖然遼寧省政府對遼陽灌區(qū)水利工程建設(shè)改造投入的力度在不斷增大，且灌溉水系數(shù)在一定程度上有所提高。但當(dāng)前本灌區(qū)主要采用地面灌溉方式進(jìn)行大水漫灌，因此灌溉效率依然不高；再加上當(dāng)?shù)毓鄥^(qū)主干工程結(jié)構(gòu)老化，配套設(shè)施不完善，管理水平偏低，因此遼陽灌區(qū)采用的灌溉方式依然十分落后。在對本灌區(qū)進(jìn)行節(jié)水改造設(shè)計時，需采用科學(xué)的方法確定灌溉水利用系數(shù)。通過分析，本工程灌溉水利用系數(shù)可參考《遼寧省遼陽市農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)遼陽中型灌區(qū)節(jié)水配套改造》(二期)技術(shù)方案進(jìn)行確定，其中灌區(qū)進(jìn)行節(jié)水配套改造后，渠系水利用系數(shù)在0.7左右，田間水利用系數(shù)為0.95，灌溉水利用系數(shù)為0.65。

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S274

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1004-1184(2017)06-0084-02

2017-05-17

張春暉(1976-)，男，遼寧遼陽人，工程師，主要從事農(nóng)田水利、水利工程及水資源方面等工作。