吳海寬
(貴州省水利科學研究院,貴州 貴陽 550002)
貴州特殊的山區(qū)地貌,決定了貴州水利工程基本按小流域規(guī)劃布局,貴州的水利灌溉工程特點概括起來有“三個為主”,一是以小型為主,中小結合;二是以蓄為主,引、提、排相結合;三是渠系自流為主的灌溉方式,是貴州山區(qū)水土資源的自然配置特點。
現(xiàn)階段,對于灌區(qū)灌溉面積現(xiàn)狀,按規(guī)模劃分,貴州省現(xiàn)有10個大型灌區(qū)均由中小型灌區(qū)打捆而成,不作為大型樣點灌區(qū)測算,而是將其打捆的中小型灌區(qū)列入全省中小型灌區(qū)范圍統(tǒng)一測算。中型灌區(qū)123處,有效灌溉面積191.69萬畝;小型灌區(qū)12141處,有效灌溉面積964.75萬畝。據(jù)貴州省水利年報(快報)顯示,2017年底全省水田有效灌溉面積為1156.44萬畝,實際灌溉面積為982.88萬畝。對于灌溉試驗工作開展現(xiàn)狀。2004年,貴州省按水利部要求建立了灌溉試驗站網(wǎng),現(xiàn)有省級灌溉試驗中心站1個,重點站3個。根據(jù)省灌溉試驗中心站2017年的試驗觀測,水稻三種灌溉模式的凈灌溉定額為:“科灌”(即薄、淺、濕、曬灌溉模式)262 m3/畝;“科蓄”(即蓄雨節(jié)灌模式)208.7 m3/畝;“普灌”(即傳統(tǒng)灌溉模式)235 m3/畝。試驗站所在地2017年水稻生育期降雨水平年為P=38%,屬豐水年份,與2016年省內(nèi)其他地區(qū)的降雨水平大體相同。
據(jù)2017年水利統(tǒng)計年報(快報)[1]數(shù)據(jù)顯示,貴州省無獨立引水水源控制灌溉面積大于30萬畝的灌區(qū);中型灌區(qū)123個,有效灌溉面積為191.69萬畝,實際灌溉面積為164.90萬畝;小型灌區(qū)12141個,有效灌溉面積為964.75萬畝,實際灌溉面積為817.98萬畝。
2017年全省中小型灌區(qū)綜合毛灌溉定額為520.2 m3/畝,實灌面積為982.88萬畝。其中,中型灌區(qū)實灌面積164.90萬畝,小型灌區(qū)實灌面積817.98萬畝;2017年全省水田灌溉用水總量為519915.76萬m3,其中:中型灌區(qū)用水90754.07萬m3,小型灌區(qū)用水量為429161.70萬m3。
全省現(xiàn)有耕地2765萬畝(其中水田面積1432萬畝),人均僅0.74畝,其中大于25度的坡耕地占20%,需要退耕還草。貴州省的水資源來源于降雨,一部分直接形成徑流,成為地表水;一部分潛入地下,成為地下水。全省平均年降水量為1178 mm,較豐沛,但雨量時空分布很不均勻,5~10月降雨最為集中,占年降雨量的75%以上,降雨地區(qū)間差異大,為800~1700 mm。
貴州省灌區(qū)普遍計量設施薄弱,計量設施欠缺,引水灌區(qū)計量較為困難,在選取自流引水灌區(qū)過程中,盡量選取蓄水工程灌區(qū)。貴州省屬山區(qū)地形,加之降雨量較為豐沛,長期以來,灌溉作物以水稻淹灌為主,旱作物灌溉面積較小,故選擇中型樣點灌區(qū)26個,小型樣點灌區(qū)75個,均為原有的具有較強的代表性的水稻灌區(qū)。
全省大型灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)平均值,對于大型灌區(qū)系數(shù)采用大型灌區(qū)內(nèi)所選取的中小型樣點灌區(qū)通過水量加權平均求得大型灌區(qū)灌溉有效水利用系數(shù),再依據(jù)各灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)與用水量加權平均后得到。計算公式為:
式中,η大i、W大i為第i個大型灌區(qū)灌溉用水有效利用系數(shù)平均值和年毛灌溉用水量;N為大型灌區(qū)個數(shù)。
首先以樣點灌區(qū)測算值為基礎,按算數(shù)平均法,分別計算1~5萬畝、5~15萬畝、15~30萬畝各規(guī)模灌區(qū)的灌溉用水有效利用系數(shù)平均值;然后按統(tǒng)計的1~5萬畝、5~15萬畝、15~30萬畝灌區(qū)年毛灌溉用水量加權平均得到全?。▍^(qū)、市)中型灌區(qū)的灌溉用水有效利用系數(shù)平均值。計算公式如下:
式中,η省中為省級區(qū)域中型灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù);η1-5、η5-15、η15-30分別為 1~5 萬畝、5~15 萬畝、15~30 萬畝不同規(guī)模樣點灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù);W省毛1-5、W省毛5-15、W省毛15-30分別為省級區(qū)域內(nèi)1~5萬畝、5~15萬畝、15~30萬畝不同規(guī)模灌區(qū)年毛灌溉用水量,萬m3。
全省各分檔中型灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)及毛灌溉用水量詳見表1。
表1 全省中型灌區(qū)灌溉情況匯總表
運用下式計算中型灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù):
經(jīng)計算,全省中型灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)ηW中型=0.4586,符合貴州省灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉水的實際。
考慮貴州省地形地貌、土壤、管理、水利工程建設等因素,選擇101個樣點灌區(qū),其中中型樣點灌區(qū)26個,小型樣點灌區(qū)75個,在類型上和數(shù)量上均滿足指南要求。具體選擇時盡量沿用原有的具有較強的代表性的水稻灌區(qū),分別對大中型灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)進行測算。其中,給出了大型灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)平均值的計算公式,全省中型灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)平均值為0.4586,測算結果符合貴州省灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉水的實際。
灌區(qū)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)能反映灌區(qū)總體用水效率,但不能具體反映灌區(qū)渠系配套好壞,故對于各級渠道,尤其是降雨充沛的山區(qū)渠道的渠系水利用系數(shù)需要進一步研究。