王立志

(黑龍江省胖頭泡蓄滯洪區(qū)管理處，黑龍江 大慶 166316)

1 灌區(qū)概況

肇源縣中心灌區(qū)位于松花江干流北岸河漫灘和殘余一級階地上，是以松花江干流為主要水源的大型抽水灌區(qū)，是《黑龍江省松花江干流沿岸優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)業(yè)水田發(fā)展規(guī)劃(2013-2022年)》中的重點項目之一;灌區(qū)西起八家河，東到牛毛溝排干，北鄰安肇新河，南至松花江干流左岸堤防。灌區(qū)始建于1958年，灌區(qū)總控制面積3.182萬hm2，灌區(qū)經(jīng)過多次規(guī)劃和建設，已具有一定的規(guī)模，本次種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向和重點是旱改水。灌區(qū)設計灌溉面積2.07萬hm2，全部為水田，現(xiàn)狀實灌水田面積1.2萬hm2，項目實施后，可實現(xiàn)旱改水面積8733hm2。

2 灌溉制度分析

根據(jù)灌區(qū)灌溉試驗資料并參照黑龍江省質(zhì)量技術監(jiān)督局發(fā)布的黑龍江省地方標準“用水定額(DB23/T727—2010)”進行設計。按《灌溉與排水工程設計規(guī)范》(GB50288-99)的有關要求和規(guī)定，灌溉制度設計采用逐日法確定歷年主要作物的灌溉制度。水文系列采用肇源站1963—2009年的降雨資料[1]。

2.1 灌溉模式及泡田期、生育期階段劃分

按節(jié)水灌溉技術要求進行灌溉制度設計，主要包括采用“淺曬淺濕”的灌溉模式、先進的水層管理及旱育稀植等先進的農(nóng)業(yè)技術。

根據(jù)本區(qū)試驗站提供的試驗成果及已有規(guī)劃成果分析，結(jié)合灌區(qū)實際，確定本區(qū)生長期階段的劃分，見表1。

表1 水田生長期階段劃分表

2.2 降雨系列

利用降雨相關分析可以得到47年(1963-2009)的逐日降雨數(shù)據(jù)，生育期內(nèi)(5月-9月)的降雨量及有效降雨量。

2.3 生育期耗水量

生育期耗水量包括生育期需水量和生育期滲漏量。

水稻需水量包括葉面蒸發(fā)和棵間蒸發(fā)，它的大小與氣象和土壤條件、農(nóng)業(yè)技術措施、灌溉技術等因素有關。本次設計因灌區(qū)內(nèi)沒有試驗站，因此中心灌區(qū)水稻各生育期耗水量參考《尼爾基灌區(qū)可行性研究設計報告》中與之位置相近的林甸、安達水稻各生育期耗水量成果。

根據(jù)灌區(qū)范圍內(nèi)土壤特性采用《肇源縣中心灌排站更新改造工程中心灌排站初步設計》成果，滲漏量采用《尼爾基灌區(qū)可行性研究》設計報告成果，確定各生育期騰發(fā)量及滲漏量見表2。

表2 水稻各生育期耗水量表

2.4 生育期各段水層控制

黑龍江省目前推廣的淺型灌溉制度經(jīng)試驗證明同傳統(tǒng)的深灌相比，單位面積可節(jié)水15%-30%，可提高水溫、地溫0.5℃左右，提高單產(chǎn)10%左右。本次灌溉制度設計采“淺曬淺濕”灌溉模式。水稻各生育期適宜水層根據(jù)《黑龍江省水田灌溉試驗資料整編(1952-2002年)》、《水稻小麥大豆玉米節(jié)水灌溉新技術》確定，但無法確定各生育期的耐淹水層，參照《農(nóng)田水力學》(武漢大學)和《灌區(qū)節(jié)水改造編寫指南》(中國水利水電出版社2005年11月出版)中的水稻各種節(jié)水灌溉制度下的設計水層參數(shù)進行合理分析，適宜水層如表3所示。

表3 水稻生育期適宜水層 mm

2.5 灌溉定額

2.5.1 泡田定額

水稻泡田定額按下式計算：

M泡=103γH(ω飽-ω0)+h0+(E1+F1)t1-P0

(1)

式中：M泡為泡田期灌溉定額，mm；H為稻田犁底層深度，m；γ為稻田H深度內(nèi)土壤的平均容重，t/m3；ω飽為H深度內(nèi)土壤飽和含水率(占干土重%)；ω0為H深度內(nèi)泡田開始時土壤實際含水率(占干土重%)；h0為插秧時田面所需的水層深度，mm，取20mm；E1為泡田期內(nèi)日平均水面蒸發(fā)量，mm/d，根據(jù)氣象資料統(tǒng)計結(jié)果；F1為泡田期日平均滲漏量，mm/d，取1mm/d；t1為泡田期天數(shù)，d，為15d；P0為泡田期有效降雨量，mm，根據(jù)歷年泡田期逐日降雨資料確定。

2.5.2 生育期定額

水田生育期定額通過逐時段水量平衡演算擬定，用下式進行計算：

M生=∑Mi
Mi=(Ei+Fi)ti-P0i+(h0i-h1i)

(2)

式中：M生為生育期灌溉定額，mm；Mi為生育期某時段灌溉定額，mm；Ei為生育期某時段的水稻日平均需水量，mm/d；Fi為生育期某時段的水稻日平均滲漏量，mm/d；h0為生育期某時段稻田的初始水深，mm；h1i為生育期某時段稻田的末期水深，mm；P0i為生育期某時段有效降雨利用量，mm，其值為該段降雨量與排水量之差；ti為生育期某時段的天數(shù)，d。

2.5.3 灌溉定額

歷年灌溉定額排頻成果見表4。

表4 歷年灌溉定額排頻表

續(xù)表4 歷年灌溉定額排頻表

2.6 灌水率

計算公式：

q凈=am/8.64T

(3)

式中：q凈為凈灌水率，m3/s/萬hm2；m為灌水定額，m3/hm2；a為作物比例數(shù)，取a=1.0；T為灌水延續(xù)時間，d。

灌水延續(xù)時間的長短直接影響灌水率的大小，從而也影響渠道設計斷面的大小和建筑物的造價。因此需慎重選定。根據(jù)我國各地萬畝以上水稻灌區(qū)的經(jīng)驗統(tǒng)計，水稻灌水延續(xù)時間為7-15d，個別大面積缺水地區(qū)可提前5-7d，以減少泡田灌水率。生育期灌水延續(xù)時間為3-5d。本灌溉制度基本符合此規(guī)律。灌區(qū)歷年修正后的設計灌水率見表5。

表5 歷年設計灌水率統(tǒng)計表

續(xù)表5 歷年設計灌水率統(tǒng)計表

2.7 設計灌溉定額

根據(jù)47年系列的水量平衡結(jié)果，選出歷年灌溉定額排頻后接近于80%的幾個年份，對灌溉定額成果進行綜合分析，最后選定1988年的灌溉制度作為中心灌區(qū)本次設計成果。設計灌溉制度見表6。

3 結(jié) 論

中心灌區(qū)設計灌溉定額為6547.2m3/hm2，設計灌水率10.5m3/s/萬hm2，基本符合西部地區(qū)的節(jié)水灌溉定額要求，符合黑龍江省質(zhì)量技術監(jiān)督局發(fā)布的黑龍江省地方標準“用水定額(DB23/T727—2010)”要求。并按《灌溉與排水工程設計規(guī)范》(GB50288-99)的有關要求和規(guī)定。

表6 中心灌區(qū)設計灌溉制度表