于 斌

（遼寧省葫蘆島市興城市水利事務(wù)服務(wù)中心， 遼寧 葫蘆島 125100）

1 灌區(qū)概況

鐵嶺市位于松遼平原南部，地勢(shì)為東部較高西部較低、北部高南部低，以102國(guó)道為界，分為東部低山丘和西部遼河低山丘沖積平原。東邊的哈達(dá)嶺是長(zhǎng)白山分枝，包括開原市、鐵嶺縣、昌圖縣的東部和清河區(qū)、開發(fā)區(qū)、西豐縣的全部。面積約為6800km2，占鐵嶺總面積的52%。該區(qū)的特點(diǎn)是區(qū)域內(nèi)峰巒起伏，山勢(shì)相對(duì)陡峻，海拔高度在500～800m之間，區(qū)內(nèi)林木繁茂，植被較好，森林里有豐富的植物物種，大約有1000種，

柴河灌區(qū)始建于1959年，位于遼河南岸、柴河下游，是柴河水庫(kù)的主要配套灌區(qū)之一，柴河灌區(qū)渠首位于鐵嶺市銀州區(qū)龍山鄉(xiāng)柴河沿村，流經(jīng)銀州區(qū)龍山鄉(xiāng)、鐵嶺縣凡河鎮(zhèn)等17個(gè)行政村。干渠總長(zhǎng)度為15.9km，設(shè)計(jì)灌溉面積為0.34萬(wàn)hm2，實(shí)際灌溉面積為0.24萬(wàn)hm2。

2 灌區(qū)特性

2.1 降水

柴河年平均降水量為550～750mm，從西南向東北遞增。全年降水分布不均勻，暴雨主要集中在7、8月。降水約占年降水量的70%～80%。且七、八兩個(gè)月受高空槽、低壓冷鋒、臺(tái)風(fēng)等天氣系統(tǒng)的影響，常有強(qiáng)暴雨產(chǎn)生。由于時(shí)間和地區(qū)的降水分布不均, 干旱和洪水每年都不同程度的發(fā)生。柴河灌區(qū)5-9月份多年平均降水量為561.1mm，2020年5-9月份降水量為305.8 mm，較多年平均少45.5%，降水特性見表1。

表1 柴河灌區(qū)各月降水量頻率對(duì)照表

2.2 蒸發(fā)

柴河灌區(qū)5-9月多年平均與2020年5-9月蒸發(fā)量比較詳見表2。

表2 柴河灌區(qū)蒸發(fā)量對(duì)照表

2.3 灌區(qū)引水特性

柴河灌區(qū)上游為柴河水庫(kù)，柴河水庫(kù)還原后多年平均徑流量為2.816億m3、徑流深為207.8 mm。灌溉期柴河水庫(kù)放水入柴河，柴河灌區(qū)從柴河引水。

灌區(qū)渠首為柴河攔河溢流壩，進(jìn)水閘為兩孔電動(dòng)閘門，單孔凈寬1.5m。渠首干渠為梯形，底寬12m，坡比為1:1.5設(shè)計(jì)引水流量13.3m3/s，實(shí)際過(guò)水能力為14.0m3/s。在泡田、插秧及生長(zhǎng)各時(shí)期根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)進(jìn)水，引水不足時(shí)利用地下水補(bǔ)充。設(shè)計(jì)灌溉定額為1.2萬(wàn) m2/hm2，實(shí)際灌溉定額為1.53萬(wàn) m2/hm2。

3 渠道水利用系數(shù)測(cè)定

3.1 代表渠段的選取

根據(jù)該灌區(qū)實(shí)際情況，在干、支、斗渠上分別選擇用于流量測(cè)驗(yàn)的渠道。

3.1.1 干渠

干渠選擇一段做為測(cè)驗(yàn)斷面，距離渠首100m左右，整個(gè)測(cè)驗(yàn)渠段長(zhǎng)度965m，中間無(wú)取水口，渠道為壤土，無(wú)襯砌 。

3.1.2 支渠

選擇距渠首約8800m的4號(hào)支渠做為測(cè)驗(yàn)渠道。測(cè)驗(yàn)渠段上斷面距干渠距離約為200m，順直長(zhǎng)160m，中間無(wú)分流，渠道為壤土，無(wú)襯砌 。

3.1.3 斗渠

在4號(hào)支渠上選擇兩個(gè)斗渠做為測(cè)驗(yàn)渠段，1號(hào)斗渠位置在4號(hào)支渠測(cè)驗(yàn)渠段下斷面以下30m左右，測(cè)驗(yàn)渠段長(zhǎng)200m，渠道為壤土，無(wú)襯砌；2號(hào)斗渠位置在1號(hào)斗渠以下300m左右，測(cè)驗(yàn)渠段長(zhǎng)128m，渠道為壤土，無(wú)襯砌 。

3.2 監(jiān)測(cè)時(shí)間及次數(shù)

3.2.1 干渠

從6月2日至6月9日進(jìn)行了上下渠段的5次流量對(duì)照測(cè)驗(yàn)，一般為先上斷面后下斷面或基本同步進(jìn)行施測(cè)。

3.2.2 支渠

從6月2日至6月8日進(jìn)行了上下渠段的3次流量對(duì)照測(cè)驗(yàn)，測(cè)驗(yàn)順序?yàn)橄壬蠑嗝婧笙聰嗝妗?/p>

3.2.3 斗渠

從6月2日至6月8日對(duì)1號(hào)和2號(hào)斗渠分別進(jìn)行了上下渠段各3次流量對(duì)照測(cè)驗(yàn)，測(cè)驗(yàn)順序?yàn)橄壬蠑嗝婧笙聰嗝妗?/p>

4 灌溉水利用系數(shù)的計(jì)算

4.1 渠道水利用系數(shù)η渠道

式中：η渠段為渠道斷面的渠道水利用系數(shù)；Q上、Q上分別為渠道段的上斷面和下斷面的流量(m3/s)。

其計(jì)算公式為：

4.1.1 干渠

干渠共施測(cè)五組流量數(shù)據(jù)，渠道水利用系數(shù)計(jì)算如下：

干渠渠道利用系數(shù)分兩段進(jìn)行計(jì)算：渠首至一號(hào)支渠以前為一段，距離長(zhǎng)2.4km，此段無(wú)支渠引水；一號(hào)支渠上游以下部分為一段，距離長(zhǎng)13.5km，此段共有41條支渠引水。

第一段：干渠長(zhǎng)度2.4km，代表渠段長(zhǎng)度0.965km,

第二段：干渠長(zhǎng)度13.5km，代表渠段長(zhǎng)度0.965km,

4.1.2 支渠

在支渠道測(cè)量了三組流量數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果如下：

渠段平均：

4.1.3 斗渠

兩段斗渠分別施測(cè)三對(duì)流量數(shù)據(jù)，渠道水利用系數(shù)計(jì)算如下：

渠道平均長(zhǎng)度采用1號(hào)斗渠長(zhǎng)度240m,代表渠段長(zhǎng)度200m,

4.2 渠道布置形式的修正

該灌區(qū)屬于非等效并聯(lián)渠道，所計(jì)算的渠道利用系數(shù)需進(jìn)行修正，以支渠為例，每條斗渠所控制的面積被認(rèn)為是相等的，而這片土地就在支渠的尾部，事實(shí)上，支渠上的斗渠分布是由上而下的。支渠的利用系數(shù)采用面積加權(quán)的方法[1-3]。

假定如果斗渠在支渠上是均勻分布的，且各條斗渠的控制面積大致相等[4-5]。則A1=A2=A3=A4=A5=A6=A7=A8=……=An

于是上式可化簡(jiǎn)為η支渠=(η1+η2+η3+…ηn)/n式 中 η1=η0/(n-1)；η2=η1/(n-1)；η3=η2/(n-1)；η4=η3/(n-1)；η5=η4/(n-1)；η6=η5/(n-1)；η7=η6/(n-1)；η8=η7/(n-1)…… ηn=η(n-1)/(n-1)=η

式中 η修為修正后的渠道水利用系數(shù)；η為未修正的渠道水利用系數(shù)；n為下一級(jí)渠道的條數(shù)[6]。

4.2.1 干渠

第一段：干渠由于沒(méi)有支渠取水，故不需修正。

第二段：共有41條支渠，未經(jīng)修正的利用系數(shù)為0.8071,代入公式求得；

干渠修正后的渠道利用系數(shù)為；η渠道=0.9626×0.9002=0.8665。

4.2.2 支渠

在所選的支渠上分布有9條斗渠，未經(jīng)修正的利用系數(shù)為0.6336,代入公式求得；

4.2.3 斗渠

1號(hào)斗渠上共分布有6處取水口，未經(jīng)修正的利用系數(shù)為0.7208,代入公式求得；

2號(hào)斗渠上共分布有6處取水口，未經(jīng)修正的利用系數(shù)為0.8191,代入公式求得：

斗渠修正后的利用系數(shù)為：

4.3 渠系水利用系數(shù)η灌區(qū)

全灌區(qū)渠道水利用系數(shù)用下式：

式中：η灌區(qū)為全灌區(qū)的渠系水利用系數(shù)；η干渠、η支渠、η斗渠為干渠、支渠、斗渠各級(jí)渠道的渠道水利用系數(shù)[7-10]。

4.4 田間水利用系數(shù)η田間

按照節(jié)水灌溉技術(shù)的相關(guān)規(guī)范規(guī)定，其計(jì)算公式：

式中：η田間為田間水利用系數(shù)；A為農(nóng)渠控制的實(shí)灌面積，W農(nóng)凈為一次灌溉農(nóng)渠放出的總水量，m為設(shè)計(jì)凈灌水定額。

柴河灌區(qū)灌溉的田地都是水稻，由于沒(méi)有實(shí)際測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用經(jīng)驗(yàn)值0.95。

4.5 灌溉水利用系數(shù)η水

灌溉水利用系數(shù)η水的計(jì)算公式為：η水=η渠η田間=0.60。

5 成 果

經(jīng)計(jì)算，該灌區(qū)的渠道水利用系數(shù)為0.60，建議在測(cè)試工作前應(yīng)購(gòu)置專門測(cè)量低水位、小流速的ADV5臺(tái)（每臺(tái)約12萬(wàn)）和V型量水堰28個(gè)（每個(gè)約0.4萬(wàn)）等新型儀器，以保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而能夠順利完成灌溉渠道水利用系數(shù)的測(cè)試工作。加強(qiáng)測(cè)試技術(shù)人員的技術(shù)培訓(xùn)，舉辦測(cè)試技術(shù)培訓(xùn)班。由于進(jìn)行灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)測(cè)試這項(xiàng)工作對(duì)水文局來(lái)講是第一次開展，掌握測(cè)試技術(shù)的人員較少。建議舉辦培訓(xùn)班，對(duì)參加人員進(jìn)行一次全面的測(cè)試技術(shù)培訓(xùn)。