□ 周連梅
星火灌區(qū)建于1943年,屬日偽時(shí)期工程,原抽水站廠房于1999年停用廢棄,新抽水站2000年建成,位于老抽水站西北側(cè),灌溉保證率P=80%。星火灌區(qū)是以松花江為提水水源的中型灌區(qū),種植作物為一季水稻。灌區(qū)現(xiàn)有干渠2條即一干渠、二干渠,干渠總長(zhǎng)15.1km。一干渠設(shè)有7條支渠,二干渠設(shè)有9條支渠,全長(zhǎng)67km,有東西排干兩條,總長(zhǎng)12.3km。
目前,我們采用的灌溉水利用系數(shù)確定方法,主要有經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法、經(jīng)驗(yàn)公式法與實(shí)測(cè)法,由于我們的目的是要對(duì)灌溉水利用系數(shù)的測(cè)定進(jìn)行分析,所以本次測(cè)試采用實(shí)測(cè)法。實(shí)測(cè)法主要有首尾測(cè)定法,典型渠道測(cè)量法和綜合測(cè)定法。為了能得到準(zhǔn)確的系數(shù)測(cè)定成果,提供準(zhǔn)確的參考信息,本次測(cè)定工作最終采用綜合測(cè)定法,即首尾測(cè)定法和典型渠道測(cè)量法綜合考慮各種因素,最終確定灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù)。
代表渠段選擇要求:所選的典型渠段能代表整個(gè)灌區(qū)的同級(jí)渠道的平均水平,渠道的土質(zhì)、輸水流量的大小和工程完好率等指標(biāo)應(yīng)與全灌區(qū)該級(jí)渠道相接近。本次測(cè)試渠道選擇干渠5段,支渠4段,斗渠5段。
星火灌區(qū)現(xiàn)有渠道為澆筑、少部分襯砌和未襯砌三種,其中0支渠是省水稻科研所支渠,為混凝土澆筑,斗渠混凝土澆筑正在建設(shè)中。星火灌區(qū)僅有一干渠的4支渠進(jìn)行了少部分襯砌,襯砌率為1.2%,其余干、支、斗渠均未進(jìn)行襯砌和防滲處理。
星火灌區(qū)田間水利用系數(shù)測(cè)定試驗(yàn)場(chǎng)地選擇了沒(méi)有旋耕,土地平整,田埂封閉較好,有較好的斗渠,可以直接引水灌溉且試驗(yàn)場(chǎng)地不受周邊環(huán)境干擾和地下水直接影響的田間地塊,試驗(yàn)場(chǎng)地面積為145m2。
(1)典型渠道測(cè)量法
①渠道水利用系數(shù)的計(jì)算公式如下
η=1-(Q1-Q2)/Q1
式中:η ——渠道水利用系數(shù)
Q1——渠段上游斷面流量(m3/s)
Q2——渠段下游斷面流量(m3/s)
η渠系=η干渠×η支渠×η斗渠
式中:η干渠——干渠水利用系數(shù)
η支渠——支渠水利用系數(shù)
η斗渠——斗渠水利用系數(shù)
星火灌區(qū)干渠渠道水利用系數(shù)統(tǒng)計(jì)表
星火灌區(qū)支渠渠道水利用系數(shù)統(tǒng)計(jì)表
星火灌區(qū)斗渠渠道水利用系數(shù)統(tǒng)計(jì)表
星火灌區(qū)渠系水利用系數(shù)成果表
③田間水利用系數(shù)計(jì)算公式如下:
ηt= 102(β2-β1)γHA/W
式中:β1、β2——分別為灌水前后計(jì)劃濕潤(rùn)層的土壤含水率(以干土重的百分?jǐn)?shù)表示)
γ——土的干容重(t/m3)
H——計(jì)劃濕潤(rùn)深度(m)
A——實(shí)灌面積(hm2)
W——實(shí)灌水量(m3)
④灌溉水利用系數(shù)計(jì)算方法
η灌溉水=η渠系×ηt
星火灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)成果表
(2)首尾法推求灌溉水利用系數(shù)
計(jì)算公式如下:
η灌溉水=m凈×A實(shí)/Wa
式中:η灌溉水——灌溉水利用系數(shù)
m凈——凈灌水定額
A實(shí)——實(shí)灌面積
Wa——灌區(qū)渠首總引水量
依據(jù)《黑龍江省水稻灌溉試驗(yàn)研究與分區(qū)灌溉評(píng)價(jià)》報(bào)告中,星火灌區(qū)灌溉試驗(yàn)站20年平均凈灌溉定額為429.1m3/畝,1998~2010年平均渠首提水總量是6 866.9萬(wàn)m3,2007~2010年實(shí)際灌溉面積7.12萬(wàn)畝,按首尾法公式計(jì)算灌溉水利用系數(shù)。
星火灌區(qū)常規(guī)灌溉定額統(tǒng)計(jì)表
星火灌區(qū)首尾法灌溉水利用系數(shù)推求表
本次水平衡測(cè)試結(jié)果表明,星火灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)測(cè)算結(jié)果0.44與首尾法推求灌溉水利用系數(shù)0.45相比,測(cè)算結(jié)果較為接近,反映了灌區(qū)工程老化與渠系工程不配套等多種因素導(dǎo)致灌溉水利用水平較低的現(xiàn)狀,具有客觀合理性。最終采用典型渠道法計(jì)算結(jié)果0.44做為灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù)。
本次水平衡測(cè)試采用動(dòng)水測(cè)試方法,在灌溉期,采取停止供水進(jìn)行靜水測(cè)試是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。因此本次測(cè)試過(guò)程中在灌溉流量穩(wěn)定上是無(wú)法完全滿足的。另外,不能在同一渠段上、下游兩個(gè)斷面同時(shí)測(cè)量,造成測(cè)定的數(shù)據(jù)成果受外界因素影響部分渠段水流穩(wěn)定性差。且本次測(cè)試只選取了兩個(gè)灌溉期,測(cè)得結(jié)果只反映了灌區(qū)一段時(shí)間的實(shí)際灌溉情況。
灌溉水量的損失,直接影響灌溉水的利用程度。因此灌溉水利用系數(shù)的影響因素從灌溉水量損失方面來(lái)考慮,主要有防滲措施,土壤質(zhì)地及灌區(qū)類型、規(guī)模及渠道級(jí)別和灌溉技術(shù)等,根據(jù)測(cè)定結(jié)果分析有襯砌的渠段與無(wú)襯砌的渠段相比,灌溉水利用系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于無(wú)襯砌的渠段。
經(jīng)過(guò)測(cè)試、分析計(jì)算,最后得出結(jié)論:星火灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)為0.44,反映了星火灌區(qū)水資源利用程度,客觀地體現(xiàn)了星火灌區(qū)自然條件、工程狀況、田間管理和灌溉技術(shù)水平。根據(jù)客觀的測(cè)算及分析結(jié)果,說(shuō)明灌區(qū)水資源利用率偏低,還具有很大的節(jié)水潛力。
(1)灌溉水利用系數(shù)測(cè)算周期長(zhǎng),應(yīng)在水稻整個(gè)生育期內(nèi)合理安排測(cè)定時(shí)間,作為全生育期的系數(shù)。
(2)灌區(qū)的骨干工程和田間工程不配套,管理機(jī)制和灌溉技術(shù)落后,缺乏專項(xiàng)資金,灌區(qū)難以自我維持、自我發(fā)展;建議水行政主管部門積級(jí)爭(zhēng)取國(guó)家對(duì)大中型灌區(qū)改造和田間工程配套投資立項(xiàng),轉(zhuǎn)變管理觀念,采用先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù),大力發(fā)展節(jié)水灌溉,實(shí)行計(jì)劃用水、節(jié)約用水,提高農(nóng)民節(jié)約用水意識(shí),使水資源得到合理的開(kāi)發(fā)利用。