紅星水庫灌區水田排水制度設計

李紅敏，唐 純，王鵬飛

(1.哈爾濱市阿城區水務局雙豐灌區，哈爾濱 150300;2.哈爾濱市阿城區水務局，哈爾濱 150300)

1 灌區概況

紅星水庫灌區位于阿城區東郊冒溪河、海溝河下游，南起紅星水庫達子營(紅星鄉)，北至小河沿，西與河東灌區一嶺之隔。該灌區于1958年4月開始興建，1969年5月續建，于1975年竣工，以紅星水庫為水源。灌區總土地面積6 200 hm2，現有耕地面積4 467 hm2，1997～2007年，實灌水田面積800～1 000 hm2。

2 水田排水模數確定

水田排水模數的大小取決于田面水層、降水量、土壤滲漏、栽培技術、渠系布置等情況。由于影響因素很多，加上各地各種條件差異，在已往設計中，很難算出精確的數據。因此提出了一些不同的看法。“三江辦”1974年提出，當設計標準為5 a一遇洪水時，落干排水模數大于暴雨排水模數，曬田排水模數大于5 a一遇洪水的落干排水模數而小于10 a一遇的落干排水模數。

根據東北地區灌溉工程規范(1966年)要求按雨洪排水，落干排水和曬田排水進行分析計算。

2.1 雨洪排水模數

水田暴雨排水，指汛期排除最適水層以上的暴雨量。水稻格田有一定的調蓄能力，暴雨排水靠排水口的溢流能力和各級渠道的泄水能力來調節。

排水口的大小，溝道的斷面大小按水稻的耐淹能力及其相應歷時作控制。暴雨排水與落干、曬田排水不同，它不能適應輪排制度，而是全面積同時產流。暴雨排水包括水田、旱田、坡水等同排水，對于大型溝道，特別是控制范圍內即有水、旱田又有坡水時，暴雨排水往往來得比較大。

2.1.1 設計暴雨

根據《灌溉排水渠系設計規范》第5-1-3條規定，對水稻一般采用1～3 d暴雨、3～5 d排至耐淹水深。考慮到本灌區地面坡度較陡，在田面平整中，為了減少土方量，田埂高度不誼過大，格田對于降雨的調蓄能力較低。因此，在設計中采用1 d最大雨量，3 d排除設計標準。

選取了阿城雨量站，其資料系列29 a阿城站離該灌區平均距為5 km左右，因此采用阿城站降雨量資料是較為合理的。

2.1.2 暴雨頻率計算

經過選線(P-Ⅲ)發現當取Cv=0.28，Cs=2.5Cv時，理論頻率曲線的中部點據與經驗頻率點配合較好，但頭部和尾部點據卻與經驗頻率點據偏離較大，需改變參數，重新配線。因為上述曲線頭部偏低，尾部偏離，故第二次配線是增大了Cv值，仍取Cs=2.5Cv進行配線，結果第二次配線的頻率曲線與經驗頻率曲線點據配合較好，即為采用的理論頻率曲線，結果見表1。

表1 設計暴雨計算成果表

2.1.3 代表年

從阿城站實測降雨資料來看，5 a一遇降雨量按近于設計暴雨量hp=59.3mm的年分是1985年，而1985年1 d降雨(時間7～8月份出現的)，說明附合降雨的規律，同時7～8月份也正是水稻生育期耗水量大的時期，因此采用1985年1 d暴雨為代表年。

2.1.4 雨洪排水模數計算

水田排水模數采用《灌溉排水渠系設計規范》推薦公式，設計標準為1 d暴雨3 d排除。

2.1.4 .1 5 a一遇水田排水模數計算(表2)

式中:q水為水田排水模數，m3/S/km2;T為排澇歷時，3 d;t為每天排水時數，24 h;R凈為設計降雨深。

由于本灌區地面坡降較陡，為了節省土方，田埂不宜過高，所以5 a一遇暴雨按格田無滯水深考慮，故:

式中:P設為5 a一遇1 d暴雨，59.3 mm;E為水田騰發量，可以不考慮;f為田面滲漏量(3.4 mm/d)×3 d

表2 5 a一遇水田排水模數計算成果表 mm

2.1.4 .1 10 a一遇排水模數計算

同樣采用上式計算，1 d暴雨3 d排除，考慮到水稻在此階段應以淺層水淺灌的要求，允許田間滯蓄深度10 mm計算，以不影響水稻的正常發育為標準，見表3。

表3 10 a一遇水田排水模數計算成果表 mm

2.2 落干排水

為了保證機械化收割水稻，須于8月下旬(乳熟末期)開始落干排水，故排水層除此時期灌溉水深外，尚需考慮該時期的暴雨。紅星水庫灌區此期間水層約3～4 cm，5 a一遇的1 d降雨為0.87 cm(典型年)實際排水層9 cm，排除瀝時仍按3 d(晝夜)計算。設計成果見表4，5，6。

表4 阿城站逐年最大日降雨量頻率計算表

表5 理論頻率曲線選配計算表

表6 水田排水落干模數計算表

2.3 曬田排水

在6月下旬至7月初，紅星水庫灌區水田開始曬田，此時期田間水深一般4～5 cm，7月初通常屬于汛期的初期，因曬田必須在睛天進行，所以排水應為正常灌水深度，不考慮降雨。其計算成果見表5。

表5 曬田排水計算表

[1] 武漢水利電力學院.農田水利學[M].北京:水利電力出版社，1992.