我國典型灌區灌溉水利用系數的調研分析

李睿冉，劉 旭

(1.山東水利職業學院，山東日照 276826;2.日照海濱國家森林公園管委會，山東日照 276826))

1 典型灌區灌溉水利用系數的調研

1.1 典型灌區河套灌區基本情況

內蒙古河套灌區位于我國西北干早地區的內蒙古自治區西部的巴彥淖爾市境內，西與烏蘭布和沙漠相接，東至包頭郊區，灌區總土地面積1.12萬hm2，現灌溉面積57.4萬hm2(其中農田灌溉面積52.46萬hm2，林草 4.94 萬 hm2，占總土地面積的 51.2%［4］。據《水利水電專業知識》［5］，可知河套灌區屬于全國的特大型灌區之一。典型區屬于黃河上游北岸的沖積、洪積平原。地勢南高北低，地面高程在1034.4～1037.4 m之間，地面坡降1/3000～1/4000，土地較為平整。

河套灌區屬于溫帶大陸性干早、半干早氣候帶。河套灌區土壤質地以壤土為主，約占總土地面積的40～60%，灌區耕地輕度鹽漬化面積約為284k hm2，占耕地總面積49.5%;中度鹽漬化面積92 khm2，占耕地總面積16.04%;重度鹽漬化面積17.9k hm2，占耕地總面積3.11%。灌區內年平均引黃水量13.17億m3，無其它水源供水。

該灌區通過三盛公水利樞紐自黃河引水自流灌溉，也是最大的黃河一首制引水自流灌溉區。灌區七級渠系布設，即總干渠1條，干渠12條，分干渠48條，支渠202條，斗農毛渠7.4萬多條?，F灌溉面積58.5萬hm2。由于灌區歷史悠久，工程老化，配套程度差。在干、分干上直接開口的直支202條，直斗737條，直農1268條，直毛及田口613條。這種渠系結構給灌溉利用系數的分析計算造成了很多困難。

1.2 灌溉水利用系數測定方法

考慮到灌區渠系得復雜，若采用傳統測定法，需要大量的人力、物力，所以采用綜合測定法［6］測算灌區的灌溉水利用系數，即利用典型渠段測算法進行測算，并對渠道越級輸水及布置形式等進行修正，然后利用首尾測算法［7］進行校核。

1.3 灌溉水利用系數計算

河套灌區渠道水利用系數計算見表1，非等效并聯修正渠道水利用系數計算見表2，河套灌區渠道越級輸水修正灌溉水利用系數計算見表3，首尾測定法灌溉水利用系數計算見表4。

表1 河套灌區渠道水利用系數計算表水量:萬m3，長度:kmTable 1 The coeficient of water use in river bend area trench

表2 非等效并聯修正渠道水利用系數計算表水量:萬m3Table 2 The coefficient of non－equivalent parallel connection corrected trench wateruse

表3 河套灌區渠道越級輸水修正灌溉水利用系數計算表Table 3 The over－graded transmit Vater correef irrigation coefficient in river bend area

表4 首尾測定法灌溉水利用系數計算表Table 4 Coefficient of water use with Head－end Determination

與首尾測定法相比，結果偏小。由于本次測定時灌區1水小麥已經澆完，用水高峰已過，總干渠和干渠已進入輪次配水狀態，運行流量都偏低，因此所測定的利用系數也偏低。如總的干測量段正常流量一般在180m3/s左右，而本次測定時運行流量偏小，只有114m3/s［1］。用近幾年全渠的水量平衡資料推算，總干的渠道水利用系數為0.93，干渠的渠道水利用系數為0.80左右。分干渠以下渠道的測定結果基本能夠代表灌區的實際。則相應的越級修正后的渠系水利用系數為0.476，灌溉水利用系數為0.348，與首尾測定法計算結果較為接近。

2 灌溉水利用系數的影響因素分析

2.1 灌區規模影響

渠系水有效利用系數除取決于各級渠道的水文地質、土質、附屬建筑物工程狀況、管理水平、作物種類、灌區社會經濟、氣象狀況外，還取決于灌區規模大小，也就是灌區各級渠道的數量、長度以及渠道的輸水流量。一般來講，大型灌區面積大，各級渠道數量和長度必然增多，在輸配水過程中滲漏損失大，其有效利用系數小。反之，灌區面積小，渠道數量少，長度短，輸水損失小，其利用系數就大，具體的如表1所示。

2.2 渠道級別的影響

灌區干、支、斗、農等各級渠道由于斷面大小、長度、斗閘門完好率、土壤地形、水文地質、防滲襯砌長度及管理養護水平都直接影響滲漏損失的大小。渠道有效利用系數也就不同。對不同灌區各級渠道利用系數的情況要針對不同情況作具體的分析。

2.3 灌溉方式的影響

據資料統計，截止至1998年底，全國管道輸水灌溉面積約523萬hm2，占節水工程總面積的32.25%。我國北方井灌區現有井灌面積1，140萬hm2，其中管道輸水灌溉面積不到1/3，所以，這項節水技術在我國潛力巨大。

2.4 不同地區的影響

不同地區的地形、地貌不同，水文地質條件不同，對灌區水利用系數也不同，地形土層瘠薄，透水性強，不易蓄水的地區，渠道滲漏損失較大，渠系利用系數則較小;粘性土壤多、地下水位比較淺、地勢又較平坦的地區，渠道滲漏損失較小，灌溉水的利用系數就較高。同時，不同地區或同一地區不同年份的水文氣象條件不同，其對灌溉水利用系數的影響也是不同的。這基本反映了不同地區自然條件，灌區渠道利用系數大小的變化趨勢。因此，較大范圍地區的灌溉水利用系數應由該范圍內不同灌區、不同代表年的灌溉水利用系數進行加權平均來求得，否則其代表性較差。

2.5 不同防滲措施影響

渠道輸水是目前我國農田灌溉的主要方式。據有關部門統計，截至1998年，我國渠道防滲灌溉面積約826.59萬hm2，占節水工程總面積的54.11%。渠道不同的防滲標準直接影響著渠系水利用系數，事實表明，在同一渠段，渠道的水文地質及管理水平等都相同的情況下，防滲前后每公里渠道水利用率具有明顯的變化，而且，不同防滲措施的渠道水利用系數相差也較大。

2.6 不同年份的影響

不同年份由于渠系工程配套、附屬建筑物維修、用水管理水平的差異，灌區渠系有效利用系數也不同。例如2003－2005年，御河灌區首都水資源規劃項目實施完成，使灌區干支防滲總長度由24.3km增加到51.67km，使得滲漏損失大大減少，提高渠系水有效利用系數，進而使得灌溉水利用系數提高。

3 結論和建議

3.1 結論

本文選取了位于黃河流域上游的河套灌區為研究對象，對灌區灌溉水利用系數的現狀進行了調查，對灌溉水利用效率的主要影響因素進行了分析。這項工作對認識灌區灌溉水利用水平及存在問題，對了解灌溉水利用程度、灌溉工程質量、灌溉技術水平、灌溉用水管理水平等具有一定意義。

河套灌區采用綜合測定法測算灌溉水利用系數，所測算出的灌溉水利用系數為0.348，與首位測定法測出的結果0.35相比，較為接近。但從水的利用效率來看，與《節水灌溉技術規范》［2］中大型灌區灌溉水利用系數的標準還相差較大。需要通過各種措施來提高灌溉水利用率。

由于灌區的灌溉水利用系數與渠系水利用系數密切相關，通過防滲等措施減少渠道輸水過程中的水量損失，不僅可以大大提高灌溉水利用系數，還可以節約用水，緩解我國目前水資源短缺的現狀。

3.2 建議

(1)依據不同地區、不同作物的不同要求，遵循因地制宜的原則，建立不同的節水工程技術模式來予以實施。新建井灌區，開采有穩定可靠補給來源的淺層地下水為主，使地下水得到有效控制，將井灌區建設和節水灌溉結合起來，建設成節水型井灌區。

(2)針對灌區渠系滲漏損失量大、渠系及建筑物不配套的現狀，根據灌區實際，加大渠道的襯砌力度，做好灌區渠系及建筑物的配套，設置測水量水設施，減少灌水的滲漏損失，杜絕偷水灌溉、渠系及建筑物跑水與漏水，提高渠系水利用系數。

(3)搞好渠系調整，增強調控力度。我國部分省份的灌區，絕大部分都是老灌區，都有三十年左右的發展歷史，為了用水方便，各鄉鎮、村都想在干渠上開口建閘，獨自分水，有的甚至一家農戶也想獨自建閘分水，眾多的分水口門給用水的分配、調度和管理帶來很大困難，造成水資源的浪費、水費征收和下游用水的困難。為改善灌區渠系布置現狀，增強管理、調控能力，擴大有效灌溉面積，要搞好渠系調整、合并。

(4)地平整程度是影響地面灌水技術和灌水質量的重要因素，對縮短灌水時間、提高灌水勞動效率和節水增產也有重要作用，灌區改造的過程中，要搞好土地平整，同時應爭取實現整平土地。結合土地平整，改長畦為短畦，改寬畦為窄畦，提高灌水均勻度和灌水效率。

(5)改面灌為局部濕潤灌。局部濕潤灌溉，既能減少土壤蒸發量，也可以提高田間土壤水的利用效率，較好地改善作物根區土壤的通透性，促進根系深扎，有利于根系利用深層土壤蓄水，節水可達30%以上，增產8%左右。

［1］孫景生，康紹忠.我國水資源利用現狀及節水灌溉發展對策［J］.農業工程學報，2000(2):1～5.

［2］Rao N.H.，Samra PB.S.Subhash Chander.Real－time adaptive irrigation scheduling under a limited water supply［J］.AgriculturalWaterManagement，1992(20):267 ～279.

［3］Department of Rural Irrigation，Drainage＆ Soil Conservation，Ministry of Water Resources PR.C，Agricultural Publishing House［M］.1991.

［4］商崇菊.灌溉水利用系數測算方法研究及其計算系統軟件研制［D］.華北水利水電學院碩士學位論文.

［5］張 旭，張德全.大同市御河灌區節水工程效益分析評價［J］.大同職業技術學院學報，2003(3):82～84.

［7］呂廷波，佟 玲.基于首尾測定法的石羊河流域灌溉水利用率估算及分析［J］.石河子大學學報(自然科學版)，2010，(02).