武嘉灌區(qū)冬季灌溉中需要注意的幾個(gè)問(wèn)題

□郭正林 □王秋旺（河南省人民勝利渠管理局）

□趙明正（河南省獲嘉縣水利局）

武嘉灌區(qū)冬季灌溉中需要注意的幾個(gè)問(wèn)題

□郭正林 □王秋旺（河南省人民勝利渠管理局）

□趙明正（河南省獲嘉縣水利局）

冬季灌溉是一年中對(duì)武嘉灌區(qū)內(nèi)農(nóng)作物進(jìn)行的幾次灌溉中最需要引起重視的一次，若盲目灌溉，非但不能起到提高農(nóng)作物產(chǎn)量的目的，反而會(huì)造成減產(chǎn)，并可能對(duì)渠道、建筑物造成較為嚴(yán)重的破壞。根據(jù)黃河來(lái)水情況，實(shí)時(shí)科學(xué)地把握灌溉時(shí)機(jī)和灌溉量，能有效提高農(nóng)作物產(chǎn)量，最大限度減少對(duì)渠道、建筑物的損壞。文章就武嘉灌區(qū)冬季灌溉中需要注意的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了深入分析，并就解決辦法進(jìn)行了初步探討。

武嘉灌區(qū)；冬季灌溉；問(wèn)題

0 引言

武嘉灌區(qū)地處中緯度地帶，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，日照充足，冬冷夏熱、春暖秋涼，四季分明，年平均氣溫14.20～14.80℃，日照2200-2400h，無(wú)霜期216-240d。7月最熱，月均氣溫為27～8℃，1月最冷，月均氣溫為-3～1℃，最低氣溫：-14℃，且冬季干旱少雨，一般年份需要灌溉2～3次。

1 冬灌的作用

冬灌能防寒保苗，其作用在于：水的比熱大，可以緩和地溫的劇烈變化，防止凍害和死苗，保證麥苗安全越冬；使分蘗節(jié)處在濕土里，免受生理干旱；為返青期生長(zhǎng)提供充足的水分，做到冬水春用；增加冬季分蘗和次生根數(shù)量，避免返青水造成春孽滋生過(guò)多，爭(zhēng)取管理主動(dòng)；可以塌實(shí)土壤，使表土疏松粉碎土塊，防止冷風(fēng)侵襲，殺死越冬害蟲(chóng)。

冬灌具有明顯的增產(chǎn)作用，一般可增產(chǎn)10%～20%。除多雨年份，土壤濕度較大以外，一般都要冬灌。

2 冬季灌溉中存在的問(wèn)題

2.1 冬季灌溉對(duì)作物的影響

冬灌對(duì)作物的影響必須考慮以下三方面的因素，即溫度、土壤水分和苗情。

冬灌的適宜溫度要求在日平均氣溫3℃左右。冬灌過(guò)早，氣溫尚高，蒸發(fā)量大，起不到灌水、增墑的作用，同時(shí)還會(huì)引起麥苗徒長(zhǎng)，不抗凍；冬灌過(guò)晚，氣溫偏低，土壤凍結(jié)，水分不能下滲，常發(fā)生凌臺(tái)，使麥苗根部被冰抬起而造成死亡，冰凌長(zhǎng)期不消融也會(huì)造成麥苗受凍或窒息死亡。凡是冬灌時(shí)的日平均氣溫在0℃以下或接近0℃時(shí)，灌后都有不同程度的凍害。冬灌后，寒流來(lái)到，氣溫下降到0℃以下時(shí)，冬灌的則比未冬灌的地溫高，對(duì)保證麥苗安全越冬大有好處。

從土壤水分方面考慮，如果低于田間持水量的70%時(shí)，就要冬灌；如果高于70%時(shí)，可適當(dāng)推遲冬灌或不冬灌。

冬灌水量不可過(guò)大，以免地面積水，遇低溫而形成冰殼，致使植株地上部受凍，根系窒息，分蘗死亡而減產(chǎn)。

冬灌時(shí)的苗情也是考慮是否進(jìn)行冬灌的重要條件。旺苗一般不缺水肥，不必冬灌。弱苗（尤其是晚播麥、單根獨(dú)苗）也不宜冬灌，以防止淤苗、凌臺(tái)、受凍傷害麥苗，甚至死苗。“下濕地”麥田，土壤透氣性差，冬灌后麥苗易發(fā)紅、發(fā)黃，甚至窒息而死，這類麥田就不必考慮冬灌。

2.2 冬季灌溉對(duì)渠道的影響

灌區(qū)原硬化渠道，損壞嚴(yán)重，除了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，在水重及水壓壓力等荷載的作用下，在混凝土預(yù)制板內(nèi)部引起應(yīng)力及應(yīng)變外，還因襯砌混凝土強(qiáng)度低，致使出現(xiàn)裂縫，變形過(guò)大，引起混凝土預(yù)制板失去穩(wěn)定，管理不善，維修不夠，運(yùn)行不合理，灌溉渠道出現(xiàn)冰凍融解造成地基及兩岸土體的滲透變形。

灌區(qū)土質(zhì)大多為粘土、壤土和粉砂土類，存在嚴(yán)重凍害破壞的自然條件。冬灌時(shí)土壤中的水分在負(fù)重條件下結(jié)成冰晶，使土體膨脹，含水率增高，因混凝土預(yù)制板約束了土體的凍脹而產(chǎn)生巨大的推力，使混凝土預(yù)制板隆起、脫落，時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重。

土渠渠道也會(huì)因冬季灌溉時(shí)，土坡在凍融的作用下，使土體的含水率加大，土體之間的摩擦系數(shù)減小，造成土體滑落，使渠道於塞，影響輸水。

2.3 冬季灌溉對(duì)建筑物的影響

武嘉灌區(qū)建筑物多以小型為主，基礎(chǔ)底厚度不大，一般基礎(chǔ)未伸入凍結(jié)層之下，基礎(chǔ)凍結(jié)后會(huì)向上抬升，由于凍結(jié)的不均勻會(huì)導(dǎo)致地板裂縫或建筑物整體傾斜，且凍脹破壞逐年增大，大大縮短了建筑物的使用壽命。

建筑物混凝土內(nèi)部存在空隙，冬季灌溉時(shí)空隙進(jìn)水，這些水凍結(jié)時(shí)體積膨脹產(chǎn)生脹力，導(dǎo)致混凝土表面疏松，層狀剝落，強(qiáng)度降低，影響建筑物使用壽命。

建筑物上下連接段砌石扭坡因斷面不同、方向不同而受到凍脹力不一樣，導(dǎo)致出現(xiàn)縱橫向裂縫，影響建筑物的使用。

3 冬季灌溉中宜采取的措施

3.1 冬灌灌溉時(shí)間安排

群眾經(jīng)驗(yàn)是不凍不消，冬灌過(guò)早;只凍不消，冬灌晚了；夜凍晝消，冬灌正好。冬灌要適時(shí)，適宜武嘉灌區(qū)的冬灌時(shí)間應(yīng)該在“大雪”過(guò)后開(kāi)始到“冬至”前后結(jié)束，時(shí)間一般在12月初到元旦之間這段時(shí)間。這時(shí)平均氣溫在8～5℃之間，白天溫度在15～6℃,晚上溫度在6～5℃,能滿足夜凍晝消的要求,具體時(shí)間還要看當(dāng)年的氣候條件和土壤的濕度等靈活掌握。由于夜凍晝消時(shí)間較短，且近幾年黃河水情較差，在麥田面積較大的情況下全部適時(shí)冬灌很難做到，因此要全面安排，適當(dāng)提前，澆后及時(shí)松土保墑。地勢(shì)較高的先澆；粘土地或土塊較多的適時(shí)澆灌，凍融交替，有利粉碎土塊，疏松土壤；低洼地為防春季返漿嚴(yán)重，影響麥苗生長(zhǎng)，可提前冬灌。干旱年份宜最后安排灌溉沙性強(qiáng)的麥田。冬灌水量不宜過(guò)大，以當(dāng)天能滲完地面不積水結(jié)冰為宜。冬灌后要適時(shí)鋤劃和壓麥，破除板結(jié)，彌合裂縫，防止傷根。如果耕層土壤含水量沙土在16%以上，壤土地18%以上，粘土地20%以上的可以不冬灌。播種晚底墑足的麥田，一般不強(qiáng)調(diào)冬灌。

3.2 加強(qiáng)灌溉管理，科學(xué)調(diào)配水量

為了降低渠道遭受凍脹破壞的程度減少水工建筑經(jīng)受凍融的次數(shù)，加強(qiáng)冬季灌溉管理，科學(xué)調(diào)配各級(jí)渠道的水量顯得尤為關(guān)鍵。

為此要及時(shí)掌握灌區(qū)的灌溉時(shí)間、灌溉面積、黃河水情、渠首閘引水流量、溫度變化情況等因素，根據(jù)以上情況隨時(shí)調(diào)整灌溉時(shí)間，科學(xué)調(diào)配各級(jí)渠道流量。使各級(jí)渠道最大限度地做到短時(shí)間大流量進(jìn)行灌溉，盡可能縮短灌溉時(shí)間，減少凍脹時(shí)間。如水流量不大時(shí)，可以集中水量，重點(diǎn)供應(yīng)一條渠道或幾條支渠，使其在短時(shí)間內(nèi)灌溉完畢，減少渠道過(guò)水時(shí)間，從而減少凍脹破壞幾率。

3.3 工程上采取的措施

3.3.1 工程管理措施

冬季灌溉時(shí)，合理安排水量，使渠道中的水位保證在一定范圍內(nèi)，不要使渠道水位頻繁地劇烈地波動(dòng)，各級(jí)水閘節(jié)制和開(kāi)啟要緩慢運(yùn)行，使水工建筑物和下游渠道的混凝土板突然產(chǎn)生應(yīng)力變化，發(fā)生滑坡和凍脹效應(yīng)的增強(qiáng)。盡量縮短灌溉時(shí)間，減少渠道和水工建筑物在水中的凍融時(shí)間，這就要求灌溉前要周密部署，科學(xué)合理安排灌溉。

3.3.2 工程質(zhì)量措施

渠道硬化和水工建筑物施工時(shí)，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。混凝土骨料要干凈，級(jí)配要合理，水灰比嚴(yán)格控制，拌和要均勻、澆筑時(shí)間要連續(xù)、振搗要均勻、養(yǎng)護(hù)時(shí)間要保證。只有這樣才能提高混凝土強(qiáng)度和混凝土的抗?jié)B性，從而有效抵抗凍脹對(duì)工程的破壞。

3.3.3 工程技術(shù)措施

渠道硬化時(shí)鋪設(shè)土工膜，加強(qiáng)渠道的防滲性，在水工建筑物底部采取砂礫層鋪墊，合理設(shè)置排水孔，都能有利于降低土體的含水率，從而有效防止凍脹危害。

3.3.4 工程設(shè)計(jì)

渠道硬化斷面采取整體設(shè)計(jì)，可以減少單位面積上的縫隙面積，減少滲水率，提高防滲性能。弧形底面或弧形底腳的設(shè)計(jì)，能提高渠道輸水系數(shù)和流速，減小滲漏。這些設(shè)計(jì)都能提高渠道的防滲性，減少冬灌時(shí)凍融對(duì)工程的損害，提高工程的運(yùn)行壽命。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，適時(shí)有效的冬季灌溉可以使冬作物增產(chǎn)增收，對(duì)灌區(qū)水量的科學(xué)調(diào)配可以盡可能使農(nóng)作物達(dá)到有效灌溉，并能避免灌溉渠道及建筑物受到凍融破壞。通過(guò)技術(shù)措施可以提高渠道及建筑物的抗凍破壞能力，延長(zhǎng)灌區(qū)渠道及建筑物使用壽命。

[1]馮有亭.寧夏灌區(qū)渠道襯砌工程防凍脹實(shí)驗(yàn)研究[D].西安理工大學(xué)碩士論文，2003（9）.

[2]楊華,劉芳.淺談嚴(yán)寒地區(qū)渠道凍害成因及防治對(duì)策[J].灌溉排水學(xué)報(bào),2008.

S275

A

1673-8853-(2014)07-0053-02

郭正林（1965-），男，工程師，主要從事引黃水利工程及灌溉管理工作。

2014-03-11

劉 青）