大型灌區(qū)農(nóng)田節(jié)水灌溉制度設(shè)計(jì)

王汝江

（新疆泰達(dá)水利水電工程有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830000）

1 工程概況

新疆兵團(tuán)某大型灌區(qū)水利工程建設(shè)項(xiàng)目，位于新疆維吾爾自治區(qū)巴音郭楞蒙古自治州（以下簡稱巴州）南部的且末縣，昆侖山、阿爾金山北麓，塔里木盆地東南緣。本文涉及的田間管網(wǎng)包括果園、條田防護(hù)林、沙漠生態(tài)林和周邊防護(hù)林的灌溉管網(wǎng)。任務(wù)為將取自分干管出水口的水輸送到條田內(nèi)果園和上述林地，田間管網(wǎng)灌溉總面積為67826畝，其中園地55992畝，林地11834畝，共有144個田間系統(tǒng)，多數(shù)系統(tǒng)面積在600畝左右。田間管網(wǎng)涉及的主要內(nèi)容有田間支管、分支管、輔管、毛管、管網(wǎng)附屬設(shè)備和配套建筑物等[1～2]。

2 灌溉制度

在果樹幼齡期，園區(qū)需要同時灌溉果樹和間作；在果樹盛果期，將停止間作或僅附帶種植一些在果樹灌水高峰期不需要灌水的間作作物。因此果樹幼齡期，果樹和間作需分別制定灌溉制度；果樹盛果期只對果樹制定灌溉制度。

2.1 基本參數(shù)設(shè)計(jì)

（1）作物設(shè)計(jì)供水強(qiáng)度Ia

1）作物設(shè)計(jì)日耗水強(qiáng)度Ea

式中：kc為作物系數(shù)值；kr為覆蓋率影響系數(shù)；ET0為參照作物蒸發(fā)量，可根據(jù)彭曼公式計(jì)算。

2)作物設(shè)計(jì)供水強(qiáng)度Ia

式中：P0為有效降雨量，mm/d；S為地下水補(bǔ)給量，mm/d。

參數(shù)取值及計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 作物設(shè)計(jì)日耗水強(qiáng)度Ia表

（2）土壤特性指標(biāo)

土壤為砂壤土，容重γ為1.5 g/cm3，田間持水率20%，適宜土壤含水率上限θmax取田間持水量的90%，下限θmin取田間持水量的65%。

（3）計(jì)劃濕潤土層深度z

表2 計(jì)劃濕潤土層深度z表

2.2 末級灌水器的選擇

對不同作物進(jìn)行灌溉時對末級灌水器的選擇也不同，本文選取2.8 L/h、1.8 L/h、1.0 L/h三種額定流量的灌水器，每種額定流量對應(yīng)有滴灌管和滴灌帶兩種類別，其中滴灌管用于灌溉果樹和林帶，滴灌帶用于灌溉間作，灌水器參數(shù)見表3。

表3 灌水器參數(shù)表

由于果樹生長周期較長，因此用于灌溉果樹的末級灌水器為滴灌管，沿果樹種植方向每行果樹下鋪設(shè)一條滴灌管。農(nóng)作物生長周期較短，因此用于灌溉間作的末級灌水器為滴灌帶，每兩行農(nóng)作物間鋪一條滴灌帶。林帶用滴灌管與果樹用滴灌管型號相同，沿林帶種植方向每行林帶鋪設(shè)一條滴灌管。

2.3 灌溉制度計(jì)算

（1）灌水定額m

式中：γ為土壤容重，g/cm3；z為計(jì)劃濕潤層深度，m；p為土壤濕潤比，為其中S為濕潤帶寬度，經(jīng)現(xiàn)場測量間作、w果樹幼齡期、果樹盛果期和林帶的濕潤帶寬度分別為0.55 m、0.4 m、0.6 m 和 0.4 m，SL為毛管間距為 1 m；θmax、θmin分別為田間持水率的上、下限；η為灌溉水利用系數(shù)。參數(shù)取值及計(jì)算結(jié)果見表4。

表4 各參數(shù)取值及計(jì)算結(jié)果表

（2）灌水周期T

經(jīng)計(jì)算，間作、果樹（幼齡期和盛果期）和林帶的灌水周期分別為：間作（小麥）T=22.58×0.95/3.6=5.96 d,取 6 d；果樹（幼齡期）T=22.11×0.95/3.4=6.18 d，取 6 d；果樹（盛果期）T=56.84×0.95/7.8，T=6.92 d，取 7 d 林帶 T=31.58×0.95/5.6=5.36 d，取5 d。

由上述計(jì)算可知，灌溉制度表見表5。

表5 灌溉制度表

3 管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)棗樹、間作和林地全部采用滴灌。該條田南北向凈長746 m，東西向凈寬506 m，面積566.2畝（不含周邊條田防護(hù)林和道路面積）。根據(jù)灌區(qū)種植計(jì)劃，果樹沿條田長邊方向種植，在每個標(biāo)準(zhǔn)條田內(nèi)部，沿長邊方向再種植3排林帶，沿短邊方向在條田中部再布設(shè)一條聯(lián)系道并配套兩側(cè)林帶，見圖1。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)條田管網(wǎng)鋪設(shè)

4 灌區(qū)運(yùn)行管理

4.1 建設(shè)期管理

為確保工程質(zhì)量和施工進(jìn)度，工程建設(shè)必須推行業(yè)主負(fù)責(zé)制、施工招投標(biāo)制和建設(shè)監(jiān)理制，有條件時還應(yīng)逐步推行設(shè)計(jì)招標(biāo)制。施工期間，建設(shè)管理局作為業(yè)主單位應(yīng)根據(jù)各建設(shè)項(xiàng)目、各專業(yè)的實(shí)際需要，確定建設(shè)管理管局的人員配備。提前進(jìn)場人員按定編人數(shù)不得少于20人，并根據(jù)施工進(jìn)度和交付使用的工程數(shù)量，逐步增加管理人員。嚴(yán)把工程建設(shè)質(zhì)量關(guān)，嚴(yán)格財(cái)經(jīng)紀(jì)律、用好工程建設(shè)資金。

4.2 運(yùn)行期管理

工程建成后，必須加強(qiáng)工程在運(yùn)行中的管理，管理單位必須嚴(yán)格按照設(shè)備操作要求操作設(shè)備。各級管理人員在整個工程運(yùn)行過程中必須作好運(yùn)行記錄，根據(jù)運(yùn)行記錄總結(jié)灌溉管理經(jīng)驗(yàn)，合理分配上游來水量。冬季停水期間，各管理單位應(yīng)對所管理的工程進(jìn)行檢修、維護(hù)，并作好下一年用水方案。

項(xiàng)目區(qū)采用高效節(jié)水灌溉技術(shù)，應(yīng)制定嚴(yán)格的灌溉用水制度。根據(jù)設(shè)計(jì)灌溉制度和作物的實(shí)際情況，作好年度用水計(jì)劃，在運(yùn)行中嚴(yán)格按用水計(jì)劃灌水；建立用水獎懲機(jī)制，計(jì)劃內(nèi)用水按平價計(jì)費(fèi)、計(jì)劃外加倍征收水費(fèi)。在貫徹落實(shí)國務(wù)院2004年頒布的《水費(fèi)辦法》的基礎(chǔ)上，結(jié)合整個灌區(qū)實(shí)際情況制定水費(fèi)征收管理辦法。實(shí)行農(nóng)業(yè)用水保本微利，力求以水養(yǎng)水，保證該工程走向良性循環(huán)的發(fā)展之路。

5 結(jié)語

本文通過對新疆某大型灌區(qū)灌水制度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，提出適合該地區(qū)的灌溉制度及管網(wǎng)系統(tǒng)，并針對灌區(qū)的建設(shè)期及運(yùn)行期的管理提出建議，希望能為促進(jìn)我國西部農(nóng)業(yè)水利工程的發(fā)展和水資源的節(jié)約做出貢獻(xiàn)。