曬水池和渠道結合增溫技術在井灌水稻中的應用

劉作慧，王 勇

(1.虎林市石頭河灌區管理站，黑龍江虎林158404;2.密山市青年灌區水利水保總站興凱分站，黑龍江密山158300)

水稻適宜生長溫度為25℃ ～35℃，因受氣候條件影響我省井灌水稻井口出水溫度普遍較低，為4℃ ～7℃，達不到水稻適宜生長溫度，使水稻遭受冷水害，出現生長緩慢，貪青晚熟，分蘗率低，千粒重下降等現象，嚴重影響水稻的質量和產量。不采取增溫的井灌水稻比地表水灌溉的水稻一般質量低1～2個等級，產量低15% ～20%。井灌水稻占我省水田灌溉面積比例較大，增高灌溉水溫，使灌溉用水達到或接近水稻適宜生長溫度，是提高井灌水稻質量和產量，增加種植效益必須采取的措施。筆者通過近幾年的工作實際和對水稻增溫技術的應用分析，介紹一種曬水池與渠道結合的井灌水稻增溫方法，供參考。

1 曬水池和渠道增溫機理

曬水池內井水水溫的升高主要來自于太陽短波輻射，除去空氣中放熱(顯熱傳導量)、蒸發的熱損失(潛熱傳導量)、從水底傳到土壤中的熱量(地中傳導熱)后，用于水溫上升的太陽短波輻射，稱熱量的有效凈輻射。輻射的熱量被水層儲存使水溫生高，達到增溫的目的。曬水池增溫效果一般一晝夜會提高水溫6℃ ～9℃。若井水溫度為6℃，則流人渠道時的水溫可達12℃ ～15℃，可以保證水稻生長發育的最低下限水溫12℃ ～13℃。通過曬水池實現初步增溫后，再通過渠道進一步增溫。一般渠道增溫效果為1.5℃ ～2.5℃/100 m，適當延長渠道的長度，控制水流速度，使流人本田的灌溉用水溫度達到或接近水稻適宜生長溫度25℃ ～35℃。

2 曬水池和渠道增溫設計

2.1 曬水池設計

灌溉水溫是否能滿足水稻的生長發育要求，曬水池必不可少，其作用是顯而易見的。曬水池面積是決定水溫增高的主要因素，曬水池面積大，接觸的太陽輻射多，則表面增溫效果就比較明顯。但曬水池面積增大，占用耕地面積就大，同時水量損失也增大。因此，曬水池的設計既要滿足增溫要求，又要做到節水、省地。

曬水池的大小一般按面積表示，面積是由池內水深和曬水池容積決定的，而井水在池內蓄存時間是影響曬水池大小的另一個主要因素。

1)曬水池水深確定。根據經驗，曬水池水深以20～40 cm為宜，水深超過40 cm時，雖然節省了土地，但太陽對底層水有效輻射減弱，增溫效果下降，水體增高溫度達不到設計要求;水深底于20 cm時，雖然增溫效果好，但占用土地面積較大，經濟效益下降。

2)存蓄時間確定。井水在池內的存蓄時間一般為8～24 h，時間過短達不到設計要求，時間過長則增大曬水池面積。

3)曬水池容積確定

式中:V為曬水池蓄容積，m3;T為井水入池到出池的蓄存時間，h;Q為灌溉渠道引用流量，m3/s;H為水深，m;S為曬水池面積，m2。

例如:某單井灌溉水田面積6.67 hm2，設計井水入池到出池的蓄存時間為 T=16 h，灌溉渠道引用流量為 Q =0.0051 m3/s，水深H=0.4 m，代入公式計算，則曬水池蓄容積V=293 m3，面積S=734 m2，占灌溉面積的1.1%。

4)曬水池的長度和寬度。生產用的曬水池一般為長方形，在斷面中部約1/3的面積是主水流流動區，出現溫度較低的冷水流現象，冷水流現象隨曬水池寬度變窄而減弱，但曬水池寬度過小會影響灌溉運用和管理。所以，333 m2以下的曬水池寬度以4～8 m為宜;以上的以8～12 m為宜。

5)設置分流檔板。在池中井口落水處和5 m以內，設置分流檔板，將入池井水向曬水池兩側分流，使水流在曬水池橫斷面內均勻分布、流動，避免產生冷水流。

2.2 渠道增溫設計

灌溉水量經過曬水池增溫達到一定的溫度后，還需要按設計增溫要求進一步增溫。渠道增溫主要與渠道長度、環境氣溫、渠道寬深比、流量、流速等有關，設計原則為渠道寬、水深淺、流速緩。對于單井灌溉渠道設計水深宜為0.1～0.2 m，比降宜為1/2 000～1/3 000。根據實測，渠道寬深比為5∶1時，按平均增溫2℃ ～2.5℃/100 m設計;寬深比為3∶1時，按平均增溫1.5℃/100 m設計。

3 經濟效益比較

仍以上例為例，根據井灌水稻采取曬水池和渠道增溫技術應用的實際典型調查，增溫前單產6 300 kg/hm2，增溫后單產為7 080 kg/hm2，增產780 kg/hm2，增產 12.3%，按 2008年水稻平均價格1.6元/kg計算，6.67 hm2水田共增加收入8 320元。曬水池733 m2，未種植水稻減收352元/a，建設成本攤銷和維護費用為650元/a，減少收入合計為1 002元。比較水稻增產增收和曬水池支出，增加經濟效益1 098元/hm2。

4 結語

曬水池和渠道增溫技術是井灌水稻增溫的有效方法，其施工簡單，容易管理，投資較少，適合廣大井灌水稻種植戶推廣應用。在使用曬水池和渠道增溫技術的同時，結合節水灌溉、快灌少灌、白近夜遠等其它工程和管理措施，可以滿足水稻生長的水溫要求，達到增產增效的目的。

［1］曹印龍，付強，等.三江平原井灌水稻井水增溫技術試驗研究［J］. 灌溉排水學報，2008，27(2):110 －112.