灌區(qū)灌排保障能力變化的估算方法研究

□崔恩貴 □王明東(河南省人民勝利渠管理局)

1.研究基礎(chǔ)

武嘉灌區(qū)是新中國成立后在黃河中下游建設(shè)的大型引黃灌區(qū)之一，位于河南省北部，南起黃河、北達(dá)衛(wèi)河，東依人民勝利渠灌區(qū)，西至白馬灌區(qū)。控制范圍398 km2，規(guī)劃灌溉面積2.4萬hm2，主要承擔(dān)焦作市武陟縣、修武縣及新鄉(xiāng)市獲嘉縣3縣的14個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的農(nóng)田灌溉、生態(tài)供水和除澇任務(wù)，并承擔(dān)向境外部分地下水補(bǔ)源的任務(wù)。灌區(qū)地表水主要是黃河水。

武嘉灌區(qū)始建于1958年，由于大引、大蓄、大灌，造成灌區(qū)次生鹽堿化，1961年停止渠灌，發(fā)展井灌。隨著灌區(qū)干旱加劇，地下水逐年下降，井灌無法滿足生產(chǎn)發(fā)展需要，1975年重新恢復(fù)興建武嘉灌區(qū)，并逐步形成地表水和地下水聯(lián)合運(yùn)用的“井渠結(jié)合”灌溉網(wǎng)絡(luò)和干、支、斗、農(nóng)四級(jí)河溝組成的排水體系。

武嘉灌區(qū)灌排設(shè)施運(yùn)行長達(dá)30余年，年久失修，損毀嚴(yán)重，渠系水利用系數(shù)、灌溉水利用系數(shù)均低，而區(qū)域內(nèi)水資源緊缺，地下水超采嚴(yán)重，工農(nóng)業(yè)用水矛盾尖銳，節(jié)水改造需求緊迫。2005年武嘉灌區(qū)正式開始續(xù)建配套與節(jié)水改造，到2010年底，已批準(zhǔn)2005～2010年中的5個(gè)年度共7期項(xiàng)目工程，工程總投資8982萬元，共完成骨干渠道改造54.6 km；建筑物改造125座；此外還改造樞紐1處、管理站11處和斗農(nóng)門155座。

截至2011年底，通過續(xù)建配套與節(jié)水改造，灌區(qū)恢復(fù)灌溉面積0.326 hm2，改善灌溉面積1.846萬hm2，年增產(chǎn)糧食1992萬kg,渠系水利用系數(shù)由0.45提高到0.60，灌溉水利用系數(shù)由0.38提高到0.50,年節(jié)水1901萬m3，灌區(qū)的灌排保障率由 55.41%提高到62.25%。項(xiàng)目區(qū)實(shí)施改造后渠道和建筑物沒有了滴、漏、跑、冒現(xiàn)象，渠道輸水能力、用水效率大幅度提高，極大緩解了項(xiàng)目區(qū)用水緊張的矛盾。

在2010年12月，水利部專家組對(duì)武嘉灌區(qū)2010年底之前的灌區(qū)現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)評(píng)估，首先由灌區(qū)自我總結(jié)，接著肯定了工程建設(shè)成就，對(duì)灌區(qū)灌排保障能力變化的估算方法也進(jìn)行了指導(dǎo)。

2.對(duì)灌排保障能力的基本認(rèn)識(shí)

灌區(qū)灌排保障能力是指灌區(qū)滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)灌排需求的能力，是水源、工程和管理的綜合反映，能力的大小與水源保證率、工程現(xiàn)狀和管理水平有關(guān)。灌區(qū)灌排保障能力是一個(gè)相對(duì)的概念，是一種狀況相對(duì)于另一種狀況而言，一個(gè)時(shí)點(diǎn)相對(duì)于另一個(gè)時(shí)點(diǎn)而言。只要確定了某一狀況時(shí)的相對(duì)保障能力（以百分?jǐn)?shù)表示）作為參考值，就可分析不同時(shí)期不同狀況下的保障能力相對(duì)值，進(jìn)而比較不同時(shí)期能力的變化情況。

根據(jù)以上分析，灌區(qū)灌排保障能力參考值可以統(tǒng)一這樣認(rèn)為∶在水源保證率達(dá)到設(shè)計(jì)保證率、灌區(qū)工程配套率和完好率達(dá)到100%、管理良好的前提下，灌區(qū)灌排保障能力為100%。這一參考值可以理解為在設(shè)計(jì)保證率年份內(nèi)灌區(qū)灌排保障能力達(dá)到設(shè)計(jì)保障能力的100%。

3.估算思路和方法

3.1 兩條假定

3.1.1 水源保證率在設(shè)計(jì)保證率年份內(nèi)對(duì)灌排保障能力的影響近似不變；

3.1.2 灌區(qū)管理水平在一個(gè)較短時(shí)期內(nèi)對(duì)灌排保障能力的影響近似不變。

根據(jù)這兩條假定，可以認(rèn)為，灌區(qū)灌排保障能力變化主要是因?yàn)楣こ虪顩r的變化，而對(duì)水源保證率和管理水平的變化可以忽略不計(jì)。

3.2 影響因素分析

灌區(qū)灌排工程按類型分包括渠道和建筑物，按工程內(nèi)容分包括骨干工程和田間工程，其狀況主要通過配套率和完好率兩個(gè)指標(biāo)反映。因此，工程狀況對(duì)灌區(qū)灌排保障能力的影響主要通過8個(gè)指標(biāo)來分析∶骨干渠道配套率、完好率、骨干建筑物配套率、完好率、田間渠道配套率、完好率、田間建筑物配套率、完好率。

3.3 估算方法

4.有關(guān)指標(biāo)和影響系數(shù)的確定

4.1 有關(guān)指標(biāo)的確定

4.1.1 渠道配套率=實(shí)有渠道長度∕設(shè)計(jì)渠道長度×100%

4.1.2 建筑物配套率=建筑物實(shí)有數(shù)∕建筑物設(shè)計(jì)數(shù)×100%

4.1.3 如果設(shè)計(jì)渠道長度缺乏現(xiàn)存數(shù)據(jù)，可近似按下式計(jì)算∶設(shè)計(jì)渠道長度=實(shí)有渠道長度∕有效灌溉面積×設(shè)計(jì)灌溉面積

4.1.4 如果建筑物設(shè)計(jì)數(shù)缺乏現(xiàn)存數(shù)據(jù)，可根據(jù)實(shí)際估算或?qū)⒔ㄖ锱涮茁式瓢辞琅涮茁氏嗤幚怼?/p>

4.1.5 渠道完好率=完好渠道長度∕渠道長度×100%

建筑物完好率=完好建筑物數(shù)量∕建筑物數(shù)量×100%。

4.2 影響系數(shù)的確定

4.2.1 工程配套率與完好率對(duì)灌排保障能力的影響按7:3考慮，即配套率影響系數(shù)取0.7，完好率影響系數(shù)取0.3；

4.2.2 渠道與建筑物對(duì)灌排保障能力的影響按6:4考慮，即渠道影響系數(shù)取0.6，建筑物影響系數(shù)取0.4；

4.2.3 骨干工程與田間工程對(duì)灌排保障能力的影響按6:4考慮，即骨干工程影響系數(shù)取0.6，田間工程影響系數(shù)取0.4。

5.幾點(diǎn)說明

5.1 本估算方法是針對(duì)當(dāng)前灌區(qū)的實(shí)際，為定量評(píng)估大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目實(shí)施以來灌區(qū)灌排保障能力變化情況，回答項(xiàng)目實(shí)施以來灌區(qū)灌排保障能力總體上是提高了還是降低了還是基本未變而提出的，估算結(jié)果僅供宏觀分析或決策時(shí)參考。

5.2 本方法僅考慮了工程狀況變化對(duì)灌排保障能力的影響，對(duì)水源保證率、管理水平有明顯變化的灌區(qū)，則需要專門說明或另行研究估算方法。

5.3 配套率與完好率、渠道與建筑物、骨干工程與田間工程對(duì)灌排保障能力的影響沒有經(jīng)過測定或深入分析，影響系數(shù)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)調(diào)整。