工程狀況與管理水平影響的渠系水利用效率指標體系的構建

王清九

（重慶開縣三匯水庫管理處，重慶 開縣405400）

1 渠系輸水損失特征

1.1 渠道滲水

渠系工程造成輸水損失是主要因素，除此之外還有渠系水表面蒸發及渠系內水生植物消耗吸收也是渠系輸水損失的原因，由于后兩者造成的損失量較小，因而在實際計算中常常不予考慮。渠道滲水作為輸水損失的主要因素，在管理中需要高度重視，渠道的防滲措施至關重要。決定滲水損失的因素有：渠床的土質，工程的完好程度（灌區完好建筑物的數量與灌區建筑物總量的比值）以及渠系長度等。

1.2 管理因素

管理因素也是渠系輸水損失的主要原因，實際管理操作中來源于工作人員對水量的調配不合理。調配不合理造成水量損失的原因：①工作人員對灌溉區農作物的具體信息掌握不完全（其中有農作物的調整因素），致使對調配水量和時間的掌握不夠準確從而導致灌溉水浪費。②灌區內的設施不完善和對信息處理不夠及時等因素，致使工作人員不能準確調配灌溉用水量。③由于對渠系水灌溉管理的不善，使得工作人員在調配水量時較為困難，難以準確調配。

2 渠系水利用指標體系的涵義及確定

2.1 渠道輸水效率

渠道輸水效率即渠道水利用系數，一般情況下，渠道輸水效率＝渠道凈流量/渠道毛流量，而渠道凈流量可視作渠道毛流量與渠道滲水損失流量的差值。因而渠道輸水效率可用下式表示：

從公式（1）不難看出，渠道的滲水損失流量是影響渠道輸水效率的關鍵，測定渠道滲水損失是計算渠道輸水效率最為關鍵的一步，目前而言，國內外主要采用靜水法和動水法兩種方法對其進行測量和計算。從精度而言，靜水法具有更大的優勢，運用靜水法測量和計算渠道輸水效率時，需要測量的主要參數有：加水前后渠道的斷面面積；水流的流速等。

2.2 渠系輸水效率

在渠系的輸水過程中，水量逐步減少，水頭和水能也隨之減小，渠系輸水效率即反應渠系工程水的利用效率。也可表示為：

渠系輸水效率=流出渠系水量/流入渠系總水量

2.3 渠系配水效率

渠系配水效率可定義為渠系流入田間的總水量與流出渠系總水量（灌溉期間）的比值。即：

從公式（3）來看，提高渠系配水效率要求工作人員對于灌溉總水量的把握上要謹慎，這就要求工作人員要及時掌握農作物的基本信息，例如農作物的面積、品種，從而判斷農作物 的基本蓄水量，及時對田間需水信息進行采集并對灌溉總水量進行計算，提高渠系配水效率。另一方面，渠道滲水損失也是工作人員應當考慮的情況，了解渠道的輸水效率對于提高渠系配水效率的重要性十分明顯。對于農作物基本信息的掌握有助于對需水量和過水時間的掌握，需水信息的及時采集有利于工作人員的科學調水。對渠系配水效率的確定可通過渠系輸水效率等指標間接判斷。

2.4 渠系水利用效率

綜合反映了灌區渠系工程狀況和管理水平，是指標體系內最重要的指標之一。指的是渠系流入田間的總水量和引入渠系總水量的比值，公式如下：

根據公式推導，渠系水利用效率可用渠系輸水效率和渠系配水效率的乘積來表示。據對各指標的介紹，可以得出以下結論：①渠系工程的狀況主要通過渠道輸水效率和渠系輸水效率這兩個指標來反映。渠系工程的渠道的完善與否，設備的完備與否對這這2個指標均有很大的影響。②渠系配水效率主要反映渠系工程的工作人員對灌溉用水的調配情況，一定程度上反映了工程的管理情況。③渠系水利用效率較為綜合地反映了渠系工程的狀況，是一個比較綜合的判斷指標。

3 實例研究

3.1 典型灌區指標

以重慶開縣的渠系工程為例，選取開縣具體規模差別的灌區工程進行實例研究。

（1）重慶小江灌區。位于三峽水庫地區的重慶小江大灌區規模大，是典型的大型灌區，其灌溉面積近1.48萬hm2，長度近317km，主渠斷面1.5m×1.4m，支渠斷面0.8m×1m。小江大灌區2012年公開招標改造，改造的主要內容為：整治改造清坪大堰干渠17.71km、清坪大堰支渠1.606km、皂角坪水庫干渠7.65km等，以及對津關引水堰取水壩、復興水庫左干渠3.92km、復興右干渠2.16km進行了改造。在對水庫進行改造前，小江大灌區的渠系水利用率僅為0.35，改造后由于提高了老化破損渠道的輸水效率，以及引進了部分設備，進一步提高了渠系的配水效率，使得小江大灌區的渠系水利用效率大幅度提高，達到了0.65。

（2）三匯水庫灌區。位于重慶市開縣三匯口鄉的三匯水庫屬于中型水庫，建成于20世紀90年代末，實際灌溉面積0.2067萬hm2，其主渠道長13.1km，渠道斷面2m×2.3m，支渠18km，渠道斷面1.6m×1.5m，1.3m×1.2m。三匯水庫由于洪災問題而損毀了大部分渠道，從而使得其大部分渠道實際上是不再使用的，實際灌溉面積由設計之初的0.5933萬hm2銳減到0.2萬hm2左右，渠系水利用效率在0.5～0.6。

3.2 結果分析

（1）從渠道輸水效率來看。渠道輸水效率主要取決于渠道的完好程度，小江大灌區在改造前，由于部分渠道年久失修，呈現一定程度的破損，因而其渠道輸水效率是偏低的，僅在0.4～0.5之間，經過改造后，其渠道經過整改，渠道輸水效率顯著提高，達到0.8以上，從而提高了渠系水利用效率。三匯水庫由于洪災的原因，使得部分渠道損毀嚴重，而又未經修復，嚴重影響了其渠系水利用效率。

（2）從渠系配水效率看。一般取決于：①先進量水設備的引進和使用。②農業信息的掌握。③從業人員的專業素質。④灌區的管理理念。上文所涉及的兩個灌區在配水效率都在0.8以上，處于較高的水平。主要是由于二者處于三峽水庫地帶，在管理理念上都較先進，其注重節約原則，管理程序完善；在相關計量設備的引進和利用上，二者對于設備的利用較好；其對于相關農業信息的掌握也比較完善，專業人員具有豐富的經驗，能夠通過相關農業信息和配水信息準確進行灌溉水的調配，使得其渠系配水效率提高。

（3）從渠系水利用效率上來看。一般而言，大中型灌區在渠系水的利用效率的提高和維持比較困難，主要是大中型灌區在渠道的修建時間和工程水平的差別在渠道輸水效率上參差不齊，加之灌溉面積大且長度較長，在農作物信息和需水信息的收集上的難度隨之增大，因而在綜合評價和管理上存在著更大的難度，造成了其渠系水利用效率容易走低的情況。例如以上的兩個灌區，尤其是小江大灌區，其在改造前，渠系水利用效率很低，因此建議大型灌區要更加注重對于渠系工程狀況的維護，對于渠道的完好狀況要及時進行檢查和修繕，提高渠系的輸水效率。

4 結語

渠道輸水效率、渠系輸水效率、渠系配水效率和渠系水利用效率是渠系水利用效率指標體系的四個重要指標，對于這四個指標的確定對于工程狀況的了解和灌區工程管理水平的提高有著很大的意義。文中對重慶開縣的灌區的主要情況進行了簡要分析，說明大型灌區在渠道修復上的重要意義，同時也說明了先進的設備、完善的工程以及科學嚴密的管理對于提高渠系水資本利用效率的重要性。