雙牌灌區灌溉用水有效利用系數計算分析

喬 文

(湖南省雙牌水庫管理局， 湖南 永州 425000)

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雙牌灌區灌溉用水有效利用系數計算分析

喬 文

(湖南省雙牌水庫管理局， 湖南 永州 425000)

本文分析了測算雙牌灌區灌溉用水有效利用系數的意義，系統闡述了灌溉用水有效利用系數的測算方法，探討了影響灌溉用水有效利用系數的具體因素。研究成果可為灌區灌溉用水有效利用系數的測算和灌區的水管理提供理論依據。

雙牌灌區； 灌溉用水有效利用系數； 計算分析

1 概 述

灌區灌溉用水有效利用系數是反映灌區灌溉管理效益的重要指標之一，是渠系輸水效率的一個主要參數，也是反映田間管理水平的主要參數，是水資源開發利用管理、灌區節水改造規劃設計、灌區管理的一個主要參考指標。雙牌灌區的灌溉用水有效利用系數采用首尾測算分析法進行測算。

2 雙牌灌區灌溉用水有效利用系數計算過程

雙牌灌區灌溉水有效利用系數選用首尾測算分析法測算。首尾測算分析法是指直接測量統計灌區從水源引入(取用)的毛灌溉用水總量，通過分析測算得到田間實際凈灌溉用水總量，田間實際凈灌溉用水總量與毛灌溉用水總量的比值即為灌溉用水有效利用系數，計算公式為

式中w——灌溉用水有效利用系數；

Wj——凈灌溉用水總量，m3；

Wa——毛灌溉用水總量，m3。

計算分析時段以測算分析年的日歷年為準，以2013年為例，測算時間段為2013年1月1日—12月31日；對于跨年度的作物油菜進行了分段計算，上半年取灌區前一年所種植油菜的灌溉數據，下半年取當年所種植油菜的灌溉數據。

2.1 毛灌溉用水總量的確定

毛灌溉用水總量是指灌區全年從水源地等灌溉系統取用的用于農田灌溉的總水量。雙牌灌區是利用雙牌水庫水源與灌區結瓜塘堰壩聯合灌溉供水的灌區，灌區的毛灌溉用水總量等于從雙牌水庫取用的農田灌溉總水量和從灌區內基礎水利設施山塘、堰、壩等取用的農田灌溉總水量之和，同時考慮灌區集雨量。

a.2013年從雙牌水庫取水量23000萬m3，灌區放水前結瓜塘庫調查基礎水量1536萬m3。

b.灌區放水期間山塘、堰、壩等灌區內基礎水利設施系統中集雨量按徑流系數法計算，公式為

W=0.1aPFη

式中W——年內山塘、堰、壩總集雨量，萬m3；

a——年徑流系數；

P——年降水量，mm；

F——山塘、堰、壩集水面積，km2；

η——山塘、堰、壩蓄水系數，考慮蒸發、滲漏、棄水等。

根據灌區內水文氣象資料可確定：a=0.52，P=1465.2，F=145.15，η= 0.51，則

W=0.1×0.52×1465.2×145.15×0.51=5640萬m3

則2013年度雙牌灌區毛灌溉用水總量計算值為：

Wa=23000+5640+1536=30176.11萬m3

2.2 凈灌溉用水總量確定

雙牌灌區主要作物為水稻，其他作物主要有棉花、花生、油菜、紅薯。故灌區凈灌溉用水總量取水稻、棉花、花生、油菜、紅薯凈灌溉用水總量之和計算。以水稻為例說明測算過程。

水稻凈灌溉需水量包括泡田期灌溉用水量、生育期蒸騰蒸發量以及必要的滲漏水量、育秧需水量四部分，由于育秧需水量計算較復雜，用水量很小，在實際計算水稻全生育期凈灌溉定額時忽略不計。水稻全生育期(包括泡田)凈灌溉定額計算公式為：

Me=Etc+Fd+M0-Pe-Ge

式中Me——水稻凈灌溉定額，mm；

Etc——作物需水量,mm；

Pe——水稻生育期內的有效降水量，mm；

Fd——水稻全生育期滲漏量，mm；

M0——插秧前的泡田定額，mm，

Ge——水稻全生育期地下水的利用量，mm。

2.2.1 作物需水量 Etc確定

作物需水量是指作物在適宜的土壤水分和肥力水平下，經過正常生長發育，獲得高產時植株蒸騰、棵間蒸發以及構成植株體的水量之和，采用按參考作物法計算，公式為

Etc=Et0Kci

式中Et0——第i階段參考作物蒸發蒸騰量，mm/d；

Kci——第i階段作物系數。

2.2.1.1 作物系數Kc的確定

雙牌灌區因缺乏試驗實測資料，作物系數的取值計算參考《湖南省農作物作物系數推薦值表》。2013年作物系數取值以早稻為例，分階段取值，灌溉前期平均數在0.8左右，灌溉中期在1.05左右，灌溉后期在1左右。

2.2.1.2 參考作物蒸發蒸騰量Et0計算

參考作物蒸發蒸騰量Et0采用彭曼-蒙蒂斯方法計算，公式為

式中Et0——參考作物蒸發蒸騰量，mm/d；

Δ——水汽壓關系在T處的切線斜率，kPa/℃

Rn——凈輻射，MJ/(m2·d)；

ed——實際水汽壓，kPa；

G——土壤熱通量，MJ/(m2·d)；

r——溫度表常數，kPa/℃；

U2——2m高處風速，m/s；

Td、Td-1——第d、d-1天的日平均氣溫，℃。

由于Et0計算復雜，使用湖南省灌溉用水有效利用系數分析測算信息管理系統計算，計算時將灌區所在的永州國家一級站氣象站資料導入計算系統后，軟件自動計算出Et0。

2.2.2 水稻泡田水量M0及滲漏量Fd計算

雙牌灌區泡田水量根據歷史資料和灌溉經驗確定，具體為：早稻45mm，中稻80mm，晚稻60mm。水稻全發育期滲漏量采用經驗數據。

2.2.3 有效降雨量Pe計算

從水稻灌溉定額計算分析表中分析得出，計算公式為

降雨量+降雨時的灌水量-降雨時的排水量=有效降雨量

2.2.4 地下水補給量Ge計算

雙牌灌區屬丘陵山區，地下水埋深較低，不采用地下水灌溉，故取Ge=0。

2.2.5 凈灌溉用水總量計算

由湖南省灌溉用水有效利用系數分析測算信息管理系統計算得出水稻等作物凈灌溉定額，同時調查統計出2013年度灌區種植面積。2013年度灌區實灌播種面積和灌溉定額如下：

A早稻=21.67萬畝(223.75m3/畝)， A單季稻=1.61萬畝(426.94m3/畝)，A晚稻=21.03萬畝(371.51m3/畝)，A花生=1.37萬畝(299.85m3/畝)，A紅薯=1.33萬畝(441.84m3/畝)，A棉花=0.36萬畝(355.51m3/畝)，A油菜=3.37萬畝(190.86m3/畝)。凈灌溉用水總量Wj由下式計算：

式中N——灌區播種作物種類總數；

Mi——第i種作物凈灌溉定額，m3/畝；

Ai——第i種作物實灌面積，萬畝。

代入數據得

Wj=21.67×223.75+1.61×426.94+21.03×371.51+1.37×299.85+1.33×441.84+0.36×355.51+3.37×190.86=15118.51萬m3

雙牌灌區2013年灌溉用水有效利用系數為

w =15118.51/30176.11 =0.5010

3 雙牌灌區灌溉用水有效利用系數影響因素分析

雙牌灌區灌溉用水有效利用系數從2005年開始進行測算，系數總體呈現上升趨勢，2015年已上升至0.5010。

3.1 工程改造后輸水能力大幅上升

雙牌灌區對長達73.26km的渠道進行了升級改造，減少了渠水的滲漏量，渠道輸水能力增強，擴大了灌區有效灌溉面積，目前有效灌溉面積從改造前的24.3萬畝增加到31.2萬畝。

3.2 加強管理對灌溉用水有效利用系數的影響

管理因素對提高灌溉用水有效利用系數至關重要。從雙牌灌區的運行管理經驗來看，主要取決于兩個方面：

a.科學調度灌溉用水。雙牌灌區管理人員通過走訪灌區充分了解灌區的用水需求，并依照用戶的用水需求科學制定供水方案，嚴格按照方案配水。同時，基層管理所控制斗渠放水流量，推行節水灌溉。

b.農民用水戶協會建設。雙牌灌區范圍內有32個農民用水戶協會，協會內的斗渠、農渠有人養護，結瓜塘庫有人管理，農民用水有人協調，極大地減少了灌溉用水在末端渠系的沿程損失和浪費。同時，灌區管理單位能及時了解用水戶的實際情況，進行精確配水。

4 結 語

綜合來看，渠系工程改造使渠道水滲漏量大幅減少，輸水能力上升，對提升灌溉用水有效利用系數立竿見影。加強灌區管理工作，增加水資源分配合理性，是發揮灌溉效益的根本保障。

Calculation and analysis on irrigation water effective utilization coefficient in Shuangpai Irrigation District

QIAO Wen

(Hunan Shuangpai Reservoir Administration, Yongzhou 425000, China)

In the paper, the significance of measuring irrigation water effective utilization coefficient in Shuangpai Irrigation District is analyzed. Measurement methods of irrigation water effective utilization coefficient are described systematically. Concrete factors affecting irrigation water effective utilization coefficient are discussed. The research results can provide theoretical basis for the calculation of irrigation water effective utilization coefficient in the irrigation district and water management of irrigation district.

Shuangpai Irrigation District; irrigation water effective utilization coefficient; calculation analysis

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.07.015

TV93

A

2096- 0131(2016)07- 0051- 03