龍塘水庫灌區水稻灌溉制度設計淺析

葛旭峰,徐莉平,孫鐵蕾

龍塘水庫灌區水稻灌溉制度設計淺析

葛旭峰,徐莉平,孫鐵蕾

（陜西省水利電力勘測設計研究院，陜西西安710000）

合理可行的灌溉制度，對優化灌溉規模、水資源調度方案優化及灌溉管理中制定最優配水、調水計劃都是十分必要的。以龍塘水庫為例，結合灌區概況，在確定基本資料的基礎上，通過水量平衡法確定出水稻灌溉制度。對設計成果進行分析得出，龍塘水庫灌區水稻泡田期灌溉定額為139.6 m3/畝，生育期灌溉定額為340.3 m3/畝，水稻灌溉定額為479.9 m3/畝，滿足要求，設計成果可為灌區規劃設計提供重要依據。

水庫；灌區；泡田灌溉定額；生育期灌溉定額；水稻灌溉制度

灌溉制度是制定流域規劃、灌區水利規劃及灌排工程規劃設計的重要組成部分，是進行水土資源平衡和確定渠道設計流量的基本依據[1-2]。因此，合理可行的灌溉制度，對優化灌溉規模、水資源調度方案優化及灌溉管理中制定最優配水、調水計劃都是十分必要的。本文結合四川龍塘水庫灌區鹽源氣象站1961～2013年氣象資料，研究了四川鹽源地區（丘陵盆地）水稻灌溉制度設計規律，旨在為該地區的水稻科學灌溉提供參考。

1 灌區概況

龍塘水庫灌區位于四川省西南山區，青藏高原東南緣的鹽源縣盆地內，灌區東起鹽源縣衛城鎮，西至棉椏鄉，北起白烏鎮，南至鹽井鎮，介于東經101°15′～101°41′，北緯27°19′～27° 40′之間；灌區分布在清水河、干海河、馬壩河、石河及白沙河的河谷平壩、兩岸坡地及分水嶺平壩上，海拔2320～2500 m，東北高西南低，屬于典型的暖溫帶半濕潤氣候，區域降雨差異較大，蒸發強烈；多年平均氣溫12.5℃，極端最高氣溫32.5℃，多年平均降雨量813 mm，年最大將水量1015 mm，最小降水量594.3 mm，多年平均蒸發量2270 mm，多年平均無霜期228 d，多年平均日照時數2583 h，多年平均相對濕度60%。龍塘水庫灌區規劃灌溉面積36.2萬畝，其中水稻灌溉面積7.5萬畝。

2 基本資料

2.1 設計依據及計算方法

本灌區水稻灌溉制度設計依據GB50288-99《灌溉與排水工程設計規范》的有關要求，并參照大橋、西禮灌溉試驗站資料，采用時歷年法進行計算。根據鹽源縣氣象站1961年～2013年(52 a)降雨資料及選定的灌水方式、作物耗水量等按水量平衡法計算歷年灌溉定額，并對歷年灌溉定額進行頻率分析，選出2～3個符合設計保證率的年份，以其中灌水分配過程不利的一年為典型年，以該年的灌溉制度作為設計灌溉制度。

2.2 灌水模式及水層

根據與龍塘水庫灌區相近的大橋、西禮灌溉試驗站進行的水稻灌水模式的試驗資料，本次水稻灌水模式選擇節水高產的淺曬淺濕。水稻淺曬淺濕灌水是當前普遍推廣的節水高產灌溉模式。水稻曬淺濕灌溉是淺灌與濕潤相結合，廣泛采用“淺、薄、濕、曬”的控制灌溉模式，即“薄水插秧、淺水返青、濕潤分蘗、后期曬田；拔孕薄水回灌、抽穗開花保持；乳熟濕潤、黃熟落干”的灌溉模式。生育階段適宜水層見表1。

表1 淺曬淺濕灌水模式水稻生育期適宜水層

表3 龍塘水庫灌區水稻灌溉制度（P=75%)單位m3/畝

表2 水稻各生育期的耗水量

表4 水稻灌溉定額成果分析表單位m3/畝

2.3 水稻生育期及耗水量

水稻生育期劃分與溫度、灌水模式及栽培技術有關。根據西禮灌區及大橋灌區試驗成果，并結合龍塘水庫灌區的實際調查，生育期為92 d，具體劃分詳見表1。

水稻生育期耗水量包括生育期需水量和生育期滲漏量。水稻需水量包括葉面蒸騰與棵間蒸發，需水量與氣象條件、土壤含水狀況、農業技術措施、灌溉排水措施等有關。確定各生育期耗水量見表2。

2.4 滲漏強度

龍塘水庫灌區控制區內主要有水稻土、初級土、紫色土及紅壤土等4類。根據灌區鹽源縣《土壤普查報告》成果，龍塘水庫灌區內土壤按中等滲漏程度考慮，故龍塘水庫灌區灌溉制度設計滲漏強度為2 mm/d～2.6 mm/d。各生育期水稻滲漏強度詳見表2。

3 灌溉制度設計

水稻灌溉制度是指水稻播種前及全生育期內的灌水次數、每次灌水日期和灌水定額以及灌溉定額，水稻的灌溉定額即為泡田定額與生育期定額之和。龍塘水庫灌區水稻灌溉制度設計本次按照水量平衡原理，利用降雨與蒸發資料進行長系列操作計算，計算出歷年灌溉制度成果表。

3.1 水稻泡田灌溉定額設計

泡田定額指泡田期間單位面積上的灌水量，灌區水稻泡田期從5月15日～5月25日，共10天。泡田定額按下式計算［3］：

式（1）～（2）中，M1為泡田期用水量（mm）；w為飽和需水量（mm）；a為泡田水深（mm），取30 mm；k為泡田期土壤滲漏速度，取2.4 mm/d；γ為土壤平均容重，取1.3 t/m3；β飽、β0分別為土壤飽和含水量及泡田前土壤含水量，分別取65%、50%；e為t1時間內水田田面平均蒸發強度，本次取7.95 mm/d；P0為t1時間內降雨量。

3.2 水稻生育期灌溉定額

在水稻生育期中，稻田水分的變化決定于生育期內某時段內來水與耗水間的關系，用下式進行水量平衡計算［3］：

式（3）中，h2為時段末田面水深層（mm）；h1為時段初田面水層深度（mm）；P為時段內降水量（mm）；m為時段內灌水量（mm）；E為時段內耗水量（mm）；c為時段內排水量（mm）。

3.3 設計灌溉制度

通過對龍塘水庫灌區進行長系列供需平衡分析，在52 a長系列灌溉制度中選出設計保證率為P=75%下，水稻灌溉定額對應年份分別為1970年，并將此灌溉定額與鄰近地區設計成果進行比較分析，確定1970年的灌水分配過程最不利。因此，確定1970年份灌溉制度為設計灌溉制度，則設計泡田定額為139.6 m3/畝，生育期定額為340.3 m3/畝。龍塘水庫灌區水稻灌溉制度詳見表3。

4 成果分析

龍塘水庫灌區作為四川省重要的大型灌區之一，灌溉制度的成果是灌區規劃設計的關鍵，因此將龍塘水庫灌區的灌溉定額與鄰近灌區試驗站成果進行比較分析，兩者結果基本一致。另外根據2010年2月《四川省用水定額》（修訂稿）成果，龍塘水庫灌區屬于Ⅳ區，其水稻灌溉定額為530 m3/畝，本次計算定額成果為491.7 m3/畝，滿足要求。龍塘水庫灌區水稻灌溉定額成果分析詳見表4。

5 結語

通過歷年法及水量平衡方法研究龍塘水庫灌區水稻灌溉制度設計，方法可靠、概念清楚，其成果可以作為灌區規劃設計的重要依據，同時對灌區其它作物的灌溉制度設計具有一定的參考價值和指導意義。

[1]熊夏瀾.用水量平衡法確定灌區設計灌溉制度的計算［J］.中國水運，2013，（4）：204-205.

[2]劉鈺，J.L.TeixeiraL.S.Pereira等.作物需水量與灌溉制度模擬［J］.水利水電技術，1997，（4）38-43.

[3]郭元裕.農田水利學［M］.北京：水利電力出版社.1992.

S274

B

1673-9000（2017）02-0183-02

2016-12-12

葛旭峰（1984-），男，陜西富平人，工程師，主要從事水利工程設計工作。