楊文斌，樊忠成

（內(nèi)蒙古水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，010020，呼和浩特）

2014年2月13日，水利部等十部門聯(lián)合印發(fā)了《實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度考核工作實(shí)施方案》（水資源〔2014〕61 號(hào)），標(biāo)志著我國(guó)全面實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理制度考核工作已正式啟動(dòng)。在此背景下，依據(jù)2011年中央1號(hào)文件要求，加快大中型灌區(qū)配套改造，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提高到0.55以上，降低灌區(qū)用水量，挖掘灌區(qū)節(jié)水潛力，對(duì)落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度，實(shí)現(xiàn)考核目標(biāo)有著十分重要的意義。

灌區(qū)節(jié)水量是通過(guò)采取節(jié)水、管理、技術(shù)等工程和非工程措施后,用水過(guò)程中減少的水量，即節(jié)水后灌區(qū)渠首（井口）的取水量與節(jié)水前取水量之差值。本文以內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市黃河灌區(qū)為例，探討對(duì)渠道進(jìn)行全面襯砌后，通過(guò)對(duì)渠道襯砌前后單位長(zhǎng)度滲漏損失差值的計(jì)算，確定渠道實(shí)施襯砌后工程節(jié)水量。其目的為全面實(shí)施用水總量控制，提高農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提供借鑒。

一、計(jì)算方法

灌區(qū)節(jié)水措施的實(shí)現(xiàn)是實(shí)施灌區(qū)節(jié)水配置改造工程。因此采用渠道襯砌前后單位長(zhǎng)度滲漏損失差值計(jì)算工程節(jié)水量。依據(jù)《渠道防滲工程技術(shù)》中的滲漏損失量計(jì)算公式：

式中，w節(jié)為工程總節(jié)水量，萬(wàn)m3；S 為渠道襯砌前每km渠長(zhǎng)滲漏量，m3/s；SF為渠道襯砌后每km渠長(zhǎng)滲漏量，m3/s；L為渠道長(zhǎng)度，km；T為渠道輸水時(shí)間。根據(jù)灌溉制度設(shè)計(jì)，干渠續(xù)灌時(shí)間為122天；支渠以下渠道按輪灌組數(shù)確定灌水天數(shù)，其中支渠運(yùn)行時(shí)間60天、斗渠運(yùn)行時(shí)間30天。

上式中，S、SF數(shù)據(jù)計(jì)算分別依據(jù)公式：

式中，K為土壤滲透系數(shù) m/d，本灌域土質(zhì)以粉土質(zhì)砂為主，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值選定；b為渠底寬度，m；h為渠道水深，m；m為邊坡系數(shù)；γ1為渠坡側(cè)向毛管滲吸的修正系數(shù)，由《渠道防滲工程技術(shù)》 查得 1.1～1.4；γ2為地下水頂托系數(shù)取值為0.37～0.82；β為滲漏折減系數(shù)，根據(jù)本灌區(qū)干渠、支渠采用混凝土板襯砌，塑料薄膜防滲，由《渠道防滲工程技術(shù)》查得，β取0.5～0.10。

二、實(shí)例應(yīng)用

1.灌區(qū)概況

內(nèi)蒙古包頭市黃河灌區(qū)位于土默川平原的中西部，是包頭市糧食生產(chǎn)基地，由鐙口灌區(qū)與民族團(tuán)結(jié)灌區(qū)組成，該灌區(qū)北依京包鐵路，南至黃河，西起鐙口揚(yáng)水站，東到哈素海灌區(qū)，東西長(zhǎng)100.00 km，南北寬32.30 km，灌區(qū)總土地面積214.70萬(wàn)畝（15畝=1 hm2，下同），總耕地面積 155.12萬(wàn)畝，現(xiàn)狀實(shí)灌面積66.00萬(wàn)畝，設(shè)計(jì)灌溉面積78萬(wàn)畝。其中鐙口灌區(qū)現(xiàn)狀灌溉面積43.50萬(wàn)畝，設(shè)計(jì)灌溉面積47.00萬(wàn)畝；民族團(tuán)結(jié)灌區(qū)現(xiàn)狀灌溉面積22.50萬(wàn)畝，設(shè)計(jì)灌溉面積31.00萬(wàn)畝。

包頭市黃河灌區(qū)為揚(yáng)水灌區(qū)，由鐙口揚(yáng)水站、團(tuán)結(jié)揚(yáng)水站分別自黃河引水。鐙口揚(yáng)水站距上游的昭君墳水文站58.30 km，團(tuán)結(jié)揚(yáng)水站距鐙口揚(yáng)水站47.50 km。灌溉水源主要為黃河水，鐙口灌區(qū)民生灌域部分地區(qū)采用井渠結(jié)合灌溉。

灌區(qū)主要土類為沙壤土、壤土。

2.氣象條件

灌區(qū)地處溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，春季干燥，降水較少，早晚溫差較大；夏季溫?zé)幔邓^多；秋季清涼，天氣晴朗，日照充沛。多年平均蒸發(fā)量1860mm，多年平均日照時(shí)數(shù)3000小時(shí)，農(nóng)作物生育期日照時(shí)數(shù)1650小時(shí)，無(wú)霜期145天。最大凍土深度1.26m。多年平均風(fēng)速在1.4～2.8 m/s之間。

3.水文地質(zhì)

地下水類型為第四系松散巖層孔隙潛水，局部地段分布有半承壓和微承壓水，含水層主要由第四系全新統(tǒng)沖積的粉砂、極細(xì)砂和細(xì)砂組成，局部地段由礫質(zhì)中砂和中砂、粗砂組成。含水層厚度為3～30 m，水位埋深0.20～6.80 m，富水性一般。

4.灌區(qū)節(jié)水工程建設(shè)

總干渠、分干渠采用混凝土板護(hù)坡襯砌、素土護(hù)底、塑料薄膜防滲的結(jié)構(gòu)型式，支渠采用全斷面混凝土板襯砌，斗渠及農(nóng)渠均為混凝土“U”形槽。

5.襯砌渠道節(jié)水量計(jì)算

根據(jù)前述計(jì)算公式對(duì)干渠逐一計(jì)算。對(duì)支渠及以下渠道按流量分類計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

經(jīng)計(jì)算，鐙口灌區(qū)總干渠渠道襯砌前滲漏量 0.0394m3/(s·km)，襯砌后為0.0106 m3/(s·km)；干渠渠道襯砌前為0.0205～0.0356 m3/(s·km)， 襯砌后為0.0038～0.0085 m3/(s·km)；民族團(tuán)結(jié)灌區(qū)總干渠渠道襯砌前為0.031m3/(s·km)，襯砌后為0.0038 m3/(s·km)，干渠渠道襯砌前為 0.0154～0.0282 m3/(s·km)，襯砌后為 0.0014～0.0031 m3/(s·km)；支渠渠道襯砌前為 0.0095～0.0115m3/(s·km)，襯砌后為 0.0023～0.0035m3/(s·km)；斗渠渠道襯砌前為0.0096m3/(s·km)，襯砌后為 0.0012 m3/(s·km)；農(nóng)渠渠道襯砌前為 0.0048 m3/(s·km)，襯砌后為0.0006 m3/(s·km)。

6.理論計(jì)算值與實(shí)測(cè)差值對(duì)比

因灌區(qū)內(nèi)無(wú)試驗(yàn)資料，參考鄂爾多斯市水文局編著 《內(nèi)蒙古黃河南岸灌區(qū)水平衡測(cè)試資料初步分析成果報(bào)告》，分別按理論計(jì)算及引用南岸灌區(qū)現(xiàn)有的測(cè)試資料，對(duì)不同流量渠道襯砌前、后渠道滲漏量差值進(jìn)行對(duì)比分析，包頭市黃河灌區(qū)各級(jí)襯砌渠道理論計(jì)算的襯砌前后滲漏量均小于南岸灌區(qū)水平衡測(cè)試渠道襯砌前后實(shí)測(cè)滲漏量，故確定包頭市黃河灌區(qū)各級(jí)襯砌渠道理論計(jì)算襯砌前后滲漏損失量是可靠的。

表1 襯砌前后滲漏量計(jì)算表（理論）

表2 灌區(qū)各級(jí)渠道節(jié)水量

7.灌區(qū)節(jié)水量

鐙口揚(yáng)水灌區(qū)襯砌改造后的渠系

根據(jù)各級(jí)渠道襯砌前、后的渠道滲漏量及其差值，并結(jié)合渠道長(zhǎng)度及運(yùn)行時(shí)間，確定灌區(qū)內(nèi)各級(jí)渠道節(jié)水量，具體詳見(jiàn)表2。

可見(jiàn)，工程實(shí)施后，總干渠1條，襯砌長(zhǎng)度11.75km，節(jié)水量390.8萬(wàn)m3；干渠襯砌5條，襯砌長(zhǎng)度166.45 km，節(jié)水量3107.86萬(wàn)m3；支渠襯砌90條，襯砌長(zhǎng)度397.72 km，節(jié)水量250.94萬(wàn) m3；斗襯砌 408條，襯砌長(zhǎng)度744.31km，節(jié)水量萬(wàn) 1408.25m3；農(nóng)渠襯砌2685條，襯砌長(zhǎng)度2467.16 km，節(jié)水量1152.16萬(wàn)m3。灌區(qū)節(jié)水總量達(dá)8310.01萬(wàn)m3，其中其中鐙口灌區(qū)工程節(jié)水量為4709.06萬(wàn)m3，民族團(tuán)結(jié)灌區(qū)工程節(jié)水量為3600.95萬(wàn)m3。

三、結(jié) 語(yǔ)

灌區(qū)工程實(shí)施后，鐙口灌區(qū)和民族團(tuán)結(jié)灌區(qū)工程總節(jié)水量為8310.01萬(wàn)m3，其中鐙口灌區(qū)工程節(jié)水量為4709.06萬(wàn)m3，民族團(tuán)結(jié)灌區(qū)工程節(jié)水量為3600.95萬(wàn)m3。灌區(qū)渠系水利用系數(shù)由現(xiàn)狀的0.58提高到0.749，農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)由現(xiàn)狀的0.41提高到0.674。這一數(shù)據(jù)對(duì)加強(qiáng)包頭市嚴(yán)格實(shí)行用水總量控制，提前達(dá)到最嚴(yán)格水資源管理制度中農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)及區(qū)域用水總量指標(biāo)提供參考。由此說(shuō)明，大力實(shí)施灌區(qū)節(jié)水改造工程，為緩解當(dāng)?shù)厮Y源狀況，降低引黃用水量，拓寬地區(qū)經(jīng)濟(jì)提供了發(fā)展空間，提升灌區(qū)灌溉水平，具有非常重要的作用。

[1]羅玉麗,張會(huì)敏,李衛(wèi)中.灌區(qū)綜合節(jié)水改造中單項(xiàng)措施節(jié)水量計(jì)算方法初探[J].節(jié)水灌溉,2008（1）.

[2]申佩佩,楊路華,謝曉彤,賈玉慧.渠道水有效利用系數(shù)計(jì)算方法與誤差分析[J].節(jié)水灌溉,2013（10）.

[3]內(nèi)蒙古水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院.包頭市黃河灌區(qū)水權(quán)轉(zhuǎn)讓一期工程規(guī)劃報(bào)告[R].2010.

[4]水利部農(nóng)水司.渠道防滲工程技術(shù)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社,1999.