謝麗娟

(甘州區(qū)大滿水利電力管理處,甘肅 張掖 734000)

0 引言

農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)是指在某次或某一時間內(nèi)被農(nóng)作物利用的凈灌溉水量與水源渠首處總灌溉引水量的比值,它反映了灌區(qū)渠系輸水和田間用水狀況,是衡量灌溉工程狀況、節(jié)水灌溉技術(shù)普及程度和用水管理水平的一項重要指標(biāo)[1]。通過進行灌溉水有效利用系數(shù)測算分析,對摸清各大灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉水利用現(xiàn)狀、掌握灌區(qū)灌溉用水效率動態(tài)變化與節(jié)水潛力,科學(xué)制定灌區(qū)節(jié)水灌溉措施提供基礎(chǔ)依據(jù)[2]。本次研究以甘肅張掖市甘州區(qū)大滿灌區(qū)作為典型樣點灌區(qū),參照《全國農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算技術(shù)分析技術(shù)指導(dǎo)細則》,進行了大滿灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉水有效利用率測算工作,選擇規(guī)模、類型、工程狀況及管理水平均不相同的灌區(qū)片區(qū)和典型田塊,通過開展2022年灌區(qū)片區(qū)和典型田塊灌溉用水量的觀測、分析、調(diào)查實踐工作,收集整理灌溉供需用水、作物種類、土壤類型、氣象等基礎(chǔ)信息資料,運用直接量測法推算出灌區(qū)2022年農(nóng)業(yè)灌溉水有效利用系數(shù),掌握了灌區(qū)的節(jié)水潛力,較為準確地反映出大滿灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用水現(xiàn)狀水平[3]。

1 大滿灌區(qū)概況

大滿灌區(qū)地處甘肅省張掖市甘州區(qū)城南16 km處,地理位置在東徑100°24′～04°75′,北緯38°47′～33°76′之間?？偼恋孛娣e552.3 km2,灌區(qū)多年平均氣溫14.5℃～18℃,最低氣溫～28℃,最高氣溫38.5℃,多年平均降水量124.9 mm,多年平均蒸發(fā)量1 291 mm,蒸發(fā)量大于降水量,屬典型內(nèi)陸干旱氣候。多年平均凍土深度123 cm,具有日照時間長,太陽輻射高,晝夜溫差大,降雨稀少,蒸發(fā)強烈,光熱資源豐富等特點,適宜種植玉米、制種玉米、蔬菜等作物。

大滿灌區(qū)以引黑河水灌溉為主、井灌為輔,隸屬甘州區(qū)水務(wù)局,轄小滿、大滿、黨寨、堿灘、三閘、上秦6個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))的48個行政村和11個國營機關(guān)農(nóng)、林場,總?cè)丝?.65萬人。同時承擔(dān)7處78 km的防汛堤壩和二壩水庫的防汛及10個村、1個集鎮(zhèn)2.5萬人的人畜安全飲水任務(wù)。設(shè)計灌溉面積56.755 5萬畝,有效灌溉面積56.755 5萬畝,2022年實際灌溉面積51.865 6萬畝。灌區(qū)建成干渠3條86.1 km,其中襯砌86.1 km,支渠99條248.1 km,其中襯砌237.1 km,斗渠419條424.6 km,其中襯砌307 km,農(nóng)渠1 688條798.4 km,其中襯砌77 km。修建各類建筑物11 414座。

2 灌區(qū)灌溉用水代表年選取分析

本次研究收集張掖水文局長系列水文基礎(chǔ)資料,對灌區(qū)水情進行了分析預(yù)測。2022年預(yù)測水情采用1958-2015年序列水情資料,按中等干旱年頻率P=75%進行分析計算,典型年份為1998年,扣除河道輸水損失后,按照灌區(qū)全年許可水資源總量27 354萬 m3進行本次測算分析[4]。

3 測算過程分析

3.1 測算原則

大滿灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉水有效利用系數(shù)測算分析,按照具有代表性、可行性和穩(wěn)定性的原則,劃定樣點灌區(qū)并選取典型田塊。并依據(jù)樣點灌區(qū)多年的灌溉用水管理資料,通過直接量測法,計算分析典型田塊的土壤含水率,準確的核算出畝均凈灌溉用水量,進而推算出每輪次灌區(qū)凈灌溉用水量。同時利用灌區(qū)干、支渠測流記載,獲取各輪次干渠流量、水量,在灌溉結(jié)束后,匯總灌區(qū)取水口水量。根據(jù)取水口毛灌溉用水量、測定的凈灌溉用水量以及畝均凈灌溉用水量和灌溉面積,通過直接量測法計算出灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉水有效利用系數(shù)。

3.2 測算過程分析

3.2.1 樣點片區(qū)的劃分

灌區(qū)樣點片區(qū)綜合考慮灌區(qū)不同的地形地貌、地質(zhì)條件、土壤類型、管理范圍、工程設(shè)施、水源條件、灌水方式等因素,按照干渠上、中、下游在灌區(qū)內(nèi)劃分了小滿、大滿、黨寨站為上片區(qū),堿灘、廿里堡站為中片區(qū),下段站為下片區(qū)。

3.2.2 典型田塊的選擇

灌區(qū)在典型田塊的選擇上,按照邊界清楚、形狀規(guī)則、面積適中的要求,同時綜合考慮了地形、土地平整度、土壤類型、灌溉方式等因素,選擇了更具代表性和合理性在灌區(qū)作物面積超過10%的制種玉米作為典型田塊。在上中下游共選擇典型田塊34塊,選擇河水漫灌12塊,河水滴灌3塊,井水漫灌3塊,井水滴灌14塊,井水管灌2塊,每個片區(qū)均有大小地塊,共計490.54畝。

3.2.3 凈灌溉用水量及毛灌溉用水量的獲取

灌區(qū)在每次灌水前后按照《灌溉實驗規(guī)范SL13-2004》有關(guān)規(guī)定,觀測典型田塊內(nèi)不同作物年內(nèi)生育期內(nèi)計劃濕潤層的土壤含水率,應(yīng)用灌前、灌后土壤含水率的差值,計算出該次畝均凈灌溉用水量,核算出該典型田塊年畝均灌溉用水量。同時對地塊采觀測分析法,利用梯形量水堰對典型田塊的每輪引水量進行觀測,通過兩種方法對比分析,準確計算分析灌區(qū)凈灌溉用水量。在灌水過程中,灌區(qū)合理配置專業(yè)技術(shù)人員,嚴格計算渠首取水量。春灌前對灌區(qū)干、支、斗渠水尺進行校核,并在每一個測點安排一名認真負責(zé)的觀測人員,定時觀測水量變化,利用測流記載詳細記錄每天不同時段的水位、流量、水量,每輪灌溉結(jié)束后,匯總?cè)∷诳偭?獲得毛灌溉用水量。

3.2.4 灌溉水有效利用系數(shù)測算

基于前述三個步驟成果,根據(jù)取水口毛水量、田間測算取得的凈灌溉用水量,采用首尾相接量測法,測算灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)。

3.2.5 測算工作注意要點

測算工作在作物需水時才能進行,實際灌溉過程中的降水、蒸騰、灌水習(xí)慣等因素不好把控,造成實測數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。同時,由于測算灌區(qū)面積很大,工作量大,存在人員和經(jīng)費不容易造成不能及時取土、烘土,從而影響實驗數(shù)據(jù)。這些在測算過程中要尤為注意。

4 測算成果評價

(1)灌區(qū)地處平原地帶,屬于井、河混灌區(qū),灌溉流量比較穩(wěn)定,正常情況下干渠流量控制在6.0～16.1 m3/s。因干渠因渠道長,渠道建成年份不同和完好程度不同,我們采用上、中、下段分別進行測流計算。支渠測算工作是把灌河水的渠道全部列入測算范圍進行測算。斗、農(nóng)渠由于渠道較多,分布較廣,所以采用有一定代表性的斗、農(nóng)渠進行測算,分別選取已襯砌渠道、已襯砌但老化失修、土渠等三種類型的渠道和不同襯砌斷面的渠道作為典型渠道進行測定,整理渠道控制面積,輪次灌溉水量,灌前灌后取土測定土壤含水率進而測定地塊定額,積累資料,科學(xué)分析田間水量,準確核算灌溉水量。

(2)抽樣測算不同地塊定額,綜合測算田間水量。在灌溉期間,在選擇不同作物地塊進行測算灌水定額,推算田間灌水量和年灌溉水量,計算灌溉水利用率。

(3)濾定斷面水尺,嚴格計算供水量。從夏灌開始,首先測定干渠渠首流量,再測定斗口測水?dāng)嗝媪髁?并詳細記載渠道各輪次水量,灌溉結(jié)束后最終匯總水量,計算灌溉水利用率。

(4)通過對2022年灌區(qū)各種觀測數(shù)據(jù)資料進行整理分析及匯總,計算分析各類作物凈灌溉定額。經(jīng)過實際調(diào)查統(tǒng)計播種面積與實際灌溉面積,采用實際面積參與水量計算。最終推算可知,2022年田間凈水量12 778.1517萬 m3,干渠渠首毛水量為11 719.6536萬 m3,機井提水量8 467.0萬 m3,田間水量與渠首毛水量之比即灌溉水有效利用系數(shù)0.633。

5 結(jié)論及建議

5.1 結(jié)論

(1)大滿灌區(qū)在灌溉水有效利用系數(shù)的測算工作中,對測算過程中的各類實驗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行分析和收集,及時推進了測算工作的實施。尤其對制種玉米、大田玉米、小麥、瓜菜等作物夏二輪至秋二輪灌前、灌后土壤含水率分別進行比對測算,從而較為準確地核算確定了凈灌溉用水定額和凈灌溉用水量。

(2)通過開展灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)測算工作,積累了大量實測資料,測算得到了灌溉水有效利用系數(shù)為0.633。從測算結(jié)果看,2022年實測灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)同近幾年實測數(shù)據(jù)相比呈穩(wěn)步提高趨勢,灌溉水利用系數(shù)數(shù)據(jù)比較合理、可靠性較高,符合灌區(qū)實際。

(3)在測算工作進行過程中,定期檢查測算分析工作的進展情況,分析存在的問題和薄弱環(huán)節(jié),針對本次測算工作實際,研究制定了加強和改進工作措施。使之更好的為制定灌區(qū)配水計劃和為農(nóng)業(yè)灌溉提供服務(wù),為水資源合理配置提供可靠依據(jù)。

5.2 建議

(1)建議上級管理部門將灌溉水利用系數(shù)測算工作列入科研課題,專門開展測算研究。

(2)要積極搭建學(xué)習(xí)平臺,積極組織測算人員進行異地學(xué)習(xí)交流或?qū)W習(xí)觀摩,提高測算成效。

(3)灌區(qū)斗、農(nóng)渠等田間工程配套率較低,輸水損失較大,加之斗渠以下水利工程維修資金無來源,末級渠系不能發(fā)揮應(yīng)有的功能,建議加大對小型水利工程的建設(shè)投入。

(4)末級渠系缺乏控制性工程和量測水設(shè)施,建議測流改造列入信息化建設(shè)項目,全面建設(shè),提高量末級渠系測水精度。