王中新
(山西省运城市夹马口引黄管理局,运城 044100)
夹马口引黄灌区包括原运城地区夹马口扬水工程灌区、小樊扬水工程灌区、浪店水源工程建设局。本文以原夹马口扬水工程灌区灌溉面积22×103hm2为例进行讨论。上一世纪90年代,灌区农村种植结构大幅度调整,由种植小麦为主转变为以苹果种植为主的经济作物,相应灌水方式也发生了变化,要求一次灌水周期短,灌水量大,这给我们制定灌溉引水任务提出了新的要求,从1997年至现在,灌区实灌面积由12.4×103hm2发展到 16.22×103hm2,其中苹果 9.81×103hm2,粮食作物0.55×103hm2,棉花 5.86×103hm2。近年来,通过实践不断总结和完善,形成了目前的灌区灌溉引水任务的分配办法。
夹马口灌区是一个准公益事业单位,以农业灌溉为主,黄河水作为一种特殊商品,对“水商品”的管理,参照现代企业的“三流管理”理念,即:物流(水量)、资金流(水费)、信息流(水信息)进行管理,本文主要阐述物流(水量)管理。
夹马口灌区试验站位于灌区中部,依据多年对灌区降雨预测经验,对灌区降雨量预测按简单算术计算方式分远期50年、中期12年、短期3年进行加权平均,同时参考上一年同期降雨量得出本年度、各灌季预计降雨量,作为制定灌溉计划的依据。经过多年实际运行,看出春季预计降雨量与实际降雨量偏差小,所以计划与实际完成误差就小。夏季因雷雨分布不均,特别是暴雨降在8月底至9月初(苹果膨大期正需灌溉),计划与实际完成误差就大。
1)根据灌区灌溉试验站预计降雨量资料,将年度预计降水情况按丰水年、平水年和枯水年(根据经验分配)确定(相关参数分别为P丰、P平、P枯、)。
2)年度引水计划W=W上×P×B,式中,W上——上年度实际引水量,P——本年预测降雨量/上年度实际降雨量,B——本年度统计面积/上年度实际灌溉面积。
3)春灌(3~5月份)、夏灌(6~10月份)、冬灌(11月~来年2月份),根据灌区多年作物生长不同季节的灌水习性,种植面积、灌溉定额、灌水次数、灌溉面积保证率(与井灌区面积穿插),计算出各种作物的需水量。
4)参考上年度各灌季实际渠道水利用系数,根据渠道改造情况及管理局各项指标稳中有升的要求,确定本年度渠道水利用系数,计算出泵站提水量。
5)年度引水计划确定后,每灌季前,对各水经营实体结合前五年实际完成配水量比例作为本年度全局配水量的比例,同时结合上年度渠道改造情况来确定本年度各支渠、干渠管理段配水任务。灌区现有22条支渠及干渠13个管理段(干渠为了管理的方便,每4km设一个管理段,负责辖区内各支渠及沿干渠斗渠的配水任务,现干渠共有13个干渠管理段)。
6)支渠任务确定后,要求各乡镇管理站(管理局派出机构)参照管理局引水计划分配办法分配各斗渠任务,然后管理局下达各季引水计划及奖惩办法至各水经营实体。灌季结束,根据各自完成情况进行奖罚兑现。
1)以2009年春季灌水为例,根据上年度统计的灌区实际灌溉面积16.22×103hm2,其中苹果9.81×103hm2、粮食作物0.55×103hm2、棉花5.86×103hm2。根据试验站预测春季降雨量115mm,按照不同作物春季灌水习性,苹果平均灌水1.6次,每公顷平均灌水780m3,实际灌溉面积按90%计(部分幼苗不灌,需净水量1100万m3;粮食作物平均灌水2次,每公顷平均灌水795m3,实际灌溉面积按80%计(穿插井灌区),需净水量69万m3;棉花平均灌水1次,每公顷平均灌水780m3,实际灌溉面积按95%计,需净水量435万m3;合计需净水量1 600万m3。按渠道水利用系数80%计算,折泵站提水量2 000万m3。
2)夏季试验站预计降雨250mm(6月40mm,7月70mm,8月60mm,9月80mm),苹果平均灌水次数2.2次,每公顷平均灌水780m3,实际灌面积按100%,需净水量1 685万m3;粮食作物平均灌水2.5次,每公顷平均灌水780m3,实际灌面积100%,需净水量105万m3;棉花平均灌水2.5次,每公顷平均灌水750m3,实际灌溉面积按100%计,需净水量1 090万m3;合计需净水量2 880万m3。按渠道水利用系数82.5%计算,折泵站提水量3 500万m3。考虑夏季预计降雨和实际必然存在偏差,且分布不均匀,按经验误差±10%计,相应提水任务增减到3 850万m3和3 150万m3,季末奖罚参考实际情况执行。
3)春季上水51天,泵站提水量1 991.92万m3(计划2 000万m3),配出水量1 572.7万m3,完成计划99.6%,渠道水利用系数78.68%。
夏浇上水61天,泵站提水量3 168.99万m3(计划3 500万m3),配出水量 2 546.46万 m3,完成计划90.54%,渠道水利用系数80%。
4)经过多年运行,年度灌溉总计划基本等于各季实际完成的配水量,误差在±8%以内(除暴雨外)。
1)夹马口灌区的实际调度运行流程由各斗长提前24h统计各斗渠受益户的需水流量上报到相应各支渠管理段,各支渠汇总后,上报干渠调度中心,流量汇总后,报夹马口泵站何时开机供水。所有流量统计必须在每天20:00以前上报(因CCTV19:30报天气预报)。
2)流量上报后,由各斗长到各乡镇管理站购买供水水票(供水合同),对信誉度高的斗长也可以先放水,后购买水票,管理局承诺让用水户“按时、按量”的用到黄河水(除人力不可抗因素)。
3)突降暴雨后,干渠调度中心利用干渠节制闸合理分摊来水量,以免给干渠造成威胁。
1)降雨的不确定性:春季实际降雨量和预测误差较小,作物又处于初生长期,作物需水量少,加之气候不显旱,因此误差在±5%内;夏季实际降雨量和预测误差较大,且降雨时空分布不均,特别是突降暴雨,有时降在作物生长关健期内,造成干渠库容增加,所以计划影响较大,误差在±10%内。因此夏季一般按三套方案预测,灌溉季末根据实际情况执行各项奖励措施。
2)当年末级渠系配套工程带来灌溉面积增加的不确定性。
3)经济作物种植的不确定性,比如果树更新,或栽种其它树种。
4)井灌区井的数量和提水量的不确定性。
灌溉计划制定对灌区来说不是一个定量,而是一个变量,它是随降雨量大小而变化,也受灌区内水井数量和水量所影响。为更科学地制定引水计划,计划在全灌区按上、中、下游支渠划分记录实际降雨量。