高效节水灌溉方式及制度的确定——以白银市为例

李致博（甘肃省景泰川电力提灌管理局，甘肃景泰730400）

高效节水灌溉方式及制度的确定
——以白银市为例

李致博
（甘肃省景泰川电力提灌管理局，甘肃景泰730400）

白银市地处内陆旱区，年均降水量较低，自产水资源十分缺乏，主要依赖黄河水资源补给。本文主要对目前白银市作物种植比例、灌区需水量现状进行了简要分析，并对高效节水灌溉方式及制度的确定进行了探讨，旨在为高效节水灌溉项目建设提供有利的理论支持。

高效节水；灌溉方式；灌溉制度；白银市

白银市地处内陆，年均降水量较低，自产水资源十分缺乏。黄河是主要水资源，自黄委会对黄河干流实施水量统一调度以来，全市用水量已接近用水指标，水资源成了该项目发展的主要制约因素之一。随着白银市经济的不断发展，基础建设规模的扩大，水资源已十分紧缺。因此，进行农业节水改造，合理调配水资源，节约用水，转让农业用水水权，是工程解决生产用水的有效、快捷途径。

一、作物种植比例现状

工农渠规划灌溉面积约5.0万亩，以种植农作物为主。目前，由单一的农作物种植向经济林和生态林方向发展，其灌溉面积和种植结构都得到了较大改善，实灌面积达到3.3万亩。种植比例详见表1。

表1　现状灌区作物种植比例

二、灌区现状需水量

工农渠电灌工程渠系分总干渠、支渠、斗渠及农渠四级，根据调查分析，现状渠系利用系数0.61。田间水利用系数0.90，灌溉水利用系数0.55。农田综合净灌水定额317.45m3/亩，林地净灌水定额165.6m3/亩，相应毛灌水定额分别为：577.18m3/亩和207m3/亩，综合毛灌水定额453.79m3/亩，年用水量1497.52万m3，如表2所示。

三、灌溉方式确定

工农渠始建于上世纪七十年代初，灌溉方式较为粗放，以大水漫灌为主，随着灌水成本的提高和农业种植精细化，节水技术在上世纪九十年代得到广泛推广，逐步实现了大块改小块，斗农渠逐步得到衬砌，灌水效率得到了有效提高。但仍以地面灌溉为主，由于白银市大环境绿化的进一步实施，市区周边工农渠灌区的部分耕地进行种植结构调整，种植经济林和生态林，其灌溉方式以高效节水为原则，采用滴灌技术。

综合分析比较，确定工农渠灌区选用农田地面小畦灌溉和生态林滴灌相结合的方式。

四、灌溉制度设计

（一）农田灌水定额

灌水定额由灌区土壤田间持水量确定。根据灌溉试验站有关实测数据，以农作物为代表，推求灌水定额。

M=102γH（ωmax－ωmin）

式中：γ——灌区土壤干容量，为1.38t/m3。

H——土壤计划湿润层深度，取0.7m。

ωmax——H深度内土壤田间持水量，即允许土壤含水量上限（占干容重%），取21.5%。

ωmin——H深度内允许土壤含水量的下限（占干容重%），取13.5%。

M=102×1.38×0.7×(21.5－13.5)

=772.8(m3/hm2)=51.52m3/亩规划农田地面灌溉灌水定额最小为50m3/亩·次。

来稿日期：2016-04-14
作者简介：李致博（1974-），男，甘肃宁县人，工程师，主要从事灌溉管理及工程管理工作。

表2　现状作物需水量计算表

（二）经济林和生态林灌水定额

规划林地为山地，采用滴灌。参考其它工程节水灌溉试验资料，结合灌区作物种植品种、当地气候、土壤情况取计算参数如下：土壤适宜含水上限（θmax）和土壤含水下限（θmin）按田间持水量的90%和65%设计，设计土壤湿润比为50%，该区土壤为砂壤土，干容重（γ）为1.38g/cm3，田间持水量为20%（重量%），土壤计划湿润深度确定为0.70m，因该区灌溉期平均风速为2.8m/s，风速低于3.4m/s，灌溉水利用系数（η）为0.9。则设计灌水定额为：

m=0.1γh(θmax－θmin)/η=0.1×1.38×0.7×50× （0.92-0.70）×20/0.9=23.61mm=15m3/亩·次。

灌水周期：根据当地试验资料，小麦套玉米灌水临界期日耗水量与牧草（苜蓿）的日耗水量为2mm，则灌水周期为：T=（m/Ea）η=（21.9/2.0）× 0.90=9.8（d），取T=12d。

（三）灌溉、渠系水利用系数

设计水平年要求全灌区农田灌溉全面推行以常规节水灌溉为主，同时加大高效节水灌溉的力度，规划对工农渠灌区斗渠以上各级渠道进行防渗衬砌，农渠也进行改造，以提高输水系统的利用率，农田以地面灌溉为主，实行小畦灌溉，提高灌水效率和田间水利用率，垄沟穴播作物必须实行地膜覆盖种植，以减小水量蒸发和提高地温。

灌区灌溉渠道分为总干、支渠、斗渠、农渠四级。现状渠道的干、支渠已全部衬砌，本规划对这两级渠道破坏段和水毁段进行改造衬砌。其中干渠2.2km（一级干渠1.2km，三级干渠0.4km，四级干渠0.6km），支渠改造衬砌总长26.67 km（西沟支渠5km，西支渠4km，白崖子支渠5km，沙川支渠10km，麦地沟支渠2.5km，西南支渠2.2km）。灌区现状有斗渠62条，总长154.3km。其中干渠上设32条，长116.9km，已衬砌77.02km，渠道较为完好。支渠上设斗渠30条，总长37.4km，已衬砌仅20.4km。斗渠工程衬砌率63.2%；共有农渠45条，总长度112.5km，其中已衬砌20条76.5km，衬砌率68%，未衬砌25条36km，占32%。规划对未衬砌的29条长56.88km斗渠和25条36km农渠进行衬砌，以提高渠道水利用系数。测算的各级渠道的渠系水利用系数详见表3。

灌溉水利用系数ηs＝η田间×η渠系＝0.94×0.72＝0.68

表3　规划各级渠道及灌溉利用系数分析表

生态林灌溉,渠道水利用系数0.88,田间水利用系数0.98，所以生态林灌溉水利用系数为0.86。

（四）灌水率的确定

根据工农渠工程确定的各次灌水时间和灌水周期，规划本灌区灌溉制度，春灌从4月15-4月24日结束；夏灌从4月25-7月9日结束；秋灌从7月15-9月5日结束；冬灌从10月1-10月30日结束。苗期灌水量相对较小，开花、抽穗、成熟期灌水量相对较大，冬灌泡田灌水量均为100 m3/亩。

按灌溉制度表绘制灌水率图，最大灌水率为0.23m3/s/万亩，为规划灌水率，以此灌水率推求渠道设计流量。

（五）设计水平年水供需平衡分析

规划全年农业用水1 354.75万m3，拟建项目区大多数地段处于白银市城区供水管道覆盖区，同时经过多年人饮解困工程的实施，区内农村的人畜饮水和乡企用水都已经得到解决。因此本规划不再考虑这部分用水量。规划灌区单种净灌水定额260.0～275.0m3/亩，套种净灌水定额375.0～380m3/亩，林地净灌水定额160 m3/亩。综合净灌水定额为245.38m3/亩，综合毛灌水定额338.69 m3/亩。灌区粮食作物综合净灌水率0.384m3/s.万亩，林地综合净灌水率0.28m3/s.万亩。全灌区综合净灌水率0.373m3/s.万亩。现状水平年全年用水量1 680.52万m3规划水平年全年用水量1 354.75万m3，节水量325.77万m3。

（编辑：魏翔）

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1673-9019(2016)13-0038-02