高坨子灌区灌溉水利用系数计算及修正探析

杨万民

(辽宁营口市河务管理处，辽宁 营口 115000)

1 灌区基本情况

高坨子灌区，为小型灌区，渠首位置在海城市高坨子镇罗家套子村小河口，E122°40′，N41°07′，1979年设立。区域范围在高坨子镇内，灌区长度3.5km，设计灌溉面积水田667hm2，实际灌溉面积400hm2。灌区干渠长度3.5km、支渠长度3.15km。渠道的土质为亚黏土，为土料砌衬形式，防渗措施土料夯实，工程现况较好。

测区位于太子河冲积平原区，一般高程在5-8m。水文地质为分布较广的孔隙水含水岩组；在第四纪下发育的第三纪地层由于成岩较晚地岩层相对疏松，胶结程度较差发育的裂隙、孔隙，裂隙孔隙水分布于其中。多为亚砂土性淤土、禾草草甸植被，地势低洼易涝,土质肥沃。

2 灌区水文气象特性

2.1 气候

测区位于太子河下游平原，属暖温带大陆性季风气候区，一年四季受季风支配，四季分明。总的气候特点是：雨热同步，干冷同期，温度适宜，光照充足。洪涝、干旱、风砂、冰雹、霜冻等灾害，常有不同程度发生。

2.2 降水

测区多年平均降水682.6mm，灌溉期(5-9月)多年平均降水量529.8mm，2006年降水374.2mm，较多年平均降水少29.4%，因此土壤保水率较低，下渗损失较大。

2.3 蒸发

测区多年平均蒸发量890.1mm(E601)，灌溉期(5-9月)多年平均蒸发量568.3mm，2006年蒸发量621.5mm，较多年平均蒸发量多9.4%。

3 灌区引水特性

灌区水源太子河从辽阳市辽阳县唐马寨镇流入鞍山市，流经腾鳌、高坨、望台、温香等镇，在西四镇八家子村与浑河汇合成大辽河，多年平均入境水量24.21亿m3/s，多年平均出境水量30.24亿m3/s。境内干流长46.0km，流域面积2853km2，多年平均地表水资源量4.39亿m3/s。渠首引水方式为提水，由4台28ZLB—7型、额定功率580kW水泵提水，设计引水流量6.0m3/s。

4 灌溉水利用系数的计算及修正

4.1 渠道水利用系数η渠道

渠道水利用系数包括干渠、支渠、斗渠及农渠利用系数。

4.1.1 干渠

由公式(1)计算出每次测量的渠段系数η渠段，由公式(2)计算出η渠道，三次测得平均值0.9275。

4.1.2 支渠

每次测量选择两个代表渠段，共六个不同渠段，分别按公式(1)、(2)计算每段的渠段系数η渠段、渠道水利用系数η渠道，三次平均值0.9509。

4.1.3 斗渠

每次测量选择两个代表渠段，共六个不同渠段，分别按公式(1)、(2)计算每段的渠段系数η渠段、渠道水利用系数η渠道，三次平均值0.9066。

4.1.4 农渠

每次测量选择三个代表渠段，共九个不同渠段，分别按公式(1)、(2)计算每段的渠段系数η渠段、渠道水利用系数η渠道，三次平均值0.8463。

4.2 灌溉水利用系数的修正

高坨子灌区为非等效并联渠道，渠系水利用系数不能单独用各级渠道水利用系数相乘的积来计算，需对渠道水利用系数计算后需进行修正。对于i、j上下两级非等效并联渠道，其渠系水利用系数应按下式计算：

ηij=ηiΣ(dkηjk)
(k=1,2…m)

(1)

以支渠为例，采用面积加权方法来求渠道水利用系数。

即：

(2)

假定斗渠在支渠上的分布是均匀的，而且每一条斗渠所控制的面积基本相等。即

A1=A2=A3=A4=A5=A6=A7
=A8=……=An

(3)

于是上式可化简为：η支渠=(η1+η2+η3+…ηn)/n

由此可以得出各级渠道水的通用公式：

(4)

式中：η修为修正后的渠道水利用系数；η为未修正的渠道水利用系数；n为下一级渠道的条数。

4.2.1 干渠

(5)

4.2.2 支渠

(6)

4.2.3 斗渠

(7)

4.2.4 农渠

因农渠所选渠段基本代表平均农渠长度，没有放水口，故不需修正，仍采用0.8463。

4.3 渠系水利用系数

η渠道=η干渠η支渠η斗渠η农渠=0.9634×0.9672×0.9528×0.8463=0.75

(8)

4.4 田间水利用系数η田间

η田间=mA/W农净

(9)

式中：η田间为田间水利用系数；A为农渠控制的实灌面积；W农净为一次灌溉农渠放出的总水量；m为设计净灌水定额。本次暂采用0.95。

4.5 灌溉水利用系数η水

η水=η渠η田间=0.75×0.95=0.71

(10)

5 结 语

通过高坨子灌区灌溉水利用系数计算可知，灌溉系数测试条件需要有稳定的流量，典型测验渠段中间无支流，在实际工作中渠段内没有支流的情况很少，由于灌溉时流量又易发生变化，上下断面测量水的流程时间又不相适应，这些必要条件难以保证。因而在典型代表渠段选择上，由于受实际条件限制，选取长度达不到理论要求。

由于典型渠段的选取与渠道实际长度差距较大，计算所得高坨子灌区渠系水数值明显不合理。在计算田间水利用系数时，由于灌区管理不善，渠系混乱，斗渠、农渠直接灌入田间，灌区中普遍存在越级渠道输水现象时，而且灌区排水混乱，跑冒严重，所以理论公式在实际计算时需要进行修正。

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