节水潜力计算方法探讨

（新疆水利管理总站）

节水潜力计算方法探讨

□古丽巴哈·吾斯曼

（新疆水利管理总站）

节水灌溉的节水潜力是在尽可能保持农作物产量的情况下，运用工程、技术等措施将取用的灌溉水进行输水、配水及灌溉提供给作物利用，文章以新疆玛纳斯河灌区为研究对象，采用分项法按照两种不同顺序进行了灌区田间节水潜力的计算，表明不同计算顺序对田间节水潜力计算结果的确存在一定影响，并采用综合法对分项法的计算结果进行了验证，计算结果基本可靠，以期对类似工程提供借鉴指导。

节水灌溉：节水潜力：计算

1 概述

新疆玛纳斯河灌区是上世纪五六十年代开发建设的现代化大型灌区，对自治区经济发展作出了积极贡献。玛纳斯河灌区地处新疆天山北麓的准格尔盆地南缘，东西距离为140 km，南北距离102 km，面积53.44万hm2，灌区年平均气温变化幅度为-42.80℃～43.10℃，气温年内变化幅度非常大，这是大陆性气候的典型特征，降水量的年际变化幅度在110～200 mm范围内，蒸发量的年际变化范围为1 500～2 000 mm，日照时数平均为2 825 h，全年中约有270 d为无霜期，根据上述特征可以判断灌区属于典型的荒漠绿洲型区域。该灌区范围内的主要灌溉水源是来自玛纳斯河的河水，而玛纳斯河的河水主要依靠降水与高山融雪提供补给，玛纳斯河灌区内除了玛纳斯县、沙湾县、石河子市、克拉玛依市之外，还包括莫索湾和下野地等垦区及新湖农场构成，主要作物为小麦、棉花、玉米、甜菜、瓜果等。

2 节水潜力的计算

2.1 分项法

分项法是分别计算种植结构调整、节水灌溉制度的施行、沟畦改造三项节水措施所产生的节水潜力，并将结果汇总求得田间综合节水潜力。

上式中：Wfi—田间综合节水潜力（m3）；Wad—灌区种植结构调整的节水潜力（m3）；Wsi—节水灌溉制度的节水潜力（m3）；Wfr—沟畦改造的节水潜力（m3）。

式中：Wadb、Wada—灌区种植结构调整前后田间灌溉水量（m3）；Wtr、Wsr—节水灌溉制度实施前后田间灌溉水量（m3）；Wfrb、Wfra—沟畦改造前后田间灌溉水量（m3）；madb、mada—灌区种植结构调整前后的灌区综合净灌溉定额（m3/hm2）；mtr、msr—节水灌溉制度实施前后灌区综合净灌溉定额（m3/hm2）；m—沟畦改造时灌区综合净灌溉定额（m3/hm2）；Aad—种植结构的调整面积（hm2）；Asr—实施节水灌溉制度的面积（hm2）；A—沟畦改造面积（hm2）；ηfrb、ηfra—沟畦改造前后田间水利用系数。

2.1.1 顺序一

在这种计算顺序下，采用种植结构调整后的综合净灌溉定额（mtr）作为节水灌溉制度实施前的综合净定额（mada），采用沟畦改造前的田间水利用系数（ηfr）计算农作物种植结构调整后的节水潜力，和高效节水灌溉制度实施后的节水潜力，采用灌溉定额（mst）作为沟畦改造的综合净灌溉定额（m）。

2.1.2 顺序二

在这种计算顺序下，采用种植结构调整前的综合净灌溉定额（madb）作为沟畦改造的综合净定额（m），采用沟畦改造后的田间水利用系数（ηfra）进行种植结构调整和节水灌溉制度的田间节水潜力（ηfr）计算，采用种植结构调整后的综合灌溉净定额（mada）作为节水灌溉制度实施的综合净灌溉定额（mtr）。

2.2 综合法

在综合法计算节水潜力的情况下，必须求得现状灌溉水量及其与综上节水措施实施之后灌溉水量之间的差额，据此差额展开计算与分析。

式中：Wbi、Wai—现状田间灌溉水量及采取节水措施后田间灌溉水量（m3）；mbi、mai—现状灌溉定额与采取节水措施后的综合净灌溉定额（m3/hm2）；Abi、Aai—现状灌溉面积与采取节水措施后的灌溉面积（hm2）。

3 节水潜力的计算

3.1 分项法

3.1.1 调整农作物种植结构

结合灌区改造计划与工作布置，必须将粮食作物、经济作物和林草种植比例进行重新规划与调整，尤其是其中的水稻面积需要缩减三分之一，棉花面积由现状8.77万hm2调整为5.35万hm2。按照上述规定和要求进行作物种植面积调整之后，进行调整前与调整后的比较，并利用式（2）按照顺序一与顺序二分别计算种植结构调整之前之后的综合净灌溉定额，结果表明，种植结构调整所增加的田间节水潜力分别为3.25亿m3与2.75亿m3。

3.1.2 节水灌溉制度的施行

采用作物种植结构调整后的综合净灌溉定额并在上述两种顺序下，通过式（3）可以计算出节水灌溉制度实施之后的节水潜力实际值，详见表1。

3.1.3 沟畦改造

表1 新疆玛纳斯灌区实施节水灌溉制度之后的节水潜力成果表

同样按照式（4）计算上述两种顺序下，玛纳斯灌区节水改造措施实施之前和之后的节水潜力，详见表2，计算过程中，调整了水稻与旱地作物的种植次序后，田间水利用程度不同进而导致田间节水潜力出现了差异。

3.2 综合法

根据综合法公式计算不同顺序下不同区域的田间节水潜力，计算结果为顺序一与顺序二的田间节水潜力分别为9.68亿m3和9.72亿m3，计算结果见表3。

表2 新疆玛纳斯灌区进行沟畦改造后的节水潜力成果表

将分项法所计算的三部分数值加总后与综合法所计算的田间节水潜力结果数值出入不大，两种顺序下结果存在细微差别，但是综合考虑作物耕种结构的调整、节水灌溉制度的实施和沟畦改造等措施的施行对节水潜力的综合影响后，可以认为两种顺序对节水潜力计算结果的影响完全可以忽略不计。在分项计算中必须合理确定灌溉定额与田间水利用系数，才可有效避免重复计算，保证结果的合理性。

表3 节水潜力综合法计算结果

4 结论

文章基于《全国灌溉用水定额编制》的研究成果提出了灌区节水灌溉节水潜力的计算方法，并结合灌区实际情况对其中一些参数进行了概化处理，只要灌区内具有水源取水量等合理的田间水利用系数、不同作物结构、灌溉定额等基本数据，利用分项法进行计算并利用综合法进行结果校核，便可推求规划目标年发展节水灌溉的节水潜力。

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1673-8853（2017）04-0072-02

2017-2-22 编辑：赵鑫

古丽巴哈·吾斯曼，工程师，主要研究方向为水利工程。