浅谈非充分灌溉在关刀桥水库工程设计中的应用

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(四川省水利水电勘测设计研究院，成都，610072)

充分灌溉是按照传统经验作物要求的灌水定额和灌溉定额进行的灌溉，即每次灌水都使作物根系土壤水分充足、灌足，符合“及时足量”的传统要求，其主要目标是获得作物的高产、稳产，并以控制土壤湿度为约束条件。以目前应用最广泛的彭曼公式而言，计算需水量就是在土壤水分充足条件下，讨论各种大气因素与需水量之间的关系，普遍沿用的灌溉制度及灌溉管理软件等也是以充分灌溉为前提。在这种充分灌溉理论的支配下，增加了作物的蒸腾水量，造成了一些不必要的棵间蒸发、地表径流和深层渗漏损失。近代水分生理学的研究认为，适当地干湿交替对于促进群体的高产更为有效。非充分灌溉在国外也叫有限灌溉或蒸发蒸腾量缺亏的灌溉，是作物实际蒸发蒸腾量小于潜在蒸发蒸腾量的灌溉。非充分灌溉正是利用作物本身具有一定的生理节水与抗旱能力的特点，达到既节水，又高产高效，以有限水量的投入获得最大效益的目的。由于作物产量不仅取决于生长期的灌水量，还取决于灌水量在生长期内时间上、数量上的分配[1]。因此，非充分灌溉就是在最大限度节约作物生长期灌水量的前提下，寻求作物全生长期的最佳灌水次数、灌水时间、灌水定额，使农作物产量最大，提高水分生产效率、效益。

上世纪80年代中期，我国北方开始进行专门试验探索非充分灌溉问题。经过二十多年有关专家学者的潜心研究与努力，得到了一些非充分灌溉的理论基础和实用技术。由于非充分灌溉在灌溉领域中是个新课题，比探索其它节水措施要复杂得多，目前在我国还处于试验研究阶段和初步示范推广阶段，没有形成完整的理论体系和计算方法，本文仅根据有关专家学者的研究成果在关刀桥水库工程设计中进行一些探索。

1 项目背景

关刀桥水库早在上世纪60年代初便开始进行现场踏勘、规划工作。《四川省都江堰灌区毗河供水一期工程项目建议书(审定修编本)》(2008)中，根据当地水资源条件及现有水利设施分布，从充分挖潜当地水资源利用的角度对毗河供水工程总体布局进行了局部调整，调整后的一期工程仅修建至干渠末端的朝阳水库，关刀桥水库属毗河供水工程的末端囤蓄水库，未进入毗河供水一期工程之列。为解决关刀桥水库灌区现状人畜饮水与农业灌溉用水十分困难的局面，迫切需要尽快开工建设该项目。

由于关刀桥水库坝址以上集雨面积97.9km2，多年平均来水量仅有约3717万m3，因此在毗河供水工程建成前可考虑依靠当地径流修建水库，水库和灌区渠系按毗河供水工程补水后的规模一次建成，灌溉面积1.0573万hm2，采用非充分灌溉方式，毗河供水工程向关刀桥水库补水后，可提高灌溉保证率。

2 灌溉方式

旱作物的灌溉方式：控制性干湿交替灌溉模式，即通过人为的控制，干燥与湿润区域交替出现，即上次灌水的区域，下次灌水时让其干燥，而上次保持干燥的区域，下次灌水，从而使不同区域的根系能够交替，接受一定程度的水分胁迫(亏缺)。在常规沟灌的基础上，采用交替隔沟灌溉的方式，可实现交替性灌溉。利用滴灌、渗灌等系统，轮流交替在作物的两侧供水，每次只让一侧的根系区域湿润，而另一侧的根系区域则保持干燥，也可以实现交替性灌溉。交替灌溉与地面全部湿润灌溉相比，可以显著减少作物株间水分蒸发损失和叶片水分蒸腾损失，提高水分的利用效率。据梁宗锁等人研究，在灌水下限控制为田间持水量的55%～65%，根系分成相等两部分实施交替灌水时，用水量减少34%～36.8%，而作物生长、产量仅下降6%～12%，节水效果极为显著。

3 灌溉定额

通过上述灌溉方式，首先保证水稻灌溉用水，其它作物灌“关键水”，并适当延长两次灌水间隔时间，计算得到玉米、红苕、油菜、小麦、蔬菜和果树的多年平均定额分别为充分灌溉的48.5%、50.0%、60.5%、50.0%、60.2%(小春)和59.6%，非充分灌溉时灌区耕园综合定额为133m3/亩，为充分灌溉时灌区耕园综合定额193m3/亩的69%，节水31%，灌区主要作物单项定额及综合定额成果见表1。

表1 灌区主要作物单项及综合灌溉定额 单位：m3/亩

4 对非充分灌溉的建议

对于水资源供需矛盾突出地区，实行非充分灌溉势在必行。适当、合适的非充分灌溉，节水增效显著。但非充分灌溉技术的实施存在着一定的风险，为使该项技术取得良好的效果，具体应用中应注意以下几点：

(1)避免作物需水关键期缺水受旱，特别是受重旱；

(2)避免两个生育阶段连旱，即便是轻旱，也要避免；

(3)非需水关键期可使作物短期缺水，避免长期受旱；

(4)非充分灌溉制度的实施必须与天气预报和土壤墒情监测密切结合，才能把产量损失的风险降至最小。

5 结语

关刀桥水库工程是四川省第一个采用非充分灌溉方式分析计算灌溉用水量的项目，通过非充分灌溉这种新的灌溉制度在关刀桥水库工程上的运用，使毗河供水工程补水前的灌溉面积由0.7133万hm2增加到1.0573万hm2，增幅48%，通过增加灌溉面积而获得大面积总量的均衡增产，作物大面积总量增产39%，使水分利用效率-产量-经济效益三方面达到了有效统一，同时最经济、合理、有效地解决了毗河供水工程建成后与其的结合问题，为大型灌区中准备先期实施的、而当地径流有限的囤蓄水库提供了一个探索的方向。

参考文献

〔1〕康绍忠，蔡焕杰.农业水管理学[M].中国农业出版社，1996.12：101-117.

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