新疆喀什噶尔河流域伽师县灌区灌溉水利用系数分析

（新疆喀什噶尔河流域管理局水利管理中心 新疆喀什 844000）

0 引 言

新疆水资源总量有限，水资源短缺问题严重制约着经济社会发展与脱贫攻坚的进程。据调查2017年，新疆农业用水比重达到92.5%，南疆地区部分地州农业用水比重高达97%，远高于全国平均68%以上[1]。随着社会经济的发展，非农用水逐年提高，提高农业灌溉用水的效率，不仅可以缓解区域水资源短缺的现状，对于水资源可持续利用也具有积极的推动作用[2]。灌溉水有效利用系数是评价灌溉水利用效率及程度的重要参考指标，是直接反映工程技术质量和效果的综合性指标[3]。灌溉水利用系数的测算和分析，为判断农业节水潜力提供依据，使得各地节水农业主攻方向进一步明确[4]。本文以新疆喀什噶尔河流域伽师县灌区为例，研究分析了通过实施灌区续建配套与节水改造工程，对灌区的灌溉水利用系数的影响，为节约区域水资源提供很好的依据。

1 灌区概况

喀什噶尔河灌区是喀什噶尔河平原绿洲的主体，位于喀什噶河流域中央。本次工程区伽师县地处新疆南疆的喀什地区，东临巴楚县，西接疏勒县，南连岳普湖县，北依天山南支柯坪山山前地带，西北与疏勒县和阿图什市毗邻。全县东西长约140 km，南北宽约80 km，土地总面积6 862 km2。县区西北依山，东南伸入也台库木沙漠，其山地及沙漠区面积约2 700 km2，占土地面积的40%；平原区面积为4 100 km2，占土地总面积的60%。辖区内有十个乡、两个镇以及兵团第三师伽师总场。

2 计算方法

1）灌溉水利用系数

灌溉水利用系数计算公式如下:

式中:η渠——渠系水利用系数；

η田——田间水利用系数。

2）渠道水利用系数

按照《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）[5]。计算渠道水利用系数。公式如下:

式中:η——渠道水利用系数；

σ——渠道单位长度水量损失率，%/km；

L——渠道长度，km。

土渠渗水不受地下水顶托的影响，渠道单位长度水量损失率（%/km）可按下式计算:

式中:σ——渠道单位长度水量损失率，%/km；

K——土壤透水性系数；

m——土壤透水性指数；

Qdj——渠道净流量，m3/s。

K和m的取值与渠床土质有关，根据地勘资料，灌区内渠道为低液限粉土土质，依据规范K和m分别取2.65和0.45。

土渠渗水受地下水顶托的影响，对单位长度损失率按下公式修正:

式中:σ′——受地下水顶托的渠道单位长度水量损失率，%/km；

ε′——受地下水顶托的渗水损失修正系数。

衬砌渠道可用以下公式修正:

式中:σ0——受地下水顶托的渠道单位长度水量损失率，%/km；

ε0——衬砌渠道渗水损失修正系数。

3 灌区改造渠系水利用系数计算

根据公式（2）-（5），计算出本次伽师县大中型灌区骨干工程节水改造项目2015年（现状年）和2020年（设计水平年）干、支渠水利用系数结果见表1。根据新疆部分渠道实测值经验，理论公式计算值偏大，还应考虑水面蒸发损失、闸门漏损及流域内的管理水平等多种因素，实际应用时应进行折减，折减后设计取值见表详见表1、2。

由表1和2可知:伽师县干渠在经过续建配套和节水改造之后，渠道水利用系数（设计值）较2015年平均增加了3.94%，渠道净流量较2015年增加了5.24%，说明通过节水改造项目，能够有效地提高渠道水利用系数，在输水过程中能够降低渗漏损失，提高水的利用效率。

表1 2015年伽师县渠道水利用系数计算表

4 灌溉水利用系数测算及分析

1）2015年灌溉水利用系数分析

（1）渠系水利用系数。2015年（现状年）伽师县灌区干渠总长度314.07 km，防渗长度60.9 km，防渗率19.35%，支渠总长191.45 km，防渗长度25.6 km，防渗率13.37%；斗渠总长度1 606 km，防渗长度89 km，防渗率5.54%；农渠总长度1 142 km，均无防渗。经计算，地面灌渠系水利用系数为0.534；根据实际情况，滴灌系统均布置在斗渠旁，因此，采用节水灌的渠系水利用系数为0.667。

表2 2020年伽师县渠道水利用系数计算表

（2）田间水利用系数。根据灌区多年来管理技术水平，综合多方面因素并通过调查，伽师县灌区田间水利用系数地面灌为0.860，节水灌为0.900。

（3）灌溉水利用系数。根据计算伽师灌区常规灌溉的灌溉水利用系数为0.459，采用滴灌的灌溉水利用系数为0.600。2015年地面灌面积为6.79万hm2，节水灌面积为1.29万hm2，经面积加权综合灌溉水利用系数0.485。现状年伽师县灌区灌溉水利用系数具体见表3。

2）2020年灌溉水利用系数分析

表3 伽师县灌区2015年灌溉水利用系数表

（1）渠系水利用系数。2020年（设计水平年）灌区内干渠及部分支渠实施灌区续建配套与节水改造项目，渠道衬砌后，渠系水利用系数有所提高，但考虑到南疆气候干燥、蒸发强烈而引起的水面蒸发等，结合该县部分实测相似渠道的水利用系数，考虑闸门漏损及管理水平等，渠道防渗改建后干渠渠系水利用系数取0.88。

伽师县支渠总长度191.45 km，现状防渗长度25.60 km，本次未防渗改建支渠，考虑到各县均在实施《大中型灌区节水改造工程》，建设内容以灌区骨干干、支渠为主，则伽师县设计水平年支渠综合渠系水利用系数按防渗长度加权平均并综合考虑其它各级渠道及田间未有规划工程实施，故2020年其水利系数仍维持现状不变，取0.860。伽师县设计水平年渠系水利用系数按防渗长度加权平均并综合考虑后取0.547，滴灌渠系水利用系数为0.683。

（2）田间水利用系数。考虑到灌区为老灌区，经过多年的耕作，田间已基本平整，故至设计水平年仍维持现状。设计水平年该灌区田间水利用系数为0.860，节水灌田间水利用系数根据规范取0.900。

表4 伽师县灌区2015年灌溉水利用系数表

（3）灌溉水利用系数。根据计算伽师县灌区常规灌溉的灌溉水利用系数为0.470，采用滴灌的灌溉水利用系数为0.615，2020年地面灌面积为5.37万hm2，节水灌面积为2.7万hm2，经面积加权综合灌溉水利用系数0.542。通过加快大中型灌区续建配套与节水改造项目的实施，能够进一步提高灌区灌溉水利用系数。具体计算结果见表4。

5 结语

通过在喀什噶尔河流域伽师县灌区实施灌区续建配套和节水改造项目，较2015年相比，高效节水灌溉面积增加1.42万hm2，渠道水利用系数增加3.94%。综合灌溉水利用系数由2015年的0.485提升至2020年的0.542，提高11.75%。其中，地面灌条件下，灌溉水利用系数和渠系水利用系数提高了2.40%；节水灌条件下，灌溉水利用系数和渠系水利用系数提高了2.40%。在南疆地区实施灌区改造能够降低水资源在输送过程的损耗，可以提高水资源的利用效率，为南疆脱贫攻坚打下坚实基础。