红星水库灌区水田排水制度设计

李红敏，唐 纯，王鹏飞

(1.哈尔滨市阿城区水务局双丰灌区，哈尔滨 150300;2.哈尔滨市阿城区水务局，哈尔滨 150300)

1 灌区概况

红星水库灌区位于阿城区东郊冒溪河、海沟河下游，南起红星水库达子营(红星乡)，北至小河沿，西与河东灌区一岭之隔。该灌区于1958年4月开始兴建，1969年5月续建，于1975年竣工，以红星水库为水源。灌区总土地面积6 200 hm2，现有耕地面积4 467 hm2，1997～2007年，实灌水田面积800～1 000 hm2。

2 水田排水模数确定

水田排水模数的大小取决于田面水层、降水量、土壤渗漏、栽培技术、渠系布置等情况。由于影响因素很多，加上各地各种条件差异，在已往设计中，很难算出精确的数据。因此提出了一些不同的看法。“三江办”1974年提出，当设计标准为5 a一遇洪水时，落干排水模数大于暴雨排水模数，晒田排水模数大于5 a一遇洪水的落干排水模数而小于10 a一遇的落干排水模数。

根据东北地区灌溉工程规范(1966年)要求按雨洪排水，落干排水和晒田排水进行分析计算。

2.1 雨洪排水模数

水田暴雨排水，指汛期排除最适水层以上的暴雨量。水稻格田有一定的调蓄能力，暴雨排水靠排水口的溢流能力和各级渠道的泄水能力来调节。

排水口的大小，沟道的断面大小按水稻的耐淹能力及其相应历时作控制。暴雨排水与落干、晒田排水不同，它不能适应轮排制度，而是全面积同时产流。暴雨排水包括水田、旱田、坡水等同排水，对于大型沟道，特别是控制范围内即有水、旱田又有坡水时，暴雨排水往往来得比较大。

2.1.1 设计暴雨

根据《灌溉排水渠系设计规范》第5-1-3条规定，对水稻一般采用1～3 d暴雨、3～5 d排至耐淹水深。考虑到本灌区地面坡度较陡，在田面平整中，为了减少土方量，田埂高度不谊过大，格田对于降雨的调蓄能力较低。因此，在设计中采用1 d最大雨量，3 d排除设计标准。

选取了阿城雨量站，其资料系列29 a阿城站离该灌区平均距为5 km左右，因此采用阿城站降雨量资料是较为合理的。

2.1.2 暴雨频率计算

经过选线(P-Ⅲ)发现当取Cv=0.28，Cs=2.5Cv时，理论频率曲线的中部点据与经验频率点配合较好，但头部和尾部点据却与经验频率点据偏离较大，需改变参数，重新配线。因为上述曲线头部偏低，尾部偏离，故第二次配线是增大了Cv值，仍取Cs=2.5Cv进行配线，结果第二次配线的频率曲线与经验频率曲线点据配合较好，即为采用的理论频率曲线，结果见表1。

表1 设计暴雨计算成果表

2.1.3 代表年

从阿城站实测降雨资料来看，5 a一遇降雨量按近于设计暴雨量hp=59.3mm的年分是1985年，而1985年1 d降雨(时间7～8月份出现的)，说明附合降雨的规律，同时7～8月份也正是水稻生育期耗水量大的时期，因此采用1985年1 d暴雨为代表年。

2.1.4 雨洪排水模数计算

水田排水模数采用《灌溉排水渠系设计规范》推荐公式，设计标准为1 d暴雨3 d排除。

2.1.4 .1 5 a一遇水田排水模数计算(表2)

式中:q水为水田排水模数，m3/S/km2;T为排涝历时，3 d;t为每天排水时数，24 h;R净为设计降雨深。

由于本灌区地面坡降较陡，为了节省土方，田埂不宜过高，所以5 a一遇暴雨按格田无滞水深考虑，故:

式中:P设为5 a一遇1 d暴雨，59.3 mm;E为水田腾发量，可以不考虑;f为田面渗漏量(3.4 mm/d)×3 d

表2 5 a一遇水田排水模数计算成果表 mm

2.1.4 .1 10 a一遇排水模数计算

同样采用上式计算，1 d暴雨3 d排除，考虑到水稻在此阶段应以浅层水浅灌的要求，允许田间滞蓄深度10 mm计算，以不影响水稻的正常发育为标准，见表3。

表3 10 a一遇水田排水模数计算成果表 mm

2.2 落干排水

为了保证机械化收割水稻，须于8月下旬(乳熟末期)开始落干排水，故排水层除此时期灌溉水深外，尚需考虑该时期的暴雨。红星水库灌区此期间水层约3～4 cm，5 a一遇的1 d降雨为0.87 cm(典型年)实际排水层9 cm，排除沥时仍按3 d(昼夜)计算。设计成果见表4，5，6。

表4 阿城站逐年最大日降雨量频率计算表

表5 理论频率曲线选配计算表

表6 水田排水落干模数计算表

2.3 晒田排水

在6月下旬至7月初，红星水库灌区水田开始晒田，此时期田间水深一般4～5 cm，7月初通常属于汛期的初期，因晒田必须在睛天进行，所以排水应为正常灌水深度，不考虑降雨。其计算成果见表5。

表5 晒田排水计算表

[1] 武汉水利电力学院.农田水利学[M].北京:水利电力出版社，1992.