人民胜利渠灌区井渠结合灌溉技术初探

□王 瑞（河南省人民胜利渠管理局）

1.井渠结合节水灌溉的优点

1.1 能保证适时灌溉：长期采用井灌，有水源不足，使地下水出现降落漏斗的可能。实行井渠结合，就能使井渠有相互调剂补充，这样就能提高农田灌溉的保证率。

1.2 能防治土壤次生盐碱化：地下水埋深长期维持在临界深度(2m)以内，在蒸发的作用下,表土会积盐,当耕层土壤含盐量达到3‰时，就会产生土壤次生盐碱化。在引黄灌区实行井渠结合，渠灌渗漏可以弥补地下水量的不足，井灌又可以控制地下水位的上升，既合理利用了水资源，又能有效地防止土壤次生盐碱化的发生。

1.3 减轻引黄泥沙危害，节约用水量：在汛期黄河含沙量大，自流灌区地下水位又高，实行渠井结合，可以节约引黄水量，减少引进泥沙，减轻渠道淤积。

1.4 用水管理的需要：人民胜利渠灌区的气候特点是冬春干旱，夏季多雨。小麦冬灌多在12月上、中旬进行，日平均气温4℃左右，正所谓“夜冻昼消”，出现渠水结冰、闸门冻结等现象。另外，在汛期常有暴雨出现，此时渠灌，又会加重涝灾。在这两种情况下，如果改渠灌为井灌，就会避免上述问题的发生。

2.井渠结合节水灌溉工程布局

同其它灌溉工程规划一样，井渠结合节水灌溉工程也要井、渠、路、林、电统一规划。

2.1 工程布局

2.1.1 灌溉工程

2.1.1.1 机井密度：机井密度设计考虑了两项原则：一是能够满足农作物适时适量灌溉的需要，二是能够维持地下水稳定，不致因超采产生漏斗。

2.1.1.2 渠井布置：在渠井结合地区为减少毛渠输水损失，农渠间距以100～400m为宜。根据灌溉面积大小，斗、农渠采用变断面，斗渠采用 D140、D80、D603种断面，农渠采用 D60、D40、D303种断面。机井位置定在农渠附近，以减少井到农渠的输水距离。农渠比降宜小，并在每眼机井旁的农渠上建节制闸，以备调水之用。

2.1.1.3 田间灌水工程布置：

田间毛渠或输水垄沟应沿农渠垂直方向布置，避免在农渠堤边上开设毛渠和垄沟。

根据田间灌水试验结果，畦田规格为：60m×(2.0～3.3m)，畦埂底宽30cm，高>20cm。灌水沟70m长为宜，间距1.0m，沟深18～25cm之间。

2.1.2 排水工程

井渠结合全部农田都要有排水设施，其标准按5年一遇除涝标准设计。一般情况下，对于单向倾斜的地块可采用农渠与农排相临布置，对于农渠向两侧送水的地块可采用农渠与排水沟相间布置，然后由农沟汇入斗排。采用干、支、斗、农逐级控制，分片建网，使排水工程蓄、泄兼备，综合利用。

2.1.3 路、林、电工程

道路：按支、斗、农3级修路。渠道与排水沟尽可能沿公路平行布置，以减少交叉建筑物。规格支道路宽4～5m，高出地面0.7～1.0m；田间路宽3～5m，高出地面0.3～0.5m；生产路宽2～3m，高出地面0.3m。

植树：在支、斗、农三级路两侧植树，树要植在渠堤的外坡脚下，株距一般为3m。

高、低压线路：机井浇地用的高压线路一般顺斗渠内侧布置。

2.2 工程指标

试区斗渠系统灌溉面积143.2hm2，所属农渠18条，平均每条控制面积约8hm2，斗农渠总长5081m，平均渠道长35.4m/hm2，全部用U型混凝土结构加以护砌，斗渠断面为D80，农渠断面有D40和D60两种，各类建筑物共250座，平均每1.74座/hm2。机井 1眼 /hm2。

3.井渠结合调度技术

3.1 井渠结合灌水比例

从合理利用水资源出发，井渠结合的运用，重点是正确确定在不同水文年，不同引黄类别地区的井灌开采强度和井渠用水比例。

3.1.1 计算方法

根据作物水分利用情况,农田需要的供水量E应包括有效降雨量P0、井灌有效水量M’井和渠灌有效水量M’渠3部分，即：

考虑到井灌输水距离短，灌水定额小等因素，认为井灌有效水量等于井灌开采量，即：

渠灌有效水量M’渠为渠灌水量M渠和渠灌水利用系数η水之积，即：

当地下水采补平衡时，由于平原地区地下水运动很弱，在不考虑地下水径流补给的条件下，地下水补给量主要包括降雨补给和渠灌补给两部分，当采补平衡时，地下水开采量M井应等于补给量，即：

因(α＋β雨)＋δv＝1

故(α＋β雨)＝1－δv

所以E＝(1－δv)P＋(β渠＋η水)M渠

即

式中：α—降雨量有效利用系数

P—降雨量(mm)

β雨、β渠—分别为降雨、渠灌补给系数

δv—降雨径流系数，非汛期δv＝0，汛期0<δv<1

当允许超采，使地下水位下降H时：如果地下水位较高，允许超量开采，要使地下水位下降H，此时的井灌水量，按下式计算：

将(8)代入(4)得：

H—允许地下水位下降值(m)

μ—土壤给水度

其余符号同前。

3.1.2 计算结果及分析

利用上述各式，可以计算出渠井结合条件下的渠井用水量和渠井用水比例。人民胜利渠灌区不同水文年年灌水总量及井灌占总灌水比例见下表1。

表1 人民胜利渠渠井结合灌水比例成果表 （单位：m3/hm2）

3.2 井渠结合适宜灌水时期

根据地下水位变化规律及影响灌水时间因素的分析：2-5月份宜采用渠灌。麦黄水及晚秋播种时，最好采用井灌。以便汛期来临腾空地下库容，减少和防止涝碱灾害，6-9月是汛期降雨频繁时期，地下水位上升较快，应充分利用有效降雨，不足时用井灌补充。10月份，一般需灌小麦播前水，需水量较大，渠道较能适时适量灌溉；小麦冬灌应用井灌。

4.井渠结合节水灌溉的效果

4.1 节水灌溉的效果

在渠井结合配水灌溉中，通过渠井不同灌水次数的试验分析结果：全年5次灌水，都用渠灌时，年总用水量5164m3/hm2；井灌1次渠灌4次时，总用水量4883m3/hm2。井灌2次渠灌3次，总用水量4695m3/hm2。以上3种处理的灌水费用分别为：82.6元/hm2，80元/hm2，73元/hm2。可以看出井渠结合灌水比纯渠灌不但节水效果显著，而且灌水费用降低，且产量也提高0.5%～12.9%。

4.2 混凝土“U”型渠的节水、减淤效果

4.2.1 节水效果：混凝土“U”型渠道节水效益主要是由于它比土渠减少渗漏损失，提高渠系水有效利用系数的结果。

4.2.2 减淤效果：由于混凝土“U”型渠道的断面水力条件好，断面流速可比梯形混凝土渠增大11.4%，比土渠增大44.4%，因而年淤积量减少33.7%～57.5%。

5.结语

井渠结合节水灌溉技术是水资源优化配置的有效手段，通过对该主要技术要素的优化，不仅强化了该技术的资源配置功能，还突出了其节水功能。今后，应对水资源统筹管理进行深入研究，使井渠结合节水灌溉技术更好地应用推广。