龙塘水库灌区水稻灌溉制度设计浅析

2017-08-01葛旭峰徐莉平孙铁蕾

陕西水利 2017年2期

葛旭峰,徐莉平,孙铁蕾

龙塘水库灌区水稻灌溉制度设计浅析

葛旭峰,徐莉平,孙铁蕾

（陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西西安710000）

合理可行的灌溉制度，对优化灌溉规模、水资源调度方案优化及灌溉管理中制定最优配水、调水计划都是十分必要的。以龙塘水库为例，结合灌区概况，在确定基本资料的基础上，通过水量平衡法确定出水稻灌溉制度。对设计成果进行分析得出，龙塘水库灌区水稻泡田期灌溉定额为139.6 m3/亩，生育期灌溉定额为340.3 m3/亩，水稻灌溉定额为479.9 m3/亩，满足要求，设计成果可为灌区规划设计提供重要依据。

水库；灌区；泡田灌溉定额；生育期灌溉定额；水稻灌溉制度

灌溉制度是制定流域规划、灌区水利规划及灌排工程规划设计的重要组成部分，是进行水土资源平衡和确定渠道设计流量的基本依据[1-2]。因此，合理可行的灌溉制度，对优化灌溉规模、水资源调度方案优化及灌溉管理中制定最优配水、调水计划都是十分必要的。本文结合四川龙塘水库灌区盐源气象站1961～2013年气象资料，研究了四川盐源地区（丘陵盆地）水稻灌溉制度设计规律，旨在为该地区的水稻科学灌溉提供参考。

1 灌区概况

龙塘水库灌区位于四川省西南山区，青藏高原东南缘的盐源县盆地内，灌区东起盐源县卫城镇，西至棉桠乡，北起白乌镇，南至盐井镇，介于东经101°15′～101°41′，北纬27°19′～27° 40′之间；灌区分布在清水河、干海河、马坝河、石河及白沙河的河谷平坝、两岸坡地及分水岭平坝上，海拔2320～2500 m，东北高西南低，属于典型的暖温带半湿润气候，区域降雨差异较大，蒸发强烈；多年平均气温12.5℃，极端最高气温32.5℃，多年平均降雨量813 mm，年最大将水量1015 mm，最小降水量594.3 mm，多年平均蒸发量2270 mm，多年平均无霜期228 d，多年平均日照时数2583 h，多年平均相对湿度60%。龙塘水库灌区规划灌溉面积36.2万亩，其中水稻灌溉面积7.5万亩。

2 基本资料

2.1 设计依据及计算方法

本灌区水稻灌溉制度设计依据GB50288-99《灌溉与排水工程设计规范》的有关要求，并参照大桥、西礼灌溉试验站资料，采用时历年法进行计算。根据盐源县气象站1961年～2013年(52 a)降雨资料及选定的灌水方式、作物耗水量等按水量平衡法计算历年灌溉定额，并对历年灌溉定额进行频率分析，选出2～3个符合设计保证率的年份，以其中灌水分配过程不利的一年为典型年，以该年的灌溉制度作为设计灌溉制度。

2.2 灌水模式及水层

根据与龙塘水库灌区相近的大桥、西礼灌溉试验站进行的水稻灌水模式的试验资料，本次水稻灌水模式选择节水高产的浅晒浅湿。水稻浅晒浅湿灌水是当前普遍推广的节水高产灌溉模式。水稻晒浅湿灌溉是浅灌与湿润相结合，广泛采用“浅、薄、湿、晒”的控制灌溉模式，即“薄水插秧、浅水返青、湿润分蘖、后期晒田；拔孕薄水回灌、抽穗开花保持；乳熟湿润、黄熟落干”的灌溉模式。生育阶段适宜水层见表1。

表1 浅晒浅湿灌水模式水稻生育期适宜水层

表3 龙塘水库灌区水稻灌溉制度（P=75%)单位m3/亩

表2 水稻各生育期的耗水量

表4 水稻灌溉定额成果分析表单位m3/亩

2.3 水稻生育期及耗水量

水稻生育期划分与温度、灌水模式及栽培技术有关。根据西礼灌区及大桥灌区试验成果，并结合龙塘水库灌区的实际调查，生育期为92 d，具体划分详见表1。

水稻生育期耗水量包括生育期需水量和生育期渗漏量。水稻需水量包括叶面蒸腾与棵间蒸发，需水量与气象条件、土壤含水状况、农业技术措施、灌溉排水措施等有关。确定各生育期耗水量见表2。

2.4 渗漏强度

龙塘水库灌区控制区内主要有水稻土、初级土、紫色土及红壤土等4类。根据灌区盐源县《土壤普查报告》成果，龙塘水库灌区内土壤按中等渗漏程度考虑，故龙塘水库灌区灌溉制度设计渗漏强度为2 mm/d～2.6 mm/d。各生育期水稻渗漏强度详见表2。

3 灌溉制度设计

水稻灌溉制度是指水稻播种前及全生育期内的灌水次数、每次灌水日期和灌水定额以及灌溉定额，水稻的灌溉定额即为泡田定额与生育期定额之和。龙塘水库灌区水稻灌溉制度设计本次按照水量平衡原理，利用降雨与蒸发资料进行长系列操作计算，计算出历年灌溉制度成果表。

3.1 水稻泡田灌溉定额设计

泡田定额指泡田期间单位面积上的灌水量，灌区水稻泡田期从5月15日～5月25日，共10天。泡田定额按下式计算［3］：

式（1）～（2）中，M1为泡田期用水量（mm）；w为饱和需水量（mm）；a为泡田水深（mm），取30 mm；k为泡田期土壤渗漏速度，取2.4 mm/d；γ为土壤平均容重，取1.3 t/m3；β饱、β0分别为土壤饱和含水量及泡田前土壤含水量，分别取65%、50%；e为t1时间内水田田面平均蒸发强度，本次取7.95 mm/d；P0为t1时间内降雨量。

3.2 水稻生育期灌溉定额

在水稻生育期中，稻田水分的变化决定于生育期内某时段内来水与耗水间的关系，用下式进行水量平衡计算［3］：

式（3）中，h2为时段末田面水深层（mm）；h1为时段初田面水层深度（mm）；P为时段内降水量（mm）；m为时段内灌水量（mm）；E为时段内耗水量（mm）；c为时段内排水量（mm）。

3.3 设计灌溉制度

通过对龙塘水库灌区进行长系列供需平衡分析，在52 a长系列灌溉制度中选出设计保证率为P=75%下，水稻灌溉定额对应年份分别为1970年，并将此灌溉定额与邻近地区设计成果进行比较分析，确定1970年的灌水分配过程最不利。因此，确定1970年份灌溉制度为设计灌溉制度，则设计泡田定额为139.6 m3/亩，生育期定额为340.3 m3/亩。龙塘水库灌区水稻灌溉制度详见表3。

4 成果分析

龙塘水库灌区作为四川省重要的大型灌区之一，灌溉制度的成果是灌区规划设计的关键，因此将龙塘水库灌区的灌溉定额与邻近灌区试验站成果进行比较分析，两者结果基本一致。另外根据2010年2月《四川省用水定额》（修订稿）成果，龙塘水库灌区属于Ⅳ区，其水稻灌溉定额为530 m3/亩，本次计算定额成果为491.7 m3/亩，满足要求。龙塘水库灌区水稻灌溉定额成果分析详见表4。