辽阳灌区节水灌溉水利用系数确定方法探析

(辽宁省辽阳市辽阳灌区管理处，辽宁 辽阳 111000)

辽阳灌区节水灌溉水利用系数确定方法探析

张春晖

(辽宁省辽阳市辽阳灌区管理处，辽宁 辽阳 111000)

灌溉水有效利用系数是灌溉工程设计的重要指标。其综合反映了设计水平年灌区“标准状态”渠道系统工程状况、田间灌溉水平和能力条件下的总体灌溉用水效率。本文结合辽阳灌溉区节水改造工程概况，对该灌区灌溉水利用系数确定思路进行探讨，认为在对灌区进行节水改造设计时，需采用科学的方法确定灌溉水利用系数，渠系水利用系数为0.7左右，田间水利用系数为0.95左右，而灌溉水利用系数为0.65。

辽阳灌区；节水改造工程；灌溉水；利用系数；确定方法

大、中型灌区是我国农业、经济，乃至整个国民社会稳定运行的基础。受主、客观因素制约，我国很多中、小型的灌区都具有“先天不足”、“后天失调”等特点。辽阳灌区于1958年建成，经过多年运行，渠道淤积，过流量小，工程结构普遍存在病险、老化、损坏等结构问题，导致灌区灌溉效率十分低下。对此，辽阳灌区管理处积极展开灌区节水配套改造、设计，以此提高灌区节水改造工程灌溉水利用系数。本文将重点针对该灌区灌溉水有效利用系数确定思路进行论述[1]。

1 辽阳灌区节水改造工程概况

辽阳灌区位于辽阳城西，所在地区属温带半湿润季风气候[2]。辽阳灌区渠首在城东鹅房，总灌溉面积为185 km2，大致灌溉范围是：辽阳城郊以西、太子河以南、柳壕河西岸、北地河以北、辽小公路与沈大公路两侧区域。其中，七个乡镇和驻军部队农场共22.82万人受益。该灌区始建于20世纪50年代，尽管在运行中，相关部门对灌区部分渠道进行了改造、优化，但本灌区部分骨干工程依然存在病险、老化、损坏等工程病害问题。对此，为了适应辽宁省“十三五”时期，经

济、社会全面发展的形势需求，进一步推广新型农业节水灌溉技术，促进辽阳灌区水资源可持续利用，对本灌区进行全面节水改造已势在必行[3]。

2 辽阳灌区地下水开发利用现状

辽阳灌区于1958年建成，原设计灌溉面积和有效灌溉面积分别为15万亩和12万亩，但实际和有效灌溉面积却仅有10.1万亩和8.2万亩。多年来，该灌区一直结合辽宁省水资源调度管理要求和灌区特点，在灌溉管理方式上，主要通过大流量、高水位集中供水方式进行大水轮灌。在工程管理方面，辽阳灌区采用专管与群管相结合的方式，对本灌区各工程结构进行运行管理和维护。在费用的收取方面，本灌区一直采用直接收费到户方式，提高灌区水资源综合利用效率[4]。辽阳灌区地下水开发利用主要集中于渠系工程、田间配套工程、防洪、排涝工程方面[5]。本灌区渠系工程全长约515.74 km，其已于2008年春进行了第一次节水改造。在主灌区渠系内设有一条长为13.69 km的总干渠和长为49.85 km的分干渠，三、四分干渠道相关设计情况见表1。

表1 辽阳灌区三、四分干地下水开发利用现状

图1 辽阳灌区地下水开发利用总体规划平面图

灌区骨干工程主要配套水工建筑物共有150座，经过40多年的长久运行，灌区渠道断面和过水流量小、建筑物标准低，老化、决口、冲刷、坍塌问题非常突出[6]。因此，本灌溉工程于2004年采用砼板护坡、支斗渠砼防渗衬砌，彻底进行了节水改造。目前，本灌区田间灌、排水渠沟设施基本良好，大多能够正常运行，如图1为辽阳灌区地下水开发利用总体规划平面图。

3 辽阳灌区节水改造工程灌溉水利用系数确定

3.1 辽阳灌区灌水率

辽阳灌区灌溉的农作物主要以旱作物为主。在本次灌区改造设计中，主要根据我国现行《灌溉与排水工程设计规范》要求，辽阳灌区灌溉保证率设计为75%，并结合当地农作物需水性、辽宁省气候、农作物种植生长土壤、灌溉技术等，为农作物稳产、高产及节水、灌水、灌溉定额、灌水时间和次数确定提供灌溉制度指导。

表2 修正后辽阳灌区灌水模数统计表

相关数据资料主要选取辽阳气象站从1951年开始长达48年连续监测的相关资料，将其作为辽阳灌区灌水率和灌溉制度设计依据。结合辽阳区农作物灌溉制度及种植比例，可通过以下公式，对本灌区的实际灌水率进行计算：

灌水率q净=m/8.64T(m3/s/万亩)，

式中：T为灌水延续时间，以d计；m为灌水定额；

修正后辽阳灌区灌水率模数统计结果见表2和图2。

图2 辽阳灌区灌水率模数统计图

3.2 辽阳灌区田间水、渠系水利用系数

辽阳灌区自然地势较陡，土层相对较薄，主要为粘壤土和沙壤土，因此肥力和持水能力一般[7]。按照本灌溉工程《节水灌溉技术标准选编》要求，辽阳灌区作为辽宁省的中型灌区，其田间水利用系数和灌溉水利用系数分别应大于0.95和0.65。

3.3 辽阳灌区现状年渠系水利用系数

据了解，辽阳灌区土质主要以粘壤土和沙壤土为主，因此渗漏量较大。结合地质工程评估分析结果可知，该灌区主干渠道工程区地下水埋深均>3 m。所以，设计水平年渠道和现状土渠衬砌防渗后的土渠渗水不受地下水顶托影响。因本灌区渠系水利用系数主要为干渠、斗渠和支渠三级渠道水综合利用系数之积[8]。所以，在确定各级渠道灌溉水利用系数时，主要按照以下方式进行：

(1)需全面统计三级渠道各干渠、支渠和斗渠所对应渠道的具体长度、数量和净流量等数据资料(见表3)。

表3 三级渠道相关数据资料

表4 灌区渠系水、田间水、灌溉水利用系数

(2)然后，科学计算以上级渠道中每一级渠道的渠道水利用系数，并基于地下水顶托状态下，对各渠道水综合利用系数进行修正计算。

(3)对修正后的各级渠道水利用系数进行加权平均计算。

(4)最终得到各级渠道渠道水综合利用系数。

但需要注意的是，在对本灌区各渠道净流量参数进行计算时，需充分考虑轮灌和续灌等综合因素。

3.4 辽阳灌区设计水平年渠系水利用系数

详细的灌区田间水、渠系水、灌溉水利用系数如表4所示。

4 结语

综上所言，受辽阳灌区地势和地质结构及土壤等因素影响和制约，虽然辽宁省政府对辽阳灌区水利工程建设改造投入的力度在不断增大，且灌溉水系数在一定程度上有所提高。但当前本灌区主要采用地面灌溉方式进行大水漫灌，因此灌溉效率依然不高；再加上当地灌区主干工程结构老化，配套设施不完善，管理水平偏低，因此辽阳灌区采用的灌溉方式依然十分落后。在对本灌区进行节水改造设计时，需采用科学的方法确定灌溉水利用系数。通过分析，本工程灌溉水利用系数可参考《辽宁省辽阳市农业综合开发辽阳中型灌区节水配套改造》(二期)技术方案进行确定，其中灌区进行节水配套改造后，渠系水利用系数在0.7左右，田间水利用系数为0.95，灌溉水利用系数为0.65。

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1004-1184(2017)06-0084-02

2017-05-17

张春晖(1976-)，男，辽宁辽阳人，工程师，主要从事农田水利、水利工程及水资源方面等工作。