肇源县中心灌区灌溉制度分析

2020-06-03王立志

黑龙江水利科技 2020年4期

王立志

(黑龙江省胖头泡蓄滞洪区管理处，黑龙江大庆 166316)

1 灌区概况

肇源县中心灌区位于松花江干流北岸河漫滩和残余一级阶地上，是以松花江干流为主要水源的大型抽水灌区，是《黑龙江省松花江干流沿岸优质高效农业水田发展规划(2013-2022年)》中的重点项目之一;灌区西起八家河，东到牛毛沟排干，北邻安肇新河，南至松花江干流左岸堤防。灌区始建于1958年，灌区总控制面积3.182万hm2，灌区经过多次规划和建设，已具有一定的规模，本次种植业结构调整的方向和重点是旱改水。灌区设计灌溉面积2.07万hm2，全部为水田，现状实灌水田面积1.2万hm2，项目实施后，可实现旱改水面积8733hm2。

2 灌溉制度分析

根据灌区灌溉试验资料并参照黑龙江省质量技术监督局发布的黑龙江省地方标准“用水定额(DB23/T727—2010)”进行设计。按《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)的有关要求和规定，灌溉制度设计采用逐日法确定历年主要作物的灌溉制度。水文系列采用肇源站1963—2009年的降雨资料[1]。

2.1 灌溉模式及泡田期、生育期阶段划分

按节水灌溉技术要求进行灌溉制度设计，主要包括采用“浅晒浅湿”的灌溉模式、先进的水层管理及旱育稀植等先进的农业技术。

根据本区试验站提供的试验成果及已有规划成果分析，结合灌区实际，确定本区生长期阶段的划分，见表1。

表1 水田生长期阶段划分表

2.2 降雨系列

利用降雨相关分析可以得到47年(1963-2009)的逐日降雨数据，生育期内(5月-9月)的降雨量及有效降雨量。

2.3 生育期耗水量

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发和棵间蒸发，它的大小与气象和土壤条件、农业技术措施、灌溉技术等因素有关。本次设计因灌区内没有试验站，因此中心灌区水稻各生育期耗水量参考《尼尔基灌区可行性研究设计报告》中与之位置相近的林甸、安达水稻各生育期耗水量成果。

根据灌区范围内土壤特性采用《肇源县中心灌排站更新改造工程中心灌排站初步设计》成果，渗漏量采用《尼尔基灌区可行性研究》设计报告成果，确定各生育期腾发量及渗漏量见表2。

表2 水稻各生育期耗水量表

2.4 生育期各段水层控制

黑龙江省目前推广的浅型灌溉制度经试验证明同传统的深灌相比，单位面积可节水15%-30%，可提高水温、地温0.5℃左右，提高单产10%左右。本次灌溉制度设计采“浅晒浅湿”灌溉模式。水稻各生育期适宜水层根据《黑龙江省水田灌溉试验资料整编(1952-2002年)》、《水稻小麦大豆玉米节水灌溉新技术》确定，但无法确定各生育期的耐淹水层，参照《农田水力学》(武汉大学)和《灌区节水改造编写指南》(中国水利水电出版社2005年11月出版)中的水稻各种节水灌溉制度下的设计水层参数进行合理分析，适宜水层如表3所示。

表3 水稻生育期适宜水层 mm

2.5 灌溉定额

2.5.1 泡田定额

水稻泡田定额按下式计算：

M泡=103γH(ω饱-ω0)+h0+(E1+F1)t1-P0

(1)

式中：M泡为泡田期灌溉定额，mm；H为稻田犁底层深度，m；γ为稻田H深度内土壤的平均容重，t/m3；ω饱为H深度内土壤饱和含水率(占干土重%)；ω0为H深度内泡田开始时土壤实际含水率(占干土重%)；h0为插秧时田面所需的水层深度，mm，取20mm；E1为泡田期内日平均水面蒸发量，mm/d，根据气象资料统计结果；F1为泡田期日平均渗漏量，mm/d，取1mm/d；t1为泡田期天数，d，为15d；P0为泡田期有效降雨量，mm，根据历年泡田期逐日降雨资料确定。

2.5.2 生育期定额

水田生育期定额通过逐时段水量平衡演算拟定，用下式进行计算：

M生=∑Mi
Mi=(Ei+Fi)ti-P0i+(h0i-h1i)

(2)

式中：M生为生育期灌溉定额，mm；Mi为生育期某时段灌溉定额，mm；Ei为生育期某时段的水稻日平均需水量，mm/d；Fi为生育期某时段的水稻日平均渗漏量，mm/d；h0为生育期某时段稻田的初始水深，mm；h1i为生育期某时段稻田的末期水深，mm；P0i为生育期某时段有效降雨利用量，mm，其值为该段降雨量与排水量之差；ti为生育期某时段的天数，d。

2.5.3 灌溉定额

历年灌溉定额排频成果见表4。

表4 历年灌溉定额排频表

续表4 历年灌溉定额排频表

2.6 灌水率

计算公式：

q净=am/8.64T

(3)

式中：q净为净灌水率，m3/s/万hm2；m为灌水定额，m3/hm2；a为作物比例数，取a=1.0；T为灌水延续时间，d。

灌水延续时间的长短直接影响灌水率的大小，从而也影响渠道设计断面的大小和建筑物的造价。因此需慎重选定。根据我国各地万亩以上水稻灌区的经验统计，水稻灌水延续时间为7-15d，个别大面积缺水地区可提前5-7d，以减少泡田灌水率。生育期灌水延续时间为3-5d。本灌溉制度基本符合此规律。灌区历年修正后的设计灌水率见表5。