昭平臺(tái)灌區(qū)灌溉定額分析計(jì)算

□梁葉萍 □李海波（平頂山市昭平臺(tái)水庫管理局）

昭平臺(tái)灌區(qū)灌溉定額分析計(jì)算

□梁葉萍 □李海波（平頂山市昭平臺(tái)水庫管理局）

昭平臺(tái)灌區(qū)主要為農(nóng)業(yè)灌溉，灌區(qū)作物全部為旱作物，不合理的灌溉，不僅浪費(fèi)水量，還會(huì)造成土壤理化性質(zhì)的惡化、地下水上升問題，致使農(nóng)作物減產(chǎn)，嚴(yán)重的甚至棄耕。本文結(jié)合灌區(qū)的實(shí)際灌溉情況進(jìn)行分析測(cè)算，實(shí)施合理灌溉，節(jié)約用水，擴(kuò)大灌溉效益，提高灌區(qū)糧食總產(chǎn)量。

灌溉定額；分析；計(jì)算

一、灌區(qū)概況

昭平臺(tái)灌區(qū)主要引水于昭平臺(tái)水庫，該水庫是淮河支流沙河上游的一座大（Ⅱ）型水庫。昭平臺(tái)灌區(qū)灌區(qū)總面積9.159萬hm2，設(shè)計(jì)灌溉面積6.67萬hm2，有效灌溉面積為3.77萬hm2，是河南省平頂山市最大的自流灌區(qū)。灌溉平頂山市的魯山縣、寶豐縣、葉縣及新華區(qū)、湛河區(qū)共24個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），總?cè)丝?2.7萬人，耕地 7.63萬 hm2。

昭平臺(tái)灌區(qū)始建于1966年，1972年建成通水，已建干渠2條，全長(zhǎng)134.7km；支渠34條，全長(zhǎng)240km，各類建筑物5756座。灌區(qū)開灌以來，累計(jì)灌溉79.3萬hm2，累計(jì)增產(chǎn)糧食189.23萬t，產(chǎn)生社會(huì)效益7.9億元，為灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮了重要作用。

昭平臺(tái)灌區(qū)主要為農(nóng)業(yè)灌溉，2009年春50年一遇的大旱中，昭平臺(tái)灌區(qū)發(fā)揮了重大作用，放水灌溉兩次，其中1月份毛灌溉用水量2217.66萬m3，2月份毛灌溉用水量3058.69萬m3，兩次毛灌溉用水量共5276.4萬m3，灌溉2.69萬hm2農(nóng)田。

二、灌溉定額分析

（一）灌區(qū)農(nóng)業(yè)作物組成

灌區(qū)作物有小麥、玉米、煙、豆類等，全部為旱作物，復(fù)種指數(shù)170%，主要作物種植比例：小麥70%；早秋（煙葉、紅薯等）25%；晚秋（玉米、大豆等）75%。

（二）灌溉制度擬定

1.計(jì)算公式及指標(biāo)確定

小麥、玉米的灌溉制度，是以作物主要根系吸水層作為灌水的土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層，并使該土層內(nèi)的儲(chǔ)水量能保持在作物所要求的范圍內(nèi)，用水量平衡方程進(jìn)行推求，其平衡方程為：

式中：Wo、Wt—分別為時(shí)段初和任一時(shí)間t時(shí)的土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的儲(chǔ)水量；

WT—由于計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量，如計(jì)劃濕潤(rùn)層在時(shí)段內(nèi)無變化則無此項(xiàng)；

Po—保存在土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的有效雨量；

K—時(shí)段t內(nèi)的地下水補(bǔ)給量；

M—時(shí)段t內(nèi)的灌溉水量；

E—時(shí)段t內(nèi)的作物田間需水量。

（1）各項(xiàng)指標(biāo)分析：

土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度（H）。根據(jù)本灌區(qū)實(shí)際情況，小麥、玉米的各生育階段，土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度確定見表1、表2。

表1 小麥土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度表 單位：cm

表2 玉米土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度表 單位：cm

（2）土壤最適宜含水率及允許最大、最小含水率

土壤最適宜含水率隨作物種類、生育分階段的需水特點(diǎn)、施肥情況和土壤性質(zhì)等因素而異，通過調(diào)查總結(jié)群眾經(jīng)驗(yàn)，土壤田間持水率以占土體體積的35%為宜，土壤允許最小含水率應(yīng)大于枯萎系數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取βmin=0.6β田（β田為田間持水率）。

（3）降雨入滲量（P0）

降雨入滲量（P0）指降雨（P）減去地面徑流損失后的水量，一般用降雨入滲系數(shù)來表示。

式中α—降雨入滲系數(shù)：當(dāng)降雨量＜5mm時(shí)α＝0；當(dāng)降雨量在5～50mm之間時(shí)，α＝1；當(dāng)降雨量在50～100mm之間時(shí)，α＝0.8；當(dāng)降雨量在100～150mm之間時(shí)，α＝0.75；當(dāng)降雨量在150～200mm之間時(shí)，α＝0.70。

（4）地下水補(bǔ)給量（K）

地下水補(bǔ)給量，目前由于試驗(yàn)資料較少，只能確定總量大小。根據(jù)灌區(qū)地下水埋深在1.5～2.5m之間，借鑒其它灌區(qū)的試驗(yàn)成果，確定灌區(qū)地下水補(bǔ)給量，小麥生育期內(nèi)為600m3/hm2，早秋 765m3/hm2，晚秋 360m3/hm2。

（5）由于計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量（WT）

在作物生育期內(nèi)計(jì)劃濕潤(rùn)層是變化的，由于計(jì)劃濕潤(rùn)層增加，可利用一部分深層土壤的原有儲(chǔ)水量。經(jīng)初步計(jì)算按計(jì)劃濕潤(rùn)層每增加10cm，每畝可增加水20m3。

（6）旱作物播前灌水定額（M1）的確定

根據(jù)灌區(qū)實(shí)際用水情況，小麥播前灌水定額取600m3/hm2，玉米不作播前灌溉。

（7）小麥、玉米需水量的計(jì)算

小麥、玉米需水量采用以產(chǎn)量為參數(shù)的需水系數(shù)法（K值法）。

式中：E—作物需水量（m3/hm2）；

K—需水系數(shù)（m3/Kg）；

Y—作物產(chǎn)量（Kg/hm2）。

小麥的需水量為：E＝6300×0.6＝3781m3/hm2。

玉米的需水量為：E＝6750×0.5＝3376m3/hm2。

根據(jù)小麥、玉米各階段的需水模數(shù)計(jì)算出小麥、玉米各生育階段的需水量見表3、表4。

表3 小麥各生育階段的需水量表 單位：m3/hm2

表4 玉米各生育階段的需水量表 單位：m3/hm2

2.灌溉制度推算

根據(jù)1951～2005年54年分旬系列資料，逐旬進(jìn)行土壤水分平衡計(jì)算得各種作物的灌溉定額，再用灌溉定額排隊(duì)得不同水平年灌溉定額。見表5。

表5 昭平臺(tái)灌區(qū)灌溉制度及用水量表

灌區(qū)渠系利用系數(shù)0.64，田間水利用系數(shù)0.94，灌溉水利用系數(shù)0.6，經(jīng)過計(jì)算，小麥50%年（1972～1973年）澆兩水，75%年（1959～1960年）澆三水，早晚秋50%年（1972～1973年）澆兩水，75%年（1959～1960年）晚秋澆兩水早秋澆三水與灌區(qū)實(shí)際情況符合。

三、結(jié)語

水分在作物生長(zhǎng)發(fā)育過程占重要地位，它不僅是作物本身的主要組成部分，也是作物進(jìn)行一切生命活動(dòng)所必需的物質(zhì)，是聯(lián)系作物有機(jī)體與外界環(huán)境的重要環(huán)節(jié)。水分過多或不足都會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物生育不良，通過計(jì)算得各種作物的灌溉定額小麥1424m3/hm2，晚秋灌溉定額 1203m3/hm2，早秋灌溉定額1200m3/hm2。

2011-08-18