灌溉水的利用系數(shù)推求方法及要求

張忠萍

( 齊齊哈爾市橡膠壩水利樞紐工程管理站，黑龍江 齊齊哈爾161006)

灌溉水的利用系數(shù)包括渠系水利用系數(shù)、田間水利用系數(shù)和灌溉水利用系數(shù)。

1 灌溉水利用系數(shù)的推求

所謂灌溉水利用系數(shù)系指末級(jí)固定渠道放出的總水量與渠首引進(jìn)的總水量的比值。

根據(jù)渠道沿線的土壤類型和地下水埋深等具體情況，選擇比較順直渠段，并在這一渠段內(nèi)無(wú)水量加入和流出時(shí)，在同一時(shí)間觀測(cè)上、下游兩個(gè)斷面的流量，可求得該段渠道水的利用系數(shù)η 值:

式中: η 為某級(jí)渠道水的利用系數(shù); Q1為上游斷面實(shí)測(cè)流量，以m3/s 計(jì);Q2為下游斷面實(shí)測(cè)流量，以m3/s 計(jì)。

選擇測(cè)驗(yàn)渠段長(zhǎng)度L 值，應(yīng)視該渠段流量的大小而定，應(yīng)按表1 進(jìn)行:按照水平衡原理:

表1 渠邊測(cè)驗(yàn)段L 值的確定

ΔQ滲、ΔQ蒸與測(cè)驗(yàn)渠段長(zhǎng)度L 有關(guān)，L 值越大，ΔQ滲、ΔQ蒸也越大，反之越小。因此，在選擇測(cè)驗(yàn)渠段時(shí)，盡可能選擇較大L 值，提高渠系水利用系數(shù)推算精度，但是，在條件所限的情況下，可根據(jù)實(shí)際情況選擇L 值。

對(duì)于每個(gè)灌區(qū)分別采用精測(cè)法施測(cè)干、支、斗、農(nóng)渠4級(jí)渠道水利用系數(shù)，其連乘積即為該灌區(qū)的渠系水利用系數(shù)，按式(3) 計(jì)算:

2 田間水利用系數(shù)推求

所謂田間水利用系數(shù)系指凈灌水定額與末級(jí)固定渠道放出的單位面積灌水量的比值。

田間水利用系數(shù)按式(4) 計(jì)算:

式中:ηt為田間水利用系數(shù); m 為設(shè)計(jì)灌水定額，m3/hm2; A為末級(jí)固定渠道控制的實(shí)灌面積，hm2;W 為末級(jí)固定渠道放出的總水量，m3。

2.1 實(shí)測(cè)方法

在灌區(qū)中應(yīng)選擇具有代表性的田間地塊( 土地平坦，地下水適中等) ，通過(guò)實(shí)測(cè)灌水前后3 d內(nèi)土壤含水量的變化，計(jì)算凈灌水定額，求得田間水利用系數(shù):

式中:β2、β1分別為灌水前后計(jì)劃濕潤(rùn)層的土壤含水率( 以干土重的百分?jǐn)?shù)表示) ;γ 為土的干容重，t/m3;H 為計(jì)劃濕潤(rùn)深度，m。

2.2 土壤含水率測(cè)定步驟

1) 將盛土的鉛盒( 直徑60 mm，高30 mm) 洗凈烘干，放入干燥器中冷卻至室溫，迅速用感量為1/100 g的普通天平準(zhǔn)確稱重( W1) 。

2) 按采樣要求采用，取新鮮潮濕土樣約25 g放入鉛盒中，平鋪后蓋好，迅速稱重( 要有3個(gè)重復(fù)) ，濕土加鉛盒重為W2。

3) 將裝入濕土的鉛盒蓋子打開(kāi)，鉛盒的蓋子平放在盒下，一同放入烘箱內(nèi)保持105℃～110℃烘烤8 h，取出加蓋，放在干燥器中冷卻至室溫，迅速稱重( W3) 。

2.3 分析計(jì)算

式中:W 為土壤含水量，即單位重量干土中含有的水分重量，%;W1為鉛盒重量，g; W2為濕土加鉛盒重量，g; W3為干土加鉛盒重量，g。

將計(jì)算的W 值代入式(4) ，求得田間水利用系數(shù)，再以渠系水利用系數(shù)與田間水的利用系數(shù)乘積求得灌溉水利用系數(shù)。

3 流量測(cè)驗(yàn)精度要求及合理性分析

3.1 流量測(cè)驗(yàn)精度要求

短距離渠段小流量狀態(tài)下，推求渠系水利用系數(shù)可能產(chǎn)生的最大誤差是流量測(cè)驗(yàn)誤差，整個(gè)流量測(cè)驗(yàn)工作做不好，計(jì)算的渠系水利用系數(shù)不合理，整個(gè)工作是徒勞的，勞民傷財(cái)?shù)?，因此，?duì)流量測(cè)驗(yàn)精度必須引起足夠的重視，引起流量測(cè)驗(yàn)的誤差，包括控制斷面選擇的誤差、流速儀本身的誤差，測(cè)寬、測(cè)深、測(cè)速等誤差。為了減少誤差，提高流速測(cè)驗(yàn)計(jì)算精度，特作以下規(guī)定:

1) 盡可能選擇順直、斷面穩(wěn)定、流態(tài)較好、脈動(dòng)較小的測(cè)驗(yàn)斷面。

2) 流速儀選擇新的或使用時(shí)間短的，若兩臺(tái)流速儀使用，要同時(shí)進(jìn)行比測(cè)，以精度較高的1 臺(tái)流速儀為基準(zhǔn)，作一致性改正。

3) 測(cè)寬最好用鋼尺量測(cè)，重復(fù)量測(cè)3 次，取平均值。

4) 測(cè)深線按精密水道斷面要求布設(shè)，控制斷面地形轉(zhuǎn)折變化，測(cè)深要讀到毫米。

5) 測(cè)速線按精測(cè)法布設(shè)，測(cè)點(diǎn)按三點(diǎn)法和五點(diǎn)法，測(cè)流歷時(shí)≥100 s，測(cè)量的流速計(jì)到小數(shù)后3 位，特別小流速可計(jì)到小數(shù)后4 位。

6) 流量成果計(jì)算到小數(shù)后4 位。

3.2 合理性分析

1) 由于渠段內(nèi)滲漏和蒸發(fā)損失，應(yīng)Q1＞Q2，且隨L 值的增大Q1與Q2的差值越來(lái)越大。

2) 土渠渠系水利用系數(shù)，即η渠系= η干× η支× η斗×η農(nóng)，一般情況下，≤0.6。若＞0.6，要作進(jìn)一步測(cè)量分析。

［1］李龍輝. 水稻灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)測(cè)定方法［J］. 黑龍江水利科技，2006，34(2) :72－75.

［2］任友山. 灌溉水利用系數(shù)實(shí)驗(yàn)分析［J］. 黑龍江水利科技，2009，37(2) :40.