人民勝利渠灌區(qū)井渠結合灌溉技術初探

□王 瑞（河南省人民勝利渠管理局）

1.井渠結合節(jié)水灌溉的優(yōu)點

1.1 能保證適時灌溉：長期采用井灌，有水源不足，使地下水出現(xiàn)降落漏斗的可能。實行井渠結合，就能使井渠有相互調(diào)劑補充，這樣就能提高農(nóng)田灌溉的保證率。

1.2 能防治土壤次生鹽堿化：地下水埋深長期維持在臨界深度(2m)以內(nèi)，在蒸發(fā)的作用下,表土會積鹽,當耕層土壤含鹽量達到3‰時，就會產(chǎn)生土壤次生鹽堿化。在引黃灌區(qū)實行井渠結合，渠灌滲漏可以彌補地下水量的不足，井灌又可以控制地下水位的上升，既合理利用了水資源，又能有效地防止土壤次生鹽堿化的發(fā)生。

1.3 減輕引黃泥沙危害，節(jié)約用水量：在汛期黃河含沙量大，自流灌區(qū)地下水位又高，實行渠井結合，可以節(jié)約引黃水量，減少引進泥沙，減輕渠道淤積。

1.4 用水管理的需要：人民勝利渠灌區(qū)的氣候特點是冬春干旱，夏季多雨。小麥冬灌多在12月上、中旬進行，日平均氣溫4℃左右，正所謂“夜凍晝消”，出現(xiàn)渠水結冰、閘門凍結等現(xiàn)象。另外，在汛期常有暴雨出現(xiàn)，此時渠灌，又會加重澇災。在這兩種情況下，如果改渠灌為井灌，就會避免上述問題的發(fā)生。

2.井渠結合節(jié)水灌溉工程布局

同其它灌溉工程規(guī)劃一樣，井渠結合節(jié)水灌溉工程也要井、渠、路、林、電統(tǒng)一規(guī)劃。

2.1 工程布局

2.1.1 灌溉工程

2.1.1.1 機井密度：機井密度設計考慮了兩項原則：一是能夠滿足農(nóng)作物適時適量灌溉的需要，二是能夠維持地下水穩(wěn)定，不致因超采產(chǎn)生漏斗。

2.1.1.2 渠井布置：在渠井結合地區(qū)為減少毛渠輸水損失，農(nóng)渠間距以100～400m為宜。根據(jù)灌溉面積大小，斗、農(nóng)渠采用變斷面，斗渠采用 D140、D80、D603種斷面，農(nóng)渠采用 D60、D40、D303種斷面。機井位置定在農(nóng)渠附近，以減少井到農(nóng)渠的輸水距離。農(nóng)渠比降宜小，并在每眼機井旁的農(nóng)渠上建節(jié)制閘，以備調(diào)水之用。

2.1.1.3 田間灌水工程布置：

田間毛渠或輸水壟溝應沿農(nóng)渠垂直方向布置，避免在農(nóng)渠堤邊上開設毛渠和壟溝。

根據(jù)田間灌水試驗結果，畦田規(guī)格為：60m×(2.0～3.3m)，畦埂底寬30cm，高>20cm。灌水溝70m長為宜，間距1.0m，溝深18～25cm之間。

2.1.2 排水工程

井渠結合全部農(nóng)田都要有排水設施，其標準按5年一遇除澇標準設計。一般情況下，對于單向傾斜的地塊可采用農(nóng)渠與農(nóng)排相臨布置，對于農(nóng)渠向兩側(cè)送水的地塊可采用農(nóng)渠與排水溝相間布置，然后由農(nóng)溝匯入斗排。采用干、支、斗、農(nóng)逐級控制，分片建網(wǎng)，使排水工程蓄、泄兼?zhèn)?，綜合利用。

2.1.3 路、林、電工程

道路：按支、斗、農(nóng)3級修路。渠道與排水溝盡可能沿公路平行布置，以減少交叉建筑物。規(guī)格支道路寬4～5m，高出地面0.7～1.0m；田間路寬3～5m，高出地面0.3～0.5m；生產(chǎn)路寬2～3m，高出地面0.3m。

植樹：在支、斗、農(nóng)三級路兩側(cè)植樹，樹要植在渠堤的外坡腳下，株距一般為3m。

高、低壓線路：機井澆地用的高壓線路一般順斗渠內(nèi)側(cè)布置。

2.2 工程指標

試區(qū)斗渠系統(tǒng)灌溉面積143.2hm2，所屬農(nóng)渠18條，平均每條控制面積約8hm2，斗農(nóng)渠總長5081m，平均渠道長35.4m/hm2，全部用U型混凝土結構加以護砌，斗渠斷面為D80，農(nóng)渠斷面有D40和D60兩種，各類建筑物共250座，平均每1.74座/hm2。機井 1眼 /hm2。

3.井渠結合調(diào)度技術

3.1 井渠結合灌水比例

從合理利用水資源出發(fā)，井渠結合的運用，重點是正確確定在不同水文年，不同引黃類別地區(qū)的井灌開采強度和井渠用水比例。

3.1.1 計算方法

根據(jù)作物水分利用情況,農(nóng)田需要的供水量E應包括有效降雨量P0、井灌有效水量M’井和渠灌有效水量M’渠3部分，即：

考慮到井灌輸水距離短，灌水定額小等因素，認為井灌有效水量等于井灌開采量，即：

渠灌有效水量M’渠為渠灌水量M渠和渠灌水利用系數(shù)η水之積，即：

當?shù)叵滤裳a平衡時，由于平原地區(qū)地下水運動很弱，在不考慮地下水徑流補給的條件下，地下水補給量主要包括降雨補給和渠灌補給兩部分，當采補平衡時，地下水開采量M井應等于補給量，即：

因(α＋β雨)＋δv＝1

故(α＋β雨)＝1－δv

所以E＝(1－δv)P＋(β渠＋η水)M渠

即

式中：α—降雨量有效利用系數(shù)

P—降雨量(mm)

β雨、β渠—分別為降雨、渠灌補給系數(shù)

δv—降雨徑流系數(shù)，非汛期δv＝0，汛期0<δv<1

當允許超采，使地下水位下降H時：如果地下水位較高，允許超量開采，要使地下水位下降H，此時的井灌水量，按下式計算：

將(8)代入(4)得：

H—允許地下水位下降值(m)

μ—土壤給水度

其余符號同前。

3.1.2 計算結果及分析

利用上述各式，可以計算出渠井結合條件下的渠井用水量和渠井用水比例。人民勝利渠灌區(qū)不同水文年年灌水總量及井灌占總灌水比例見下表1。

表1 人民勝利渠渠井結合灌水比例成果表 （單位：m3/hm2）

3.2 井渠結合適宜灌水時期

根據(jù)地下水位變化規(guī)律及影響灌水時間因素的分析：2-5月份宜采用渠灌。麥黃水及晚秋播種時，最好采用井灌。以便汛期來臨騰空地下庫容，減少和防止?jié)硥A災害，6-9月是汛期降雨頻繁時期，地下水位上升較快，應充分利用有效降雨，不足時用井灌補充。10月份，一般需灌小麥播前水，需水量較大，渠道較能適時適量灌溉；小麥冬灌應用井灌。

4.井渠結合節(jié)水灌溉的效果

4.1 節(jié)水灌溉的效果

在渠井結合配水灌溉中，通過渠井不同灌水次數(shù)的試驗分析結果：全年5次灌水，都用渠灌時，年總用水量5164m3/hm2；井灌1次渠灌4次時，總用水量4883m3/hm2。井灌2次渠灌3次，總用水量4695m3/hm2。以上3種處理的灌水費用分別為：82.6元/hm2，80元/hm2，73元/hm2?？梢钥闯鼍Y合灌水比純渠灌不但節(jié)水效果顯著，而且灌水費用降低，且產(chǎn)量也提高0.5%～12.9%。

4.2 混凝土“U”型渠的節(jié)水、減淤效果

4.2.1 節(jié)水效果：混凝土“U”型渠道節(jié)水效益主要是由于它比土渠減少滲漏損失，提高渠系水有效利用系數(shù)的結果。

4.2.2 減淤效果：由于混凝土“U”型渠道的斷面水力條件好，斷面流速可比梯形混凝土渠增大11.4%，比土渠增大44.4%，因而年淤積量減少33.7%～57.5%。

5.結語

井渠結合節(jié)水灌溉技術是水資源優(yōu)化配置的有效手段，通過對該主要技術要素的優(yōu)化，不僅強化了該技術的資源配置功能，還突出了其節(jié)水功能。今后，應對水資源統(tǒng)籌管理進行深入研究，使井渠結合節(jié)水灌溉技術更好地應用推廣。