八一灌區(qū)水田設(shè)計(jì)灌溉制度及灌水率研究

劉 永

(大慶市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，黑龍江 大慶 163000)

八一灌區(qū)水田設(shè)計(jì)灌溉制度及灌水率研究

劉 永

(大慶市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，黑龍江 大慶 163000)

灌溉制度是灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)和灌溉管理的重要指標(biāo)。本文采用林甸縣灌區(qū)作為研究區(qū)，用試驗(yàn)站資料作為研究資料，分析灌區(qū)作物(以水稻為例)生育期水量補(bǔ)給和消耗情況，得出不同生育期階段鹽堿度的危害不同，從而確定灌區(qū)的灌溉制度。

灌溉制度；灌溉率；生育期；耗水量

1 灌區(qū)概況

八一灌區(qū)位于林甸縣三合鄉(xiāng)建國(guó)村境內(nèi)，始建于1977年，緊臨九支干。灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積2333 hm2，其中水田1333 hm2，旱田1000 hm2，灌溉方式為渠道地面灌溉。水源來(lái)自東升水庫(kù)，灌區(qū)通過(guò)八一泵站從九支干提水灌溉水田，由于灌區(qū)運(yùn)行多年，渠道及沿線建筑物老化、破損嚴(yán)重，現(xiàn)狀灌溉面積只有133 hm2左右。

灌區(qū)內(nèi)主要為薄層黏底碳酸鹽草甸黑鈣土，土壤質(zhì)地較為黏重，滲透性較差，易成澇災(zāi)，土壤覆蓋層較厚，土層厚達(dá)10 m以上，黑土層厚0.2～0.3 m，腐植質(zhì)含量3%～4%，土壤比較肥沃，適宜各種旱作物和水稻生長(zhǎng)，尤其種植水稻，可以防澇治堿，提高產(chǎn)量，并使土壤向良性循環(huán)發(fā)展。

灌區(qū)地下水類型為下部中更新統(tǒng)級(jí)配不良砂層中的空隙承壓水。灌區(qū)第四系厚度90～150 m，含水層多層疊置，累計(jì)厚度80～120 m，由下、中更新統(tǒng)級(jí)配不良砂和上更新統(tǒng)級(jí)配不良砂組成，下、中更新統(tǒng)級(jí)配不良砂層顆粒粗、厚度大，粗、細(xì)顆粒呈交替變化，且含泥質(zhì)較多，多處見(jiàn)低液限黏土透視體。

2 灌溉制度設(shè)計(jì)及灌水率

灌溉制度是灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)和灌溉管理的重要指標(biāo)[1]，作物灌溉制度是制定流域規(guī)劃，灌區(qū)水利規(guī)劃及灌排工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理，及農(nóng)田灌排實(shí)施的基本依據(jù)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中占有重要地位。因此，制訂合理可行的灌溉制度是十分必要的[2]。本文采用林甸縣灌區(qū)作為基礎(chǔ)研究區(qū)。

2.1 水稻生育期耗水量分析

耗水量由需水量和滲漏量組成。水稻需水量由葉面蒸發(fā)和棵間蒸發(fā)構(gòu)成，它的大小與氣象條件、土壤條件、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施和灌溉技術(shù)等因素有關(guān)。本次設(shè)計(jì)需水量采用本灌區(qū)試驗(yàn)站水稻實(shí)驗(yàn)資料，并參考《黑龍江省主要農(nóng)作物節(jié)水高產(chǎn)灌溉制度及其蓄水量等值線圖的實(shí)驗(yàn)研究》成果。根據(jù)灌區(qū)范圍內(nèi)土壤特性，滲漏量采用灌區(qū)實(shí)驗(yàn)站實(shí)驗(yàn)資料，確定各生育期水量關(guān)系見(jiàn)表1，圖1。

2.2 水稻灌溉制度設(shè)計(jì)

(1)生育期用水量。水稻生育期中該時(shí)段內(nèi)的來(lái)水和耗水之間的關(guān)系決定了該時(shí)段農(nóng)田水分的變化。計(jì)算公式為：

h2=h1+p+m-E-C

(1)

式中：h2為時(shí)段末田面水層深，mm；h1為時(shí)段初田面水層深，mm；p為時(shí)段內(nèi)降水量，mm；m為時(shí)段內(nèi)灌水量，mm；E為時(shí)段內(nèi)田間耗水量，mm；C為時(shí)段內(nèi)排水量，mm。

(2)泡田期用水量。水稻的泡田期在5月上中旬，一般為15～20 d，泡田定額計(jì)算公式為：

表1 本次設(shè)計(jì)水稻各生育期水量統(tǒng)計(jì)表

圖1 水稻各生育期需水強(qiáng)度變化圖

(2)

w=103Hγ(β飽-β0)

(3)

式中:M1為泡田期用水量，mm；w為使一定土層達(dá)到飽和所需水量，mm；a為泡田水深，據(jù)試驗(yàn)資料擬定為30 mm；k為泡田期土壤滲漏速度，取0.8 mm/d；t1為泡田期的日數(shù)，15 d；e為t1時(shí)期內(nèi)田面平均蒸發(fā)強(qiáng)度，3.95 mm/d；p0為t1時(shí)期內(nèi)降雨量，mm；H為飽和土層深度，一般取值0.4 m；γ為稻田H深度內(nèi)土壤平均容重，取值1.1 t/m3；β飽為土壤飽和含水量，mm；β0為泡田前土壤含水量，mm。

2.3 輕鹽堿地水稻灌溉制度設(shè)計(jì)

水稻在不同生育期期間，鹽堿對(duì)其危害不同，鹽堿敏感度也不同。幼苗期耐鹽能力最弱，控制0.15%以下的含鹽量進(jìn)行泡田沖洗；移植返青期，需換新水，更需注意排水。根據(jù)灌區(qū)土壤資料，初步確定沖洗鹽堿的過(guò)程發(fā)生在灌區(qū)水稻的泡田期和移植返青期。泡田期沖洗土壤脫鹽顯著，按試驗(yàn)資料泡田沖洗定額為810 m3/hm2，移植返青期沖洗一次，定額為750 m3/hm2。

2.4 設(shè)計(jì)灌溉制度及灌水率

2.4.1 設(shè)計(jì)灌溉制度

選用灌區(qū)1951-2007年歷史資料，查閱年鑒、文獻(xiàn)，統(tǒng)計(jì)得到林甸縣鹽堿地、非鹽堿地水稻灌溉制度序列。

選取序列中定額接近p=75%的年份，分別為1965年、1999年和2000年，經(jīng)分析得，最不利的發(fā)生在1965年。因此，確定1965年灌溉制度為設(shè)計(jì)灌溉制度，則非鹽堿地設(shè)計(jì)灌溉定額為6405 m3/hm2，鹽堿地設(shè)計(jì)灌溉定額為7965 m3/hm2。詳見(jiàn)表2。

2.4.2 灌水率

灌水率[3]是指單位面積上所需灌溉的凈灌溉流量q。計(jì)算公式如下：

(4)

式中：αi為作物種植比；mi為各次灌水定額，m3/hm2；T為各次灌水延續(xù)天數(shù)，d。

修正后水田非鹽堿及鹽堿的設(shè)計(jì)灌水率分別為9.9×104m3/(hm2·s-1)、12.6×104m3/(hm2·s-1)。灌水率修正前、后情況詳見(jiàn)表3和圖2。

表2 林甸水稻鹽堿與非鹽堿計(jì)算灌溉制度

表3 水田非鹽堿灌水率修正前后比較表 104 m3·hm-2·s-1

圖2 林甸灌區(qū)水田鹽堿地、非鹽堿修正后灌水率圖

3 結(jié) 論

灌區(qū)的灌溉制度及灌溉定額的成果是灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。灌區(qū)灌溉制度采用：灌區(qū)各干、支渠續(xù)灌，斗、農(nóng)渠輪灌。水田設(shè)計(jì)凈灌溉定額7050 m3/hm2，渠系水有效利用系數(shù)取0.684，則設(shè)計(jì)毛灌溉定額10 306.95 m3/hm2。

[1] 陳玉芳,王小林,張滌. 雞東灌區(qū)灌溉制度設(shè)計(jì)[J]. 黑龍江水利科技,2004，31(2):83-84.

[2] 熊夏瀾. 用水量平衡法確定灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉制度的計(jì)算——以開都河第二樞紐灌區(qū)為例[J]. 中國(guó)水運(yùn),2013，13(4):204-205.

[3] 史良勝,楊金忠,崔遠(yuǎn)來(lái),等.灌水率圖形優(yōu)化模型及可視化修正[J] . 中國(guó)農(nóng)村水利水電, 2005(1) : 59-61.

Study on irrigation system and irrigation rate of paddy field design in Bayi irrigation area

LIU Yong

(DaqingWaterConservancyPlanningandDesignInstitute,Daqing163000,China)

Irrigation system is an important indicator of irrigation planning and irrigation management. In this paper, the irrigation area of Lindian county is used as the research area. The experimental data is used as the research data. Analysis of irrigation crops(rice as an example)growth period of water supply and consumption, and the harm of salinity in different growth stages was different, thus determined the irrigation system of the irrigation area.

irrigation system；water duty；growth period；water consumption

劉 永(1983-)，男，黑龍江大慶人，助理工程師，主要從事水利工程設(shè)計(jì)和勘測(cè)工作。E-mail：627291058@qq.com。

S274.1

A

2096-0506(2017)05-0055-04