龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)水稻灌溉制度設(shè)計(jì)淺析

葛旭峰,徐莉平,孫鐵蕾

龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)水稻灌溉制度設(shè)計(jì)淺析

葛旭峰,徐莉平,孫鐵蕾

（陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，陜西西安710000）

合理可行的灌溉制度，對(duì)優(yōu)化灌溉規(guī)模、水資源調(diào)度方案優(yōu)化及灌溉管理中制定最優(yōu)配水、調(diào)水計(jì)劃都是十分必要的。以龍?zhí)了畮?kù)為例，結(jié)合灌區(qū)概況，在確定基本資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)水量平衡法確定出水稻灌溉制度。對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行分析得出，龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)水稻泡田期灌溉定額為139.6 m3/畝，生育期灌溉定額為340.3 m3/畝，水稻灌溉定額為479.9 m3/畝，滿足要求，設(shè)計(jì)成果可為灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)。

水庫(kù)；灌區(qū)；泡田灌溉定額；生育期灌溉定額；水稻灌溉制度

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)的重要組成部分，是進(jìn)行水土資源平衡和確定渠道設(shè)計(jì)流量的基本依據(jù)[1-2]。因此，合理可行的灌溉制度，對(duì)優(yōu)化灌溉規(guī)模、水資源調(diào)度方案優(yōu)化及灌溉管理中制定最優(yōu)配水、調(diào)水計(jì)劃都是十分必要的。本文結(jié)合四川龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)鹽源氣象站1961～2013年氣象資料，研究了四川鹽源地區(qū)（丘陵盆地）水稻灌溉制度設(shè)計(jì)規(guī)律，旨在為該地區(qū)的水稻科學(xué)灌溉提供參考。

1 灌區(qū)概況

龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)位于四川省西南山區(qū)，青藏高原東南緣的鹽源縣盆地內(nèi)，灌區(qū)東起鹽源縣衛(wèi)城鎮(zhèn)，西至棉椏鄉(xiāng)，北起白烏鎮(zhèn)，南至鹽井鎮(zhèn)，介于東經(jīng)101°15′～101°41′，北緯27°19′～27° 40′之間；灌區(qū)分布在清水河、干海河、馬壩河、石河及白沙河的河谷平壩、兩岸坡地及分水嶺平壩上，海拔2320～2500 m，東北高西南低，屬于典型的暖溫帶半濕潤(rùn)氣候，區(qū)域降雨差異較大，蒸發(fā)強(qiáng)烈；多年平均氣溫12.5℃，極端最高氣溫32.5℃，多年平均降雨量813 mm，年最大將水量1015 mm，最小降水量594.3 mm，多年平均蒸發(fā)量2270 mm，多年平均無(wú)霜期228 d，多年平均日照時(shí)數(shù)2583 h，多年平均相對(duì)濕度60%。龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)規(guī)劃灌溉面積36.2萬(wàn)畝，其中水稻灌溉面積7.5萬(wàn)畝。

2 基本資料

2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)及計(jì)算方法

本灌區(qū)水稻灌溉制度設(shè)計(jì)依據(jù)GB50288-99《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)要求，并參照大橋、西禮灌溉試驗(yàn)站資料，采用時(shí)歷年法進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)鹽源縣氣象站1961年～2013年(52 a)降雨資料及選定的灌水方式、作物耗水量等按水量平衡法計(jì)算歷年灌溉定額，并對(duì)歷年灌溉定額進(jìn)行頻率分析，選出2～3個(gè)符合設(shè)計(jì)保證率的年份，以其中灌水分配過(guò)程不利的一年為典型年，以該年的灌溉制度作為設(shè)計(jì)灌溉制度。

2.2 灌水模式及水層

根據(jù)與龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)相近的大橋、西禮灌溉試驗(yàn)站進(jìn)行的水稻灌水模式的試驗(yàn)資料，本次水稻灌水模式選擇節(jié)水高產(chǎn)的淺曬淺濕。水稻淺曬淺濕灌水是當(dāng)前普遍推廣的節(jié)水高產(chǎn)灌溉模式。水稻曬淺濕灌溉是淺灌與濕潤(rùn)相結(jié)合，廣泛采用“淺、薄、濕、曬”的控制灌溉模式，即“薄水插秧、淺水返青、濕潤(rùn)分蘗、后期曬田；拔孕薄水回灌、抽穗開(kāi)花保持；乳熟濕潤(rùn)、黃熟落干”的灌溉模式。生育階段適宜水層見(jiàn)表1。

表1 淺曬淺濕灌水模式水稻生育期適宜水層

表3 龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)水稻灌溉制度（P=75%)單位m3/畝

表2 水稻各生育期的耗水量

表4 水稻灌溉定額成果分析表單位m3/畝

2.3 水稻生育期及耗水量

水稻生育期劃分與溫度、灌水模式及栽培技術(shù)有關(guān)。根據(jù)西禮灌區(qū)及大橋灌區(qū)試驗(yàn)成果，并結(jié)合龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)的實(shí)際調(diào)查，生育期為92 d，具體劃分詳見(jiàn)表1。

水稻生育期耗水量包括生育期需水量和生育期滲漏量。水稻需水量包括葉面蒸騰與棵間蒸發(fā)，需水量與氣象條件、土壤含水狀況、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施、灌溉排水措施等有關(guān)。確定各生育期耗水量見(jiàn)表2。

2.4 滲漏強(qiáng)度

龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)控制區(qū)內(nèi)主要有水稻土、初級(jí)土、紫色土及紅壤土等4類(lèi)。根據(jù)灌區(qū)鹽源縣《土壤普查報(bào)告》成果，龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)內(nèi)土壤按中等滲漏程度考慮，故龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)灌溉制度設(shè)計(jì)滲漏強(qiáng)度為2 mm/d～2.6 mm/d。各生育期水稻滲漏強(qiáng)度詳見(jiàn)表2。

3 灌溉制度設(shè)計(jì)

水稻灌溉制度是指水稻播種前及全生育期內(nèi)的灌水次數(shù)、每次灌水日期和灌水定額以及灌溉定額，水稻的灌溉定額即為泡田定額與生育期定額之和。龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)水稻灌溉制度設(shè)計(jì)本次按照水量平衡原理，利用降雨與蒸發(fā)資料進(jìn)行長(zhǎng)系列操作計(jì)算，計(jì)算出歷年灌溉制度成果表。

3.1 水稻泡田灌溉定額設(shè)計(jì)

泡田定額指泡田期間單位面積上的灌水量，灌區(qū)水稻泡田期從5月15日～5月25日，共10天。泡田定額按下式計(jì)算［3］：

式（1）～（2）中，M1為泡田期用水量（mm）；w為飽和需水量（mm）；a為泡田水深（mm），取30 mm；k為泡田期土壤滲漏速度，取2.4 mm/d；γ為土壤平均容重，取1.3 t/m3；β飽、β0分別為土壤飽和含水量及泡田前土壤含水量，分別取65%、50%；e為t1時(shí)間內(nèi)水田田面平均蒸發(fā)強(qiáng)度，本次取7.95 mm/d；P0為t1時(shí)間內(nèi)降雨量。

3.2 水稻生育期灌溉定額

在水稻生育期中，稻田水分的變化決定于生育期內(nèi)某時(shí)段內(nèi)來(lái)水與耗水間的關(guān)系，用下式進(jìn)行水量平衡計(jì)算［3］：

式（3）中，h2為時(shí)段末田面水深層（mm）；h1為時(shí)段初田面水層深度（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)耗水量（mm）；c為時(shí)段內(nèi)排水量（mm）。

3.3 設(shè)計(jì)灌溉制度

通過(guò)對(duì)龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)進(jìn)行長(zhǎng)系列供需平衡分析，在52 a長(zhǎng)系列灌溉制度中選出設(shè)計(jì)保證率為P=75%下，水稻灌溉定額對(duì)應(yīng)年份分別為1970年，并將此灌溉定額與鄰近地區(qū)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行比較分析，確定1970年的灌水分配過(guò)程最不利。因此，確定1970年份灌溉制度為設(shè)計(jì)灌溉制度，則設(shè)計(jì)泡田定額為139.6 m3/畝，生育期定額為340.3 m3/畝。龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)水稻灌溉制度詳見(jiàn)表3。

4 成果分析

龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)作為四川省重要的大型灌區(qū)之一，灌溉制度的成果是灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，因此將龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)的灌溉定額與鄰近灌區(qū)試驗(yàn)站成果進(jìn)行比較分析，兩者結(jié)果基本一致。另外根據(jù)2010年2月《四川省用水定額》（修訂稿）成果，龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)屬于Ⅳ區(qū)，其水稻灌溉定額為530 m3/畝，本次計(jì)算定額成果為491.7 m3/畝，滿足要求。龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)水稻灌溉定額成果分析詳見(jiàn)表4。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)歷年法及水量平衡方法研究龍?zhí)了畮?kù)灌區(qū)水稻灌溉制度設(shè)計(jì)，方法可靠、概念清楚，其成果可以作為灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，同時(shí)對(duì)灌區(qū)其它作物的灌溉制度設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。

[1]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［J］.中國(guó)水運(yùn)，2013，（4）：204-205.

[2]劉鈺，J.L.TeixeiraL.S.Pereira等.作物需水量與灌溉制度模擬［J］.水利水電技術(shù)，1997，（4）38-43.

[3]郭元裕.農(nóng)田水利學(xué)［M］.北京：水利電力出版社.1992.

S274

B

1673-9000（2017）02-0183-02

2016-12-12

葛旭峰（1984-），男，陜西富平人，工程師，主要從事水利工程設(shè)計(jì)工作。