營口水田灌溉農(nóng)業(yè)節(jié)水措施研究

孫文偉

(遼寧省營口水文局，遼寧 營口 115003)

1 概況

營口水田灌區(qū)在大遼河下游40 km河段左岸，位于東經(jīng)122.20°～122.30°，北緯40.70°～40.90°區(qū)域，水田灌溉面積4.10萬hm2(其中，大石橋3.70萬hm2，新生0.40萬hm2)。主要灌溉水源是上游葠窩水庫和大伙房水庫，由渾太河道將水庫水源輸送到大遼河灌區(qū)河段，然后由灌區(qū)的青天河閘、黑魚溝閘、虎頭河閘、賞軍站、北萬(三八)站、大弓站、黑魚溝站、新生等站直接引大遼河水提至營口灌區(qū)。

2 灌區(qū)系統(tǒng)

營口水田灌區(qū)系統(tǒng)是由大伙房水庫、葠窩水庫、渾河、太子河、營口灌區(qū)提水閘站組成。

2.1 供水系統(tǒng)

供水系統(tǒng)由大伙房水庫、葠窩水庫組成。大伙房水庫位于遼河支流渾河中上游，遼寧省撫順市境內(nèi)，水庫總庫容21.87億m3，防洪庫容11.82億m3，興利庫容12.76億m3，最高水位138.80 m；葠窩水庫建成于1973年，是遼寧省大型水庫之一，位于遼陽太子河干流上，水庫總庫容7.91億m3，防洪庫容4.20億m3，興利庫容5.08億m3，最高水位102 m。見圖1。

圖1 營口水田灌區(qū)系統(tǒng)圖

2.2 輸水系統(tǒng)

輸水系統(tǒng)由渾河輸水線和太子河輸水線兩部分組成，擔負著水庫到灌區(qū)的區(qū)間輸水任務。

2.2.1 渾河輸水線

渾河輸水線地跨撫順、沈陽、遼陽、鞍山、盤錦、營口六市，輸水河道設有5處水文站進行輸水監(jiān)測。監(jiān)測站區(qū)間距離是：大伙房水庫至撫順站約20 km，撫順站至沈陽站約53 km，沈陽站至黃臘坨站約68 km，黃臘坨站至邢家窩棚站約49 km，邢家窩棚站至三岔河站約57 km，三岔河站至營口灌區(qū)提水站約40 km。輸水線總長約287 km。見表1。

表1 大伙房水庫至灌區(qū)水流傳播時間表

2.2.2 太子河輸水線

太子河輸水線地跨遼陽、鞍山、盤錦、營口四市，輸水河道設有4處水文站進行輸水監(jiān)測。監(jiān)測站區(qū)間距離是：葠窩水庫至遼陽水文站河長約為42 km，遼陽水文站至小林子水文站河長約為47 km，小林子水文站至唐馬寨水文站河長約為51 km，唐馬寨水文站至三岔河水文站約為65 km，三岔河水文站至營口灌區(qū)約40 km。輸水線總長約245 km。見表2。

表2 葠窩水庫至灌區(qū)水流傳播時間表

2.3 提水系統(tǒng)

營口灌區(qū)提水系統(tǒng)由水源灌區(qū)、溝沿灌區(qū)、石佛灌區(qū)、營口監(jiān)獄灌區(qū)、青天河閘灌區(qū)、黑魚溝灌區(qū)等六個片區(qū)組成，構成營口灌區(qū)的排灌循環(huán)系統(tǒng)。

2.3.1 水源灌區(qū)

水源灌區(qū)是一個中型水田灌區(qū)，位于大石橋市西部水源鎮(zhèn)，大遼河左岸，水田灌溉面積292.67 hm2。灌區(qū)在大遼河左岸建有賞軍抽水站，安裝1200ZLB125型水泵5臺，總流27.50 m3/s。

2.3.2 溝沿灌區(qū)

溝沿灌區(qū)是一座小型灌區(qū)，位于大石橋市西部溝沿鎮(zhèn)，大遼河下游左岸，灌溉水田面積4 000 hm2。灌區(qū)在大遼河左岸溝沿鎮(zhèn)北萬村東距遼河岸300 m處建有北萬中型排灌站，安裝28ZLB-70型泵7臺，總流量11.70 m3/s。

2.3.3 石佛灌區(qū)

石佛灌區(qū)位于大石橋市西北部，大遼河下游左岸石佛鎮(zhèn)境內(nèi)，灌區(qū)設計灌溉面積2 333 hm2，排澇面積3 933 hm2。灌區(qū)在大遼河左岸建有大弓排灌站，安裝36ZLB-70水泵2臺，單機流量3.00 m3/s，抽水能力6.00 m3/s。

2.3.4 營口監(jiān)獄灌區(qū)

營口監(jiān)獄灌區(qū)設計灌溉面積3 580 hm2。安裝36ZLB-70泵7臺，單機流量2.00 m3/s，抽水能力14.00 m3/s。

2.3.5 青天河閘灌區(qū)

青天河閘灌區(qū)是一個大型灌區(qū)，灌溉面積63 933 hm2。灌區(qū)在大遼河下游左岸青天河口800 m處建有青天河閘一處，設計引水流量101.00 m3/s，設計排水流量105.00 m3/s。

2.3.6 黑魚溝灌區(qū)

黑魚溝灌區(qū)位于大石橋市石佛鎮(zhèn)境內(nèi)，灌溉面積27 000 hm2。安裝7臺1300ZLB-125型立式軸流泵，設計流量38.50 m3/s。

3 灌溉系統(tǒng)效率(節(jié)水)分析

每年從春季泡田插秧開始，營口水田灌溉農(nóng)業(yè)都要從河道里提取上游水庫放下來的淡水，以保證下游營口4.10萬hm2水田的正常農(nóng)耕生產(chǎn)。然而，上游水庫距離下游的用水區(qū)域很遠，長距離輸水必然用時也很長，而且用水區(qū)河段是感潮河段，這就加大了輸水提灌的不確定性。通過近幾年對營口水田灌溉系統(tǒng)進行的實際灌溉監(jiān)測資料，進行灌溉系統(tǒng)效率(節(jié)水)分析如下：

3.1 供水分析

水庫供水能力的大小，決定著下游提水的多少。大伙房水庫是具有城市生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、發(fā)電等綜合利用功能的水庫，每年農(nóng)業(yè)供水份額0.50億～1.50億m3；葠窩水庫每年農(nóng)業(yè)供水份額0.50億～1.00億m3。長期看兩處水源供水基地面臨農(nóng)業(yè)用水供水緊張矛盾。

因此，科學合理調(diào)度水資源，是節(jié)水增效的重要保證。在實際供水作業(yè)中，通過資料分析，每次供水過程：一是要根據(jù)下游用水的水量，預定多出5%～8%的水量進行供給；二是在一次供水過程中最低供水總量≥0.20億m3；三是要在規(guī)定時間段內(nèi)完成集中連續(xù)供水。

3.2 輸水分析

水輸送量的大小、傳播時間，由河道上的水文站，對上游的來水進行24 h實時數(shù)據(jù)監(jiān)測。水文站用曼寧公式算出河道實時來水水量，繪制河道控制站流量過程線對比圖。見圖2和圖3。

圖2 渾河主要控制站水位流量過程圖

圖3 太子河主要控制站水位流量過程圖

(1)

式中：Q—流量，m3/s；A—斷面過水面積，m2；n—糙率；R—水力半徑，m；J—比降。

根據(jù)曼寧公式，確定各計算參數(shù)，推求出沿河水情站點控制斷面的水位流量關系曲線，計算推導各水文站區(qū)間的水流傳播距離及時間。

經(jīng)沿河水文站連續(xù)監(jiān)測資料計算，大伙房水庫至營口灌區(qū)河流總長約287 km，水流傳播時間約73-93 h；葠窩水庫至營口灌區(qū)河流總長約245 km，水流傳播時間約70-90 h。

3.3 提水分析

上游水情站將水流傳播時間、流量大小報送閘站管理部門(末端水情站的來水預見期在10-15 h)。當上游來水進入灌區(qū)河段時，各閘站開始提取上游來水，并逐漸增大提水流量，對渠道實行大負荷注水灌溉。

葠窩水庫從2020年7月12日4時開始供水，14日14時補水結(jié)束，此次葠窩水庫供水累計出庫水量為0.70億m3。

根據(jù)營口水文局監(jiān)測：截止7月20日8時，營口灌區(qū)黑魚溝閘、青天閘、三八站、新生站、大弓站、水源(賞軍)站、虎頭閘站等提水量合計為0.37億m3，少提水0.33億m3。

大伙房水庫從7月25日10時開始供水，30日7時補水結(jié)束，大伙房水庫供水累計出庫水量為0.80億m3。

根據(jù)營口水文局監(jiān)測：此次引水過程營口灌區(qū)黑魚溝閘、黑魚溝站、青天閘、三八站、新生站、大弓站、水源(賞軍)、虎頭閘等提水量合計為0.67億m3，少提水0.13億m3。

3.4 效率分析

從灌溉系統(tǒng)實際運行情況看，太子河損失水量較大，水庫供水0.70億m3，實際利用水量約為0.37億m3，損失水量0.33億m3，供水效率只有52%,浪費比較嚴重。

渾河河道輸水損失較少，水庫供水0.80億m3，實際利用水量約為0.67億m3，損失水量0.13億m3，供水效率83%,利用率比較高。

分析原因：葠窩水庫放水在先，對下游河道補坑、壓鹽，應有一部分損失，后期大伙房放水時，由于河道已經(jīng)有淡水沖刷，損失較少。見表3。

表3 營口水田灌區(qū)系統(tǒng)效率表 單位：億m3

4 結(jié)論

當前，保農(nóng)村耕地紅線保糧食穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)是中國基本國策，以豐水地區(qū)補充貧水地區(qū)農(nóng)業(yè)用水問題，是水利部門今后的常態(tài)任務。這次營口水田灌溉農(nóng)業(yè)的實際應用證明，現(xiàn)有灌區(qū)的用水效率(節(jié)水)矛盾突出，應該科學制定調(diào)水制度加以解決：一是積極作為，河庫聯(lián)動，上下游緊密配合，整體合一步調(diào)一致，以保證水庫水資源在灌區(qū)有效利用；二是開源節(jié)流，提高水利控制運用的科學性主動性。灌區(qū)提水閘站應實時掌控上游來水動態(tài)，充分利用末段10-15 h的來水預見期，充分準備，提高引水效率；三是增加投入，改善供水、輸水、提水環(huán)境。用現(xiàn)代科學技術、現(xiàn)代工程措施，以智慧水利解決供用水矛盾，為水利的新發(fā)展助力農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)豐收做貢獻。