杨文斌，樊忠成

（内蒙古水利规划设计研究院，010020，呼和浩特）

2014年2月13日，水利部等十部门联合印发了《实行最严格水资源管理制度考核工作实施方案》（水资源〔2014〕61 号），标志着我国全面实施最严格水资源管理制度考核工作已正式启动。在此背景下，依据2011年中央1号文件要求，加快大中型灌区配套改造，为实现农田灌溉水有效利用系数提高到0.55以上，降低灌区用水量，挖掘灌区节水潜力，对落实最严格水资源管理制度，实现考核目标有着十分重要的意义。

灌区节水量是通过采取节水、管理、技术等工程和非工程措施后,用水过程中减少的水量，即节水后灌区渠首（井口）的取水量与节水前取水量之差值。本文以内蒙古自治区包头市黄河灌区为例，探讨对渠道进行全面衬砌后，通过对渠道衬砌前后单位长度渗漏损失差值的计算，确定渠道实施衬砌后工程节水量。其目的为全面实施用水总量控制，提高农田灌溉水有效利用系数提供借鉴。

一、计算方法

灌区节水措施的实现是实施灌区节水配置改造工程。因此采用渠道衬砌前后单位长度渗漏损失差值计算工程节水量。依据《渠道防渗工程技术》中的渗漏损失量计算公式：

式中，w节为工程总节水量，万m3；S 为渠道衬砌前每km渠长渗漏量，m3/s；SF为渠道衬砌后每km渠长渗漏量，m3/s；L为渠道长度，km；T为渠道输水时间。根据灌溉制度设计，干渠续灌时间为122天；支渠以下渠道按轮灌组数确定灌水天数，其中支渠运行时间60天、斗渠运行时间30天。

上式中，S、SF数据计算分别依据公式：

式中，K为土壤渗透系数 m/d，本灌域土质以粉土质砂为主，根据经验值选定；b为渠底宽度，m；h为渠道水深，m；m为边坡系数；γ1为渠坡侧向毛管渗吸的修正系数，由《渠道防渗工程技术》 查得 1.1～1.4；γ2为地下水顶托系数取值为0.37～0.82；β为渗漏折减系数，根据本灌区干渠、支渠采用混凝土板衬砌，塑料薄膜防渗，由《渠道防渗工程技术》查得，β取0.5～0.10。

二、实例应用

1.灌区概况

内蒙古包头市黄河灌区位于土默川平原的中西部，是包头市粮食生产基地，由镫口灌区与民族团结灌区组成，该灌区北依京包铁路，南至黄河，西起镫口扬水站，东到哈素海灌区，东西长100.00 km，南北宽32.30 km，灌区总土地面积214.70万亩（15亩=1 hm2，下同），总耕地面积 155.12万亩，现状实灌面积66.00万亩，设计灌溉面积78万亩。其中镫口灌区现状灌溉面积43.50万亩，设计灌溉面积47.00万亩；民族团结灌区现状灌溉面积22.50万亩，设计灌溉面积31.00万亩。

包头市黄河灌区为扬水灌区，由镫口扬水站、团结扬水站分别自黄河引水。镫口扬水站距上游的昭君坟水文站58.30 km，团结扬水站距镫口扬水站47.50 km。灌溉水源主要为黄河水，镫口灌区民生灌域部分地区采用井渠结合灌溉。

灌区主要土类为沙壤土、壤土。

2.气象条件

灌区地处温带大陆性季风气候区，春季干燥，降水较少，早晚温差较大；夏季温热，降水较多；秋季清凉，天气晴朗，日照充沛。多年平均蒸发量1860mm，多年平均日照时数3000小时，农作物生育期日照时数1650小时，无霜期145天。最大冻土深度1.26m。多年平均风速在1.4～2.8 m/s之间。

3.水文地质

地下水类型为第四系松散岩层孔隙潜水，局部地段分布有半承压和微承压水，含水层主要由第四系全新统冲积的粉砂、极细砂和细砂组成，局部地段由砾质中砂和中砂、粗砂组成。含水层厚度为3～30 m，水位埋深0.20～6.80 m，富水性一般。

4.灌区节水工程建设

总干渠、分干渠采用混凝土板护坡衬砌、素土护底、塑料薄膜防渗的结构型式，支渠采用全断面混凝土板衬砌，斗渠及农渠均为混凝土“U”形槽。

5.衬砌渠道节水量计算

根据前述计算公式对干渠逐一计算。对支渠及以下渠道按流量分类计算，计算结果见表1。

经计算，镫口灌区总干渠渠道衬砌前渗漏量 0.0394m3/(s·km)，衬砌后为0.0106 m3/(s·km)；干渠渠道衬砌前为0.0205～0.0356 m3/(s·km)， 衬砌后为0.0038～0.0085 m3/(s·km)；民族团结灌区总干渠渠道衬砌前为0.031m3/(s·km)，衬砌后为0.0038 m3/(s·km)，干渠渠道衬砌前为 0.0154～0.0282 m3/(s·km)，衬砌后为 0.0014～0.0031 m3/(s·km)；支渠渠道衬砌前为 0.0095～0.0115m3/(s·km)，衬砌后为 0.0023～0.0035m3/(s·km)；斗渠渠道衬砌前为0.0096m3/(s·km)，衬砌后为 0.0012 m3/(s·km)；农渠渠道衬砌前为 0.0048 m3/(s·km)，衬砌后为0.0006 m3/(s·km)。

6.理论计算值与实测差值对比

因灌区内无试验资料，参考鄂尔多斯市水文局编著 《内蒙古黄河南岸灌区水平衡测试资料初步分析成果报告》，分别按理论计算及引用南岸灌区现有的测试资料，对不同流量渠道衬砌前、后渠道渗漏量差值进行对比分析，包头市黄河灌区各级衬砌渠道理论计算的衬砌前后渗漏量均小于南岸灌区水平衡测试渠道衬砌前后实测渗漏量，故确定包头市黄河灌区各级衬砌渠道理论计算衬砌前后渗漏损失量是可靠的。

表1 衬砌前后渗漏量计算表（理论）

表2 灌区各级渠道节水量

7.灌区节水量

镫口扬水灌区衬砌改造后的渠系

根据各级渠道衬砌前、后的渠道渗漏量及其差值，并结合渠道长度及运行时间，确定灌区内各级渠道节水量，具体详见表2。

可见，工程实施后，总干渠1条，衬砌长度11.75km，节水量390.8万m3；干渠衬砌5条，衬砌长度166.45 km，节水量3107.86万m3；支渠衬砌90条，衬砌长度397.72 km，节水量250.94万 m3；斗衬砌 408条，衬砌长度744.31km，节水量万 1408.25m3；农渠衬砌2685条，衬砌长度2467.16 km，节水量1152.16万m3。灌区节水总量达8310.01万m3，其中其中镫口灌区工程节水量为4709.06万m3，民族团结灌区工程节水量为3600.95万m3。

三、结 语

灌区工程实施后，镫口灌区和民族团结灌区工程总节水量为8310.01万m3，其中镫口灌区工程节水量为4709.06万m3，民族团结灌区工程节水量为3600.95万m3。灌区渠系水利用系数由现状的0.58提高到0.749，农田灌溉水利用系数由现状的0.41提高到0.674。这一数据对加强包头市严格实行用水总量控制，提前达到最严格水资源管理制度中农田灌溉水有效利用系数及区域用水总量指标提供参考。由此说明，大力实施灌区节水改造工程，为缓解当地水资源状况，降低引黄用水量，拓宽地区经济提供了发展空间，提升灌区灌溉水平，具有非常重要的作用。

[1]罗玉丽,张会敏,李卫中.灌区综合节水改造中单项措施节水量计算方法初探[J].节水灌溉,2008（1）.

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[3]内蒙古水利水电勘测设计院.包头市黄河灌区水权转让一期工程规划报告[R].2010.

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