黑龙江省灌溉用水有效利用系数测算分析

2012-10-24李玖颖田志明

黑龙江水利科技 2012年1期

关键词：利用系数样点测算

李玖颖，田志明

(1. 黑龙江省水利厅，哈尔滨150010;2. 穆棱市水利勘测设计队，黑龙江穆棱157500)

1 全省灌区现状

2010年黑龙江省666.7 hm2以上灌区335 处。其中，提水灌区100 处，自流引水灌区235 处。666.7 hm2以下小型灌区21 115处，纯井灌区371 824处。

全省有效灌溉面积407.74 万hm2，实灌面积408.03 万hm2。

2 样点灌区的选择和代表性分析

2.1 样点灌区的数量与分布

2010年全省运行的大型灌区27 处，其中提水灌区10处，自流引水17 处。中型灌区303 处，其中666.7 ～3 333.3 万hm2的235 处，提水灌区54 处，自流引水181 处;3 333.3 ～10 000 hm2的62 处，其中提水灌区28 处，自流引水34 处;10 000 ～20 000 hm2的6 处，其中提水灌区3 处，自流引水3 处。小型灌区21 115处，其中提水灌区8 644处，自流引水12 471处。纯井灌区371 824处，其中土渠303 913处，渠道防渗1 800处，低压管道1 565 处，喷灌63 793 处，微灌753处。样点灌区详见表1。

2.2 样点灌区灌溉用水有效利用系数测算分析与成果检验

2.2.1 样点灌区测算分析方法

由于气象等资料收集难度较大，本次测算只采用综合定额法。具体测算时采用首尾测算分析法，采用灌区年田间净灌溉用水总量与从灌溉系统取用的毛灌溉用水总量的比值。其公式为:

式中:η 为灌区灌溉用水有效利用系数; Wj为灌区净灌溉用水总量，m3;Wα为灌区毛灌溉用水总量，m3。

2.2.1.1 灌区毛灌溉用水总量的确定

灌区毛灌溉用水总量是指灌区全年从水源地等灌溉系统取用的用于农田灌溉的总水量，其值等于取水总量中扣除由于工程保护、防洪除险等需要的渠道( 管路) 弃水量、向灌区外的退水量以及非农业灌溉水量等。

2.2.1.2 净灌溉用水量的确定

净灌溉用水量分析计算以作物净灌溉定额为基础。本次测算仅对水稻常规灌溉、旱作物充分灌溉进行测算分析。

水稻净灌溉定额的确定。有试验站值的灌区以实际观测值计算净灌溉用水量，无试验站值的灌区按水量平衡公式求得。水稻全生育期( 包括泡田) 净灌溉定额计算公式为:

式中:M 为水稻净灌溉定额，mm; ETc为水稻蒸腾蒸发量，mm;Pe为水稻生育期内的有效降水量，mm;Fd为水稻全生育期渗漏量，mm;Mo为插秧前的泡田定额，mm，可根据当地灌溉试验或灌溉经验确定; Ge为水稻全生育期地下水的利用量，mm。

旱作物充分灌溉净定额的确定。有实测资料的样点以实测为准，观测资料有限的样点灌区，根据当年的水文气象资料，依据水量平衡原理计算得出主要作物的净灌溉定额。

式中:i为第i 种作物净灌溉定额，mm;ETci为第i 种作物的蒸腾蒸发量，mm;Pei为第i 种作物生育期内的有效降水量，mm;Gei为第i 种作物生育期内地下水利用量，mm; ΔWi为第i 种作物生育期始末土壤储水量变化值，mm。

其中ETc的计算为用彭曼——蒙特斯公式计算参考作物蒸发蒸腾量ET0，然后利用不同作物的作物系数进行修正，最终得到不同作物的ETc。计算出的作物净灌溉定额除以换算系数0.667 换算为m3/666.7 hm2。

2.2.2 样点灌区灌溉用水有效利用系数测算分析

全省样点灌区水稻田毛定额量: 大型灌区在500 ～1 407 m3/666.7 m2，中型灌区在531 ～1 628 m3/666.7 m2，小型灌区在562 ～750 m3/666.7 m2; 纯井灌区渠道灌溉在433～819 m3/666.7 m2。全省样点灌区旱作物毛灌溉用水量在33 ～92 m3/666.7 m2。样点灌区灌溉用水有效利用系数分别为:大型灌区在0.30 ～0.48，中型灌区在0.34 ～0.53，小型灌区在0.54 ～0.68，纯井灌区在0.46 ～0.95。

根据我省灌溉分区，本次按照灌溉分区对各样点灌区进行分析计算，计算时以面积加权计算值做为本区平均值，详见表2。

表1 样点灌区一览表

表2 黑龙江省灌溉分区灌溉用水有效利用系数统计表

由表2 可以看出，各灌溉分区由于降水量、地下水埋深、土壤类型、管理水平和取水工程的不同，灌溉水利用率也发生着变化。从灌溉形式上看，节水灌溉程度越高，灌溉水利用率越大。松嫩平原纯井灌区多为旱作物喷灌、微灌灌溉区，尽管其自然条件差于其他地区，降水量小，土质疏松，蒸发和渗漏量比较大，而灌溉水利用率却明显高于三江平原和穆棱兴凯平原，其原因是样点灌区以井灌大田旱作物为主，高效节水灌溉面积比重大，整体节水水平较高。大中型灌区由于工程给覆盖面积大，管理难度大，渠系状况复杂，各个灌溉分区存在较大的差异，松嫩低平原和穆兴平原尚志、方正、延寿地区灌溉水利用系数达到46% 以上，其他灌区在38.49% ～42.33%，总体上东部地区略高于西部地区。综上所述，对灌溉水利用率的影响比较大的因素主要是灌溉形式、降水状况、灌区渠系状况和管理水平。

2.2.3 样点灌区测算分析成果合理性、可靠性分析

2010年黑龙江省灌溉用水有效利用系数为0.549，详见表3。不同规模不同类型样点灌区灌溉用水有效利用系数测算分析数据表现规律为: ①小型灌区＞中型灌区＞大型灌区;②相同规模不同类型的灌区表现出: 提水灌区＞自流引水灌区;③中型灌区，0.333 ～1 万hm2＞0.067 ～0.333 hm2＞1 ～2 万hm2;④纯井灌区中微灌＞喷灌＞低压管道＞渠道防渗＞土渠。测算分析所得数据与我省情况基本相符。