雷金波

( 黑龙江省绥滨农场水务局，黑龙江 绥滨156203)

0 前 言

绥滨灌区为大型灌区，位于N47°16' ～47°42'，W131°22' ～131°50'，东临二九O 农场、西靠军川农场、南临绥滨县，北邻黑龙江与俄罗斯相望。土地总面积5.2 万hm2，其中耕地3.1 万hm2。绥滨灌区抽取黑龙江水灌溉，对发展水田十分有利。边界河流有黑龙江、松花江，境内河流有蜿蜒河、敖来河，地下水埋藏较丰富，水资源总量为5.97 亿m3。地表水补给来源主要是黑龙江和大气候降水，为发展水田提供了丰富的水源。

1 灌排制度与灌排流量计算

灌溉制度是指在一定的自然和耕作条件下，某种作物在整个生长过程中需要的灌水次数，每次灌水适宜的时间，以及每次灌水需要的水量。一次灌入农田单位面积的水量叫做灌水定额; 作物全生育期灌水定额的总和称为灌溉定额［1］。同样，排水制度的具体内容也有排水次数、排水时间、排水定额和排水总额［2］。

1.1 排水模数计算

1.1.1 绥滨灌区排水标准

灌区水源为黑龙江水，通过泵站提水在经输水总干和各级输水渠进入水稻田。灌区排水主要由降水形成的地表径流和稻田尾水组成。排水标准田间采用5 a一遇，建筑物10 a一遇。旱田采用一日暴雨两日排出; 水田采用三日暴雨四日排至耐淹水处。其中一部分通过向阳排干和老龙坑排干汇入黑龙江，另一部分通过蜿蜒河排干和26 排干汇入松花江［3］。

1.1.2 绥滨灌区排水模数计算

1) 绥滨灌区旱地设计排涝模数计算公式为:

式中: qd为旱地设计排涝模数，m3/s/km2; Rp为设计暴雨( P1+ Pa) 产生的径流深，mm; T 为排涝历程时，d。

2) 绥滨灌区水田设计排涝模数计算公式为:

式中: Qw为水田设计排涝模数，m3/s/km2; T 为排涝历时; P 为设计时段暴雨量，mm; h1为水田滞蓄水深，h1=30.0mm; ET'为排涝历时T 的水田蒸发量，E601=3.0mm/d; F 为历时为T 的水田渗漏量，F 壤=1.0mm/d。

1.1.3 设计成果

由于资料所限，本次设计暴雨采用绥滨站点雨量代替，计算成果见表1、表2。

表1 旱地排涝模数成果

表2 水田排水模数成果

1.2 坡水洪峰计算

计算公式为:

式中: Kp为不同频率的模比系数，查水文图集K 20%=1.22，K10%=2.8; K5%为20年一遇的模比系数，查水文图集K5%=4.81; Cp为最大流量参数，取Cp= 2 ; F 为集水面积，km2。

2 灌排渠系的布置

2.1 灌排渠道系统

灌溉渠道一部分为干渠、支渠、斗渠、农渠共4级。如果灌区范围很广，渠道级别可以加多; 若灌区很小，渠道也可以少于4 级。灌溉渠道应布置在较高位置，以使渠内水面高于所灌溉的土地。排水部分一般由干、支、斗、农共4 级沟道所组成，应布置在较低位置，要求沟内水面低于田面。必要时，沟内水面应满足降低地下水位的要求。

2.2 渠系的布置

渠系布置应根据当地地形、地质、居民区、交通线路及原有各种工程设施的情况，以及山、水、田、林、路统一规划的原则，分析对比选用最优方案进行布置［3］。一般地说，应尽量考虑以下8 点:

1) 灌溉渠道应尽可能布置在灌区的较高地带，以争取较多的自流灌溉面积。排水沟道尽可能布置在灌区的最低地带，以争取最大的排水效果。

2) 渠道要尽可能短、直、平顺，少占地、少拆迁，土方量要小，建筑物要少，工程费用要省。

3) 渠线要尽可能避开难工险段，易发生滑坡地段以及岩石破碎地带等。

4) 灌、排系统要同时统一布置，避免互相干扰。尽量不要打乱原有排水系统，同时要尽可能地利用原有工程设施。

5) 注意与行政区划相结合，尽量使各用水单位有独立的引水口。并考虑机耕、土地规划和用水管理的方便。

6) 适当考虑综合利用，尽量做到一水多用。要考虑当地居民和企业的用水和排水要求。

7) 要考虑远景规划的要求，尽可能将近期计划和远景规划结合起来。

8) 为适应地形变化，渠道需要采用弯道时，弯道半径不宜小于5 倍的水面宽度，且应采取防冲措施。衬砌渠道的弯道半径以≥2.5 倍水面宽度为宜。

2.3 配水方式

渠道配水方式有两种:①轮灌，即上一级渠道向下一级渠道分组轮流供水;②续灌，即上一级向所有下一级渠道同时供水。轮灌渠道水量集中，输水时间短，水量损失少，便于和农业措施相结合;缺点是渠道过水能力要加大，增加了渠道工程量。续灌则相反。

3 灌溉制度

绥滨灌区采用时历年法确定历年灌溉制度，根据灌溉定额的频率分析选出2 ～3个符合设计保证率的年份，以其中灌水分配过程不利的一年为典型年，以该年的灌溉制度作为设计灌溉制度。

3.1 设计保证率

根据绥滨灌区水土资源和气候条件，参照规范选定灌溉设计保证率为80%。

3.2 灌溉制度

3.2.1 水田泡田定额

计算公式为:

式中: M1为泡田定额，m3/667m2; h0为插秧时田里所需的水层深度，20mm; F1为泡田期的渗漏量，即开始泡田到插秧时的总渗漏量为1mm ×15 =15.0mm;t2为泡田期天数，为5月1日—5月15日，共15 d。E 02为t2时间内水田田面平均蒸发强度，用水面蒸发强度代替，mm/d; P02为t2时期内的降雨量，mm; H2为稻田犁底层深度为0.2 m; r2为H2深度内土壤平均容重，采用干容重1.2 t/ m3; ω2b为H2深度内土壤饱和含水率，为45% ～50%; ω2为H2深度内开始泡田时土壤含水率，为25% ～30%。

3.2.2 水稻生育期灌溉定额

水稻生育期灌溉定额，与水稻各个生育期水层深度的要求有关，同时和阶段的降水量、蒸发量、渗漏量以及水稻叶面蒸腾和棵间蒸发量有关; 生育期采用“薄、浅、湿、晒”的灌溉模式。其灌溉定额的计算可根据水层要求，以水量平衡进行计算，公式为:

式中: h2为时段末田面水层深度，mm; h1为时段初田面水层深度，mm; P 为时段内降水量，mm; m 为时段内灌水量，mm; c 为超过水层深度要求的排出量，mm; E 为时段内田间耗水量( 包括叶面、棵间蒸腾量和渗漏量) ，mm。

3.2.3 水稻生育期和淹灌水层的确定

根据调查并参考哈市新仁灌区，合江水稻新试验成果以及整个垦区的调查资料，拟定水稻泡田期和生育期适宜淹灌水层的上、下限确定见表3。

表3 水稻生育期划分及最适宜水层表 cm

4 灌水率

灌水率是指单位面积上所需灌溉的净灌溉流量，用q 净表示，通常又称灌水模数。

4.1 设计绥滨灌区灌水率

计算公式为:

式中: q净为净灌水率; m 为灌水定额; a 为作物比例数，取T 为灌水延续时间，d。

灌水延续时间的长短直接影响灌水率的大小，从而也影响渠道设计断面的大小和建筑物的造价。因此需慎重选定。根据我国各地万亩以上水稻灌区的经验统计，水稻灌水延续时间为:

泡田期灌水延续时间为7 ～15 d，个别大面积缺水地区可提前5 ～7 d，以减少泡田灌水率。生育期灌水延续时间为3 ～5 d。本灌溉制度基本符合此规律。

q 在0.26 ～0.67。考虑泡田期灌水率为短期峰值，为减小建筑物规模，设计灌水率取最大灌水率的90%，为0.61 m3/s/666.7m2。

4.2 设计绥滨灌区灌水率图

根据不同作物灌溉制度和灌区本地灌溉习惯，以不影响作物需水要求为原则，尽量保持主要作物每次灌水的时间不改变，如果不得不改变，灌水的中间日前后不能超过3 d。修正初步净灌水率图，得到设计净灌水率图，见图1。

图1 绥滨灌区年设计净灌水率图

5 小 结

现代灌排系统管理正逐步向自动化方向发展，如对灌区内灌排渠系的水位、流量，灌区内的降雨量、土壤湿度和地下水埋深进行遥测遥控，对灌排渠系上节制闸、进水闸的启闭和灌水工作实行遥控和自动调节等。根据灌区范围内作物种植比例和作物灌溉制度，应用系统工程分析方法进行配水方案的优化分析，同时利用灌区地下水位和土壤根系层中的盐分变化预测工程效果和生态环境变化也是灌排系统管理的发展趋势。

［1］李晓燕. 农田灌排结合渠道设计优缺点［J］. 城市建设理论研究，2011(17) :11 －13.

［2］崔磊. 丹东地区水稻高产灌排制度研究［J］. 农业与技术，2006(02) :94 －98.

［3］赵春辉，刘正茂. 绥滨灌区排水对黑龙江和松花江水质的影响预测［J］. 水资源保护，2005(03) :25 －26.