高坨子灌區灌溉水利用系數計算及修正探析

楊萬民

(遼寧營口市河務管理處，遼寧 營口 115000)

1 灌區基本情況

高坨子灌區，為小型灌區，渠首位置在海城市高坨子鎮羅家套子村小河口，E122°40′，N41°07′，1979年設立。區域范圍在高坨子鎮內，灌區長度3.5km，設計灌溉面積水田667hm2，實際灌溉面積400hm2。灌區干渠長度3.5km、支渠長度3.15km。渠道的土質為亞黏土，為土料砌襯形式，防滲措施土料夯實，工程現況較好。

測區位于太子河沖積平原區，一般高程在5-8m。水文地質為分布較廣的孔隙水含水巖組；在第四紀下發育的第三紀地層由于成巖較晚地巖層相對疏松，膠結程度較差發育的裂隙、孔隙，裂隙孔隙水分布于其中。多為亞砂土性淤土、禾草草甸植被，地勢低洼易澇,土質肥沃。

2 灌區水文氣象特性

2.1 氣候

測區位于太子河下游平原，屬暖溫帶大陸性季風氣候區，一年四季受季風支配，四季分明?？偟臍夂蛱攸c是：雨熱同步，干冷同期，溫度適宜，光照充足。洪澇、干旱、風砂、冰雹、霜凍等災害，常有不同程度發生。

2.2 降水

測區多年平均降水682.6mm，灌溉期(5-9月)多年平均降水量529.8mm，2006年降水374.2mm，較多年平均降水少29.4%，因此土壤保水率較低，下滲損失較大。

2.3 蒸發

測區多年平均蒸發量890.1mm(E601)，灌溉期(5-9月)多年平均蒸發量568.3mm，2006年蒸發量621.5mm，較多年平均蒸發量多9.4%。

3 灌區引水特性

灌區水源太子河從遼陽市遼陽縣唐馬寨鎮流入鞍山市，流經騰鰲、高坨、望臺、溫香等鎮，在西四鎮八家子村與渾河匯合成大遼河，多年平均入境水量24.21億m3/s，多年平均出境水量30.24億m3/s。境內干流長46.0km，流域面積2853km2，多年平均地表水資源量4.39億m3/s。渠首引水方式為提水，由4臺28ZLB—7型、額定功率580kW水泵提水，設計引水流量6.0m3/s。

4 灌溉水利用系數的計算及修正

4.1 渠道水利用系數η渠道

渠道水利用系數包括干渠、支渠、斗渠及農渠利用系數。

4.1.1 干渠

由公式(1)計算出每次測量的渠段系數η渠段，由公式(2)計算出η渠道，三次測得平均值0.9275。

4.1.2 支渠

每次測量選擇兩個代表渠段，共六個不同渠段，分別按公式(1)、(2)計算每段的渠段系數η渠段、渠道水利用系數η渠道，三次平均值0.9509。

4.1.3 斗渠

每次測量選擇兩個代表渠段，共六個不同渠段，分別按公式(1)、(2)計算每段的渠段系數η渠段、渠道水利用系數η渠道，三次平均值0.9066。

4.1.4 農渠

每次測量選擇三個代表渠段，共九個不同渠段，分別按公式(1)、(2)計算每段的渠段系數η渠段、渠道水利用系數η渠道，三次平均值0.8463。

4.2 灌溉水利用系數的修正

高坨子灌區為非等效并聯渠道，渠系水利用系數不能單獨用各級渠道水利用系數相乘的積來計算，需對渠道水利用系數計算后需進行修正。對于i、j上下兩級非等效并聯渠道，其渠系水利用系數應按下式計算：

ηij=ηiΣ(dkηjk)
(k=1,2…m)

(1)

以支渠為例，采用面積加權方法來求渠道水利用系數。

即：

(2)

假定斗渠在支渠上的分布是均勻的，而且每一條斗渠所控制的面積基本相等。即

A1=A2=A3=A4=A5=A6=A7
=A8=……=An

(3)

于是上式可化簡為：η支渠=(η1+η2+η3+…ηn)/n

由此可以得出各級渠道水的通用公式：

(4)

式中：η修為修正后的渠道水利用系數；η為未修正的渠道水利用系數；n為下一級渠道的條數。

4.2.1 干渠

(5)

4.2.2 支渠

(6)

4.2.3 斗渠

(7)

4.2.4 農渠

因農渠所選渠段基本代表平均農渠長度，沒有放水口，故不需修正，仍采用0.8463。

4.3 渠系水利用系數

η渠道=η干渠η支渠η斗渠η農渠=0.9634×0.9672×0.9528×0.8463=0.75

(8)

4.4 田間水利用系數η田間

η田間=mA/W農凈

(9)

式中：η田間為田間水利用系數；A為農渠控制的實灌面積；W農凈為一次灌溉農渠放出的總水量；m為設計凈灌水定額。本次暫采用0.95。

4.5 灌溉水利用系數η水

η水=η渠η田間=0.75×0.95=0.71

(10)

5 結 語

通過高坨子灌區灌溉水利用系數計算可知，灌溉系數測試條件需要有穩定的流量，典型測驗渠段中間無支流，在實際工作中渠段內沒有支流的情況很少，由于灌溉時流量又易發生變化，上下斷面測量水的流程時間又不相適應，這些必要條件難以保證。因而在典型代表渠段選擇上，由于受實際條件限制，選取長度達不到理論要求。

由于典型渠段的選取與渠道實際長度差距較大，計算所得高坨子灌區渠系水數值明顯不合理。在計算田間水利用系數時，由于灌區管理不善，渠系混亂，斗渠、農渠直接灌入田間，灌區中普遍存在越級渠道輸水現象時，而且灌區排水混亂，跑冒嚴重，所以理論公式在實際計算時需要進行修正。

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