水利工程論文-南方季節(jié)性缺水灌區(qū)節(jié)水灌溉制度設(shè)計(jì).doc

水利工程論文-南方季節(jié)性缺水灌區(qū)節(jié)水灌溉制度設(shè)計(jì)摘要：本文在非充分灌溉理論和調(diào)虧灌水技術(shù)指導(dǎo)下，采用參數(shù)修正法為主綜合修正法為輔的計(jì)算方法，給出了南方季節(jié)性缺水灌區(qū)節(jié)水灌溉制度的設(shè)計(jì)原則與方法，編制了計(jì)算軟件，得到了和試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本吻合的灌溉制度。此設(shè)計(jì)方法不限制于南方季節(jié)性缺水灌區(qū)，可普遍采用。但由于節(jié)水灌溉情況下作物需水量尚需進(jìn)一步研究，節(jié)水措施又非常多，目前尚缺乏充分的試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證某些參數(shù)選用的合理性，本設(shè)計(jì)方法需要進(jìn)一步完善。關(guān)鍵詞：季節(jié)性缺水節(jié)水灌溉制度設(shè)計(jì)前言在節(jié)水農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展中，節(jié)水灌溉制度的優(yōu)化設(shè)計(jì)越來(lái)越引起重視。但長(zhǎng)期以來(lái)，節(jié)水灌溉制度沒(méi)有完善的設(shè)計(jì)方法，雖然國(guó)內(nèi)外專家提出了一些基本理論，但實(shí)踐中仍然按照充分灌溉理論，基本沿用常規(guī)灌溉的設(shè)計(jì)方法，這和實(shí)際情況不符。依托863課題“南方季節(jié)性缺水灌區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)體系集成與示范”四川簡(jiǎn)陽(yáng)示范點(diǎn)，本文在總結(jié)示范點(diǎn)采用的農(nóng)業(yè)綜合節(jié)水灌溉技術(shù)及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，以非充分灌溉理論和調(diào)虧灌水技術(shù)為指導(dǎo)，提出了可供實(shí)際應(yīng)用的節(jié)水灌溉制度設(shè)計(jì)方法。1四川簡(jiǎn)陽(yáng)“863”節(jié)水農(nóng)業(yè)示范基地農(nóng)業(yè)綜合節(jié)水技術(shù)我國(guó)南方地區(qū)年降雨量豐富，但時(shí)空分布不均，近年來(lái)季節(jié)性干旱較為嚴(yán)重。以四川為例，四川東部丘陵區(qū)的季節(jié)性干旱就非常嚴(yán)重，很多地區(qū)常常是春旱、夏旱連伏旱且十年九旱。隨著水資源的日益匱乏、灌溉水成本逐漸提高的影響,節(jié)水灌溉、科學(xué)灌溉的呼聲越來(lái)越高，特別是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化及高科技農(nóng)業(yè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大,對(duì)灌溉用水進(jìn)行科學(xué)管理的市場(chǎng)需求也越來(lái)越大。四川簡(jiǎn)陽(yáng)“863”節(jié)水示范區(qū)針對(duì)我國(guó)南方地區(qū)季節(jié)性干旱的特點(diǎn)，通過(guò)建立農(nóng)業(yè)用水基本信息數(shù)據(jù)庫(kù)、灌溉水量監(jiān)測(cè)與農(nóng)業(yè)用水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)配水模型，科學(xué)合理地對(duì)灌區(qū)灌溉用水進(jìn)行了管理。灌溉制度設(shè)計(jì)是灌溉工程設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，節(jié)水措施是節(jié)水灌溉制度設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。依據(jù)地形、地貌、農(nóng)業(yè)氣候等特點(diǎn)結(jié)合現(xiàn)有水利設(shè)施，該示范區(qū)集成與展示有十項(xiàng)農(nóng)業(yè)綜合節(jié)水技術(shù)，如下：（1）水稻綜合節(jié)水灌溉技術(shù)（2）玉米、紅苕綜合節(jié)水灌溉技術(shù)（3）小麥、油菜綜合節(jié)水灌溉技術(shù)（4）果樹綜合節(jié)水灌溉技術(shù)（5）渠道、塘堰防滲堵漏綜合節(jié)水技術(shù)（6）坡面集雨節(jié)灌綜合節(jié)水技術(shù)（7）噴、微灌綜合節(jié)水灌溉技術(shù)（8）沱江提灌站、萬(wàn)古水庫(kù)與仙女灘石河堰聯(lián)合調(diào)配技術(shù)（9）小水利工程（庫(kù)塘堰站池井）聯(lián)合運(yùn)行模式（10）降雨、地表水、地下水、土壤水四水聯(lián)動(dòng)調(diào)配技術(shù)2節(jié)水灌溉制度設(shè)計(jì)方法2.1灌溉制度設(shè)計(jì)原則示范區(qū)所在地四川簡(jiǎn)陽(yáng)屬川中丘陵區(qū)，旱作物生長(zhǎng)期內(nèi)土壤水分多數(shù)時(shí)間處于適宜土壤水分的中或下限，不少時(shí)間低于下限，作物或多或少地受到土壤水分脅迫。以往的灌溉制度設(shè)計(jì)基本上是按照充分灌溉理論（滿足作物全生育期內(nèi)潛在蒸發(fā)蒸騰需水量，作物全生育期土壤水分在適宜水分的上、下限之間）設(shè)計(jì)的，這和實(shí)際情況不符。計(jì)算出的灌溉定額比當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)年份實(shí)際采用的灌溉定額要高，而且高的幅度較大。該示范區(qū)灌溉制度設(shè)計(jì)是根據(jù)實(shí)際情況，采用上述十項(xiàng)農(nóng)業(yè)綜合節(jié)水灌溉技術(shù)，著力于提高示范區(qū)水的有效利用率和作物水分利用效率，在非充分灌溉理論和調(diào)虧灌水技術(shù)指導(dǎo)下進(jìn)行的。計(jì)算時(shí)采用了一些近年國(guó)內(nèi)外研究成果，受旱脅迫減產(chǎn)率小于5%。2.1.1旱作物需水量計(jì)算公式在非充分灌溉條件下，旱作物需水量計(jì)算可采用Jensen對(duì)數(shù)公式：（1）（2）式中：為土壤水分脅迫修正系數(shù)；為相對(duì)有效含水率，其中為根系活動(dòng)層的平均土壤含水率，為凋萎系數(shù)，為田間持水率。根據(jù)對(duì)四川省農(nóng)田水分盈虧的研究，為了保證脅迫減產(chǎn)率小于5%，根活動(dòng)層的平均土壤含水率在作物生長(zhǎng)敏感期（關(guān)鍵期）應(yīng)保持在適宜土壤含水率下限以上，在其余生育期可低于適宜土壤含水率下限0.82以上（輕度缺水，輕微度受旱）。2.1.2計(jì)算方法在節(jié)水灌溉制度設(shè)計(jì)中，有兩種計(jì)算方法：一種是參數(shù)修正法，即對(duì)農(nóng)田水分平衡方程中的計(jì)算參數(shù)按相應(yīng)節(jié)水灌溉技術(shù)要求進(jìn)行修正。這種方法可以計(jì)算出灌水時(shí)間、灌水定額、灌溉定額等節(jié)水灌溉制度的全部數(shù)據(jù)。這種方法較為復(fù)雜，適合于灌溉管理、大、中水利工程節(jié)水規(guī)劃設(shè)計(jì)。另一種是綜合修正法，這種方法直接對(duì)常規(guī)灌溉制度計(jì)算的灌溉定額結(jié)果進(jìn)行打折修正，得出節(jié)水灌溉定額，但無(wú)法獲得節(jié)水灌溉制度的其它指標(biāo)。這種方法較為簡(jiǎn)單，適合于水資源平衡計(jì)算，小型水利工程節(jié)水規(guī)劃設(shè)計(jì)，目前許多節(jié)水規(guī)劃是采用這種方法計(jì)算的。這里采用參數(shù)修正法為主綜合修正法為輔的計(jì)算方法。2.1.3種植結(jié)構(gòu)調(diào)整由于示范區(qū)均為提水灌區(qū)，特別是沱江灌區(qū)，提水揚(yáng)程較高，渠道較長(zhǎng)，灌溉供水成本較高，不適合進(jìn)一步發(fā)展高耗水作物。根據(jù)現(xiàn)有情況，對(duì)水稻面積進(jìn)行了控制。2.1.4節(jié)水措施水稻：四川、貴州等南方季節(jié)性缺水灌區(qū)，一般屬中、小型灌區(qū)。渠道和泵站的運(yùn)行都是間斷性的。除冬水田、沖、槽田外，水稻“淺、濕、薄、曬”灌水技術(shù)并不適合這些地區(qū)。淺灌中（深）蓄灌水技術(shù)有利于節(jié)水(1020%)和蓄雨(增加蓄雨530%)，已為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民普遍采用，是一種常規(guī)的灌水技術(shù)。該示范區(qū)主要采用的節(jié)水技術(shù)有旱育秧技術(shù)、塑料薄膜、秸稈覆蓋技術(shù)和“強(qiáng)化大三圍”栽培技術(shù)等，這些技術(shù)主要是通過(guò)減少泡田水量、減少棵間蒸發(fā)、減少滲漏量達(dá)到省水的目的。旱作物綜合節(jié)水灌溉技術(shù)構(gòu)成比水稻復(fù)雜，一般都是幾種節(jié)水灌溉技術(shù)一起采用,種子包衣技術(shù)、控制性灌水、秸稈覆蓋等，這些技術(shù)主要是通過(guò)促進(jìn)種子及根系生長(zhǎng)能力、減少