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

水利工程論文-南方季節(jié)性缺水灌區(qū)節(jié)水灌溉制度設計摘要：本文在非充分灌溉理論和調虧灌水技術指導下，采用參數(shù)修正法為主綜合修正法為輔的計算方法，給出了南方季節(jié)性缺水灌區(qū)節(jié)水灌溉制度的設計原則與方法，編制了計算軟件，得到了和試驗數(shù)據(jù)基本吻合的灌溉制度。此設計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一步研究，節(jié)水措施又非常多，目前尚缺乏充分的試驗數(shù)據(jù)驗證某些參數(shù)選用的合理性，本設計方法需要進一步完善。關鍵詞：季節(jié)性缺水節(jié)水灌溉制度設計前言在節(jié)水農業(yè)的迅速發(fā)展中，節(jié)水灌溉制度的優(yōu)化設計越來越引起重視。但長期以來，節(jié)水灌溉制度沒有完善的設計方法，雖然國內外專家提出了一些基本理論，但實踐中仍然按照充分灌溉理論，基本沿用常規(guī)灌溉的設計方法，這和實際情況不符。依托863課題“南方季節(jié)性缺水灌區(qū)節(jié)水農業(yè)綜合技術體系集成與示范”四川簡陽示范點，本文在總結示范點采用的農業(yè)綜合節(jié)水灌溉技術及試驗數(shù)據(jù)的基礎上，以非充分灌溉理論和調虧灌水技術為指導，提出了可供實際應用的節(jié)水灌溉制度設計方法。1四川簡陽“863”節(jié)水農業(yè)示范基地農業(yè)綜合節(jié)水技術我國南方地區(qū)年降雨量豐富，但時空分布不均，近年來季節(jié)性干旱較為嚴重。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、科學灌溉的呼聲越來越高，特別是農業(yè)產業(yè)化及高科技農業(yè)的規(guī)模不斷擴大,對灌溉用水進行科學管理的市場需求也越來越大。四川簡陽“863”節(jié)水示范區(qū)針對我國南方地區(qū)季節(jié)性干旱的特點，通過建立農業(yè)用水基本信息數(shù)據(jù)庫、灌溉水量監(jiān)測與農業(yè)用水監(jiān)測系統(tǒng)、動態(tài)配水模型，科學合理地對灌區(qū)灌溉用水進行了管理。灌溉制度設計是灌溉工程設計的核心內容，節(jié)水措施是節(jié)水灌溉制度設計的基礎。依據(jù)地形、地貌、農業(yè)氣候等特點結合現(xiàn)有水利設施，該示范區(qū)集成與展示有十項農業(yè)綜合節(jié)水技術，如下：（1）水稻綜合節(jié)水灌溉技術（2）玉米、紅苕綜合節(jié)水灌溉技術（3）小麥、油菜綜合節(jié)水灌溉技術（4）果樹綜合節(jié)水灌溉技術（5）渠道、塘堰防滲堵漏綜合節(jié)水技術（6）坡面集雨節(jié)灌綜合節(jié)水技術（7）噴、微灌綜合節(jié)水灌溉技術（8）沱江提灌站、萬古水庫與仙女灘石河堰聯(lián)合調配技術（9）小水利工程（庫塘堰站池井）聯(lián)合運行模式（10）降雨、地表水、地下水、土壤水四水聯(lián)動調配技術2節(jié)水灌溉制度設計方法2.1灌溉制度設計原則示范區(qū)所在地四川簡陽屬川中丘陵區(qū)，旱作物生長期內土壤水分多數(shù)時間處于適宜土壤水分的中或下限，不少時間低于下限，作物或多或少地受到土壤水分脅迫。以往的灌溉制度設計基本上是按照充分灌溉理論（滿足作物全生育期內潛在蒸發(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）設計的，這和實際情況不符。計算出的灌溉定額比當?shù)馗弋a年份實際采用的灌溉定額要高，而且高的幅度較大。該示范區(qū)灌溉制度設計是根據(jù)實際情況，采用上述十項農業(yè)綜合節(jié)水灌溉技術，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虧灌水技術指導下進行的。計算時采用了一些近年國內外研究成果，受旱脅迫減產率小于5%。2.1.1旱作物需水量計算公式在非充分灌溉條件下，旱作物需水量計算可采用Jensen對數(shù)公式：（1）（2）式中：為土壤水分脅迫修正系數(shù)；為相對有效含水率，其中為根系活動層的平均土壤含水率，為凋萎系數(shù)，為田間持水率。根據(jù)對四川省農田水分盈虧的研究，為了保證脅迫減產率小于5%，根活動層的平均土壤含水率在作物生長敏感期（關鍵期）應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計算方法在節(jié)水灌溉制度設計中，有兩種計算方法：一種是參數(shù)修正法，即對農田水分平衡方程中的計算參數(shù)按相應節(jié)水灌溉技術要求進行修正。這種方法可以計算出灌水時間、灌水定額、灌溉定額等節(jié)水灌溉制度的全部數(shù)據(jù)。這種方法較為復雜，適合于灌溉管理、大、中水利工程節(jié)水規(guī)劃設計。另一種是綜合修正法，這種方法直接對常規(guī)灌溉制度計算的灌溉定額結果進行打折修正，得出節(jié)水灌溉定額，但無法獲得節(jié)水灌溉制度的其它指標。這種方法較為簡單，適合于水資源平衡計算，小型水利工程節(jié)水規(guī)劃設計，目前許多節(jié)水規(guī)劃是采用這種方法計算的。這里采用參數(shù)修正法為主綜合修正法為輔的計算方法。2.1.3種植結構調整由于示范區(qū)均為提水灌區(qū)，特別是沱江灌區(qū)，提水揚程較高，渠道較長，灌溉供水成本較高，不適合進一步發(fā)展高耗水作物。根據(jù)現(xiàn)有情況，對水稻面積進行了控制。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”灌水技術并不適合這些地區(qū)。淺灌中（深）蓄灌水技術有利于節(jié)水(1020%)和蓄雨(增加蓄雨530%)，已為當?shù)剞r民普遍采用，是一種常規(guī)的灌水技術。該示范區(qū)主要采用的節(jié)水技術有旱育秧技術、塑料薄膜、秸稈覆蓋技術和“強化大三圍”栽培技術等，這些技術主要是通過減少泡田水量、減少棵間蒸發(fā)、減少滲漏量達到省水的目的。旱作物綜合節(jié)水灌溉技術構成比水稻復雜，一般都是幾種節(jié)水灌溉技術一起采用,種子包衣技術、控制性灌水、秸稈覆蓋等，這些技術主要是通過促進種子及根系生長能力、減少