灌区灌溉水有效利用系数问题

灌区灌溉水有效利用系数问题


张蔚榛


灌区灌溉水有效利用系数是灌区评价的重要指标。由于我国目前对灌溉水渗漏损失含义的理解不同，对灌区灌溉水利用系数的计算方法不同，因而对同一个灌区计算出的渠系水有效利用系数和灌溉水利用系数往往有很大差异。因此，灌区灌溉水利用系数问题是一个当前亟待进一步研究解决的问题。
渠道水和田间灌溉水的损失包括蒸发损失、渗漏损失和灌溉退水的几部分。蒸发损失难以再度直接利用，因而是无效的消耗。渠道和田间灌溉渗漏的水量大部将补给地下水。在灌区地下水位埋藏较浅的情况下，耕地的地下水的一部分将通过土壤的毛管作用，输送到作物的根系层，作为农田需水量，有效地利用于农作物的蒸发和蒸腾（在地下水埋深大的地区，为了满足作物需水的要求需要加大灌溉定额）。地下水的一部分将自灌溉的耕地转移到灌区内外的非耕地和荒地，并消耗于天然植被的蒸发和蒸腾，起到保护灌区生态环境的作用。在灌区采用井渠结合灌溉的情况下，通过水井可以重复利用渠道渗漏到含水层的地下水进行灌溉，灌区下游也可以利用上游的灌溉退水进行灌溉。这些原来被认为是损失的水量都是可以有效利用的。在灌区灌溉水有效利用系数计算中，如何考虑这部分水量是值得探讨和研究的问题。
根据灌溉水源的不同,我国北方灌区主要有： 1. 单纯利用地下水灌溉的纯井灌区； 2.
以利用地下水为主，采用沟渠引蓄地面水进行灌溉和补充地下水为辅进行灌溉的以井为主以渠补源灌区；3.
以利用渠道引取地面水为主和利用水井提取地下水相结合进行灌溉的井渠结合灌区和4.
单纯利用渠道系统引用地面水进行灌溉的纯渠灌区等四种类型。由于灌区的类型不同灌区灌溉水利用系数的计算方法也有显著差异。
1．单纯地表水或地下水灌区灌溉水利用系数的计算方法
我国常用的灌溉水利用系数η水确定方法主要有以下两种：一种是传统的方法，即各级渠道水利用系数连乘法，另一种方法是水量平衡法，即田间有效总用水量与灌区毛总用水量比法。
(1) 单纯地表水灌溉的渠灌区情况
在单纯的渠灌区若灌区有总干渠、干渠、分干渠、支渠、斗渠、农渠和毛渠等7级渠道,各级渠道平均水有效利用系数分别为η总干、η分干、η干、η支、η斗、η农、η毛，田间水的平均有效利用系数为η田，采用各级渠道水利用系数连乘法时，灌区灌溉水的利用系数可用以下公式计算。即：
η水=η总干η分干η干η支η斗η农η毛η田
(1)
某灌区各级渠道水的平均有效利用系数分别为0.93，0.786，0.827，0.824，0.824，0.850，0.861，田间水平均有效利用系数取0.85，则现状条件下灌溉水的有效利用系数为0.255。
传统的灌溉水利用系统的计算方法一般仅适用于“灌区内灌溉水重复利用比例很小的情况”；
不同年分不同季节，灌溉水的利用系统应是不同的；且同一灌区内同一级渠道的大小、长短不同，同一级渠道的渠道水的有效利用系数 总干， 干，
支，η斗是不相同的，因此，难以选定一个全灌区平均的 总干， 干，
支，η斗。由于一个灌区内不同干渠控制范围有大小，不一定都有4级～5级渠道，因而，不一定都需要用4级～5级渠道有效系数连乘，如果有的干渠控制范围内渠道只有2级，而将全灌区4级或5级渠道有效系数
连乘，势必求得的灌溉水利因系数偏小。北方灌区有的地区地下水再利用（井渠结合灌区），有的退水再利用，若认为渠道渗漏水和退水全部是损失水量，灌溉水的有效利用系数必然偏小，南方水稻田损失的水量和回归水重复利用量较大，如渠道渗漏水量全部认为是损失量，灌溉水利用系数也会偏小。在灌区灌溉水有效利用系数计算中如何合理考虑这部分有效水量实质的进一步研究的问题。