于 斌

（遼寧省葫蘆島市興城市水利事務服務中心， 遼寧 葫蘆島 125100）

1 灌區(qū)概況

鐵嶺市位于松遼平原南部，地勢為東部較高西部較低、北部高南部低，以102國道為界，分為東部低山丘和西部遼河低山丘沖積平原。東邊的哈達嶺是長白山分枝，包括開原市、鐵嶺縣、昌圖縣的東部和清河區(qū)、開發(fā)區(qū)、西豐縣的全部。面積約為6800km2，占鐵嶺總面積的52%。該區(qū)的特點是區(qū)域內峰巒起伏，山勢相對陡峻，海拔高度在500～800m之間，區(qū)內林木繁茂，植被較好，森林里有豐富的植物物種，大約有1000種，

柴河灌區(qū)始建于1959年，位于遼河南岸、柴河下游，是柴河水庫的主要配套灌區(qū)之一，柴河灌區(qū)渠首位于鐵嶺市銀州區(qū)龍山鄉(xiāng)柴河沿村，流經(jīng)銀州區(qū)龍山鄉(xiāng)、鐵嶺縣凡河鎮(zhèn)等17個行政村。干渠總長度為15.9km，設計灌溉面積為0.34萬hm2，實際灌溉面積為0.24萬hm2。

2 灌區(qū)特性

2.1 降水

柴河年平均降水量為550～750mm，從西南向東北遞增。全年降水分布不均勻，暴雨主要集中在7、8月。降水約占年降水量的70%～80%。且七、八兩個月受高空槽、低壓冷鋒、臺風等天氣系統(tǒng)的影響，常有強暴雨產(chǎn)生。由于時間和地區(qū)的降水分布不均, 干旱和洪水每年都不同程度的發(fā)生。柴河灌區(qū)5-9月份多年平均降水量為561.1mm，2020年5-9月份降水量為305.8 mm，較多年平均少45.5%，降水特性見表1。

表1 柴河灌區(qū)各月降水量頻率對照表

2.2 蒸發(fā)

柴河灌區(qū)5-9月多年平均與2020年5-9月蒸發(fā)量比較詳見表2。

表2 柴河灌區(qū)蒸發(fā)量對照表

2.3 灌區(qū)引水特性

柴河灌區(qū)上游為柴河水庫，柴河水庫還原后多年平均徑流量為2.816億m3、徑流深為207.8 mm。灌溉期柴河水庫放水入柴河，柴河灌區(qū)從柴河引水。

灌區(qū)渠首為柴河攔河溢流壩，進水閘為兩孔電動閘門，單孔凈寬1.5m。渠首干渠為梯形，底寬12m，坡比為1:1.5設計引水流量13.3m3/s，實際過水能力為14.0m3/s。在泡田、插秧及生長各時期根據(jù)需要進行調節(jié)進水，引水不足時利用地下水補充。設計灌溉定額為1.2萬 m2/hm2，實際灌溉定額為1.53萬 m2/hm2。

3 渠道水利用系數(shù)測定

3.1 代表渠段的選取

根據(jù)該灌區(qū)實際情況，在干、支、斗渠上分別選擇用于流量測驗的渠道。

3.1.1 干渠

干渠選擇一段做為測驗斷面，距離渠首100m左右，整個測驗渠段長度965m，中間無取水口，渠道為壤土，無襯砌 。

3.1.2 支渠

選擇距渠首約8800m的4號支渠做為測驗渠道。測驗渠段上斷面距干渠距離約為200m，順直長160m，中間無分流，渠道為壤土，無襯砌 。

3.1.3 斗渠

在4號支渠上選擇兩個斗渠做為測驗渠段，1號斗渠位置在4號支渠測驗渠段下斷面以下30m左右，測驗渠段長200m，渠道為壤土，無襯砌；2號斗渠位置在1號斗渠以下300m左右，測驗渠段長128m，渠道為壤土，無襯砌 。

3.2 監(jiān)測時間及次數(shù)

3.2.1 干渠

從6月2日至6月9日進行了上下渠段的5次流量對照測驗，一般為先上斷面后下斷面或基本同步進行施測。

3.2.2 支渠

從6月2日至6月8日進行了上下渠段的3次流量對照測驗，測驗順序為先上斷面后下斷面。

3.2.3 斗渠

從6月2日至6月8日對1號和2號斗渠分別進行了上下渠段各3次流量對照測驗，測驗順序為先上斷面后下斷面。

4 灌溉水利用系數(shù)的計算

4.1 渠道水利用系數(shù)η渠道

式中：η渠段為渠道斷面的渠道水利用系數(shù)；Q上、Q上分別為渠道段的上斷面和下斷面的流量(m3/s)。

其計算公式為：

4.1.1 干渠

干渠共施測五組流量數(shù)據(jù)，渠道水利用系數(shù)計算如下：

干渠渠道利用系數(shù)分兩段進行計算：渠首至一號支渠以前為一段，距離長2.4km，此段無支渠引水；一號支渠上游以下部分為一段，距離長13.5km，此段共有41條支渠引水。

第一段：干渠長度2.4km，代表渠段長度0.965km,

第二段：干渠長度13.5km，代表渠段長度0.965km,

4.1.2 支渠

在支渠道測量了三組流量數(shù)據(jù)，計算結果如下：

渠段平均：

4.1.3 斗渠

兩段斗渠分別施測三對流量數(shù)據(jù)，渠道水利用系數(shù)計算如下：

渠道平均長度采用1號斗渠長度240m,代表渠段長度200m,

4.2 渠道布置形式的修正

該灌區(qū)屬于非等效并聯(lián)渠道，所計算的渠道利用系數(shù)需進行修正，以支渠為例，每條斗渠所控制的面積被認為是相等的，而這片土地就在支渠的尾部，事實上，支渠上的斗渠分布是由上而下的。支渠的利用系數(shù)采用面積加權的方法[1-3]。

假定如果斗渠在支渠上是均勻分布的，且各條斗渠的控制面積大致相等[4-5]。則A1=A2=A3=A4=A5=A6=A7=A8=……=An

于是上式可化簡為η支渠=(η1+η2+η3+…ηn)/n式 中 η1=η0/(n-1)；η2=η1/(n-1)；η3=η2/(n-1)；η4=η3/(n-1)；η5=η4/(n-1)；η6=η5/(n-1)；η7=η6/(n-1)；η8=η7/(n-1)…… ηn=η(n-1)/(n-1)=η

式中 η修為修正后的渠道水利用系數(shù)；η為未修正的渠道水利用系數(shù)；n為下一級渠道的條數(shù)[6]。

4.2.1 干渠

第一段：干渠由于沒有支渠取水，故不需修正。

第二段：共有41條支渠，未經(jīng)修正的利用系數(shù)為0.8071,代入公式求得；

干渠修正后的渠道利用系數(shù)為；η渠道=0.9626×0.9002=0.8665。

4.2.2 支渠

在所選的支渠上分布有9條斗渠，未經(jīng)修正的利用系數(shù)為0.6336,代入公式求得；

4.2.3 斗渠

1號斗渠上共分布有6處取水口，未經(jīng)修正的利用系數(shù)為0.7208,代入公式求得；

2號斗渠上共分布有6處取水口，未經(jīng)修正的利用系數(shù)為0.8191,代入公式求得：

斗渠修正后的利用系數(shù)為：

4.3 渠系水利用系數(shù)η灌區(qū)

全灌區(qū)渠道水利用系數(shù)用下式：

式中：η灌區(qū)為全灌區(qū)的渠系水利用系數(shù)；η干渠、η支渠、η斗渠為干渠、支渠、斗渠各級渠道的渠道水利用系數(shù)[7-10]。

4.4 田間水利用系數(shù)η田間

按照節(jié)水灌溉技術的相關規(guī)范規(guī)定，其計算公式：

式中：η田間為田間水利用系數(shù)；A為農(nóng)渠控制的實灌面積，W農(nóng)凈為一次灌溉農(nóng)渠放出的總水量，m為設計凈灌水定額。

柴河灌區(qū)灌溉的田地都是水稻，由于沒有實際測驗數(shù)據(jù)，采用經(jīng)驗值0.95。

4.5 灌溉水利用系數(shù)η水

灌溉水利用系數(shù)η水的計算公式為：η水=η渠η田間=0.60。

5 成 果

經(jīng)計算，該灌區(qū)的渠道水利用系數(shù)為0.60，建議在測試工作前應購置專門測量低水位、小流速的ADV5臺（每臺約12萬）和V型量水堰28個（每個約0.4萬）等新型儀器，以保證測量結果的準確性，從而能夠順利完成灌溉渠道水利用系數(shù)的測試工作。加強測試技術人員的技術培訓，舉辦測試技術培訓班。由于進行灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)測試這項工作對水文局來講是第一次開展，掌握測試技術的人員較少。建議舉辦培訓班，對參加人員進行一次全面的測試技術培訓。