節(jié)水潛力計(jì)算方法探討

（新疆水利管理總站）

節(jié)水潛力計(jì)算方法探討

□古麗巴哈·吾斯曼

（新疆水利管理總站）

節(jié)水灌溉的節(jié)水潛力是在盡可能保持農(nóng)作物產(chǎn)量的情況下，運(yùn)用工程、技術(shù)等措施將取用的灌溉水進(jìn)行輸水、配水及灌溉提供給作物利用，文章以新疆瑪納斯河灌區(qū)為研究對(duì)象，采用分項(xiàng)法按照兩種不同順序進(jìn)行了灌區(qū)田間節(jié)水潛力的計(jì)算，表明不同計(jì)算順序?qū)μ镩g節(jié)水潛力計(jì)算結(jié)果的確存在一定影響，并采用綜合法對(duì)分項(xiàng)法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，計(jì)算結(jié)果基本可靠，以期對(duì)類似工程提供借鑒指導(dǎo)。

節(jié)水灌溉：節(jié)水潛力：計(jì)算

1 概述

新疆瑪納斯河灌區(qū)是上世紀(jì)五六十年代開發(fā)建設(shè)的現(xiàn)代化大型灌區(qū)，對(duì)自治區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了積極貢獻(xiàn)。瑪納斯河灌區(qū)地處新疆天山北麓的準(zhǔn)格爾盆地南緣，東西距離為140 km，南北距離102 km，面積53.44萬hm2，灌區(qū)年平均氣溫變化幅度為-42.80℃～43.10℃，氣溫年內(nèi)變化幅度非常大，這是大陸性氣候的典型特征，降水量的年際變化幅度在110～200 mm范圍內(nèi)，蒸發(fā)量的年際變化范圍為1 500～2 000 mm，日照時(shí)數(shù)平均為2 825 h，全年中約有270 d為無霜期，根據(jù)上述特征可以判斷灌區(qū)屬于典型的荒漠綠洲型區(qū)域。該灌區(qū)范圍內(nèi)的主要灌溉水源是來自瑪納斯河的河水，而瑪納斯河的河水主要依靠降水與高山融雪提供補(bǔ)給，瑪納斯河灌區(qū)內(nèi)除了瑪納斯縣、沙灣縣、石河子市、克拉瑪依市之外，還包括莫索灣和下野地等墾區(qū)及新湖農(nóng)場(chǎng)構(gòu)成，主要作物為小麥、棉花、玉米、甜菜、瓜果等。

2 節(jié)水潛力的計(jì)算

2.1 分項(xiàng)法

分項(xiàng)法是分別計(jì)算種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)水灌溉制度的施行、溝畦改造三項(xiàng)節(jié)水措施所產(chǎn)生的節(jié)水潛力，并將結(jié)果匯總求得田間綜合節(jié)水潛力。

上式中：Wfi—田間綜合節(jié)水潛力（m3）；Wad—灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的節(jié)水潛力（m3）；Wsi—節(jié)水灌溉制度的節(jié)水潛力（m3）；Wfr—溝畦改造的節(jié)水潛力（m3）。

式中：Wadb、Wada—灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整前后田間灌溉水量（m3）；Wtr、Wsr—節(jié)水灌溉制度實(shí)施前后田間灌溉水量（m3）；Wfrb、Wfra—溝畦改造前后田間灌溉水量（m3）；madb、mada—灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整前后的灌區(qū)綜合凈灌溉定額（m3/hm2）；mtr、msr—節(jié)水灌溉制度實(shí)施前后灌區(qū)綜合凈灌溉定額（m3/hm2）；m—溝畦改造時(shí)灌區(qū)綜合凈灌溉定額（m3/hm2）；Aad—種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整面積（hm2）；Asr—實(shí)施節(jié)水灌溉制度的面積（hm2）；A—溝畦改造面積（hm2）；ηfrb、ηfra—溝畦改造前后田間水利用系數(shù)。

2.1.1 順序一

在這種計(jì)算順序下，采用種植結(jié)構(gòu)調(diào)整后的綜合凈灌溉定額（mtr）作為節(jié)水灌溉制度實(shí)施前的綜合凈定額（mada），采用溝畦改造前的田間水利用系數(shù)（ηfr）計(jì)算農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整后的節(jié)水潛力，和高效節(jié)水灌溉制度實(shí)施后的節(jié)水潛力，采用灌溉定額（mst）作為溝畦改造的綜合凈灌溉定額（m）。

2.1.2 順序二

在這種計(jì)算順序下，采用種植結(jié)構(gòu)調(diào)整前的綜合凈灌溉定額（madb）作為溝畦改造的綜合凈定額（m），采用溝畦改造后的田間水利用系數(shù)（ηfra）進(jìn)行種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和節(jié)水灌溉制度的田間節(jié)水潛力（ηfr）計(jì)算，采用種植結(jié)構(gòu)調(diào)整后的綜合灌溉凈定額（mada）作為節(jié)水灌溉制度實(shí)施的綜合凈灌溉定額（mtr）。

2.2 綜合法

在綜合法計(jì)算節(jié)水潛力的情況下，必須求得現(xiàn)狀灌溉水量及其與綜上節(jié)水措施實(shí)施之后灌溉水量之間的差額，據(jù)此差額展開計(jì)算與分析。

式中：Wbi、Wai—現(xiàn)狀田間灌溉水量及采取節(jié)水措施后田間灌溉水量（m3）；mbi、mai—現(xiàn)狀灌溉定額與采取節(jié)水措施后的綜合凈灌溉定額（m3/hm2）；Abi、Aai—現(xiàn)狀灌溉面積與采取節(jié)水措施后的灌溉面積（hm2）。

3 節(jié)水潛力的計(jì)算

3.1 分項(xiàng)法

3.1.1 調(diào)整農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)

結(jié)合灌區(qū)改造計(jì)劃與工作布置，必須將糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物和林草種植比例進(jìn)行重新規(guī)劃與調(diào)整，尤其是其中的水稻面積需要縮減三分之一，棉花面積由現(xiàn)狀8.77萬hm2調(diào)整為5.35萬hm2。按照上述規(guī)定和要求進(jìn)行作物種植面積調(diào)整之后，進(jìn)行調(diào)整前與調(diào)整后的比較，并利用式（2）按照順序一與順序二分別計(jì)算種植結(jié)構(gòu)調(diào)整之前之后的綜合凈灌溉定額，結(jié)果表明，種植結(jié)構(gòu)調(diào)整所增加的田間節(jié)水潛力分別為3.25億m3與2.75億m3。

3.1.2 節(jié)水灌溉制度的施行

采用作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整后的綜合凈灌溉定額并在上述兩種順序下，通過式（3）可以計(jì)算出節(jié)水灌溉制度實(shí)施之后的節(jié)水潛力實(shí)際值，詳見表1。

3.1.3 溝畦改造

表1 新疆瑪納斯灌區(qū)實(shí)施節(jié)水灌溉制度之后的節(jié)水潛力成果表

同樣按照式（4）計(jì)算上述兩種順序下，瑪納斯灌區(qū)節(jié)水改造措施實(shí)施之前和之后的節(jié)水潛力，詳見表2，計(jì)算過程中，調(diào)整了水稻與旱地作物的種植次序后，田間水利用程度不同進(jìn)而導(dǎo)致田間節(jié)水潛力出現(xiàn)了差異。

3.2 綜合法

根據(jù)綜合法公式計(jì)算不同順序下不同區(qū)域的田間節(jié)水潛力，計(jì)算結(jié)果為順序一與順序二的田間節(jié)水潛力分別為9.68億m3和9.72億m3，計(jì)算結(jié)果見表3。

表2 新疆瑪納斯灌區(qū)進(jìn)行溝畦改造后的節(jié)水潛力成果表

將分項(xiàng)法所計(jì)算的三部分?jǐn)?shù)值加總后與綜合法所計(jì)算的田間節(jié)水潛力結(jié)果數(shù)值出入不大，兩種順序下結(jié)果存在細(xì)微差別，但是綜合考慮作物耕種結(jié)構(gòu)的調(diào)整、節(jié)水灌溉制度的實(shí)施和溝畦改造等措施的施行對(duì)節(jié)水潛力的綜合影響后，可以認(rèn)為兩種順序?qū)?jié)水潛力計(jì)算結(jié)果的影響完全可以忽略不計(jì)。在分項(xiàng)計(jì)算中必須合理確定灌溉定額與田間水利用系數(shù)，才可有效避免重復(fù)計(jì)算，保證結(jié)果的合理性。

表3 節(jié)水潛力綜合法計(jì)算結(jié)果

4 結(jié)論

文章基于《全國(guó)灌溉用水定額編制》的研究成果提出了灌區(qū)節(jié)水灌溉節(jié)水潛力的計(jì)算方法，并結(jié)合灌區(qū)實(shí)際情況對(duì)其中一些參數(shù)進(jìn)行了概化處理，只要灌區(qū)內(nèi)具有水源取水量等合理的田間水利用系數(shù)、不同作物結(jié)構(gòu)、灌溉定額等基本數(shù)據(jù)，利用分項(xiàng)法進(jìn)行計(jì)算并利用綜合法進(jìn)行結(jié)果校核，便可推求規(guī)劃目標(biāo)年發(fā)展節(jié)水灌溉的節(jié)水潛力。

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1673-8853（2017）04-0072-02

2017-2-22 編輯：趙鑫

古麗巴哈·吾斯曼，工程師，主要研究方向?yàn)樗こ獭?/p>