石津灌区小流量输水可行性分析及对策

　　摘 要：通过对石津灌区多年春灌期间小流量运行资料的汇总计算，得出灌区小流量情况下总干、干渠两级渠道有效利用系数，并与多年春灌全期渠道有效利用系数相比较，得出小流量运行的经验数据，并进行小流量放水的可行性分析，探索灌区最合理的灌溉用水模式，为构建节水型灌区奠定基础。

　　关键词：小流量;渠道有效利用系数

　　Abstract: through the stone Jin irrigation years spring irrigation period of small flow operation data calculation, the irrigation area the case of small flow total dry, channel two channels of effective utilization coefficient of irrigation, and for many years the channel utilization coefficients compare, reach small flow operation experience data, and small flow water feasibility analysis irrigation area, explore the most reasonable irrigation model, for the construction of water saving irrigation area lays a foundation.

　　Key words: small flow channels; effective utilization coefficient

　　中图分类号：TV146+.3 文献标识码： A 文章编号：

　　石津灌区是河北省规模最大的国有大型灌区，受益范围包括石家庄、衡水和邢台3 个市的14 个县(市)。灌区骨干工程控制面积4144 km2，设计灌溉面积16.67 万hm2。灌区水源工程为滹沱河上的岗南和黄壁庄两座联合调节运用的大型水库，兴利库容12.4 亿m3。石津总干渠引水口在黄壁庄水库，设计流量100 m3/s。灌区实行3 级管理、2 级核算，管理局下设3 个输水管理处、5 个用水管理处。灌溉总干渠全长134.7 km，总干渠以下设有干渠、分干渠、支渠、斗渠和农渠6 级固定渠道共1.4万条，总长1.08万km。

　　一、灌区小流量放水原因

　　灌区正常用水总干渠首流量一般在40m3/s以上，总干渠首流量在40m3/s以下或各条干渠引水流量在设计流量的30%以下引水为小流量引水，因小流量放水水量损失较大，一般不予采用。但由于种种原因，小流量放水又不可避免。一是灌区地理分布原因。由于灌区横跨河北省的石家庄、衡水和邢台3个市的14个县(市)，存在着渠线较长、所辖面积分散等客观情况，根据各条干渠所划分的各个用水管理单位之间，面积大小不均、输水线路长短不一，各个用水管理单位在用水时间和用水进度方面无法做到完全一致，所以到用水末期常常会出现面积小、输水线路短的用水管理处及早停水，而面积大、输水线路长的用水管理处还在用水的情况。二是工程方面原因。由于石津总干渠防渗率低，有些渠道建筑物由于时间久远、老化失修，受当时条件限制，设计过流量较小，已远远不能满足现在的用水需求，致使某些渠道过水能力受限，再加上斗渠以下建筑物配套不全、防渗率低等客观原因，从而导致了面积较大的用水管理处在用水高峰期急需用水却不能完全满足的状况，只能靠延长轮灌周期才能满足用水户需求。基于以上两方面的原因，灌区放水各用水管理处无法保证在同一时间用水和停水，为了提高普浇率和稳定灌溉用水市场，在放水初始和末期进行小流量输水是不可避免的。

　　二、小流量系数分析计算

　　将灌区多年春灌期间所有小流量情况下总干渠、干渠用水情况进行汇总，分别计算出总干渠及干渠小流量渠道有效利用系数，并与春灌全期各级渠道有效利用系数进行比较计算，最后得出总干渠及干渠小流量引水与正常引水渠道有效利用系数的差值。具体计算方法如下：

　　总干渠小流量情况渠道有效利用系数η总干小的计算方法为：小流量情况下各条干渠渠首用水量之和∑Q干用与总干渠首引水量之和的比值，即η总干小=∑Q干用/∑Q总干引。

　　同理干渠的小流量渠道有效利用系数η干渠小计算方法为：小流量情况下从各条干渠上引水的所有分干渠、干斗及掏浇用水量之和与各条干渠渠首引水量总和之比，即η干渠小=(∑Q分干+∑Q干斗+∑Q干掏)/∑Q干引。

　　再将小流量情况下总干渠系数η总干小与春灌全期总干渠用水系数η总干(灌区采用0.87)相比较，求出差值。计算方法为δ总干=(η总干-η总干小)/η总干

　　同理小流量情况下干渠系数η干渠小与春灌全期干渠平均系数η干渠(灌区采用0.87)的差值为：δ干渠=(η干渠-η干渠小)/η干渠

　　然后再将小流量情况与春灌全期用水两种情况下总干渠与干渠两级渠道系数进行连乘积计算，计算结果进行比较。

　　三、结果分析

　　计算结果显示，总干渠小流量情况下渠道有效利用系数为0.842，是春灌全期用水系数0.87的96.8%，比春灌全期总干渠系数降低3.2%;四条干渠平均小流量系数为0.728，是春灌全期干渠输水系数0.87的83.7%，比春灌全期干渠系数降低16.3%。总干、干渠小流量输水渠道系数连乘积为0.613(0.842×0.728)，比春灌全期两级渠道系数连乘积0.757(0.87×0.87)降低了19%，如再加上分干和支渠两级系数在内，总干渠至斗口渠系系数要降低30～40%。

　　四、可行性分析

　　灌区在水多年份实行小流量放水虽然对扩大灌区灌溉面积和稳定灌溉用水市场起到了一定的促进作用，但通过上面分析结果显示，在水少年份和放水初期小流量放水是得不偿失的，可能出现负效益。当规定系数(0.50)降到46%，灌区经济收入等于零，收回水费只能满足上缴水库水源费和移民费。根据可供水源确定供水量之后，应首先考虑的是选择优化配水方案：集中轮灌或分散续灌，尤其是沙壤土质，因其渠道渗漏严重，更应该考虑缩短输水时间，提高水的利用率。

　　五、应对策略

　　针对上述原因，特提出以下对策，尽量减少水量损失，提高水利用系数。

　　(一)通过统一计划、科学测算、合理调度来提高用水的集中度，缩短轮灌周期，尽量减少小流量输水时间。根据各用水管理处的用水需求，合理制定用水计划，尽量使各处用水集中起来，缩短轮灌周期。用水后期，及时掌握各处的用水计划和用水进度，统一规划，科学调控，使面积大的用水管理处加快进度，而适当放缓面积小的用水管理处的浇地进度，尽量做到步调一致，从而使小流量放水时间降到最低。

　　(二)加大灌区某些骨干工程更新改造和末级渠系投资力度，提高工程输水能力和各级渠系防渗率，从而提高水利用系数。特别是目前南水北调工程的开工对整个总干渠实施全面衬砌，为将来灌区小流量输水提供了有力的保障。

　　(三) 在灌溉用水末期，由于各用水管理处停水时间不同，为确保边远地区用水，提高普浇率，近几年探索实施了“蓄水保浇”方法，即在整个总干渠全面进行蓄水，根据用水需求，进行科学合理的调度，结果出现了渠首落闸5天后用水管理处仍用水的局面，达到了提高普浇率和节水的双重效果。

　　(四)尽量避免小流量高水位运行。小流量高水位情况运行时，使得水与渠道和空气的接触面加大，从而渗漏和水面蒸发损失也随之增大。

　　以上措施的实施，不仅缩短了灌区小流量输水时间，也为小流量放水提供了有力保证，从而提高了灌区水利用系数，为实现保稳增效、构建节水性灌区奠定基础。

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文章名称： 石津灌区小流量输水可行性分析及对策

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