灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)計算與分析

1、摘要2第一章緒論31.1 研究意義31.2 研究現(xiàn)狀31.2.1 常用測算方法簡介31.2.2 現(xiàn)有測定方法存在的問題7第二章研究目標和研究內(nèi)容92.1 研究目標92.2 研究的主要內(nèi)容9第三章寶雞峽灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)計算與分析103.1 寶雞峽灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)計算103.1.1 寶雞峽灌區(qū)基本概況103.1.2 寶雞峽灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)測算步驟113.2 寶雞峽灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)的影響因素分析223.2.1 社會經(jīng)濟狀況的影響223.2.2 種植結(jié)構(gòu)的影響233.2.3 灌區(qū)管理狀況的影響243.2.4 灌區(qū)工程地質(zhì)地理位置的影響253.2.5 灌區(qū)節(jié)水灌溉措施的影響263.2.6 不同水

2、文年份的影響26第四章存在問題及解決措施274.1 存在的問題274.2 解決辦法274.2.1 確定毛灌溉用水總量284.2.2 計算凈灌溉用水量284.2.3 計算灌溉水利用系數(shù)29第五章結(jié)論32參考文獻34附錄35致謝45寶雞峽灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)計算與分析指導(dǎo)老師：王密俠作者：陸通摘要：本文以陜西省寶雞峽灌區(qū)為研究對象，通過對灌區(qū)進行實地調(diào)查、收集資料，利用灌區(qū)灌溉用水管理資料、氣象資料、流量資料、灌溉試驗，依據(jù)灌區(qū)渠首每日引水量(退水量)，結(jié)合灌區(qū)各支渠配水水量及斗口引水資料計算灌區(qū)各干、支渠利用系數(shù)及灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)；渠首到斗口的利用系數(shù)利用灌區(qū)歷年實際配水資料獲得；灌區(qū)斗渠，農(nóng)渠

3、，毛渠渠道水利用系數(shù)和田間水利用系數(shù)借鑒灌區(qū)灌溉實踐經(jīng)驗，利用調(diào)查資料分析計算獲得；最后利用渠首到斗口的水利用系數(shù)和斗口到田間的水利用系數(shù)計算全灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù)。通過研究灌區(qū)灌溉水利用效率狀況，分析灌溉水有效利用系數(shù)的影響因素，探索提高灌溉水有效利用系數(shù)的節(jié)水措施，對目前灌溉水利用系數(shù)測算分析方法及存在問題進行分析研究。關(guān)鍵詞：寶雞峽灌區(qū)；渠系水利用系數(shù)；田間水利用系數(shù)；農(nóng)業(yè)節(jié)水CalculationandAnalysisofTypicalIrrigationDistrictWaterUseCoefficientAbstract:Inthispaper,ShaanxiProvincesBa

4、ojixiaIrrigationdistrictistheresearchobject.FulluseofIrrigationWaterManagementInformation、Irrigationexperiments、Meteorologicaldata,flowdataobservationdata,Learningfromtheexperienceofirrigationpractice,calculatedandanalyzedthewaterusecoefficientofthisirrigationdistrict.Accordingtothedailyamountofwate

5、rusedinIrrigationDistrict(returnflow),combingbranchcanalirrigationwaterandthewaterdiversioniformationateachmouthoflateralcanal,thecanalwaterusecoefficientofbranchcanalsandlateralcanalswerecalculated.Thewaterusecoefficientfromcanalheadtoeachlateralcanalmouthisgotfromwaterdistributioninformation.Canal

6、waterusecoefficientandfieldwaterusecoefficientiscalculatedusingsurveyinformation.Useofcanalwaterusecoefficientandthefieldwaterusecoefficientforirrigationwaterusecoefficient.Bystudyingthestatusofirrigationwateruseefficiency,analyzedtheaffectingfactorsofirrigationwaterusecoefficientandthecurrentirriga

7、tionwaterusecoefficientcalculationmethodanditsexistingproblemsinordertoexploremeanstosaveirrigationwater.Keywords:BaojixiaIrrigationDistrict;canalwaterutilizationcoefficient;fieldwateruse第一章緒論1.1 研究意義隨著我國經(jīng)濟的快速增長，人口的逐步增加，水資源緊缺問題日益嚴重，水資源的合理開發(fā)和充分利用尤為重要。據(jù)相關(guān)資料顯示，目前我國農(nóng)業(yè)灌溉用水占70%以上,如何提高灌溉水利用系數(shù)，減少灌溉用水，是目前節(jié)水工

8、作的首要任務(wù)。灌溉水利用系數(shù)是衡量一個灌區(qū)節(jié)水工程技術(shù)措施、節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)措施和節(jié)水管理技術(shù)措施等節(jié)水措施的評價指標。對任何一種節(jié)水技術(shù)措施進行分析、比較和評價都涉及到灌溉水利用系數(shù)，灌溉水利用系數(shù)是集中反映灌溉工程質(zhì)量、灌溉技術(shù)水平和灌溉用水管理水平的一項綜合指標。它是評價農(nóng)業(yè)水資源利用、指導(dǎo)節(jié)水灌溉、大中型灌區(qū)續(xù)建配套及節(jié)水改造健康發(fā)展、灌溉水量宏觀調(diào)控的重要依據(jù)。我國灌溉用水節(jié)約潛力很大，研究分析灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)，正確認識、探討灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)的測定和計算方法，對了解我國灌區(qū)灌溉水利用水平的現(xiàn)狀和存在問題，提高灌溉水的利用率，促進水資源的持續(xù)利用有著積極的意義。1.2 研究現(xiàn)狀目前灌溉

9、水利用系數(shù)的確定方法主要有經(jīng)驗系數(shù)法、經(jīng)驗公式法與實測法三類。生產(chǎn)實際中對于已建成灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)的確定應(yīng)用的方法主要有首尾測定法、典型渠段測量法和綜合測定法等，鑒于測算所需時間長，計算過程、數(shù)據(jù)繁雜，以及對灌溉統(tǒng)計數(shù)據(jù)利用不夠充分等缺點，采用投入少、見效快的灌溉水利用系數(shù)的測算方法是我國目前需要研究的課題。目前急需采用計算機技術(shù)對灌溉水利用系數(shù)進行分析測算，以推求各灌區(qū)科學(xué)合理的灌溉水利用系數(shù)，評價、指導(dǎo)節(jié)水灌溉的發(fā)展。1.2.1 常用測算方法簡介1.首尾測定法：測定作物凈灌溉水量和渠首總供水量，不必測定中間過程中的輸、配水損失量，從而求得灌溉水利用系數(shù)。這樣可以明顯的減少灌溉水利用系數(shù)的

10、測定工作。mA/W某次灌溉水利用系數(shù)”可用下式計算：(1-1)式中：m為作物的凈灌溉定額，A為作物的實際灌溉面積，W為渠首引水總量對于大型灌區(qū)而言，灌區(qū)年度凈灌溉水量等于該年度所有作物的凈灌溉水量之和。因此，可以在灌區(qū)中選擇典型區(qū)域，確定各種作物的總灌溉定額。通過灌區(qū)渠首年度總引水量，各種作物的實際灌溉面積，可以利用下式計算年度的灌溉水利用系數(shù)4nlMiA/Wj(1-2)1 1式中：mi為第i種作物的凈灌溉定額，Ai為第i種作物的實際灌溉面積，Wj為渠首引水總量，n為灌區(qū)作物種類。該方法克服了傳統(tǒng)測定方法工作量大等缺點，適用于各種布置形式的渠系，但只是單純?yōu)榱舜_定灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù)，不能充分

11、反映渠系輸水損失和田間水利用情況。對于渠道改造工程不能提供有效的指導(dǎo)作用。2 .典型渠段測量法:首先選擇具有代表性的典型渠道及測流斷面，測流段應(yīng)基本具有穩(wěn)定規(guī)則的斷面；其次選擇測量方法，測定時盡量采用流速儀表、量水建筑物測流。測定時，應(yīng)在實際灌溉運行條件下測定流量及水量。測段內(nèi)分水口正常分水，測量時段內(nèi)渠道(渠段)流量應(yīng)盡可能保持穩(wěn)定。測量典型渠段長度，流量小于1m3/s時，渠段長度不小于1km；流量為110m3/s時,渠段長度不小于3km；流量為1030m3/s時,渠段長度不小于5km；流量大于30m3/s時，渠段長度不小于10km。a.動水測定法根據(jù)渠道沿線的水文地質(zhì)條件，選擇有代表性的渠

12、段，中間無支流，其長度應(yīng)滿足以下要求：流量小于lm3/s時，渠道長不小于lkm；流量為1l0m3/s時，渠道長不小于3km；流量為1030m3/s時，渠道長不小于5km；流量大于30m3/s時，渠道長不小于l0km。觀測上、下游兩個斷面相同時段的流量，其差值即為損失水量。(1)渠道水利用系數(shù)渠道水利用系數(shù)等于該渠道同時期放入下一級渠道的流量(水量)之和與該級渠道首端進入的流量(水量)的比值。可分別用下式計算：刀渠道=亞凈9毛(1-3)式中：W凈為下一級渠道水量，m3;W毛為上一級渠道渠首水量，m3;刀渠道為渠道水利用系數(shù)。(2)渠系水利用系數(shù)灌溉渠系的凈流量與毛流量的比值稱為渠系水利用系數(shù)，用

13、符號用表示。農(nóng)渠向田間供水的流量就是灌溉渠系的凈流量，干渠或總干渠從水源引水的流量就是渠系的毛流量。各級固定渠道的渠道水利用系數(shù)的乘積值稱為渠系水利用系數(shù)。渠系水利用系數(shù)反映了從渠首到農(nóng)渠的各級輸、配水渠道的輸水損失，表示了整個渠系灌溉水的利用率。即為二地女即葉）（1-4）式中：地為渠系水利用系數(shù)；陰、邛、用、中分別為干、支、斗、農(nóng)渠的加權(quán)平均渠道水利用系數(shù)。3）田間水利用系數(shù)田間水利用系數(shù)是實際灌入田間的有效水量（對旱作農(nóng)田指蓄存在計劃濕潤層中的灌溉水量；對水稻田，指蓄存在格田內(nèi)的灌溉水量。）和末級固定渠道（農(nóng)渠）放水量的比值，用下式表小n=Wj/Wt=mjAj/Wt（1-5）式中：mj為設(shè)

14、計凈灌水定額（m3/hm2）；Aj為末級固定渠道控制的實灌面積（hm2）；Wt為末級固定渠道放出進入田間的總水量（m3）。4）灌溉水利用系數(shù)灌溉水利用系數(shù)是實際灌入農(nóng)田的有效水量和渠首引入水量的比值，用符號叩表示。它是評價渠系工作狀況、灌水技術(shù)水平和灌區(qū)管理水平的綜合指標，可按下式計算：Tp=AmnWg(1-6)或：珀=門巾=地邛中（1-7）式中:A為某次灌水全灌區(qū)的灌溉面積（hm2）；mn為凈灌水定額（m3/hm2）；Wg為某次灌水渠首引入的總水量（m3）。對于井渠結(jié)合灌區(qū)應(yīng)分別算出井灌水利用系數(shù)和渠灌水利用系數(shù)，然后根據(jù)井灌的地下水利用量與渠灌的渠首引水量進行加權(quán)平均：干（W1H1+W0呷

15、）/（W1+W0）（1-8）式中：Wi為灌溉時井灌的地下水利用量，m3;刑為井灌灌溉水利用系數(shù)。b.靜水測定法選擇一段具有代表性的渠段，長度50l00m,兩端堵死，渠道中間設(shè)置水位標志，然后向渠中充水，觀測該渠段內(nèi)水位下降過程，根據(jù)水位變化即可計算出損失水量和渠系水利用系數(shù)。（1）損失水量的計算W損失W-W尾-WiW渠（1-9）式中：W首為測量時段內(nèi)典型渠段首部測量斷面累計水量；W尾為測量時段內(nèi)典型渠道尾部斷面累計水量，EWi為測量時段內(nèi)正常運行的下級渠道測量斷面的累計水量；W渠為測量始末典型渠道內(nèi)的蓄水量的變化，增加的情況取“-，減少的情況取“+”。（2）渠道水利用系數(shù)首先計算典型渠段的輸水

16、損失率6典型，6典型為典型渠段測量時段內(nèi)損失水量與渠段上游斷面的累計水量之比：5典型=Wu失/W首（1-10）其次計算典型渠道單位長度的輸水損失率典渠道。實際的渠道在運行過程中存在很大的差異，在計算渠道水利用系數(shù)時，必須進行修正。典型渠段選定后，影響渠系水利用系數(shù)的主要因素有流量變化，沿程分水情況及典型段選擇的位置情況，因此，引入三個修正系數(shù)：（T典渠道=k2+k3（ki-1）（1-k2）6典型/L典渠段（1-11）式中：L典渠段為典型渠段的長度，k1為輸水系數(shù)，k1=Qc/Qo,Qo為渠首流量，Qc為渠尾流量；k2為分水系數(shù)，k2=0.5*（1-1/6*AB/B）,B為渠道控制區(qū)的平均寬度，

17、AB為控制區(qū)寬度呈線性變化的假定下，首部于尾部的寬度差，如果為均勻分水，即上下游控制面積區(qū)別不大，則k2=0.5ok3為位置修正系數(shù)，k3=0.5+LL,Li為典型渠段中心點到該渠道渠首距離，L為典型渠道的長度。渠道單位長度的輸水損失率6渠道等于所選該級各典型渠道輸水損失率按渠道長度進行加權(quán)平均的計算值，即：0-渠道=二0-典渠道iL典渠道i/2ZL典渠道i（1-12）某級渠道的輸水損失率為：3渠二o渠道L渠（1-13）式中：L渠為該級渠道的平均長度（km,即該級渠道的總長度除總條數(shù)。因此，某級渠道的渠道水利用系數(shù)”渠為：刀渠道二1-6渠（1-14）（2）灌溉水利用系數(shù)首先計算田間水利用系數(shù):

18、刀田間=mA/W農(nóng)凈（1-15）式中：“田間為田間水利用系數(shù)；A為渠道控制的灌溉面積（hm2）；m為灌區(qū)某次灌水定額定額（m3/hm2）;W農(nóng)凈為農(nóng)渠放水量（m3）。3.綜合測定法：是將首尾測定法、典型渠道測量法及對灌溉水利用系數(shù)的修正等綜合考慮的一種方法。克服了傳統(tǒng)測量方法中工作量大，需要大量人力、物力才能完成的缺點，又彌補了只測量典型渠段而引起較大誤差的不足。在我國目前及今后相當長一段時期內(nèi)具有重要的實用價值。綜合測定法的步驟：首先確定灌區(qū)測量渠道的數(shù)量、測量方法、典型渠段及其長度；其次，計算出典型渠段的單位長度輸水損失率；然后，確定輸水系數(shù)、分水系數(shù)及典型渠段位置修正系數(shù)，計算出典型渠道

19、的單位長度輸水損失率；第4步，進行典型渠道非等效并聯(lián)修正；第5步，進行同級渠道土渠與襯砌渠道的渠道水利用系數(shù)綜合計算；第6步，進行渠道越級輸水修正，計算渠系水利用系數(shù)；第7步，計算田間水利用系數(shù)及灌溉水利用系數(shù)；第8步，利用首尾法計算灌溉水利用系數(shù)并進行對比分析。1.2.2現(xiàn)有測定方法存在的問題1、測定工作量大，需要測試技術(shù)人員較多一個灌區(qū)的固定渠道一般都有干、支、斗、農(nóng)4級，大型灌區(qū)級數(shù)更多，而每一個級別的渠道又有多條，特別是斗、農(nóng)渠數(shù)量更多，計算某級渠道的加權(quán)平均渠道水利用系數(shù)時，測定工作量很大。灌溉地塊自然條件和田間工程情況也存在差異，要取得較準確的田間水利用系數(shù)，需要選擇眾多的典型區(qū)進

20、行測定。這樣一來，對于渠系水利用系數(shù)和田間水利用系數(shù)測定工作量都很大。而作這些工作都需要一些專業(yè)人員和設(shè)備來完成，因此在人員配備和設(shè)備配置上有一定的困難。以寶雞峽灌區(qū)為例，如果對寶雞峽堀上和堀下全部接近300萬畝灌溉面積進行逐級測試和計算渠系水利用系數(shù)，工作量之大可想而知。之前同樣也有某省做了相關(guān)的工作，為農(nóng)田水利管理與建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)，曾在20世紀80年代初期采用傳統(tǒng)的動水測試法對全區(qū)22個重點灌區(qū)進行了渠系水利用系數(shù)測試，當時投資了88萬元，累計實測灌區(qū)各級渠道長5923.2km,實測渠段2640段，參加測試人員達3850人。2、測試過程無法做到精準對于灌區(qū)來講，以寶雞峽來講要在面廣渠多的

21、灌溉用水情況下停止供水來進行靜水測試是難以做到的，一般采用動水測試法進行全面測試。采用動水測試法測定渠道水利用系數(shù)時，需要有穩(wěn)定的流量，測渠段中間無支流，下一級渠首分水點的觀測時間必須和水的流程時間相適應(yīng)，在眾多因素影響下這些必要條件難以得到保證，因此要做到精準測量確實存在一定的困難。3、灌溉水利用系數(shù)的代表性差灌區(qū)不同的水文年或不同時期的來水和用水情況不同，渠首引進的流量或水量亦不相同，灌區(qū)的實灌面積也不相同，受經(jīng)濟效益和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等直接影響灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)和種植作物種類也有一定的變化。灌區(qū)因此灌溉水利用系數(shù)每次灌水都不相同。目前灌區(qū)只用某次測定計算得出的灌溉水利用系數(shù)來代替所有的情況，不能反

22、映灌區(qū)一段時期、甚至當年的實際灌溉水利用情況。目前我國灌區(qū)正在實施以節(jié)水為目標的技術(shù)改造，渠道防滲、田間節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用使灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù)也隨之改變，以往測定的灌溉水利用系數(shù)就更缺乏代表性，而隨著不斷改造的渠道狀況的變化，利用傳統(tǒng)測定方法，進行一次次地測定又難以做到。第二章研究目標和研究內(nèi)容2.1 研究目標本研究對目前灌溉水利用系數(shù)測算分析方法及存在問題進行分析研究，力爭提出能綜合反映灌區(qū)灌溉工程狀況、用水管理水平、灌溉技術(shù)水平改進的行之有效的灌溉水利用系數(shù)的計算方法，為灌溉水利用系數(shù)測算提供依據(jù)。2.2 研究的主要內(nèi)容通過收集寶雞峽灌區(qū)渠首多年來不同灌季的實際引水量資料，根據(jù)灌區(qū)渠首每

23、日引水量（退水量），結(jié)合灌區(qū)各支渠配水水量及斗口引水資料計算灌區(qū)各干、支渠利用系數(shù)，其中渠首到斗口的利用系數(shù)利用灌區(qū)歷年實際配水資料獲得；斗渠、農(nóng)渠、毛渠的渠道水利用系數(shù)采用選點測定法，即在灌區(qū)選取典型渠道對其渠道水利用系數(shù)進行實測；選取典型田塊，測定毛渠流入田間的凈流量，以及儲存在計劃濕潤層里的有效水量計算田間水利用系數(shù)；利用渠系水利用系數(shù)及田間水利用系數(shù)求得灌溉水利用系數(shù)。結(jié)合對典型渠道斗口到農(nóng)渠，農(nóng)渠到毛渠以及田間水利用系數(shù)實測資料，對利用首尾測定法計算灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù)進行檢驗與校正，進一步探求灌溉水利用系數(shù)與灌區(qū)實際引水量，控制面積，作物種植情況、產(chǎn)量以及降雨等因素的關(guān)系。利用實例

24、對水利部目前組織進行的全國灌溉水利用系數(shù)測定所采用的首尾測定法及其它各種方法進行評價、篩選。第三章寶雞峽灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)計算與分析3.1 寶雞峽灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)計算3.1.1 寶雞峽灌區(qū)基本概況1 .地理位置：寶雞峽引渭灌區(qū)位于關(guān)中八百里秦川西部，西起渭河寶雞峽口，東到?jīng)芎影?，南臨渭水，北抵渭北高原腹地，與馮家山灌區(qū)和羊毛灣灌區(qū)接壤，東西長181公里，南北平均寬14公里，轄寶雞、咸陽、西安3市及楊凌農(nóng)業(yè)高新技術(shù)開發(fā)區(qū)的14個縣（市、區(qū)）、78個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。2 .工程概況：寶雞峽引渭灌區(qū)以引用渭河干流水源為主，設(shè)計引水流量95立方米/秒，校核流量115立方米/秒，設(shè)施灌溉面積291.56萬畝，有效

25、灌溉面積282.83萬畝。灌區(qū)水利工程主要由渠首樞紐、引水渠道、水庫泵站、水電站和排水設(shè)施組成，是一個多樞紐、引抽并舉、渠庫結(jié)合、長距離輸水、大型建筑物多的大型灌排體系。3 .樞紐工程：分堀上、堀下兩大系統(tǒng)，分別從兩個渠首引水。堀上引水樞紐位于寶雞市金臺區(qū)缺石鄉(xiāng)林家村的渭河寶雞峽口處，大壩為田等中型工程，壩長208.6m,最大壩高49.6m,壩頂寬1217m；水庫正常蓄水位636.0m,總庫容5000萬m3;攔河壩設(shè)計過閘流量6040m3/s,校核流量9720m3/s；灌溉引水I設(shè)計流量65m3/s。堀下引水樞紐位于渭河干流眉縣馬家鎮(zhèn)魏家堡村處，攔河壩全長1031m,其中土壩長600m,壩高6

26、m,溢流壩長413m,高3.65m,設(shè)計過壩洪水流量7200m3/s,校核10300m3/s；12孔灌溉引水閘設(shè)計引水流量45m3/s,最大引水流量55m3/s。4 .水庫工程：現(xiàn)有林家村、王家崖、信邑溝、大北溝、沿河、沿河二庫6座中型水庫，總庫容3.3億m3,已淤積0.82億m3,有效庫容1.89億m3,防洪庫容9315萬m3,其中王家崖、信邑溝、大北溝、沿河、沿河二庫5座水庫已經(jīng)完成和正在進行除險加固。5 .輸水工程：現(xiàn)有總干、干渠6條，長412.62km,;支渠77條，長699.3km；退水渠24條，長49.5km；斗渠1956條，長2174.8km；干支渠骨干建筑物5107座。6 .泵

27、站工程：現(xiàn)有抽水泵站22座，總裝機84臺（套）26921kw,總抽水能力92.78m3/s,控制灌溉面積113萬畝，完好率92%。7 .水電站：現(xiàn)有魏家堡、楊凌、林家村、絳帳、南莊、史德的6座水電站，機組15臺套，裝機3.39萬千瓦。8 .地位作用：灌區(qū)的建成投運，改善了受益區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，使糧食畝產(chǎn)由150kg提高到663kg、復(fù)種指數(shù)由115%提高到170%,累計增產(chǎn)糧食300多億kg；保障了全省糧食安全，以占全省1/18的耕地面積，出產(chǎn)了占全省總產(chǎn)量1/7的糧食和1/4的商品糧,成為全省重要的糧油果菜基地和名副其實的“三秦第一大糧倉”；發(fā)揮滯洪削峰、分流瀉洪等作用，減緩了渭河洪水對下游

28、地區(qū)的威脅，保證了工程沿線廠礦企業(yè)和城鄉(xiāng)居民的生命財產(chǎn)安全；通過補水排澇、植樹綠化和平田整地，有效改善了區(qū)域生態(tài)環(huán)境。3.1.2寶雞峽灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)測算步驟3.1.2.1 計算灌區(qū)渠首到斗口的灌溉水利用系數(shù)針對寶雞峽灌區(qū)年報中的的渠首流量資料和斗口的引水資料，分灌季分別計算各個灌季以及各年斗口以上農(nóng)業(yè)用水的有效水利用系數(shù)。計算過程和計算結(jié)果如下：（1）確定渠首水量：通過對寶雞峽灌區(qū)資料的整體分析，發(fā)現(xiàn)其灌溉水來源較為復(fù)雜，主要包括渠首引水、抽取地下水、灌區(qū)坡塘水等。堀上和堀下也有一定的區(qū)別，相比較而言，其主要與地勢有關(guān)，堀下距離渭河較近其地下水埋深較淺，灌溉用水多采用地下水。堀上則是渠首引

29、水與地下水相結(jié)合的灌溉方式。根據(jù)灌區(qū)的灌溉經(jīng)驗結(jié)合以往的研究成果，為了能夠準確快速的計算灌溉水利用系數(shù)，現(xiàn)將小型水庫供水和地下水折合按各個灌季分別這算到渠首，從而計算出毛灌溉水量，即W首=亞引+W庫+W地（3-1）式中：W首即為毛灌溉水量，W引為渠首實際引水量，W庫為小型水庫折渠首水量，W地為地下水折渠首水量。計算結(jié)果如表3-1所示：表3-1寶雞峽灌區(qū)1994-2008年渠首引水量年份冬灌（萬的-一3春灌（萬m）夏灌（萬m3）秋灌（萬m3）全年（萬m3）19941650613610.517931.34895.752943.519951466.115114.2129653851.533396.8

30、19969733.29948.914388.934071199712607.65046.91237174.130099.6199810057.44490.37749.922297.6199911500.16687.111392.929580.1200010439.66726.67314.224480.420012065.310071.910095.522232.720027903.98034.910020.425959.220033389.87348.66581.817320.220043972.88412.7985922244.52005882.59214.67384.117481.2200

31、65790.27958.3987923627.520071650.77306.31699.910656.920084665.35529.36928.917123.5除渠首引水外，地下水與塘壩水折算到渠首的水量計算表見3-2o表3-2寶雞峽灌區(qū)1994-2008年地下水與塘壩水折算到渠首水量年份冬灌（萬布3春灌（萬m）夏灌（萬m3）一一一3秋灌（萬m）全年（萬m3）地下水塘庫水地下水塘庫水地下水塘庫水地下水塘庫水19946901.5228.77384.9276.911873368.859861177.334196.61995131.25894.79070.9547.915644.71996512

32、4.1154.74494.6135.69542.345.919497.219972907.31226.29362.9186.61368319985728.12760.348.64191.912728.919993448.326833632.29763.520006240.244396683.8173632001981.7683131.26827.414671.320023877.94648.37378.81590520031045.44415.97501.212962.52004321379108680.719803.72005353.86354.37049.113757.220062076.

33、84424.16049.512550.42007250.86097.71856.88205.320083096.73547.66023.312667.6（2）確定斗口水量斗口水量根據(jù)灌區(qū)統(tǒng)計資料和實際地下水、塘庫水利用情況相結(jié)合從而求出實際斗口水量。在先前計算毛灌溉水量中將地下水利用量和塘壩水庫水利用量分別折算到了渠首，同理在計算斗口水量的過程中，也需要將其折算到斗口。斗口水量見3-3:表3-3寶雞峽灌區(qū)1994-2008年斗口水量（萬曲年份冬灌（萬品）春灌（萬m夏灌（萬m3）秋灌（萬m合計（萬m3）199411409.059347.8512629.873266.2936653.0619959

34、68.019844.029025.502606.1022443.6319966726.786871.099925.8823523.7519978727.753460.088836.1649.8521073.8419986863.393000.415362.5315226.3319997874.954488.977146.4819510.4020007114.274534.615145.4916794.3720011378.156782.997003.4715164.6120025347.545373.656928.5717649.7620032267.554932.854627.5911827

35、.9920042082.025395.916651.9214129.852005493.256088.824486.8111068.8820063288.941863.725775.4610928.1220071047.163722.211201.845971.2120083144.343568.344054.5810767.26通過灌區(qū)資料和灌區(qū)實際的管理情況，地下水和塘壩水直接進入田間，而不經(jīng)過斗口。因此，在這里需要將地下水和塘壩水折算到斗口，根據(jù)斗口的總水量和渠首的毛灌溉水量從而計算灌區(qū)渠首到斗口的灌溉水利用系數(shù)。具體折算結(jié)果見表3-4:表3-4寶雞峽灌區(qū)1994-2008年地下水與塘壩

36、水折算到斗口水量（萬川）年份冬灌（萬吊）春灌（萬臉更管（萬川）秋灌（萬吊）全年（萬川）地下水塘庫水地下水塘庫水地下水塘庫水地下水塘庫水19946211.3205.86646.4249.210685.2331.95387.41059.630776.91995118.10.05305.20.08163.80.0493.10.014080.219964611.6139.24045.1122.18588.141.30.00.017547.419972616.60.01103.50.08426.6168.00.00.012314.719985155.20.02484.243.73772.70.00.00

37、.011455.919993103.50.02414.70.03268.90.00.00.08787.120005616.20.03995.10.06015.40.00.00.015626.72001883.50.06147.928.16144.70.00.00.013204.120023490.10.04183.50.06640.90.00.00.014314.52003940.80.03974.30.06751.10.00.00.011666.220042891.70.07119.00.07812.60.00.00.017823.32005318.40.05718.90.06344.20.

38、00.00.012381.520061869.20.03981.70.05444.60.00.00.011295.52007225.80.05487.90.01671.20.00.00.07384.820082787.00.03192.90.05420.90.00.00.011400.9根據(jù)表3-3和表3-4的計算結(jié)果，現(xiàn)在有了斗口統(tǒng)計水量和地下水及塘壩水折算水量，由此即可以得到灌區(qū)斗口總水量由下式計算：W斗總=W斗口+W折（3-2）式中：W斗總為折算后斗口總水量，W斗口為斗口水量，W折折算到斗口水量。根據(jù)上式即可得出斗口的總水量見表3-5:3表3-5寶雞峽港區(qū)1994-2008年斗口總水量（

39、萬m）年份冬灌斗口水量（萬m3）春灌斗口水量（萬m3）夏灌斗口水量（萬m3）秋灌斗口水量（萬m3）全年斗口水量（萬m3）199417826.216243.423647.09713.367429.919951086.115149.217189.33099.236523.8199611477.711038.318555.20.041071.2199711344.34563.617430.749.933388.5199812018.65528.49135.20.026682.3199910978.46903.710415.40.028297.5200012730.58529.711160.90.03

40、2421.120012261.612959.013148.10.028368.720028837.69557.113569.50.031964.320033208.48907.211378.70.023494.220044973.712514.914464.50.031953.12005811.711807.710831.00.023450.420065158.15845.411220.00.022223.620071272.99210.12873.00.013356.120085931.46761.29475.50.022168.1（3）確定渠首到斗口的灌溉水利用系數(shù)根據(jù)毛灌溉水量和斗口水量

41、即可求出灌區(qū)渠首到斗口的灌溉水利用系數(shù)，計算公式：毛干-4=W斗/W毛X100%（3-3）式中：刀干-斗為干渠到斗渠的灌溉水利用系數(shù)，W斗為斗口水量，W毛為毛灌溉水量計算成果見表3-6:表3-6寶雞峽灌區(qū)1994-2008年渠首到斗口灌溉水利用系數(shù)年份渠首水量（萬R3）斗口水量（萬吊）利用系數(shù)199487139.8567429.910.77199549041.4336523.800.74199653568.1241071.180.77199743782.5933388.500.76199835026.4526682.270.76199939343.5128297.530.72200041843

42、.4332421.110.77200136903.9828368.740.77200241864.2531964.250.76200330282.5923494.190.78200442048.0831953.140.76200531238.4323450.380.75200636177.9822223.570.61200728862.2113356.050.71200829791.1622168.120.743.1.22斗口到田間利用系數(shù)的計算分析斗口到田間灌溉水利用系數(shù)計算方法根據(jù)不同灌區(qū)的實際情況可以求得，計算方法也不相同，例如，在灌區(qū)斗口、農(nóng)渠、毛渠、田間水量資料較齊全時，可通過逐級計

43、算各段的渠道利用系數(shù)，根據(jù)各級渠道水利用系數(shù)，從而計算出斗口到田間的灌溉水利用系數(shù)，但是對于寶雞峽灌區(qū)目前的實際情況而言，缺乏斗口以下的水量資料，原本計劃選擇典型渠道進行實測，但受到時間和其他因素的影響，無法得到相關(guān)數(shù)據(jù)，因此，根據(jù)現(xiàn)有資料結(jié)合以往的研究成果，計算灌區(qū)斗口到田間的灌溉水利用系數(shù)。作物的凈灌溉定額通過水量平衡原理確定，為作物生育期內(nèi)的作物需水量減去有效降雨量和地下水利用量。因此對這三部分的水量分別進行計算。對于旱作物：M=ETC-Pe-Ge+W（3-4）式中：M為旱作物灌溉定額，mm；ETC為作物需水量，mm；Pe為有效降雨量,mm；Ge地下水有效利用量，mm；AW為土壤含水量，

44、mm。對于水稻，凈灌溉定額還需考慮泡田水量以及滲漏水量：M稻=ETC稻+Mo+FdPe稻Ge稻(3-5)式中：M稻水稻凈灌溉定額，mm；ETc水稻的蒸發(fā)蒸騰量，mm；Pe水稻生育期內(nèi)的有效降雨量，mm；Fd水稻全生育期滲漏量，mm；M。插秧前的泡田定額，mm；Ge水稻全生育期間地下水的利用量，mm。在本次研究中主要以都小麥、玉米、棉花、油菜等旱作物為主。(1)計算作物需水量作物需水量是指作物生長在大面積上的無病蟲害作物在適宜的土壤水分和肥力水平下，經(jīng)過正常生長發(fā)育，獲得高產(chǎn)時的植株蒸騰、棵間蒸發(fā)之和又稱為作物蒸發(fā)蒸騰量或騰發(fā)量。通常的計算方法有：模系數(shù)法、直接計算法、參考作物法。本次研究間接的

45、采用參考作以及構(gòu)成植株體的水量之和。其影響因素有：氣象因子、作物因子、土壤水分狀況、耕作栽培措施及灌物法，參考作物法是以高度一致、生長旺盛、完全覆蓋地面而不缺水的綠色草地(8-15cm)的蒸發(fā)蒸騰量作為計算各種作物需水量的參照。在實際收集的資料中，只有興平地區(qū)的氣象資料，并且現(xiàn)有的資料只有旬降雨、月日照時數(shù)、月平均氣溫、月蒸發(fā)量。在計算過程中不能滿足彭曼-蒙特斯公式的基本要求，為了能夠充分利用現(xiàn)有資料適當?shù)目s小計算誤差，本次采用間接計算的辦法。即采用頻率分析法，將不同氣象年份進行頻率分析，將其分為頻率為25%,50%,75%,95%,結(jié)合原西北農(nóng)業(yè)大學(xué)研究的不同頻率下的作物需水量，將對應(yīng)的年份

46、進行分析。在實際操作過程中，由于資料有限，無法算得各年的作物水量。在作物生育期過程中，日照時數(shù)作為主要的影響因素，因此對日照時數(shù)進行頻率分析，從而選出各年的作物需水量(主要是小麥和玉米)。對于寶雞峽灌區(qū)，根據(jù)不同年份，主要作物生育期內(nèi)的作物需水量頻率分析如表3-7:表3-7寶雞峽灌區(qū)1994-2008年生育期內(nèi)作物需水量頻率分析表年份小麥全生育期日照時數(shù)（h）玉米全生育期日照時數(shù)（h）計算頻率（%）頻率劃分（）200420041420.901998238.300.060.25199819981420.401999696.400.13199919991415.802008152.800.1919

47、9519951388.302002728.900.25199719971318.202004814.100.31200820081263.751997801.160.380.50200320031257.801995590.400.44200120011256.002007662.000.50200020001252.102001760.500.56200520051243.802000559.600.630.75200720071226.252005731.550.69200220021226.202003588.200.75200620061063.152006339.850.811996

48、19961002.751994664.850.8819941994945.601996791.600.940.95利用以上計算的頻率，參考由原西北農(nóng)業(yè)大學(xué)康紹忠老師主編的陜西省作物蓄水量及分區(qū)灌溉模式根據(jù)不同頻率下作物需水量從而間接計算作物全生育期內(nèi)的理論需水量。以1994-1996年為例，不同年份作物理論需水量如表3-8。表3-8寶雞峽灌區(qū)1994-2008年不同作物理論需水量表（mm）站點199419951996小麥玉米棉花小麥玉米棉花小麥玉米棉花寶雞481.74428.21539.44350.50411.74523.73350.50382.92497.54扶風526.25467.7858

49、0.68368.96449.79563.71368.96418.28535.58禮泉488.71445.46647.29390.84432.59628.44390.84410.87597.02興平520.66458.36574.17363.23445.01557.45363.23422.76529.58咸陽524.39477.98668.14432.60464.06655.04432.60440.86635.39楊凌548.68487.71607.77383.15468.95590.07383.15436.12560.57(2)確定有效降雨量有效降雨量指總降雨量中能夠保存在作物根系層中用于滿足

50、作物蒸發(fā)蒸騰需要的那部分水量，不包括地表徑流和滲漏至作物根系吸水層以下的水量，即理論上有效降雨量的計算公式為：Pe=P-R-P2(3-6)式中：Pe為有效降雨量，mm；P為實際降雨量，mm；Pi為降雨所產(chǎn)生的地表徑流，mm；P2為降雨所產(chǎn)生的深層滲漏量，mm。由于降雨產(chǎn)生的地表徑流和產(chǎn)生的深層滲漏需要通過觀測計算求得，在生產(chǎn)實踐中常采用下列簡化方法計算不同降水頻率下的有效降雨量，即：Pe=(r-P(3-7)表3-9黃河流域有效降雨利用系數(shù)降雨里(mm)5530305050100100150150利用系數(shù)00.850.80.750.650.55對于寶雞峽灌區(qū)不同種作物生育期內(nèi)的有效降雨量見表3-

51、10表3-10作物生育期內(nèi)的有效降雨量(mm)年份小麥(mm)玉米(mm)棉花(mm)1994245.899.0254.51995153.788.4192.51996261.8188.7337.61997115.0116.9177.91998180.1216.1312.11999223.1157.5296.92000165.5165.7270.32001133.6211.0298.32002207.9164.1244.02003191.6306.8425.32004184.2161.7223.42005185.6220.4324.82006161.7217.7299.02007130.8287.2377.62008173.2210.2330.6(3)確定地下水有效利用量地下水直接利用量是指地下水借助于土壤毛細管作用上升至作物根系吸水層而被作物直接吸收利用的地下水水量。作物在生育期內(nèi)所直接利用的地下水量與土壤類型、作物根系發(fā)育深度及地下水位埋深等因素有關(guān)。在本次數(shù)據(jù)處理過程中，由于缺乏地下水埋深的基本資料，通過查閱相關(guān)資料得知，據(jù)中國水電科