概念
在灌區內,灌溉水除為生產所耗用外,還有一部分非生產性的水量損失,這部分損失水量往往占很大的比重。因此采求損失水量的原因,以便採取有效的防止措施,對提高灌溉水的有效利用率及發揮工程效能有重大的意義。
灌溉水的損失由很多部分組成,其中包括:滲透損失、蒸發損失、田面損失等等。而輪水損失屬於灌溉損失中的一部分。影響滲漏損失的門素主要是水文地質條件,土壤的透水性能以及渠道的水力因素等。
灌溉水量損失的組成
1.滲漏損失:包括各級渠道滲漏( 輪水損失)和田間深層滲漏等。影響滲漏損失的門素主要是水文地質條件,土壤的透水性能以及渠道的水力因素等。
2.蒸發損失:渠道中由於水面蒸發而損失的水量為數較小,根據蘇聯經驗它僅占滲漏損失的1/20到1/50,故一般計算灌溉水量損失時可略而不計。
3.田面流失:灌溉水引入田間後, 由於水流過大,灌水溝、畦的規格與灌溉水流情況不相適應,水稻田的田埂不堅固,或採用不合理的灌水方法等,都會造成田畫流失現象。
4.泄水損失:主要由於配水工作與田間灌水工作不協調,控制建築物不完整以及不良的灌水習慣(如夜間不灌,長流水的串流等)所造成。
5.渠堤的決口跑水: 由於工程質量不好,超過了安全流量以及巡護檢查不周所造成。這在新灌區較易發生。
影響灌溉水損失量大小的因素
1.灌溉地區的自然特點:灌區土壤的組成、地下水深度、地下水出流條件、灌溉水合沙量等。
2.灌溉設施的技術特徵:灌溉渠道長度和渠道布置情況,渠線狀況(填方、挖方、半填方),渠道防滲措施狀況及渠道結構(濕周、充水深度、輸水能力)等。
3.管理條件:包括渠道狀況(渠道斷面及渠堤的完善程度,渠道中有無雜草,渠道綠化情況),渠道工作狀況(渠中工作流速,渠道工作時期,渠中流量,配水時有無壅水現象等),以及保證渠道計畫用水和配水的設備與計畫用水執行的奸壞。
許多因素在管理過程中都是變化的,必須就每一個灌區的具體情況宋解決防止水量損失的問題,首先是消除因管理條件而變的損失。根據目前我國各地灌區情況, 由於管理不好而造成水量損失的情況還比較嚴重。二、水量損失的影響
水損失量的影響
灌溉時水量損失是非常有害的,可從以下幾個主要方面說明:
1.降低水的利用率,減少可能灌溉的面積或增加引水量,從而增加灌溉水的成本,使投資效益降低。
2.因水量損失增大致使原渠道輸水能力不足,影響既定灌溉面積的正常用水。如果要保證正常用水,勢必擴大渠道過水斷面,這樣不但要增加投資,且將因此而降低土地的利用率。
3.提高灌區地下水位, 由於很大一部分水量滲入地下,改變了地下水原來的平衡狀態,招致地下水位上升,這是灌區鹽鹼化的主要成因。
因此防止水量損失,對提高灌溉水的有效利用率和預防土壤惡化有著巨大的意義,這是灌溉管理工作者的基本任務之一。
水庫蓄水量計算
灌溉用水量(即一市寸水深能維持作物生長多少天)和抗旱天數確定之後,採用下列簡單公式計算水庫蓄水量:
式中:
V——代表水庫蓄水量(公方);
X——代表計畫灌溉面積(公頃);
m——代表抗早天數;
n——代表一市寸水深能維持單位面積作物生長多少天;
10%~20%——代表 輪水損失的百分數, 共採用數值的大小,是根據渠道土質、長度、輸水時間等因素來定;
10000及0.33——是單位換算係數;
因為1公頃=10000平方公尺
1市寸=0.033公尺。
上式,可簡化為單位面積(即1公頃)抗旱一天水庫蓄水量公式:
根據上式可算出單位灌溉面積水稻每天用水量如圖1。
根據圖1單位面積每天用水量,再乘上計畫灌溉面積,即得出總灌溉面積每天用水量,然後再乘上抗旱天數,即能算出水庫蓄水量。把水庫蓄水量算出之後,需要折扣再除以水庫利用係數0.7~0.9(根據本地區蒸發量大小,土壤滲透強弱分別選用),即得到正確的水庫庫容量。
測水站的分類及布置
1.水源測水站:用以觀測掌握水源的水位、流量、含沙量的變化與渠系引水量的關係,以便編制渠系引水計畫。測水站應布設在渠首引水口上游的河段上,距引水口的距離,以河源水位不受閘門啟閉影響為原則。若水源為山塘水庫時,應在庫床上遊河床上加設測站。
2.渠首總測水站:用以觀測計算從水源引入渠系內的水量,應布設在渠首引水口下游50~200米處,以水流均勻正常為原則,或用攣定過的建築物量水。
3.配水渠渠首測水站(點):用以觀測計算從上一級渠道配給的水量及渠道間 輪水損失,並及時準確地配給乾、支渠所需的灌溉水量。該站應布設在乾、支渠首端,進水口下游50~100米處,並以水源均勻正常為原則,也可利用進水建築物量水。
測水點:用以觀測計算從乾、支渠分得的水量,及渠道間輪水損失,應設在斗農渠首端,進水口下游20~40米處,且以水流均勻正常為原則,也可設定專門量水建築物量水。
4.平衡測水站:用以測算水源、輸水渠道、排水溝及用水單位範圍內的水量(包括渠道輸水損失量、地下水和灌區內水源的補給量、泄水渠的排泄水量),藉以進行水量平衡計算,站址應布設在引水口前下遊河道上,各級灌溉渠道的末端,管理段(行政區劃)的邊界上,各級排水溝的匯流點附近,各泄水渠進口下游30~50米處。
5.專用測水點:為現測收集專門資料(如渠道輸水損失,渠道的糙率、流速、流量,沖刷淤積關係等)而設。
灌拼系統內測水站的布置如圖2所示。