井渠结合灌区地下水动态预报及适宜渠井用水比分析
发展井渠灌溉的结合 提高节水效果
发展井渠灌溉的结合提高节水效果摘要：当前各地灌区正在开展以节水为中心的灌区改造规划工作，要充分考虑井渠结合的优点，把井渠结合应用于灌区改造的实践中，以提高灌区改造的节水效果，防治土壤盐碱化。
关键词：井渠；灌溉；结合；节水１井渠结合的必要性井渠结合的必要性在于充分利用灌区水资源和防治土壤盐渍化。
1.1充分利用灌区水资源大中型灌区经过续建配套可以较大幅度地减少灌溉渗漏损失和浪费，但对改建后的渗漏损失仍不可低估。
原因之一是大中型灌区输水渠线长且渠道级数多，设想一个灌区由5级渠系组成，全部进行防渗处理，每级渠道水的利用率既使能达到0.94，则渠系水的利用系数仅为0.73。
二是对田间灌溉水的利用系数也不能预期过高，一般田间灌溉的水利用率在0.6０左右，要达到0.8０应该说是偏高的。
若二者均取高限值，则灌溉水的利用率也只能达到0.56。
换句话说渗漏损失将达到灌溉总引水量的44％。
若按现行的节水规范要求，大型灌区的灌溉水利用系数不低于0.5０，中型灌区不低于0.6０来考虑，则灌溉引水量的40％～50％为无益的损耗。
这部分无益损耗中如果有一半左右为渗漏损失补充地下水，即20％～25％的灌溉引水量将补入地下水。
这部分渠道和田间渗漏损失水量补入地下水，经过回归再利用，对于提高灌溉水利用率的作用是很显著的。
如果井灌提地下水量为灌溉补入地下水量的一半，即自渠首引入总水量的1/8，则全灌区水利用率在原有基础上可提高0.1０左右。
据有关文献报导，河北省临西县由卫河引水的堤下灌区1986-1987年，灌溉面积8万亩，实测灌溉水利用系数为0.48，若入井灌提取的灌溉回归水量后，溉水利用系数则0.69，提高了0.21。
井渠结合为灌区水资源的水文循环创造了必要条件，使降水得以蓄存和再利用。
以灌代排，季节性的调控地下水位，汛前腾空地下水库容，最大限度承纳降雨，减轻涝渍灾害。
在西北地区，地下水位汛前控制到5m，在日降雨量150mm 的条件下，已有多处基本上不出现地表径流的观测记录。
季节性冻融区井渠结合灌域地下水动态预报
文献 标志码 ：Ａ
焱，刘佳帅，于
文章编号 ：１ ０ ０ ２ － ６ ８ １ ９ （ ２ ０ １ ７ ） － ０ ４ — ０ １ ３ ７ — ０ ９
健 ，杨金忠．季节性冻融 区井渠结 合灌域地 下水 动态预报 ［ Ｊ ］ ．农业工 程学报 ，
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Ａ ｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｕｒ ｔ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ（ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｃ Ｓ ＡＥ ） ， ２ ０ １ ７ ，３ ３ （ ４ ） ：１ ３ ７ —１ ４ ５ ．（ ｉ ｎ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ ｗｉ ｔ ｈ Ｅ ｎ ｇ ｌ ｉ ｓ ｈ ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ） ｄ ｏ ｉ ：
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０ 引 言
农业用水 占黄河 流域用水量 的 ８ ０ ％，是流 域 内最具 节水潜力 的环节【 ｌ Ｊ 。井渠结合 能提高水 资源利用率 ，减少 无效潜水蒸发 ，是减少农业用水量 的有效手段 Ｉ ２ ４ 】 。但实 施井渠 结合 同时 也会降低地 下水位 ，可 能给当地生 态系 统带来不利影 响【 ５ 曲 Ｊ 。因此 ，正确评价井渠 结合对地下水 系统 的影响程度是该节水措施长期稳定运行的关键［ 。目 前，有关井渠结合的研究基本集中在节水潜力评估ｈ ９ ． …、地 下水承载能力研究Ｌ １ ¨ Ｊ 、井渠结合 比例［ ５ ， １ ４ － １ ５ ］ 、地 下水地 表水 联合调度方法［ ３ ， １ ６ － １ ７ ］ 、地下水动态预 测方法等［ １ ８ － ２ １ 】 。 但 是缺 乏对 于具有 明显冻融期 的大 型灌 区的井渠结合 地 下水响应 定量预报 。本文选取河套 灌 区永济 灌域为研 究 区，建立 考虑 冻融影 响的水均衡模 型 ，反演 地下水系 统 源汇 项参数 ，并预测 不同节水情景 下地 下水 动态响应 ， 以期为类似 的干 旱半干旱地区开展井渠结合提供参考 。
机井技术规范
机井技术规范时间: 2004-02-14 10:22:26 | [<<] [>>]【题名】：机井技术规范副题名】：Technical criterion for water wells起草单位】：水利部农村水利司标准号】：SL 256-2000代替标准】：《农用机井技术规范》SD 188-86颁布部门】：中华人民共和国水利部发布日期】：2000-08-31 发布实施日期】：2000-10-01 实施标准性质】：中华人民共和国水利行业标准批准文号】：水国科[2000] 388 号批准文件】：中华人民共和国水利部关于批准发布《机井技术规范》SL256-2000 的通知水国科[2000] 388 号根据水利部水利水电技术标准制定、修订计划，由农村水利司主持，以农村水利司为主编单位修订的《机井技术规范》，经审查批准为水利行业标准，并予以发布。
标准的名称和编号为：《机井技术规范》SL256-2000 。
本标准实施后取代SD188-86 《农用机井技术规范》。
本标准自2000年10月1日起实施。
在实施过程中，请各单位注意总结经验，如有问题请函告主持部门，并由其负责解释。
标准文本由中国水利水电出版社出版发行。
二OOO年八月三十一日全文】：机井技术规范前言为了总结经验，推广科技成果，提高机井建设与管理水平，水利部农村水利司农水机（1992）47 号文要求，对1986年原水利电力部颁布的SD188一86《农用机井技术规范》进行修订。
通过北方17 省（市、自治区）水利部门，组织从事机井建设与管理工作的技术人员，对具有代表性的县水利局及凿井队、制管厂进行实地调查研究，在广泛收集对原规范实施中需修订的有关意见的基础上，于1997年3月成立规范修订编写小组。
1998年7 月、11 月两次统稿会后，完成了规范讨论稿。
1999年5 月经修订编写小组讨论并修改后，完成了规范征求意见稿，印发至北方17 省（市、自治区）和浙江、福建、广东、海南、四川等省水利厅（局）以及中国水利水电科学研究院、水利部农田灌溉研究所征求意见并修改后，于2000 年3 月完成了规范送审稿，2000 年4 月召开审查会议，通过专家审查，完成了规范报批稿。
2024年高考地理二轮专题训练课件小综合四水体运动
永暑礁位于南沙群岛，近年来经过大规模吹沙填海 形成约 3 平方千米的岛后，当地发现了可以直接饮用的 地下淡水资源。永暑岛出现地下淡水资源的主要原因是 “淡水透镜体”的作用，即因咸、淡水的密度差异导致 地下淡水漂浮在咸水之上，中央厚、边缘薄，宛如透镜 体形状。下图示意“淡水透镜体”的原理。读图完成 4～ 6 题。
4．当地地下淡水的补给来源主要为( A ) A．大气降水 B．地下咸水过滤 C．海水淡化 D．陆地淡水调入
【解析】据材料可知，“淡水透镜体”经大规模吹 沙填海形成约 3 平方千米的永暑岛后开始起作用，促使 大气降水通过下渗转变为地下淡水资源，A 合理。B、C、 D 三个选项材料中没有信息可以说明，也不符合客观实 际。故选 A。
秘鲁鲲是一种栖息于东南太平洋的小型中上层鱼 类，上升流形成的冷水区域为其提供了适宜的栖息环 境。秘鲁鲲主要被用来制作鱼粉(一种蛋白饲料)。下图 示意南美洲西岸某海域某时段表层海水温度分布。当厄 尔尼诺现象发生时，该区域水温会有异常变化。读图完 成 9～11 题。
9．图示时段内，在甲、乙、丙、丁四片海域中， 最有利于秘鲁鲲栖息的是( D )
(2)河流流经地势平坦地区，河道弯曲，侧蚀强烈； 河道北部位于天山南坡山前冲积扇地区，地势较高，迫 使河流南移；河道南部受冲积物和风积沙的影响，地势 也较高，又迫使河流北返，如此往返，造成塔里木河频 繁摆动。(6 分)
(3)降低丁坝下游河水流速，促使泥沙淤积，使河岸 侧河床升高，起到保护河岸作用；丁坝使天然河道变窄， 中心河道平均流速增加，水流挟沙能力增大，使河床降 低，起到防止河床摆动的作用。(8 分)
(2)湖水最初多为冰川融化的淡水；多数湖泊的湖水 有外泄通道，盐分不易积累；纬度高，气温低，蒸发较 弱。(6 分)
农田水利灌区渠系工程项目区水资源供需平衡分析及水质分析
农田水利灌区渠系工程项目区水资源供需平衡分析及水质分析1.1水资源状况及开发利用条件1.1.1灌溉水源项目区属于中型水库荷木水库西干渠控灌区范围，灌溉水源为荷木水库。
水库坝址以上集雨面积2L70km2,水库总库容2238万11Λ兴利库容1084万nA水库为多年调节水库，水库设计灌溉面积2.67万亩，有效灌溉面积2.30万亩，历年最大实灌面积2.34万亩（1980）,由于现状田间渠系损坏严重，导致近年来实灌面积锐减，现状灌溉面积仅0.8万亩。
荷木水库西干渠设计流量2.26m3∕s,总长22km,项目区属于西干渠上游段,西干渠现状已经全段硬化，可供项目区流量L90m3∕s,年可供项目区水量2484万m3o1.L2项目区需水量分析灌溉需水量主要根据项目区灌溉耕地面积、作物种植结构、灌溉制度、灌溉工程规模以及发展预测，并结合节水灌溉技术推广等，计算项目区农作物的需水量。
本项目区主要为耕地，需水量分析不再考虑工业用水及人畜饮用水。
1.1.2.1灌溉设计标准项目区属于中型灌区，主要种植早稻、晚稻，冬季种植蔬菜，规划采用明渠输水灌溉，原荷木水库设计灌溉保证率取90%,因此，项目区灌溉保证率取90%。
1.1.2.2灌溉面积及作物组成项目区现状灌溉面积0∙8万亩，主要种植双季稻，少量冬种蔬菜，双季稻种植面积0∙8万亩，冬种蔬菜面积约0.15万亩。
项目实施后，改善灌溉面积0.2万亩，恢复灌溉面积1.4万亩，新增灌溉面积0.35万亩，合计总灌溉面积1.95万亩，其中1.95万亩种植双季水稻，0.6万亩冬季种植蔬菜。
1.1.2.3作物耗水量和灌溉用水量1、灌溉制度(1)作物灌溉方式本着节水灌溉的原则，结合项目区地形、土壤、作物需水特点等，项目区水稻灌溉采用“薄、浅、湿、晒”的灌溉制度。
(2)灌溉制度与灌溉定额本次项目区设计以“薄、浅、湿、晒”的灌溉制度为依据,其具体技术要求见表1.1-1。
表1.1-1水稻“薄、浅、湿、晒”灌溉制度技术要求根据水稻生长习性：早稻需水时间一般为4月中旬~7月上旬，全期为105天左右；晚稻需水时间一般为7月下旬~10月中旬，全期为105天左右。
《节水灌溉技术规范》水利部水科技[1998]127号文批准(江桦 上传)
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《节水灌溉技术规范》水科技[1998]127号（江桦上传）【颁布部门】：中华人民共和国水利部批准【发布日期】：1998-04-04发布【实施日期】：1998-05-01实施【批准文号】：水科技[1998]127号前言基于生产实践的需要和对节水灌溉形势的正确分析，1990年水利部农村水利司布置了节水灌溉标准的研究任务，旨在进行探索，积累经验。
1994年又组织全国27个省、自治区、直辖市水利厅（局）就节水灌溉标准问题开展共同研究、讨论，形成规范的雏形，1996年底完成规范编写提纲。
1997年初，编制任务正式下达之后，在水利部农村水利司主持下，编写组立即开始工作，1997年4月底完成初稿，经两次征求意见补充修改后，于1997年12月初完成征求意见稿，12月底完成送审稿，并于1998年1月召开审查会议，通过了专家审查。
SL207-98《节水灌溉技术规范》分总则、工程规划、灌溉水源、灌溉用水量、灌溉水的利用系数、工程与措施的技术要求、效益、节水灌溉面积，共8章40条和2个附录。
它既反映中国现阶段水平，又借鉴国外先进技术；既坚持高起点、高要求，又注重实用性与可操作性；既重视水利建设规范的共性，又突出节水灌溉的特点，充分吸收了我国节水灌溉发展中的先进技术和成功经验。
本规范解释单位：水利部农村水利司本规范主编单位：水利部农村水利司水利部农田灌溉研究所本规范参编单位：中国灌溉排水技术开发培训中心华北水利水电学院北京研究生部水利部科学技术司黑龙江省水利厅广西自治区水利厅甘肃省水利厅河北省水利厅本规范主要起草人：李英能黄修桥沈秀英窦以松赵乐诗王晓玲李赞堂马济元袁辅恩陈杰臣武福学宋伟1 总则1.0.1 为了使节水灌溉工程建设有一个合理、可行、统一的衡量尺度，促进节水灌溉事业的健康发展，制定本规范。
1.0.2 节水灌溉工程建设必须注重效益、保证质量、加强管理，做到因地制宜、经济合理、技术先进、运行可靠。
1.0.3 本规范适用于新建、扩建或改建的大田、菜地、果园、苗圃和草场等节水灌溉工程的规划、设计、施工、验收、管理和评价。
32灌溉与排水工程设计规范
３设计标准３．１灌溉标准３．１．１设计灌溉工程时应首先确定灌溉设计保证率。
南方小型水稻灌区的灌溉工程也可按抗旱天数进行设计。
３．１．２灌溉设计保证率可根据水文气象、水土资源、作物组成、灌区规模、灌水方法及经济效益等因素，按照表３．１．２确定。
３．１．４以抗旱天数为标准设计灌溉工程时，单季稻灌区可用３０～５０ｄ，双季稻灌区可用５０～７０ｄ。
经济较发达地区，可按上述标准提高１０～２０ｄ。
３．１．５作物灌溉制度的设计应符合下列规定：１万亩以上灌区应采用时历年法确定历年各种主要作物的灌溉制度，根据灌溉定额的频率分析选出２～３个符合设计保证率的年份，以其中灌水分配过程不利的一年为典型年，以该年的灌溉制度作为设计灌溉制度；时历年系列不宜少于３０ａ。
灌区的降水、土壤、水文地质条件有较大差异时，应分区确定灌溉制度。
２万亩及万亩以下灌区确定灌溉设计保证率时，可根据降水的频率分析选出２～３个符合设计保证率的年份，拟定其灌溉制度，以其中灌水分配过程不利的一年为典型年，以该年的灌溉制度作为设计灌溉制度。
３作物灌溉制度应经观测试验、灌溉经验及灌区水量平衡分析计算相互检验确定。
４用水量平衡法确定灌溉制度，必须首先确定作物需水量，其数值可直接取用当地或自然地理条件类似的邻近地区灌溉试验站的观测成果，或从已鉴定过的作物需水量等值线图中选定。
若上述观测结果或作物需水量等值线图不能满足使用要求时，宜采用彭曼法（见附录Ａ）计算确定。
５用水量平衡法确定旱作物灌溉制度，宜采用公式（３．１．５－１）和（３．１．５－２）计算播前和生育期两部分灌溉定额。
生育期内灌水次数、灌水时间及灌水定额，可通过逐旬或逐侯（５ｄ）水量平衡演算确定（见附录Ｂ）。
播前灌水时间可根据当地耕作经验确定。
３．１．１０全灌区同级渠道的渠道水利用系数代表值，可取用该级若干条代表性渠道的渠道水利用系数平均值，代表性渠道应根据过水流量、渠长、土质与地下水埋深等条件分类选出。
３．１．１１应采取措施提高渠系水利用系数，使其设计值不低于表３．１．１１所列数值。
利用地下水模型模拟分析灌区适宜井渠灌水比例
利用地下水模型模拟分析灌区适宜井渠灌水比例代锋刚;蔡焕杰;刘晓明;刘璇;梁宏伟【期刊名称】《农业工程学报》【年(卷),期】2012(000)015【摘要】10.3969/j.issn.1002-6819.2012.15.008% 为了获取泾惠渠灌区适宜井渠灌水比例,科学合理地确定农业节水方案,该文综合应用ArcGIS和 PMWIN 地下水模拟软件建立了灌区的地下水分布模拟模型,根据灌区历年农业用水实际情况设定了10种灌溉情景模拟灌区地下水位的变化趋势,通过地下水模型分析研究了灌区井渠灌水比例.利用VB程序语言改写EVT蒸发蒸腾子程序包,使其能模拟非线性蒸发,潜水蒸发量计算精度得到较大改进.研究表明：1)渠首有效灌溉引水量在3.7~4.1亿m3,井渠灌水比例控制在0.35~0.55,基本可以保持灌区地下水采补平衡；2)渠首有效灌溉引水量在1.5~2.0亿m3,井渠灌水比例控制在0.5~0.7,也能实现灌区地下水采补平衡；3)目前井渠灌水比例在0.9~1.2,已引起灌区地下水超采.建议井渠灌水比例控制在0.5~0.7,加大农业节水力度、增加水价财政补贴、进行地下水人工调蓄,实现灌区水资源高效持续利用【总页数】7页(P45-51)【作者】代锋刚;蔡焕杰;刘晓明;刘璇;梁宏伟【作者单位】西北农林科技大学旱区节水农业研究院/旱区农业水土工程教育部重点实验室,杨凌712100; 石家庄经济学院河北省水资源可持续开发利用重点实验室,石家庄050031;西北农林科技大学旱区节水农业研究院/旱区农业水土工程教育部重点实验室,杨凌712100;陕西省泾惠渠管理局,三原713800;陕西省泾惠渠管理局,三原713800;陕西省泾惠渠管理局,三原713800【正文语种】中文【中图分类】S271【相关文献】1.泾惠渠灌区地下水利用经验的分析 [J], 高旭艳2.灌区地面水与地下水联合配置模拟模型研究——以泾惠渠灌区为例 [J], 赵阿丽;费良军3.人民胜利渠灌区适宜井渠用水比研究 [J], 张嘉星;齐学斌;Magzum Nurolla;李平;黄仲冬;胡艳玲4.井渠结合灌区地下水开采方案设计研究——以泾慧渠灌区试验区为例 [J], 董起广;韩霁昌;张卫华;李娜;李娟;雷娜5.井渠结合灌区地下水动态预报及适宜渠井用水比分析 [J], 周维博;曾发琛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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2006年2月灌溉排水学报Journa l o f Irri g ation and Drai n age第25卷第1期 文章编号:1000646X(2006)01000604井渠结合灌区地下水动态预报及适宜渠井用水比分析*周维博,曾发琛(长安大学环境科学与工程学院,陕西西安710054)摘 要:以陕西泾惠渠井渠结合灌区为例,根据灌区多年降雨量、渠灌用水量、井灌用水量资料及渠井灌溉用水量的比值,利用多元非线性相关分析法建立了灌区地下水动态预报的数学模型。
对减少渠灌用水量增加井灌用水量、增加渠灌用水量减少井灌用水量、渠灌与井灌用水量合理比值3种情况下地下水动态进行了预测,提出了适宜的渠井用水比例。
为灌区地下水合理开采和灌溉水资源优化配置提供依据。
关 键 词:井渠结合灌区;地下水动态预测;非线性模型;渠井用水比中图分类号:S273.4 文献标识码:A1 地下水动态预测模型陕西泾惠渠灌区为我国北方典型井渠结合灌区。
灌区地下水主要靠灌溉和降雨入渗补给,灌溉和降雨入渗补给分别占总补给量的52.6%和32.4%。
灌区地下水位的变化主要受大气降水、渠灌用水、井灌用水以及渠井灌溉用水比的影响。
考虑到地下水位动态变化与影响因素之间为非线性关系,为此采用非线性回归分析法建立灌区地下水动态预测的模型[1]。
将降雨量、渠灌用水量、井灌用水量和渠井灌溉用水比作为预测模型的回归因子,即u0(x0)=b01u1(x1)+b02u2(x2)+b03u3(x3)+b04u4(x4)(1)式中:b01、b02、b03、b04为回归系数;u0(x0)为预测的地下水埋深对应的标准正态变量值;u1(x1)为降雨量对应的标准正态变量值;u2(x2)为渠灌用水量对应的标准正态变量值;u3(x3)为井灌用水量对应的标准正态变量值;u4(x4)为渠井灌溉用水量比对应的标准正态变量值。
将各个观测系列分别以相应的正态变量值u j(j= 0,1,2,3,4)由公式(2)转化可求得它们之间的线性相关系数 jk:jk= ni=1u ji u k ini=1u2ji(2)式中:u ji,u ki为j,k系列中序号为i的观测值的标准正态变量值。
根据灌区16年(1981~1996年)实测数据资料进行四元非线性回归分析计算,得到相关系数矩阵:[ jk]=1-0.4248-0.83370.1111-0.7491-0.424810.1391-0.42270.3688-0.83370.139110.36230.49670.1111-0.42270.36231-0.5477-0.74910.36880.4967-0.54771(3)*收稿日期:20051130作者简介:周维博(1956),男,教授,博士,博士生导师,主要从事水资源与水环境及节水灌溉方面的研究.j 1b 01+ j 2b 02+ j 3b 03+ j 4b 04= 0j (j =1,2,3,4)(4)由相关系数矩阵和公式(4)可以列出线性方程组,并最终求解得回归系数:b 01=-0.2295,b 02=-0.5898,b 03=-0.0154,b 04=-0.4169。
将回归系数代入(1)式,得回归方程:u 0(x 0)=-0.2295u 1(x 1)-0.5898u 2(x 2)-0.0154u 3(x 3)-0.4169u 4(x 4)(5)根据各个变量因子x j (j =0,1,2,3,4)与标准正态变量u j (j =0,1,2,3,4)之间的关系,可分别绘制出x j 与u j 的关系图。
利用灌区的实测数据和非线性回归分析计算值,分别绘制出图1~图5,其中图5为地下水埋深x 0与标准正态变量u 0的关系图。
可根据不同年或时段的降雨量x 1、渠灌用水量x 2、井灌用水量x 3和渠井灌溉用水比的大小x 4,则可以由图1~图4分别查出对应的标准正态变量的值u 1、u 2、u 5、u 4的值,然后代入方程(5),即可计算出地下水埋深x 0对应的标准正态变量u 0值,再由图5可查出对应的预测地下水埋深。
由复相关系数R 的计算公式(6)和预报的标准误S y 公式(7):R =01b 01+ 02b 02+ 03b 03+ 04b 04(6)S y =1-R2(7)计算得出R =0.900,S y =0.436。
根据分析计算中的年数n =16和变量因子个数j =4,当显著性在0.05水平时,相关系数R 的检验值R =0.714,S y =0.7,而前者大大优于后者,所以方程预测的结果是可信的。
根据灌区1981~1996年地下水多年平均变量值和1997年的实际变量因子值,按照图1~图5中找出对应的u j 值带入方程(5),预测得到灌区地下水多年平均水位埋深为x 0=6.63m,1997年的地下水位埋深为x 0=11.60m,与实际灌区多年平均地下水埋深(6.24m )和1997年实际地下水埋深(11.92m )分别相差+0.39m 和-0.32m ,在误差允许范围之内,方程预测的结果与实测值基本一致。
图1 降雨量x 1与标准正态变量值u 1关系图 图2 渠灌用水量与x 1标准正态变量值u 1关系图图3 井灌用水量x 3与标准正态变量值u 3关系图 图4 渠井灌用水量比x 4与标准正态变量值u 4关系图2 渠井用水量适宜比讨论井渠结合在地下水调控技术措施上可以实现灌区不产生渍涝和不会形成采补失调,并满足耕地的水资源供需平衡,其根本原因在于确定一个适宜的渠井用水比例[2]。
在井渠结合灌区内渠灌用水量和井灌用水量及渠井用水比例大小对灌区地下水动态的变化影响较大,渠井用水的适宜比例对调控灌区地下水位和满足作物用水需求以及灌区的可持续发展是很重要的。
图5 地下水埋深x 0与标准正态变量值u 0关系图渠灌用水量和井灌用水量受渠首引水量,地下水开采量,降雨和蒸发量,地下径流排泄等因素影响。
近年来由于灌区内井灌水价低于渠灌水价,渠灌不及井灌及时方便,群众则多用井灌致使地下水位大幅下降,一些地区还因井灌的地下水矿化度较高而使土壤积盐,农作物减产,破坏了地下水的采补平衡。
自1983年以来由于灌区水源地泾河逐年减少引水量,因而使灌区地下水开采量逐年增加而使地下水位持续下降。
根据灌区多年渠灌和井灌用水量和地下水位实际资料分析,灌区多年平均降雨量为538mm,渠灌引水量为4.0亿m 3,有一定的地下水蒸发和地下径流排泄的情况下,地下水埋深为3~4m,渠灌与井灌用水量比作为1.25~2左右比较适当的。
在地下水埋深大于6~7m 以上,地下水蒸发和地下径流排泄较少,地表水灌溉引水量在2亿m 3左右,渠灌与井灌用水比为1.5的情况下,才能保持地下水补排平衡。
在降雨量小于多年平均值的年份,应通过增加地表水的引水量解决灌溉用水问题。
在灌溉季节地表水源不足的情况下超采地下水时,应尽量在当年非灌溉季节或在地表水充足年份及时引用地表水回补地下水,使地下水达到采补平衡[3]。
3 不同灌溉水平下的预测由上述讨论可以看出灌区内渠灌与井灌用水量的比在1.25~2之间比较适宜,最佳比值为1.5左右。
根据灌区1981~1997年多年灌溉用水量资料分析,多年平均灌溉用水量为2亿m 3左右。
假设灌区在降雨平水年(P =50%)和降雨偏枯水年(P =75%)、年灌溉用水总量在2亿m 3的水平下,对灌区内适宜减少渠灌用水量增加井灌用水量、增加渠灌用水量减少井灌用水量和渠灌用水量与井灌用水量在合理灌溉比值的3种情况下对地下水位动态进行了预测,并与多年平均地下水变化进行了分析比较,以说明3种情况对灌区地下水位动态的影响。
1)减少渠灌用水量增加井灌用水量情况下地下水位动态变化表1 不同水平年(P =50%,P =75%)下减少渠灌用水量增加井灌用水量情况下地下水位动态变化状况渠灌与井灌用水量比值(Q )0.70.80.9(P =50%)预测水位/m 11.678.698.46(P =75%)预测水位/m 11.829.618.76(P =50%)与多年平均水位差/m 5.43 2.85 2.22(P =75%)与多年平均水位差/m5.583.372.52在渠灌用水量与井灌用水量的比值Q 分别为0.7、0.8、0.9较小的情况下,利用预测模型公式(5)分别计算得出预测结果如表1所示。
计算结果表明,在减少渠灌用水量增加井灌用水量情况下,不论是平水年(P =50%)还是偏枯水年(P =75%),地下水位均为下降趋势,并且渠灌与井灌比值越小,即井灌用水量越大,地下水位下降越大。
如果过量开采势必会造成地下水位大副下降,可使灌区局域形成地下水大的漏斗,造成机井报废,农作物大幅减产,给灌区水源工程和农民的经济均造成巨大损失。
2)增加渠灌用水量和减少井灌用水量情况下地下水位动态变化表2 不同水平年(P =50%,P =75%)下增加渠灌用水量和减少井灌用水量情况下地下水位动态变化状况渠灌与井灌用水量比值(Q )1.75 2.00 2.25(P =50%)预测水位/m 3.90 3.72 3.56(P =75%)预测水位/m 4.28 3.92 3.63(P =50%)与多年平均水位差/m !2.34! 2.52! 2.68(P =75%)与多年平均水位差/m!1.96! 2.34! 2.61使渠灌用水量与井灌用水量的比值Q 分别为1.75、2.0、2.25较大的情况下,利用预测模型公式(5)分别计算得出预测结果如表2所示。
计算结果表明,在降雨频率为P =50%和P =75%的情况下,增加渠灌用水量(即减少井灌用水量),地下水位均为上升,上升幅度随渠灌与井灌用水量比值的增大而增大。
因灌区引用的泾河水源含有一定量的泥沙、加之渠灌用水水价较井灌高,所以渠灌用水量与井灌用水量比值不宜太大。
高含沙引水灌溉时,若泥沙处理不当,往往会使渠道严重淤积和沙化农田土壤。
在灌区地下水埋深较小的情况下,过多的引用地表水灌溉易形成灌区土壤盐渍化问题,又不利于防涝。
3)渠灌与井灌用水量在合理灌溉比值情况下地下水位动态变化使渠灌用水量与井灌用水量的比值分别接近最佳灌溉比值的情况下,利用预测模型公式(5)分别计算得出预测结果如表3所示。
表3 不同水平年(P=50%,P=75%)下渠灌用水量与井灌用水量在合理灌溉比值情况下地下水位动态变化状况渠灌与井灌用水量比值(Q) 1.21.31.41.5 1.6 (P=50%)预测水位/m 6.786.575.114.14 3.97 (P=75%)预测水位/m7.527.066.395.38 4.46 (P=50%)与多年平均水位差/m0.540.33!1.13!2.10! 2.27 (P=75%)与多年平均水位差/m 1.280.820.15!0.86! 1.78 计算结果表明,渠灌用水量与井灌用水量在适宜比值情况下,灌溉后地下水位基本接近多年平均水位,或稍有回升。