1、1灌溉排水新技术百问百答（第九期）第 8 章 灌溉计划用水本章主要介绍了灌溉用水计划、配水计划的编制原则、内容和方法以及用水计划的执行与调配。81、什么是灌溉计划用水？有何意义？计划用水是灌区用水管理的中心环节。所谓计划用水，从农业角度讲就是按照作物的需水要求和灌溉水源的供水情况，结合农业生产条件与渠系的工程状况，有计划地引水、蓄水、配水和灌水，达到适时适量地调节土壤水分，满足作物高产稳产的需求，节约水资源，并不断提高单位水量的灌溉增产效益。实行计划用水，首先要在用水前，根据灌区气象、土壤与作物生长状况估算出作物田间需水量，再依据灌区的渠系分布逐级推算出灌溉需水量，同时还需考虑供水水源的来水和
2、水利工程的引水条件，确定出灌溉可供水量。通过供需水量的平衡分析，编制出灌区内各级渠道的用水计划。在具体贯彻、实施用水计划过程中，还需视当时实际的气候条件，土壤墒情及作物生长状况、渠系条件等，灵活地作好全渠系水量的优化调配工作，并依据实际情况及时修正用水计划。在阶段用水结束后，还要进行用水总结，分析其合理性，为今后更好地推行计划用水工作总结经验，积累资料，以实现充分利用水资源；实现灌溉用2水优化调度；节约用水，扩大灌溉面积，降低灌溉成本；防止地下水位上升而产生的盐碱化；减少渠道淤积和防止土壤沙化的目的。82、编制用水计划时，水源的供水流量如何确定？供水流量首先是确定计划年（典型年）内的河道（供水
3、水源）径流总量及其季、月、旬(或 5 日)的分配，即水源供水水量或流量的过程，目前采用的确定方法主要有成因分析法、平均流量法和经验频率法等。成因分析法是利用实测资料，从径流成因上分析一些气象、水文因素与水源径流的关系，建立相关图(例如，建立降水径流关系曲线等) ，然后再按选定的各阶段气象、水文(或降水)资料预测河流的径流过程。平均流量法是根据多年实测资料，按日平均流量，将大于渠首引水能力的部分削去，再按旬或 5 日流量过程求其平均值，作为所拟定的水源供水流量，此方法较简易，但较粗糙，故多用于中小型灌区。经验频率法中以采用分段假设年法或分段实际年法较多，其阶段的划分，一般根据作物生长期、气候变化
4、情况以及水源年内变化规律，将全年划分为若干个阶段，或分析全年中某一阶段。如北方划分为春灌、夏灌，南方取水稻灌溉期，或分为泡田期、生育阶段灌溉期等。分段假设年法系将该阶段内多年实测流量，按旬或 5 日平均后依递减顺序排列，取相应于所选频率的旬或 5 日流量，作为水源供水流量。分段真实年法则是将历年该阶段的平均流量依递减顺序排列，取所选频率的年份，以该年内各旬(或每 5 日)平均流量作为水源供水流量。383、如何对用水计划进行分类编制？用水计划按渠系可分为：全灌区用水计划、支渠用水计划、斗渠用水计划。大型灌区按三级编制用水计划：总干渠用水计划由管理局( 处 )编制；支渠用水计划由管理所(站、段)
5、编制；斗渠用水计划由斗渠管理委员会或斗长编制。中小型灌区可按二级或一级编制。对采用现代化工具及理论进行用水计划编制的灌区，可减少用水计划编制的分级数，可以利于水资源的统一实时调度及渠道输水过程的更加合理。用水计划按季节可分为：年度用水计划、季度用水计划、次用水计划。按供需双方分，可分为管理单位用水计划和用水户用水计划。 用水计划编制应由乡(镇) 、村及其它用水单位(包括城市供水和工业供水等)，定时间分渠系编制出斗渠用水计划。经专管机构将各用水单位的用水计划经过分析、审查、汇总，再由专管机构下属的所、站、段提出支渠渠系用水计划，最后由灌区管理局(处)结合灌溉制度、气象预报和工程情况等全面情况进行
6、平衡后，编制出全灌区用水计划。专管机构可根据作物种植面积、灌溉制度、水源供水与灌区降雨等情况，先编制一个年度用水计划，然后再结合斗渠用水计划，自下而上经过修正，最后确定灌区渠系用水计划。年度用水计划在灌溉年度开始前编制完成。它是全年用水管理的指导性文件，但不能把它看作是一成不变的计划而作为工程运行的依据。要根据中短期气象预报随时进行修正，所以它是一个“指导性文件” 。84、如何编制渠系短期动态用水计划？（1）拟定原理：4编制短期灌溉用水计划的必要条件是做好实时灌溉预报，因此它必须符合实际的农作物需水动态和灌溉蓄水量动态。每一个用水计划一般只需要分析预测一次灌水。在灌溉水量不足时，运用水量最优分
7、配理论或模拟技术，在灌区内各片之间、各种作物之间合理分配水量，而不是完全按照作物高产对水分的要求分配水量。 每次灌水的轮灌组划分可能不同，因为每次灌水时需要灌水的作物、地点、面积不同。可以借助于决策支持系统，按照轮灌组划分原则确定轮灌组合。配水流量原则上以各级渠道设计流量为准，一般使实际流量为 O.71.0 Q 设，以保证渠系水利用系数最大再反求放水时间，而不是以分配水量和放水时间分配流量。 (2)方法与步骤资料收集 基本资料，资料和季节资料一般可提前收集，在灌溉季节前将这些资料提前输入，此后的操作，只需要收集实时资料。在运用实时资料方面，国内外有两种不同的观点；有人认为应该采用尽可能全面、尽
8、可能可靠的实时资料；另一种观点则认为应采用尽可能简便、尽可能少的实时资料。由于这些信息中，有许多信息为预测值，如果采用较多的预测值，必然带来较大的预测误差；其次，要求在很短的时间内收集许多可靠的信息，反而容易引起更大的误差。因此，后一种观点目前较容易被人们接受。资料输入 在输入实时信息时，一般应检查和修改其它资料，如果采用较好的软件，则可以通过图示方法很快检查各类资料。实时灌溉预报 主要是确定不同作物品种，不同自然条件下的各类田块所需要灌水的日期、灌水定额以及不同渠系所需输送的灌水量等。5水源可供水量分析 对于水库灌区，只需分析可供水量；对于引( 提 )水灌区，还应分析水源的流量。地方小型水库
9、及塘堰供水量分析 地方水源的使用由当地农民或地方组织分别使用，因此，不易准确估计其供水量，而只能由当地管水员根据经验估计当地水源与渠首(水库)供水量的比例。 供需水量平衡分析 从水量和流量两方面比较，适当调整取水时间。 ，尽可能满足灌溉需水量。在水量或流量不能满足一次灌水要求，则应按照一次供水使最终获得效益最大为原则，优化分配本次灌水的灌溉水量。 渠系操作计划 包括各级渠道开闸时间，放水延续时间及流量，在渠道断面较规整或建筑物完好时，可由计算机自动设置水深及闸门开启高度指标，而不必计算流量。 计算结果检验 可运用图示法迅速检验各种模拟结果。 结果输出 主要输出渠系操作计划表。 85、如何确定配
10、水方式？灌区的配水方式，一般有以下几种：(1)续灌 在水源比较丰富的情况下，供、需水量基本平衡时，一般对斗、农渠进行轮灌，而对干、支渠道采用续灌配水方式。但续灌时，水流分散，渠道同时工作的长度大，渗漏损失量增大，故一般在供需水量差额在 40%50%以内时，干、支渠仍可采取续灌，但其配水流量应按比例减少；如果供需水量差额超过 40%50%(也有人认为超过 25%30%)，干支渠就不应继续采取续灌配水方式，而应改为轮灌。(2)轮灌 当水源供水不足，必须采取其它措施 (如压低灌水定额调整灌溉面积等) 后，供需水量差额仍较大的干、支渠就要考虑实行轮灌。采取轮灌方式配水，水流比较集中，同时工作的渠道长度
11、短、6渗漏损失小，在水源紧张旱情严重时，这种灌溉方式特别有利。应该指出，轮灌时必须进行轮灌顺序设计，有的渠道(或单位)先用水，有的渠道(或单位) 后用水，如果灌区的范围大，涉及的行政区域多，轮灌一次间隔的时间长，则在紧张的抗旱季节，往往容易发生用水矛盾，因此必须进行认真分析研究，并与各需水单位协商，采取合理的配水顺序。86、如何合理安排配水计划的用水顺序？根据具体情况，合理地安排先后用水顺序，不仅能及时满足各单位用水要求、促进农业的增产，而且是建立良好用水秩序，节约灌溉水量的有效措施，总结各先进灌区的经验，可归纳成如下几点：(1)先远，后近在灌区内干旱同样发生的情况下，边远地区水较难于送到(因
12、为输水渠道长，沿渠渗漏损失也就大)。只有集中流量，采用较大流量才能把水送到远端，远田受旱的威胁才能及时解除。当然，先灌远田，如果近田受旱严重，非放水不可的，可以对近田适当放水，做到远近兼顾，全面保收。(2)先高，后低岗田的位置高，水源条件差，一般堰塘不能自流控制。低田的位置低，地势较平坦，一般河闸有堰塘控制自流灌溉。先灌岗田、高田，可以使其得到及时灌溉，高田的渗漏水流向低田，或其退水，还可供再度利用，以节约灌溉水量。(3)先成片，后零星零星分散田的用水分散，灌溉的时间长，会使渠道的渗漏损失增大，造成下游渠道的流量不足，灌溉速度慢，可能造成大面积灌区用水不及时，采用先灌成片田、后灌零星分散田的办
13、法，使两者7都能集中水量进行灌溉，可做到在优先重点保证大面积用水，加快灌溉速度的同时，兼顾零星分散田的用水，抢时灌溉，不误农时。(4)先急用，后缓用 在灌水过程中，经常遇到有些田用水多，要求急，如有的田属砂性土壤，渗漏水量大，要求用水多；有的田正值需水临界期，不能缺水受旱，对这些特殊情况都应优先照顾，否则，会使作物缺水减产。(5)先看后放在抗旱季节，专业管理人员和当地干部要一起到现场去调查研究了解旱情，落实灌溉面积，进行四定，即“定专人管理，定灌溉面积，定放水流量，定放水时间” ，然后再开闸放水，这样才能做到配水合理，供水及时，避免出现不合理的供水现象。同时，还须及时掌握天气预报，实时修正灌水
14、计划。87、如何进行配水量的计算？在水源能充分满足灌溉用水的条件下，各配水点要求分配的水量可先按各渠道控制面积内作物的种类，并考虑土壤，地形及气象的差异，确定出各渠道控制面积内某次灌水的综合灌水定额，以综合定额乘灌溉面积求得田间灌水要求的水量；然后减去其渠道控制面积内其它水源（工程）在该次灌水期内可以提供的水量，即得出要求各渠配给的净水量。利用净水量再除以各渠系的渠系水利用系数，即为该配水点应配的毛水量。配水量计算分为按灌溉面积比例分配和按灌区毛灌溉水量的比例分配。 1)按灌溉面积的比例分配按灌溉面积的比例分配水量，计算方法简便，缺点是没有考虑灌区内作物种类和土壤的差异，成果比较粗略。我国南方
15、灌区多以灌溉水稻为主，比较单一，因此多采用这种方法。8在按灌溉面积分配水量的方法中，实际上把渠道输水损失的水量也按灌溉面积进行了分配，这在于、支渠输水损失较大、渠道长度与其控制的灌溉面积不相称时，计算的成果不太合理。此时，最好在按灌溉面积配水的基础上，考虑输水损失的修正。2)按灌区毛灌溉用水量的比例分配如果灌区内种植多种作物，灌水定额各不相同。在这种情况下，就不能单凭灌溉面积分配水量，而应考虑不同作物及其不同的灌水量。通常，采用的方法是先统计各配水点控制范围内的作物种类、灌溉面积以及灌水定额等；再加以综合，计算出毛灌溉用水量；最后按各配水点要求的毛灌溉用水量比例，计算出各点的应配水量。在我国北
16、方，灌区内各部分的作物种类及其种植比例往往差别较大，一般多采用此法。 88、如何确定配水流量和配水时间？配水流量和配水时间随灌溉工作制度，即配水方式不同而不同，其确定方法如下：1)续灌条件下配水流量的计算 在续灌条件下，渠首取水灌溉的时间就是各续灌渠道的配水时间，不必另行计算。编制配水计划的主要任务，是把渠首的取水流量合理地分配到各配水点，即计算出各配水点的流量。配水流量与配水水量的计算方法一样，有按灌溉面积分配与按毛灌溉用水量分配两种方法。2)轮灌条件下配水顺序与时间的确定 在轮灌配水的条件下，编制配水计划的主要内容是划分轮灌组并确定各组的轮灌顺序、每一轮灌周期的时间和分配给每组的轮灌时间。
17、轮灌周期简称轮期，是轮灌条件下各条轮灌渠道(集中轮灌时)或是各个轮灌组( 分组轮灌时)全部灌完一次总共需要的时间。每次灌9水可安排一个或几个轮期，视每次灌水延续时间的长短及轮期的长短而定。例如，某次灌水，延续时间为 24d，每一轮期为 8d，则这次灌水包括三个轮期，即对于每条渠道或每个轮灌组要进行三轮灌溉。轮期的长短主要应根据作物需水的缓急程度而定，这与作物种类和当时所处的生育阶段有关，同时也受到灌水劳动组织条件和轮灌内部小型蓄、引水工程的供水和调蓄能力的影响。一般，每一轮期约在 515d 之间。作物需水紧急，灌区内部调蓄水量能力小，则轮期要短，约 58d；反之，轮期可稍长，约 815d。轮灌
18、时期指在一个轮期内各条轮灌渠道(集中轮灌时)或各个轮灌组( 分组轮灌时) 所需的灌水时间。对于各条轮灌渠道(或是各个轮灌组) 轮灌时间的确定，也是按各渠(或各组)灌溉面积比例或毛灌溉用水量比例进行计算。值得注意的是，在分配流量时，应考虑渠道的设计流量及输水能力。若所分配的流量过小(如小于设计流量的 40%)，将导致放水时间过长、渠道水利用系数降低以及渠道水位偏低。89、渠系动态配水包括哪几方面的内容？动态灌溉用水计划的编制和执行，主要体现在渠系操作计划方面。在完成实时灌溉预报后，无论是否已经算出灌溉需水量，主要任务应为确定各级渠道的初始供水日期和时间、放水延续时间以及放水流量。（1） 放水延续
19、时间在续灌条件下，从渠首引水灌溉的时间，就是各片配水的时间，在部分轮灌的条件下，首先要划分好轮灌组，并根据各轮灌组的分配水量和流量来计算配水时间。由于每一次灌水时，各片(一般为支渠系统) 内各田块灌水要求均不可能相同，即使同一种作物，往往也因为土壤条件、地质条件(如冲田与岗田不同)等差异，而使灌水日期10不同。此外，各片每一时段当地小型塘堰、河坝供水能力不同，即使作物实际需水量相同，通过渠系引入的水量也可能不同。因此，应根据实际情况重新组合轮灌组(这是动态计划用水的重要特征之一)。理论上，放水延续时间最佳值为各渠道按设计流量运行时输送毛灌溉需水量的时间，这样可保证渠道输水损失小，且便于管理。但
20、这个值只能作为参考依据，而不能实施。这是因为：工程状态本身是实时信息之一，每次放水时各级渠道的输水能力常常受人为因素和自然因素影响，且渠道经过多年运行后，一般达不到 Q 设水平，更不能超过 Q 加大。因此，Q 最佳需要调整。所有续灌渠道的工作时间需相等(上、下级渠道)。轮灌渠道各组工作时间之和应该等于上级续灌渠道工作时间。放水延续时间最好为整数，以便灌溉管理。此外，还应考虑劳力情况、灌水习惯、作物种类和生育阶段等。在制定动态灌溉用水计划时，一般先根据所预测的毛灌溉需水量和该渠道的设计流量计算各级渠道在最佳工作状态输送所需水量所需要的时间，初步确定渠道工作时间表；然后依据毛灌溉需水量和所确定的各级渠道放水延续时间计算应放水流量。在放水流量符合设计值时，按此渠道工作时间表执行，否则，调整放水延续时间，直至放水时间、流量与输送水量三者组合满足要求。（2）开闸时间在实时灌溉预报中已经知道各种作物要求的灌水日期，并统一了灌水中间日，根据灌水中间日和放水延续时间，则可拟定各级渠道开闸时间。在拟定各级渠道开闸时间时应注意两点：应考虑水流在渠中的行进时间，特别是当渠道较长或流速较小时。开闸时间不可过早，也不可推迟过多。若提前过多，则在出现不可预见的
