盘山水田灌区节水研究

孙文伟

(辽宁省营口水文局，辽宁 营口 115003)

1 灌区概况

盘山水田灌区在辽河下游双台子河河段两岸，距辽河口上朔约65～105 km处，位于东经121.86°～122.42°，北纬41.08°～41.28°区域，水田灌溉面积4.30万 hm2。主要灌溉水源是上游清河水库和柴河水库。盘山水田灌区系统是由清河水库、柴河水库、清河、柴河、辽河、盘山灌区提水闸站及双台子拦河大闸组成。清河、柴河、辽河河道将水库水源输送到双台子河盘山灌区河段，然后，由闸站输送到盘山灌区子灌区的双绕灌区、西绕灌区、新开灌区、吴家灌区。

1.1 供水

供水系统由清河水库、柴河水库组成。清河水库位于辽河支流清河中下游，辽宁省铁岭市境内，水库总库容9.71亿 m3，防洪库容5.45亿 m3，兴利库容8.47亿 m3，最高水位137.40 m；柴河水库是辽宁省大型水库之一，位于辽河支流柴河下游，辽宁省铁岭市境内，水库总库容6.36亿 m3，防洪库容2.84亿 m3，兴利库容4.70亿 m3，最高水位116.80 m。

1.2 输水

输水系统由清河-辽河-双台子河河道输水线和柴河-辽河-双台子河输水线两部分组成，担负着水库到灌区的区间输水任务。

1.2.1 清河-辽河-双台子河输水线

辽河输水线地跨铁岭、沈阳、鞍山、盘锦四市，输水河道设有6处水文站进行输水监测。监测站区间距离是：清河水库至铁岭水文站河长约为56 km，铁岭水文站至石佛寺水库河长约为67 km，石佛寺水库至马虎山水文站河长约为22 km，马虎山水文站至平安堡水文站河长约为49 km，平安堡水文站至辽中水文站约为83 km，辽中水文站至六间房水文站约为34 km，六间房水文站至双台子河闸约为82 km。输水线总长约393 km。

清河水库至灌区沿线各水文站水流传播时间，经推求计算至最下游六间房水文站约为107～109 h，至盘山灌区约为135～149 h；六间房水文站至盘山灌区约为28～30 h。详见表1—清河水库至沿河逐站水流传播时间表 。

1.2.2 柴河-辽河-双台子河输水线

柴河-辽河-双台子输水线地跨铁岭、沈阳、鞍山、盘锦四市，输水河道设有6处水文站进行输水监测。监测站区间距离是：柴河水库至铁岭水文站河长约为18 km，铁岭水文站至石佛寺水库河长约为67 km，石佛寺水库至马虎山水文站河长约为22 km，马虎山水文站至平安堡水文站河长约为49 km，平安堡水文站至辽中水文站约为83 km，辽中水文站至六间房水文站约为34 km，六间房水文站至盘山水文站(盘山河闸)约为82 km。输水线总长约355 km。

柴河水库至灌区沿线各水文站水流传播时间，经推求计算至最下游六间房水文站约为94～106 h，至盘山灌区约为122～136 h；六间房水文站至盘山灌区约为28～30 h。详见表1—清河水库至沿河逐站水流传播时间表 。

表1 清河水库至沿河逐站水流传播时间表

表2 柴河水库至沿河逐站水流传播时间表

1.3 提水

盘山灌区提水系统由双绕灌区、西绕灌区、新开灌区、吴家灌区等四个片区组成，构成盘山灌区的排灌循环系统。

1.3.1 双绕灌区

双绕灌区是一个大型水田灌区，位于盘山县西北部，双台子河右岸。负责统一、城郊、陆家、太平、新生、胡家、甜水7个场镇农田灌溉，水田灌溉面积约1.45万 hm2。灌区渠首在双台子河右岸建有小柳河闸，总流75 m3/s。

1.3.2 西绕灌区

西绕灌区是一座大型灌区，位于盘山县中北部，双台子河右岸。负责陈家、统一、喜彬、太平、大荒5个场镇农田灌溉，水田灌溉面积约1.29万 hm2。灌区渠首在双台子河右岸建有西绕4孔河闸，总流45 m3/s。

1.3.3 新开灌区

新开灌区位于盘山县东南部，双台子河左岸。负责沙岭、坝墙子和古城子3个场镇农田灌溉，水田灌溉面积约0.91万 hm2。灌区渠首在双台子河左岸建有北水南调河闸，总流50 m3/s。

1.3.4 吴家灌区

吴家灌区位于盘山县中西部，双台子河中游左岸。负责吴家、渤海、新立、新兴、新建、前进和成交7个场镇农田灌溉，水田灌溉面积约0.65万 hm2。灌区渠首在双台子河左岸建有吴家(六○河)河闸，总流30 m3/s。

2 水田灌区效率(节水)分析

从春季泡田插秧开始，盘山水田灌溉农业都要从河道里提取上游水库的放下来的淡水，以保证下游盘山4.30万 hm2水田的正常农耕生产。虽然在用水区的感潮河段修建了拦河闸，但是上游水库距离下游的用水区域很远，有长达355～393 km输水路途之遥，长距离输水必然用时很长，这就加大了取水提灌的不确定性。灌区上游提水晚了，在拦河闸形成壅水威胁河闸建筑安全，被迫提闸放水使宝贵的水资源白白流入大海形成弃水浪费。通过近几年对盘山水田灌区进行的实际灌溉监测资料，进行灌溉系统效率(节水)分析如下：

2.1 供水分析

水库供水能力的大小，决定着下游提水的多少，直接影响灌区的用水需求。清河水库具有城市生活、工业、农业、发电等综合利用的水库，每年农业供水份额在0.80亿～1.60亿 m3之间；柴河水库每年农业供水份额在0.50亿～1.00亿 m3之间。长期看两处水源供水基地面临农业用水供求紧张矛盾。

因此，科学合理调度水资源，是农业节水增效的重要保证。在实际供水作业中，经资料分析，每次供水过程：一是要根据下游用水的水量，预定多出3%～5%的水量进行供给；二是在一次供水过程中最低供水总量不能小于0.25亿 m3；三是要在规定时间段内完成集中连续供水。

2.2 输水分析

水输送量的大小、传播时间，由河道上的水文站，对上游的来水进行24 h的实时数据监测。水文站用曼宁公式实时算出河道来水水量，绘制河道控制站流量过程线对比图。

图2 清河辽河主要控制站水位流量过程图 图3 柴河辽河主要控制站水位流量过程图

(1)

式中：Q为流量，m3/s； A为断面过水面积，m2；n为糙率；R为水力半径，m；J为比降。

根据曼宁公式，确定各计算参数，推求出沿河水情站点控制断面的水位流量关系曲线，计算推导各水文站区间的水流传播距离及时间。

经沿河水文站监测资料连续计算，清河水库至盘山灌区河流总长约393 km，水流传播时间约135～149 h；柴河水库至盘山灌区河流总长约355 km，水流传播时间约122～136 h。

2.3 提水分析

上游水情站将水流传播时间、流量大小报送闸站管理部门(末端水情站到灌区的来水预见期在28～30 h左右)。当来水进入灌区河段时，灌区上游各闸站依次至下游开始提取来水，并逐渐增大提水流量，对灌区上游渠道实行大负荷注水灌溉，确保优先蓄足水量。

清河水库从2020年7月12日8时开始供水，16日1时放水结束，此次清河水库供水累计出库水量为0.30亿 m3。

根据盘山水文局监测：截止7月20日8时，盘山灌区的子灌区双绕灌区、西绕灌区、新开灌区、吴家灌区等提水量合计为0.23亿 m3，少提水0.07亿 m3。

柴河水库从7月25日10时开始供水， 至27日20时放水结束，柴河水库供水累计出库水量为0.25亿 m3。

根据盘山水文局监测：截止8月6日6时，盘山灌区的子灌区双绕灌区、西绕灌区、新开灌区、吴家灌区等提水量合计为0.20亿 m3，少提水0.05亿 m3。

表3 盘山水田灌区效率表 亿 m3

2.4 效率分析

从灌溉系统实际运行情况看，清河-辽河线损失水量较大，水库供水0.30亿 m3，实际利用水量约为0.23亿 m3，损失水量0.07亿 m3，供水效率只有77%浪费较严重。

柴河-辽河线输水损失较少，水库供水0.25亿 m3，实际利用水量约为0.20亿 m3，损失水量0.05亿 m3，供水效率80%利用率比较高。

分析原因：清河水库放水在先，对下游河道补坑、填洼，应有一部分损失，后期柴河放水时，河道区间有部分降雨径流形成基流，故输水损失较少。

3 结语

目前，保农村粮食稳产丰产守耕地红线是我国基本国策，从丰水地区调配贫水地区农业生产用水，是水利部门今后的常态任务。这次盘山水田灌区调水的实际应用证明，现有灌区的用水效率(节水)矛盾凸显，用水效率只有77%～80%。为此，应该优化配置供用水的工程和非工程措施，制定科学调水制度来加以解决。(1)库、河、站联动，上下游紧密配合，整体合一步调一致，以保证水库水资源在灌区有效利用；(2)开源节流，提高水利控制运用的科学性主动性。灌区提水闸站应实时掌控上游来水动态，充分利用末段水情站到灌区28～30 h的来水预见期，充分准备，提高引水效率；(3)增加投入，改善供水、输水、提水环境。用现代科学技术、现代工程措施，以智慧水利解决供需水矛盾，以水利的发展提高助力农业稳产丰收做贡献。