Page 102 - 2021年第52卷第7期

（ 1/km ） 0.035 θ=0.05 （-0.616） 2 （ 1/km ） 0.020 θ=0.07
θ=0.35
θ=0.35
0.060
θ=0.65
θ=0.79
单位渠长流量损失率/ 0.020 y=4.687x （-0.675） R =0.8266 单位渠长流量损失率/ 0.010 y=6.559x （-0.756） R =0.8675
0.015
θ=0.95
0.025
θ=0.93
y=5.482x
2
2
y=5.873x
R =0.8588
（-0.791）
2
R =0.7859
y=4.096x
（-0.732）
2
y=4.843x
R =0.8314
（-0.843）
2
R =0.7632
0.015
（-0.789）
y=3.506x
2
y=4.450x
（-0.861）
R =0.8067
2
R =0.7421
R =0.7566 k
y=5.242x
（-0.773）
R =0.6618 k
2
y=5.121x
（-0.846）
0.010
2
0.005
0.005
0.000
0 100 200 300 400 500 600 0.000 0 50 100 150 200 250 300
流量/（m /s） 流量/（m /s）
3
3
（a）渠首至二闸段 （b）二闸至三闸段
（ 1/km ） 0.025 θ=0.05 （-0.636） 2 （ 1/km ） 0.040 θ=0.05 （-0.254） R =0.7675
θ=0.25
θ=0.65
θ=0.45
单位渠长流量损失率/ 0.015 y=6.315x （-0.663） R =0.8128 单位渠长流量损失率/ 0.020 y=1.395x （-0.326） R =0.7523
0.020
θ=0.85
0.030
y=2.235x
θ=0.65
2
y=6.781x
2
2
R =0.7864
（-0.349）
y=1.108x
（-0.679）
2
y=5.652x
2
R =0.7114
R =0.8563
y=5.724x
R =0.6346 k
y=1.542x
（-0.713）
（-0.343）
2
2
R =0.7765
0.010
R =0.7214 k
y=4.803x
（-0.732）
2
0.010
0.005
0.000
0 20 40 60 80
100120 140 160 180
流量/（m /s） 0.000 0 5 10 15 20 25 30 35 40
流量/（m /s）
3
3
（c）三闸至四闸段 （d）二闸至三闸段
图 5 渠道的 σ~θ~Q n 关系（θ，渠床土壤相对湿润度；同一颜色的点代表某一θ下单位渠长流量损失率
与流量的数据分布；无 k 的曲线为相应颜色数据散点用动态计算模型拟合的趋势线，并给出了拟合表
达式和拟合优度；标 k 的曲线是用考斯加科夫公式对所有数据点整体拟合而成）
表 2 总干渠各渠段渠道输水损失动态计算模型参数
渠道编号 K W m a b c d
U 1 0.75 16416 -1.967 5.375 0.189 0.609
0.75 7603 -2.452 6.731 0.125 0.747
U 2
0.65 3456 -1.736 6.902 0.154 0.613
U 3
0.66 1426 -1.443 2.355 0.156 0.233
U 4
注：U 1—U 4分别为总干渠从渠首到渠末的 4 个渠段；K 为消退系数；W am 为渠床土壤蓄水容量，万 m ；a、b 为渠床土壤透水系数 A
3
与相对湿润度θ函数关系中的参数；c、d 为渠床土壤透水指数 m 与相对湿润度θ函数关系中的参数。
均相对误差小于 20%，是较为可靠的；同时，与考斯加科夫公式相比，动态计算模型验证计算的相
关系数更大，平均相对误差更小，表明动态计算模型在计算渠道输水损失时更为准确。
表 4 模型验证结果
渠道编号 U 1 U 2 U 3 U 4
验证指标 MRE R MRE R MRE R MRE R
Kostiakov 20.38 0.621 22.56 0.634 16.41 0.675 18.39 0.761
DCLM 17.05 0.711 18.37 0.702 12.63 0.768 14.27 0.824
注：U 1—U 4分别为总干渠从渠首到渠末的 4 个渠段；Kotiakov 表示考斯加科夫公式；DCLM 表示动态计算模型；MRE 为模型计算结
果相对于实际值班的平均相对误差，%；R 为模型计算结果与实际值的相关系数。
3.3 不同输配水方案渗漏损失对比分析 利用前文建立的渠系优化配水模型，计算求解研究区域
2012 年夏灌期间（4—6 月）总干渠-干渠两级灌溉渠系优化配水的优化配水过程，以每 5 日为一个配水
时段，共 19 个时段。根据灌区气象资料、作物种植情况计算 7 条概化的干渠需水过程，依据刘家峡
水库下泄流量资料制定灌区可引水量过程。
将基于渠道输水损失动态计算模型（DCLM）的渠道优化配水结果与基于考斯加科夫公式（Kostia⁃
kov）的渠道配水结果进行对比，两种渠系优化配水方式下总干渠各渠段的水量损失情况见表 5。
由表 5 可知，在总干渠夏灌期间的渠首引水量皆为 15.552 亿 m 的条件下，与基于 Kostiakov 公式
3
的渠系优化配水模型相比，基于 DCLM 模型配水方案显著地减少了各个渠段的渗漏损失，渗漏水量
3
损失减少达 1560 万 m ，渠道水利用效率由 0.919 提高到 0.929，特别是总干渠三闸以下渠段。
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