白龜山灌區(qū)農(nóng)業(yè)水源替代工程理論可行性分析

□潘慶偉（河南省白龜山水庫(kù)工程管理局）

白龜山灌區(qū)農(nóng)業(yè)水源替代工程理論可行性分析

□潘慶偉（河南省白龜山水庫(kù)工程管理局）

隨著社會(huì)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各地區(qū)工業(yè)與城市生活用水量都在逐年增多，許多灌區(qū)都出現(xiàn)了城市工業(yè)生產(chǎn)用水與城市生活用水?dāng)D占農(nóng)業(yè)水源的情況，為了更好地解決灌區(qū)不同用水之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水資源的合理利用，需要對(duì)所占用的農(nóng)業(yè)水源實(shí)施替代工程，本文從理論上分析了替代工程實(shí)施的可行性。

農(nóng)業(yè)水源；替代工程；可行性分析

一、灌區(qū)概況

白龜山灌區(qū)位于河南省西南部，緊鄰白龜山水庫(kù)下游沙河兩岸，屬淮河流域的沙潁河水系。灌區(qū)始建于1958年，到1970年全部建成，是一座設(shè)計(jì)灌溉面積3.33萬(wàn)hm2的大（2）型自流灌區(qū)。灌區(qū)開(kāi)灌以來(lái)，已累計(jì)向農(nóng)業(yè)供水40.6億m3，灌溉面積達(dá)34.6萬(wàn)公頃次，為灌區(qū)內(nèi)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。

二、農(nóng)業(yè)水源占用原因

白龜山水庫(kù)是一座以防洪為主，兼顧農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)和城市用水綜合利用的大（2）型年調(diào)節(jié)半平原水庫(kù)，水庫(kù)總庫(kù)容為9.22億m3，興利庫(kù)容為2.46m3。近些年，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)與城市生活用水量逐年增多，與農(nóng)業(yè)用水形成極大矛盾。2005年9月，《平頂山電廠2×200MW熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)改造工程水資源論證報(bào)告》通過(guò)了專家評(píng)審，原則上同意了電廠占用白龜山水庫(kù)農(nóng)業(yè)用水660萬(wàn)m3的請(qǐng)求。但同時(shí)要求電廠根據(jù)水利部、財(cái)政部、國(guó)家計(jì)委《占用農(nóng)業(yè)灌溉水源灌排工程設(shè)施補(bǔ)償辦法》的規(guī)定給予灌區(qū)補(bǔ)償。白龜山灌區(qū)根據(jù)以上精神，本著灌區(qū)群眾利益不受損害的原則，擬決定實(shí)施替代工程方案，達(dá)到年節(jié)約660萬(wàn)m3水量目標(biāo)，確保灌區(qū)的灌溉面積不受影響。

三、農(nóng)業(yè)水源替代方案

近些年，隨著科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步，灌區(qū)節(jié)水技術(shù)也不斷得到發(fā)展改善，出現(xiàn)了許多節(jié)水的新措施、新材料?？v觀國(guó)內(nèi)外節(jié)水技術(shù)發(fā)展情況，現(xiàn)階段發(fā)展比較完善成熟的節(jié)水技術(shù)主要有渠道防滲技術(shù)、管道輸水灌溉技術(shù)、噴微灌技術(shù)等。采用這些措施都能達(dá)到節(jié)約用水，提高水利用率的目的。但考慮到資金投入及項(xiàng)目實(shí)施方面的諸多因素，白龜山灌區(qū)經(jīng)過(guò)多方面比較分析，替代工程方案擬采用對(duì)南干渠上游段進(jìn)行全斷面混凝土襯砌，以減少干渠滲漏量，實(shí)現(xiàn)年節(jié)約用水660萬(wàn)m3的目標(biāo)。

四、替代方案理論可行性分析

（一）渠道滲漏量計(jì)算

1.根據(jù)維杰爾尼可夫公式,每千米渠道滲漏量為：

式中:S為每公里渠道上的輸水損失量（m3/s/km）；B為渠道水面寬度（m）；h為渠道水深（m）；2ki為第一類完全橢圓積分的比值，見(jiàn)表 2；Kφ為滲透系數(shù)（m/T），見(jiàn)表 1。

表1 滲透系數(shù)Kφ值表

表2 2ki值表

白龜山南干渠渠道土質(zhì)為砂壤土，渠道水面寬度為15.76m，渠道水深為 1.92m，渠道寬深比為8，由此查表可知kφ=0.7m/t；2ki=3.0。

則有 S=0.0116（15.76+1.92×3.0）×0.7=0.175m3/s/km

2.根據(jù)吉爾什坎公式，每千米渠道滲漏量為：

式中:Kφ同上，Q凈為渠道凈流量。

則有 S=0.063×0.7×201/2=0.197（m3/s/km）

3.根據(jù)考斯加可夫公式，每千米渠道滲漏量為：

式中:L為渠道長(zhǎng)度（km）;A、m為分別為系數(shù)和指數(shù)，見(jiàn)表3；Q凈為渠道凈流量。

表 3A、m值表

則有 S=3.4×201-0.5/100=0.152（m3/s/km）

以上3種方法，由于所取參數(shù)不同，所算出的渠道每千米滲漏量有所出入，但差別不大，為所算的值更接近于本灌區(qū)的實(shí)際情況，取3種結(jié)果的加權(quán)平均作為南干渠的滲漏量。

（二）渠道混凝土襯砌后減少的滲漏量計(jì)算

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，渠道混凝土襯砌后減少的滲漏量可按下式估算：

式中：St為襯砌后每千米渠道減少的滲漏量 （m3/s/km）；S為未采取防滲措施的每千米渠道滲漏量（m3/s/km）；

則有 St=0.8×0.175=0.14（m3/s/km）

（三）減少660萬(wàn)m3滲漏量需襯砌的渠道長(zhǎng)度

白龜山南灌區(qū)設(shè)計(jì)年灌溉天數(shù)為50T，每千米渠道每年共節(jié)約水量為0.14×86400×50=604800m3，所以需要襯砌的渠道長(zhǎng)度為:

五、結(jié)語(yǔ)

由以上計(jì)算可以得出，通過(guò)對(duì)渠道進(jìn)行混凝土襯砌，減少渠道灌溉期間的滲漏損失，從而實(shí)現(xiàn)年節(jié)水660萬(wàn)m3的目標(biāo)在理論上是切實(shí)可行的。農(nóng)業(yè)水源替代工程項(xiàng)目在白龜山灌區(qū)的順利實(shí)施，將為省內(nèi)其它灌區(qū)解決類似問(wèn)題，緩解灌區(qū)各種用水之間的矛盾，提供一定可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

潘慶偉（1969-），男，工程師，河南省白龜山水庫(kù)管理局灌溉管理處從事工程管理工作。

2010-06-10