遼陽灌區(qū)改造二期工程水資源供需平衡分析

白寶豐，宋 旸，賈銘洋

(遼寧省遼陽水文局，遼寧 遼陽111000)

1 概 況

遼陽灌區(qū)位于遼陽市城西。遼陽灌區(qū)是遼陽市的中型灌區(qū)，是遼陽的重要商品糧基地，在全市農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，乃至整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中占有十分重要的地位和作用。

灌區(qū)耕地面積240 km2，設(shè)計(jì)灌溉面積100 km2，有效灌溉面積80 km2，現(xiàn)實(shí)際灌溉面積67 km2。本次規(guī)劃恢復(fù)灌溉面積13 km2，使實(shí)際灌溉面積達(dá)到87 km2。

到2020年規(guī)劃恢復(fù)灌溉面積27 km2，使灌區(qū)實(shí)際灌溉面積達(dá)到設(shè)計(jì)灌溉面積100 km2。養(yǎng)魚面積0.3 km2。

2007年，工程進(jìn)行了第一期中型灌區(qū)節(jié)水配套改造，恢復(fù)水田6 km2，渠系水利用系數(shù)達(dá)到0.63。但是在當(dāng)前的條件下，灌區(qū)骨干工程(三分干)包括節(jié)制閘、引水閘、分干渠道和建筑物及渠系配套建筑物工程仍然存在著許多問題亟待解決。

灌區(qū)現(xiàn)有的渠道特別是支渠以下末級(jí)渠系建筑物絕大部分老化失修、超期服役，輸水能力下降，灌區(qū)灌溉正常運(yùn)作受到障礙，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，制約了當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展［1］。

因此，為了實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，確保農(nóng)業(yè)高效、高質(zhì)、穩(wěn)定、優(yōu)化發(fā)展，有必要對(duì)遼陽灌區(qū)優(yōu)質(zhì)水稻生產(chǎn)項(xiàng)目進(jìn)行改造［2］。

2 可供水源及灌溉面積

2.1 可供水源

灌區(qū)可供水源:

1)葠窩水庫供水，年引水總量15 000 萬m3。

2)灌區(qū)地下水可利用量為2 754 萬m3。

兩項(xiàng)總可供水量為17 754 萬m3。

2.2 灌溉面積

遼陽灌區(qū)耕地面積240 km2，設(shè)計(jì)灌溉面積100 km2，有效灌溉面積80 km2，現(xiàn)實(shí)際灌溉面積67 km2。

本次規(guī)劃恢復(fù)灌溉面積13 km2，使實(shí)際灌溉面積達(dá)到87 km2。

到2020年規(guī)劃恢復(fù)灌溉面積27 km2，使灌區(qū)實(shí)際灌溉面積達(dá)到設(shè)計(jì)灌溉面積100 km2。養(yǎng)魚面積0.3 km2。

3 用水量分析

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定主要有3 項(xiàng):灌溉制度、灌水方式及水層和灌溉定額計(jì)算。

3.1.1 灌溉制度

水稻各生育階段起止時(shí)間為5月21日—9月25日。

3.1.2 灌水方式及水層

采用淺濕灌溉，返青水層控制到1 ～5 cm，分蘗初期0 ～5 cm，分蘗盛期0 ～8 cm，分蘗末烤田。拔節(jié)孕穗至抽穗開花期4 ～8 cm，乳熟期0 ～8 cm，黃熟落干。全生育期水庫定期供水7 次，停水6 次，每次供水時(shí)間為8 d左右，停水時(shí)間為7 ～8 d。

根據(jù)本地區(qū)實(shí)際情況及參考朱庭云主編的《水稻灌溉的理論與技術(shù)》確定其水稻各生育階段的水層深度。如表1。

表1 水稻各生育階段、日期及設(shè)計(jì)水層深度表

3.1.3 灌溉定額計(jì)算

水稻灌溉定額按照育苗水定額5 m3/hm2，泡田定額定為300 m3/hm2，生育期灌水凈定額取為775 m3/hm2。

不同水平年水稻灌溉凈率定額評(píng)見表2。不同水平年渠首毛灌溉定額詳見表3。

表2 不同水平年水稻灌溉凈定額 m3/h m2

表3 不同水平年渠首毛灌溉定額表

灌區(qū)經(jīng)過改造到2011年時(shí)水稻的灌溉毛定額為1 300 m3/hm2(包括補(bǔ)充漏斗區(qū)地下水)。2015年水稻的灌溉毛定額為1 190 m3/hm2(包括補(bǔ)充漏斗區(qū)地下水)。2020年水稻的灌溉毛定額為1 110 m3/hm2(包括補(bǔ)充漏斗區(qū)地下水)。

3.2 灌溉水利用系數(shù)

按《節(jié)水灌溉技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選編》中要求，參照國內(nèi)已有資料確定該灌區(qū)的田間水利用系數(shù)、渠系水利用系數(shù)，灌溉水利用系數(shù)如表4。

3.3 泡田時(shí)間

根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，取泡田期延續(xù)時(shí)間為24 d。灌溉渠道的工作方式為輪灌方式。

3.4 灌水率

灌區(qū)內(nèi)種植作物絕大部分是水稻，還有部分菜田、葡萄、蔬菜等。各次灌水所要求的灌水率采用如下公式:

式中:q 凈為灌水率，m3/(s·666.7m2);T 為為灌水延續(xù)時(shí)間，以d 計(jì)，對(duì)自流灌區(qū)每天灌水時(shí)間為24 h計(jì);m 為灌水定額。

3.5 不同水平年各項(xiàng)用水定額

不同水平年進(jìn)行供需平衡時(shí)，各項(xiàng)用水定額，參照相關(guān)資料認(rèn)定，詳見表5。

表4 灌區(qū)渠系水、田間水、灌溉水利用系數(shù)

3.6 現(xiàn)狀年實(shí)際用水量供需分析

3.6.1 可供水量

2011年灌區(qū)可供水量17 754 萬m3，其中開發(fā)利用地下水2 754 萬m3。

3.6.2 需水量

現(xiàn)狀年實(shí)際需水量合計(jì)為15 860.2 萬m3。其中:

1)農(nóng)業(yè)灌溉用水13 130 萬m3。

2)生態(tài)需水量安排60 萬m3。

3)養(yǎng)魚年需水20 萬m3。

4)城鄉(xiāng)生活年用水量624.2 萬m3。

5)牲畜年用水量115 萬m3。

6)工業(yè)年用水量1 911 萬m3。

表5 不同水平年各項(xiàng)用水定額及發(fā)展指標(biāo)表

4 需水量預(yù)測

需水量預(yù)測包括:可供水量和不同水平年需水量。

4.1 可供水量

在遼陽市水資源“十二五”規(guī)劃中，通過對(duì)現(xiàn)存的沙坑進(jìn)行回灌，每年可增加地下水補(bǔ)給量80 萬m3，每年高定額灌溉回歸水補(bǔ)給地下水水量可由下列方式估算:

式中:W 為田間回歸水補(bǔ)給地下水水量，萬m3;M 為取田間凈灌溉定額775 m3/hm2;A 為灌區(qū)實(shí)際灌溉面積10.1 萬hm2;β 為回歸水有效利用系數(shù)，一般為0.25 ～0.35，估算值取0.25。

計(jì)算出田間回歸水補(bǔ)給地下水水量為1 957 萬m3。兩項(xiàng)合計(jì)年可增加地下水補(bǔ)給量2 037 萬m3。

由于灌溉對(duì)地下水回補(bǔ)量2 000 多萬m3，可在現(xiàn)行可供水量2 754 萬m3的基礎(chǔ)上可以提高。2015年和2020年可以增加10%，使灌區(qū)地下水可供水量達(dá)到3 029 萬m3。

4.2 不同水平年需水量

4.2.1 農(nóng)業(yè)灌溉需水量

灌區(qū)水稻面積 2010年達(dá)到70 km2，增加2.7 km2。

2015年擴(kuò)大種植面積達(dá)到76.7 km2，增加3.3 km2。

2020年灌區(qū)灌溉面積達(dá)到100 km2，恢復(fù)水田有效灌溉面積26.7 km2。

預(yù)測結(jié)果 2011年農(nóng)業(yè)灌溉需水量為13 130 萬m3，2015年 為13 090 萬m3。2020年為16 650 萬m3。

4.2.2 城鎮(zhèn)生活需水量

灌區(qū)現(xiàn)有人口22.8 萬人，按年增長率3‰計(jì)算，到2011年將達(dá)到23.1 萬人，到2015年將達(dá)到23.2萬人，到2020年將達(dá)到23.5 萬人。根據(jù)計(jì)算灌區(qū)2015年 生 活 用 水 量 達(dá)719.8 萬m3，2020年 達(dá)到729.1 萬m3。

4.2.3 牲畜用水量

灌區(qū)預(yù)計(jì)到2015年大牲畜達(dá)到4000 頭，小牲畜達(dá)到18 萬頭。預(yù)計(jì)2020年大牲畜達(dá)到5000 頭，小牲畜達(dá)到 20 萬頭。2015年牲畜需水量為137.97 萬m3，2020年牲畜需水量154.21 萬m3。

4.2.4 生態(tài)需水量

通過城市規(guī)劃部門及綠化等相關(guān)部門提供的資料，到 2015年和 2020年可以保持生態(tài)需水60 萬m3。

4.2.5 工業(yè)需水量

根據(jù)預(yù)測需水量2015年達(dá)到2 916 萬m3，2020年達(dá)到3 602 萬m3。

4.2.6 其它用水量

2015年及2020年養(yǎng)魚面積保持不變即0.3 km2，用水量20 萬m3。

4.2.7 小 結(jié)

通過以上分析，到 2015年需水量為16 943.8 萬m3;2020年需水量16 988.3 萬m3。

5 水量平衡分析

灌區(qū)2011年，可供水量17 754 萬m3，總需水量15860.2 萬m3，平衡結(jié)果余水量1893.8 萬m3。在2015年，可 供 水 量18 029 萬m3，總 需 水 量16 932.8 萬m3，平衡結(jié)果余水量1 085.20 萬m3。在 2020年，供 水 量18 029 萬m3，總 需 水 量16 988.38 萬m3，平衡結(jié)果余水量1 039.6 萬m3。

［1］遲俊民. 大型灌區(qū)水資源供需平衡與節(jié)水改造效益分析［J］. 中國農(nóng)村水利水電，2007(07):55 －57.

［2］王玉華，任紅，武慧. 棗莊市巖馬水庫灌區(qū)續(xù)建配套及節(jié)水改造工程可行性分析［J］. 山東水利，2005(06):30.