耕地水資源供需平衡研究

田光彩

[摘要]通過耕地區(qū)域內(nèi)大氣降水補(bǔ)給、農(nóng)田回灌補(bǔ)給以及地下水徑流補(bǔ)給的計(jì)算，計(jì)算出區(qū)域水源補(bǔ)給水量。并以地下水補(bǔ)給量為前提，計(jì)算地下水可供水量，與生產(chǎn)生活需水量進(jìn)行比較，得出區(qū)域內(nèi)水資源的供需平衡。

[關(guān)鍵詞]水資源供需平衡 補(bǔ)給水量 需水量 可供水量

[中圖分類號(hào)] P641.4+3 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-8-340-1

水資源供需平衡分析是進(jìn)行土地綜合整治首先要考慮的問題，特別是對于水資源缺少的干旱地區(qū)，水資源是決定土地綜合整治面積大小的主要因素。水資源平衡分析的目的就是要摸清項(xiàng)目區(qū)的各種水源的可供水量，根據(jù)農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活遠(yuǎn)景的需求要求，進(jìn)行水資源供需分析計(jì)算，以求得水資源供需平衡，達(dá)到合理利用的目的。以山東肥城煤田查莊煤礦為例，研究一下礦山復(fù)墾過程中耕地對水資源的供需平衡問題。

項(xiàng)目區(qū)處溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，以小麥、玉米等旱作農(nóng)業(yè)為主，確定灌溉設(shè)計(jì)保證率為75% [1]。

項(xiàng)目區(qū)采用井灌，復(fù)墾后項(xiàng)目區(qū)總灌溉面積479.43hm2，冬小麥種植面積479.43hm2，夏玉米種植面積479.43hm2。水源以淺層水為主，該區(qū)75%保證率下降水量為550.3mm。

1補(bǔ)給水量計(jì)算

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)無大型河流，只有季節(jié)性沖溝兩條，不能作為灌溉水源。地下水作為農(nóng)田灌溉的主要開采水源，補(bǔ)給量包括大氣降水補(bǔ)給、農(nóng)田回灌補(bǔ)給以及地下水徑流補(bǔ)給。

1.1大氣降水入滲補(bǔ)給量

W降=0.001×A×P×α[2]

式中：W降——大氣降水入滲補(bǔ)給量，萬m3；

A——補(bǔ)給區(qū)面積，hm2，取補(bǔ)給區(qū)域面積971.56hm2；

P——年降水量，mm，75%保證率下降水量為550.3mm；

α——入滲補(bǔ)給系數(shù)，根據(jù)降水入滲補(bǔ)給系數(shù)取0.30。

W降=0.001×A×P×α=160.39萬m3。

1.2農(nóng)田灌溉回滲補(bǔ)給量

W灌=Q灌×β

式中：W灌—農(nóng)田灌溉回滲補(bǔ)給量，萬m3；

Q灌—田間灌溉用水量，萬m3；

β—灌溉回歸系數(shù)

規(guī)劃后項(xiàng)目區(qū)水澆地地面積479.43 hm2，項(xiàng)目區(qū)為魯中地區(qū)（Ⅲ區(qū)），灌溉保證率為75%時(shí)作物灌溉需水量按每畝每年毛灌溉定額（M毛）小麥302m3、玉米143m3計(jì)算[3]；灌溉回歸系數(shù)取0.20。

W灌=βM毛A=0.2×（302+143）×479.43×15/10000=64.00（萬m3）。

1.3地下水徑流補(bǔ)給量

W徑=365×K×M×I×L[4]

式中：W徑—側(cè)向徑流補(bǔ)給量（m3）；

K—含水層滲透系數(shù)（m/d），取K=18m/d；

M—含水層厚度，取M=15m；

I—地下水水力坡度，取I=3.5/1000；

L—補(bǔ)給區(qū)邊界長度，補(bǔ)給區(qū)邊界長度以項(xiàng)目區(qū)上游方向的邊界長度確定，取8380m。

W徑=365×K×M×I×L=289.05萬m3。

區(qū)內(nèi)水資源補(bǔ)給量=160.39+64.00+289.05=513.44萬m3。

2需水量計(jì)算

需水量包括居民生活用水、農(nóng)業(yè)灌溉用水。

2.1居民生活用水

W=365CP

式中：W—項(xiàng)目區(qū)內(nèi)居民生活用水量，m3；

P—項(xiàng)目區(qū)內(nèi)居民人口總數(shù)；

C—平均每個(gè)居民日用水量，每人每日平均用水60L。

經(jīng)計(jì)算，居民生活用水量為62.49萬m3。

2.2農(nóng)業(yè)灌溉用水

農(nóng)業(yè)灌溉用水可根據(jù)農(nóng)作物結(jié)構(gòu)、面積和灌溉需水量。依據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，區(qū)內(nèi)冬小麥每年灌溉次數(shù)為4次，年均灌溉用水量3000m3/hm2；夏玉米每年灌溉次數(shù)為2次，年均灌溉用水量1500m3/hm2。復(fù)墾工程實(shí)施后，灌溉面積為479.43hm2。

W=mA/10000，

式中，W—區(qū)灌溉用水總量，m3；

m—綜合灌溉需水量，m3/hm2，冬小麥與夏玉米灌溉用水量之和。

A—灌溉面積，479.43hm2；

W= mA=（3000+1500）×563.6/10000=215.74萬m3。

總上求得區(qū)內(nèi)總需水量=278.23萬m3。

3地下水可供水量

地下水可供水量應(yīng)以地下水補(bǔ)給量為前提。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)供水量主要來自地下水，分為居民生活用水和農(nóng)業(yè)灌溉用水。

區(qū)內(nèi)居民生活用水利用單獨(dú)的供水水源及管網(wǎng)，供水量基本滿足生活用水需求，因此取生活用水供水量取值與實(shí)際生活用水量等同，約62.49萬m3。

農(nóng)業(yè)灌溉采用機(jī)井和大口井供水方式，根據(jù)區(qū)內(nèi)地下水抽水試驗(yàn)，區(qū)內(nèi)機(jī)井單井涌水量取20 m3/h，大口井單井涌水量取15 m3/h?，F(xiàn)場調(diào)查區(qū)內(nèi)現(xiàn)有機(jī)井?dāng)?shù)量106眼，大口井?dāng)?shù)量35口。區(qū)內(nèi)水澆地每年進(jìn)行6次灌溉，灌溉時(shí)期全天不間斷抽水，每期灌溉持續(xù)約8天。

W現(xiàn)狀=Qtn/10000

式中：W—地下水井供水量（萬m3）；

Q—單井涌水量， m3/h；

t—抽水時(shí)間，每口井每年灌溉6次，每次8天，則t取1344h；

n—井口數(shù)量，機(jī)井?dāng)?shù)量106眼，大口井?dāng)?shù)量35口；

則W現(xiàn)狀=304.71萬m3

依據(jù)復(fù)墾工程設(shè)計(jì)，區(qū)內(nèi)新增水澆地配套新增管井15眼，則預(yù)測可供水量：

W預(yù)測=Qtn/10000=W現(xiàn)狀+20×1008×15/10000

=334.95萬m3

可供水量總量為生活用水量和農(nóng)業(yè)灌溉井可供水量之和，其總量為397.44萬m3，小于地下水水資源補(bǔ)給量524.68萬m3，證明在區(qū)域補(bǔ)給條件下，利用規(guī)劃的水利設(shè)施條件，地下水可供水量能夠達(dá)到397.44萬m3。

4水資源供需平衡分析

復(fù)墾工程完成后，項(xiàng)目區(qū)范圍年總可供水量為397.44萬m3；總需水量278.23萬m3，供水量大于需水量。通過以上分析，工程完成后，水澆地面積增加，現(xiàn)有水資源可供水量能夠滿足區(qū)內(nèi)生產(chǎn)生活的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]山東省國土資源廳土地整理中心.《山東省土地開發(fā)整理工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》.2009.

[2]山東省水利廳.《山東省主要農(nóng)作物灌溉定額》（DB37/T1640-2010）.

[3]張人權(quán)，梁杏.《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》.武漢： 地質(zhì)出版社，2010.