商南縣2017年新增農(nóng)田水利項(xiàng)目水資源供需平衡分析

王 淥，許祥斌

1 概況

商南縣2017年新增農(nóng)田水利項(xiàng)目位于試馬鎮(zhèn)試馬村、郭埡村、紅廟村、大坪村4個(gè)行政村。全鎮(zhèn)耕地面積30190畝，項(xiàng)目所在村組耕地面積8110畝，農(nóng)作物有小麥、油菜、玉米、茶樹(shù)等，本次設(shè)計(jì)灌溉對(duì)象以茶樹(shù)、櫻桃樹(shù)及荷花為主。項(xiàng)目區(qū)水源充足，以試馬河為主要水源，地塊沿河分布；項(xiàng)目區(qū)地塊零碎，自取水水源、輸配水渠系至田間。為便于規(guī)劃設(shè)計(jì)和建后管理，根據(jù)取水水源，項(xiàng)目區(qū)分為試馬村澇池改造工程、試馬河取水樞紐改造工程、郭埡村茶園灌溉工程、郭埡村李家溝茶園灌溉工程、荷花園取水樞紐改造工程、紅廟村櫻桃園堰塘改造工程和大坪村黃茶園灌溉工程7個(gè)灌溉項(xiàng)目區(qū)，建設(shè)節(jié)水灌溉總面積7686畝。為了保證項(xiàng)目科學(xué)設(shè)計(jì)，需對(duì)區(qū)內(nèi)水資源供需情況進(jìn)行論證。

2 項(xiàng)目區(qū)可供水量分析

2.1 地表可供水量

2.1.1 以河流為水源的可供水量

商南縣山多地少、河溪遍布。全縣現(xiàn)有耕地多分布于河谷川原上，發(fā)展農(nóng)田灌溉工程，其水源一半都是從灌區(qū)上游河溝修建攔河壩截取地表徑流灌溉。這種無(wú)徑流調(diào)節(jié)的灌溉水源要確定其可供水量，需要求出河道的常流量。商南縣設(shè)計(jì)水平年農(nóng)田水利工程建設(shè)項(xiàng)目區(qū)涉及灌溉水源的大小河溝有2條，經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，試馬河取水樞紐的河長(zhǎng)15.56km，水源面積2.76km2，P=50%時(shí)為年徑流量63.36萬(wàn)m3。P=85%時(shí)，年徑流量30.49萬(wàn)m3。荷花園取水樞紐的河長(zhǎng)19.74 km，水源面積15.09 km2，P=50%時(shí)，年徑流量346.4萬(wàn)m3；P=85%時(shí)，年徑流量166.67萬(wàn)m3。

2.1.2 內(nèi)部堰塘的可供水量

商南縣農(nóng)田水利工程建設(shè)項(xiàng)目區(qū)設(shè)計(jì)水平年可利用的堰塘（澇池）有2座，位于試馬村的試馬村澇池，供水量P=50%時(shí)為10.5萬(wàn)m3，P=85%時(shí)為6.3萬(wàn)m3。位于紅廟村的紅廟村櫻桃園堰塘，供水量P=50%時(shí)為15萬(wàn)m3，P=85%時(shí)為12.5萬(wàn)m3。對(duì)堰塘的可供水量采用復(fù)蓄次數(shù)法，即堰塘的有效容積乘以一年內(nèi)的復(fù)蓄次數(shù)，一般為4至6次，經(jīng)計(jì)算這些堰塘可供水量P=50%時(shí)為25.5萬(wàn)m3，P=85%時(shí)為18.8萬(wàn)m3。

2.2 地下水可供水量

根據(jù)《商南縣農(nóng)田水利建設(shè)規(guī)劃》（2010～2020年）中的分析結(jié)果，項(xiàng)目區(qū)設(shè)計(jì)水平年地下水資源可利用量約為1816萬(wàn)m3。

3 項(xiàng)目區(qū)需水量分析

項(xiàng)目區(qū)設(shè)計(jì)水平年度需水量主要為農(nóng)業(yè)灌溉，包括茶園灌溉，荷花種植以及櫻桃等經(jīng)濟(jì)作物灌溉等?，F(xiàn)以茶樹(shù)為例，進(jìn)行用水分析。

3.1 茶園灌溉水量

茶樹(shù)一般在旺盛生長(zhǎng)期和采摘季節(jié)需水較多。當(dāng)茶園土壤含水率為田間持水量的90%左右時(shí)，茶樹(shù)生長(zhǎng)旺盛；降低到60%～70%時(shí)，茶村生育受阻；而低于60%時(shí)，茶樹(shù)新梢就會(huì)受到不同程度的危害。因此，當(dāng)茶樹(shù)根系較集中的土層內(nèi)含水率達(dá)到田間水量的70%～80%時(shí)，茶園就應(yīng)提前灌溉補(bǔ)水。茶園灌水量多少和某階段的茶樹(shù)生育需水特性、土壤性質(zhì)、氣候條件及灌水方法等諸因素有密切關(guān)系。一般要求在確定茶園灌水量時(shí)，既要控制在該土壤的滲透能力的范圍內(nèi)，又要與土壤的保水能力相適應(yīng)，即每次灌水量和灌水前土壤的儲(chǔ)水量之和，不應(yīng)超過(guò)土壤計(jì)劃層的田間持水量的范圍，使根系較集中的土層含水率接近或達(dá)到田間持水量。水分過(guò)多，會(huì)影響氣性，并將產(chǎn)生深層土壤滲漏。3.2 灌溉制度設(shè)計(jì)

3.2.1 灌溉水利用系數(shù)

商南縣為水資源豐富地區(qū)。根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范(0850288—99)》和《節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范》，本次設(shè)計(jì)試馬村澇池改造工程采用渠灌形式，設(shè)計(jì)保證率為85%，灌溉水利用系數(shù)取0.75。郭埡村試馬河取水樞紐改造工程采用渠灌形式，設(shè)計(jì)保證率為85%，灌溉水利用系數(shù)取0.75。郭埡村茶園灌溉工程采用噴灌形式，設(shè)計(jì)保證率為85%，灌溉水利用系數(shù)取0.9。郭埡村李家溝茶園灌溉工程采用管灌及微噴灌形式，管灌及微噴灌設(shè)計(jì)保證率為85%，微噴灌灌溉水利用系數(shù)取0.9，管灌灌溉水利用系數(shù)取0.86。紅廟村荷花園取水樞紐改造工程采用渠灌形式，設(shè)計(jì)保證率為85%，灌溉水利用系數(shù)取0.75。紅廟村櫻桃園堰塘改造工程采用微噴灌形式，設(shè)計(jì)保證率為85%，灌溉水利用系數(shù)取0.90。大坪村黃茶園灌溉工程采用噴灌形式，設(shè)計(jì)保證率為85%，灌溉水利用系數(shù)取0.9。

3.2.2 作物灌溉制度

設(shè)計(jì)灌水定額依據(jù)公式：

式中：Mmax為最大凈灌水定額（mm）；γ為土壤容重（g/cm3)，取1.527g/cm3。Z為計(jì)劃濕潤(rùn)比（m）；《微灌工程技術(shù)規(guī)范》中微灌工程土壤濕潤(rùn)百分比（%）中灌木土壤濕潤(rùn)比為100%，果樹(shù)喬木滴管土壤濕潤(rùn)比為25%～40%，微噴灌土壤濕潤(rùn)比為40%～60%。θmax為適宜含水量上限，取0.90。θmin為適宜含水量下限，取 0.65。θ田為土壤田間持水量，一般 θmax-θmin=0.25θ田，根據(jù)《陜西省作物需水量及分區(qū)灌溉模式》商洛地區(qū)田間持水量為23.71%，取0.24。η為灌溉水有效利用系數(shù)。h為茶樹(shù)主要根系分布層的土壤厚度，取40 cm。

本項(xiàng)目區(qū)屬于商南洛丘陵淺山區(qū)，按照《陜西行業(yè)用水定額》，茶樹(shù)地面灌溉凈定額中等年為120m3/畝，干旱年為200 m3/畝；櫻桃地面灌溉定額采用杏樹(shù)及蘋(píng)果樹(shù)地面凈灌溉定額，中等年為50 m3/畝～90 m3/畝，干旱年為 70 m3/畝～140 m3/畝。本次設(shè)計(jì)茶樹(shù)微噴灌及噴灌用水定額為162 m3/畝，茶樹(shù)管灌用水定額為168 m3/畝，茶樹(shù)渠灌用水定額為198 m3/畝。櫻桃樹(shù)微噴灌用水定額為132 m3/畝，櫻桃樹(shù)渠灌用水定額為174 m3/畝，櫻桃樹(shù)噴灌用水定額為132m3/畝，櫻桃樹(shù)管灌用水定額為156m3/畝。荷花園采用池塘用水定額。池塘年補(bǔ)水定額為，中等年為550m3/畝，干旱年為710 m3/畝，本次設(shè)計(jì)取710 m3/畝。灌溉制度計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

根據(jù)種植作物生育規(guī)律、氣候特征和需水分配周期，依據(jù)地方種植經(jīng)驗(yàn)，確定茶樹(shù)每年灌水次數(shù)生育周期為4次，冬灌2次。櫻桃樹(shù)每年灌水次數(shù)生育周期為4次，冬灌為兩次。荷花園在茶園及櫻桃園非灌溉期補(bǔ)水，分10次。

3.3 灌溉用水量計(jì)算

各項(xiàng)目片區(qū)灌溉需水量計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。項(xiàng)目區(qū)需水量采用下式計(jì)算：

式中：W為項(xiàng)目區(qū)需水量，萬(wàn)m3；F為灌溉面積，萬(wàn)畝；m為灌水定額，m3/畝；η為灌溉水利用系數(shù)。

經(jīng)計(jì)算，設(shè)計(jì)水平年項(xiàng)目區(qū)P=85%年灌溉需水量為183.10萬(wàn)m3。

4 年度項(xiàng)目區(qū)水土資源平衡分析

4.1 土地利用

商南縣是一塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜，以低山丘陵為主體的山區(qū)，基本狀況是“八山一水一分田”。境內(nèi)地勢(shì)西南部和北部較高，東南部和中部較低，千米以下的低山、丘陵占總面積的77%。丹江自西向東橫貫縣境中部，把商南縣分為丹南、丹北2部分。嶺谷相間，地勢(shì)起伏，相差懸殊，相對(duì)高差最大值達(dá)1840.6 m。商南地貌由北到南可以劃分為：高—低—次高，即以楊斜～商南復(fù)合斷裂以北為中低山區(qū)，整個(gè)地貌呈掌狀扇形向東南方傾斜。

2017年度計(jì)劃對(duì)試馬鎮(zhèn)實(shí)施高效節(jié)水面積7686畝，其中渠灌面積1958畝，管道灌溉面積230畝，噴灌面積2711畝，微噴灌面積2787畝。噴、微灌面積占高效節(jié)水灌溉總面積的71.53%。其中具體實(shí)施地點(diǎn)是在試馬鎮(zhèn)試馬村發(fā)展渠灌面積203畝，郭埡村發(fā)展渠灌630畝、管灌230畝、噴灌1960畝、微噴灌1497畝，紅廟村發(fā)展渠灌1125畝、微噴灌1497畝，大坪村發(fā)展噴灌751畝。

4.2 作物種植結(jié)構(gòu)

項(xiàng)目區(qū)各村農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)具體規(guī)劃內(nèi)容見(jiàn)表3。經(jīng)計(jì)算，項(xiàng)目區(qū)設(shè)計(jì)水平年度85%水文年總需水量為136.01萬(wàn)m3。

表3 商南縣2017年度建設(shè)方案建設(shè)規(guī)劃明細(xì)表

4.3 水資源平衡分析

商南縣2017年項(xiàng)目區(qū)每村的種植作物都已確定，根據(jù)各水源可供流量、水量和灌溉制度表1，以河道和堰塘及地下水為水源進(jìn)行灌溉的設(shè)計(jì)水平年供需水量平衡分析結(jié)果見(jiàn)表4。從表4可以看出，商南縣項(xiàng)目區(qū)在設(shè)計(jì)水平年（85%保證率下），無(wú)論是從堰塘引水還是從河道引水進(jìn)行灌溉或是抽取地下水，水量都是充裕且有剩余，完全可以滿足用水需求。

表4 商南縣2017年項(xiàng)目區(qū)水量平衡計(jì)算表

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)2017年商南縣新增農(nóng)田水利項(xiàng)目水資源平衡分析計(jì)算得出，項(xiàng)目區(qū)水資源充分，地表水及地下水，均可以滿足項(xiàng)目區(qū)各種經(jīng)濟(jì)作物的用水需求，項(xiàng)目實(shí)施后新增（含恢復(fù)）灌溉面積7686畝，年增加經(jīng)濟(jì)作物綜合生產(chǎn)能力136.81萬(wàn)kg，年增產(chǎn)總值1854.25萬(wàn)元，效益顯著。