張家川縣龍山高效節(jié)水灌溉馬河灌區(qū)水資源供需平衡分析

汪元平

（甘肅省張家川縣水務(wù)局，甘肅張家川741500）

1 項目概況

張家川縣龍山馬河灌區(qū)高效節(jié)水灌溉工程位于張家川縣西部清水河Ⅱ級階地，面積76.33 hm2。其中，蘋果種植面積63 hm2，大櫻桃種植面積13.33 hm2，灌溉模式全部為滴灌。根據(jù)灌溉周期以及灌水定額等綜合分析，馬河灌區(qū)擬需灌溉水量約為1.74萬m3/a。根據(jù)灌區(qū)水文地質(zhì)踏勘，結(jié)合清水河流域水資源特點，清水河地表水豐水期水量較大，泥沙含量大，礦化度高，一遇暴雨地表水渾濁度高，水質(zhì)差，且在干旱季節(jié)枯水期清水河地表水量小且時有斷流現(xiàn)象，水量難以完全保證。因此，選用水量較為穩(wěn)定、水質(zhì)較好的地下水作為供水水源，在張家川縣清水河右岸Ⅰ級階地打水源井2眼，單井出水量按15 m3/h考慮。

2 馬河灌區(qū)水資源現(xiàn)狀分析

馬河灌區(qū)位于清水河流域內(nèi)，全年降雨平均量為551.36 mm，降雨主要集中在汛期（6—9月），此時由于上游石峽水庫調(diào)節(jié)汛期庫容，會適當?shù)亻_閘泄洪，泄洪時河流水量一度能達到20～30 m3/s，平時河流來水量為3～5 m3/s。張家川縣水資源1.27億m3，地表水占97%，達到1.23億m3，但利用率不足，僅為24.3%（P=50%）。由于地表水利用率低，只能開采地下水補給，而地下水資源總量僅為0.04億m3，加之張家川縣地理條件和時空分布的各項因素，水資源量總體呈現(xiàn)東部富余西部短缺態(tài)勢，用水量卻與之相反，全縣水資源存在供需不平衡等矛盾日益突出。

3 馬河灌區(qū)現(xiàn)狀水資源供需平衡分析

3.1 地下水資源分析與計算

3.1.1 水文地質(zhì)參數(shù)的確定 馬河灌區(qū)參考張家川縣所作的水文地質(zhì)詳查、水源地勘查、水源地論證等實際勘探、實驗及測試所得的數(shù)據(jù)，選用各類參數(shù)如表1所示。

表1 馬河灌區(qū)選用水文地質(zhì)參數(shù)

3.1.2 地下水水量均衡計算

均衡區(qū)：以清水河馬河村上游段面與馬河村下游河道束窄段斷面區(qū)間為均衡區(qū)。

均衡期：以一個水文中等枯水年（P=85%）作為均衡期，地下水均衡要素以近幾年的平均量來進行計算評價，保證均衡區(qū)內(nèi)最近時段內(nèi)地下水的均衡狀況。

均衡式：

式中，Q徑入、Q徑出為均衡區(qū)上、下斷面徑流流入、流出量（萬m3/a）；Q河補為地表水入滲補給量和地下水向地表水的排泄量（萬m3/a）；Q洪滲為地表水洪流入滲補給量（萬m3/a）；Q灌入、Q雨滲為灌溉滲漏、降水入滲補給量（萬m3/a）；Q開采為人工開采量（萬m3/a）；△Q儲為儲存量變化量（萬m3/a）。

3.2 均衡要素的計算

3.2.1 河谷地下水徑流流入量（Q徑入）、流出量（Q徑出）采用斷面法，根據(jù)達西公式計算：

式中，H為含水層厚度（m）；B為斷面寬度（m）；I為斷面處地下水水力坡度（‰）。

地下水徑流流入量計算結(jié)果如表2所示。

表2 地下水徑流流入量計算結(jié)果

3.2.2 降水入滲補給量（Q雨滲） 利用公式Q雨滲=P（年降水量）×a（入滲系數(shù)）×F（入滲面積）計算，降水量采用551.36 mm，取CS=2.0 CV，CV=0.20，P=85%保證率的降雨量P=446.6 mm；計算結(jié)果見表3。

反觀當下民族地區(qū)的寄宿生德育教育工作，仍然存在著德育教育不夠被重視，灌輸式教育方式單一、內(nèi)容滯后，學(xué)生興趣不高，效果不顯、家校合力發(fā)揮不夠，與教育信息化不相適應(yīng)等問題。為此，筆者建議可以從以下幾個方面改進突破，加強和創(chuàng)新民族地區(qū)寄宿生德育教育工作。

表3 大氣降水入滲補給量計算

3.2.3 灌溉入滲補給量（Q灌） 利用公式Q灌=灌溉定額×入滲區(qū)面積×入滲系數(shù)（β）計算。根據(jù)馬河灌區(qū)主要為果樹采用滴灌形式灌溉（p=85%）灌溉定額取1 080 m3/hm2，計算結(jié)果見表4。

表4 灌溉入滲補給量計算

3.2.4 河流入滲補給量（Q河補） 根據(jù)地下水位與清水河地表水位高程，確定出河流入滲補給段，利用達西公式計算補給量（見表5）。

表5 河流入滲補給量

3.2.5 洪水滲漏補給量（Q滲洪） 根據(jù)調(diào)查資料，確定出洪水補給潛水段，引用半無限非穩(wěn)定流滲透公式計算洪水滲漏補給量。計算公式：

式中，Q為一次洪水一側(cè)單寬滲漏補給量（m3）；H0為洪水位與潛水位之差（m）；K為潛水含水層滲透系數(shù)（m/d）；μ為給水度；H為洪水補給初期潛水含水層厚度（m）；t為洪水時間（d）。

經(jīng)計算，均衡期內(nèi)，清水河雨洪時間為45 d，洪流滲漏補給總量為1.2萬m3/a。

3.3 均衡計算結(jié)果

地下水均衡結(jié)果見表6。

表6 多年平均（P=85%）條件下地下水均衡成果

3.4 地下水儲存量計算

地下水儲存量計算：

式中，F(xiàn)為計算區(qū)面積（m2）；H為計算區(qū)含水層平均厚度（m）；μ為給水度。

經(jīng)計算，地下水儲存量為96萬m（3見表7）。

表7 地下水儲存量計算

3.5 地下水可開采量評價

根據(jù)論證區(qū)的現(xiàn)狀條件下中等枯水年（P=85%）地下水均衡結(jié)果可知，論證區(qū)（均衡區(qū)）地下水處于正均衡，補排差量為64.72萬m3/a，全論證區(qū)亦處于正均衡（見表8）。

表8 多年平均條件（P=85%）地下水均衡區(qū)補排差計算

4 結(jié)論

馬河灌區(qū)現(xiàn)狀地下水開采量為2.61萬m3/a，擬建供水工程需水量為1.74萬m3/a，因此全區(qū)共需水資源開采量為4.35萬m3/a。根據(jù)論證區(qū)區(qū)域地下水均衡評價可知，中等枯水年（P=85%）區(qū)域地下水可開采系數(shù)為0.74，地下水可開采量為51.44萬m3/a。由此可知，均衡區(qū)內(nèi)地下水資源總量完全滿足馬河灌區(qū)總需水量的要求，且保證程度高。