東干渠灌區(qū)供需水量平衡分析

陽(yáng)芳

（新疆維吾爾自治區(qū)東山建設(shè)集團(tuán)有限公司，新疆 于田 848400）

1 灌區(qū)概況

東干渠始建于1972 年，渠道起點(diǎn)為昆侖總干渠托格拉克閘，終點(diǎn)為阿熱木卡木閘，全長(zhǎng)36.60 km，現(xiàn)有渠系建筑物共有36座，其中交通橋13座，水閘21座，涵洞1座，渡槽1座。設(shè)計(jì)引水流量20 m3/s，承擔(dān)著木尕拉鎮(zhèn)、加依鄉(xiāng)、科克亞鄉(xiāng)、阿熱勒鄉(xiāng)、阿日希鄉(xiāng)、蘭干鄉(xiāng)和英巴格鄉(xiāng)灌溉輸水任務(wù)。由于東干渠灌區(qū)位于昆侖總干渠灌區(qū)內(nèi)，東干渠灌區(qū)控制灌溉面積為1.43萬(wàn)hm2，占昆侖總干渠灌區(qū)總灌溉面積3.37萬(wàn)hm2的42.47%，因此東干渠灌區(qū)的可供水量按其占昆侖總干渠灌區(qū)的面積比例分?jǐn)偪傄?，P=50%時(shí)，年引水量為30 079 104m3，P=75%時(shí)，年引水量為2.68 108m3。地下水資源設(shè)計(jì)水平年最大月開(kāi)采量為770萬(wàn)m3。

2 水資源供需平衡重要性

水資源供需平衡分析是指可供水量與實(shí)際需水量間的關(guān)系，是在流域規(guī)劃和水資源綜合評(píng)價(jià)分析的基礎(chǔ)上，以區(qū)域內(nèi)的水資源供需現(xiàn)狀、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)發(fā)展等為依據(jù)，測(cè)算各個(gè)時(shí)期的用水量和需水量，使水資源的供應(yīng)和需求之間建立平衡和不斷優(yōu)化平衡，讓有限的水資源得到充分利用，大大提高水資源的使用效率，力求水資源利用價(jià)值最大化。

3 灌區(qū)水量供需平衡分析

3.1 灌區(qū)可供水量

3.1.1 灌區(qū)地表水可引水量

東干渠灌區(qū)從昆侖總干渠引水，昆侖總干渠是為整個(gè)昆侖灌區(qū)供水，在昆侖總干渠徑流過(guò)程的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)根據(jù)東干渠項(xiàng)目區(qū)的灌溉面積在昆侖灌區(qū)灌溉面積中所占的比例，按比例分?jǐn)偝隼隹偢汕闁|干渠項(xiàng)目區(qū)的供水過(guò)程。根據(jù)昆侖總干渠防滲改建工程可研報(bào)告中的徑流分析成果昆侖總干渠不同保證率下的來(lái)水過(guò)程見(jiàn)表1。

表1 昆侖總干渠不同保證率的來(lái)水過(guò)程表

由于東干渠灌區(qū)位于昆侖總干渠灌區(qū)內(nèi)，東干渠灌區(qū)控制灌溉面積為1.43萬(wàn)hm2，占昆侖總干渠灌區(qū)總灌溉面積3.37萬(wàn)hm2的42.47%，因此東干渠灌區(qū)的可供水量按占昆侖總干渠灌區(qū)的面積比例分?jǐn)?，各月引水水量在P=50%時(shí)，昆侖總干渠引水量6.81 108m3，東干渠引水量2.75 108m3；在P=75%時(shí)，昆侖總干渠引水量6.07 108m3，東干渠引水量2.45 108m3。

3.1.2 地下水可用水量

根據(jù)《于田縣地下水開(kāi)發(fā)實(shí)施方案》，按平均單井提水量120～150 m3/h，每月工作25 d，每天工作18 h，則月最大開(kāi)采量按下式計(jì)算：

式中：n—機(jī)井?dāng)?shù)；Q單—單井抽水量，120～150 m3/h；T—每月機(jī)井開(kāi)井天數(shù)，取25 d；h—每天機(jī)井開(kāi)機(jī)小時(shí)數(shù)，取18 h。

則現(xiàn)狀年地下水最大月開(kāi)采量為522.90 萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)水平年最大月開(kāi)采量為768.60 萬(wàn)m3。灌區(qū)地下水一般進(jìn)支渠，故在供需平衡計(jì)算中需將其折算至托格拉克渠首。地下水與地表水的折算系數(shù)如下：

現(xiàn)狀年（2009年）：η折=η干η支=0.81 0.86=0.70。

設(shè)計(jì)水平年（2015年）：η折=η干η支=0.90 0.86=0.77。

地下水開(kāi)采按需開(kāi)采，但不能超過(guò)月最大開(kāi)采量。

3.2 需水量計(jì)算

根據(jù)擬定的灌區(qū)的灌溉制度、作物種植面積及比例，逐月推求各分灌區(qū)各作物的需水量。

不同水平年各分灌區(qū)的灌溉需水量如下：

現(xiàn)狀年：灌區(qū)的需水量分別為24 403.26萬(wàn)m3。

設(shè)計(jì)水平年：灌區(qū)的需水量分別為21 410.73萬(wàn)m3。

4 灌區(qū)供需平衡分析

4.1 供需平衡計(jì)算原則

由于東干渠控制的灌區(qū)為東干渠灌區(qū)，此次水量供需平衡可只針對(duì)東干渠灌區(qū)。灌區(qū)內(nèi)工業(yè)、人畜用水開(kāi)采地下水解決，不參與地表水和供需平衡。此次水土平衡計(jì)算僅作地表水可供水量與農(nóng)業(yè)灌溉用水的平衡計(jì)算。平衡計(jì)算結(jié)點(diǎn)為昆侖總干渠14+950 處的托格拉克閘口，即東干渠引水閘。需將地表水、地下水折算到托格拉克閘口。在水量平衡計(jì)算時(shí)，灌區(qū)優(yōu)先引用地表水，不足部分再在可開(kāi)采量范圍內(nèi)進(jìn)行地下水開(kāi)采，地下水月開(kāi)采量不應(yīng)超過(guò)月最大提水能力。此次供需平衡不同水平年均采用P=50%、P=75%兩種保證率下的來(lái)水過(guò)程進(jìn)行平衡。

4.2 供需平衡計(jì)算成果

根據(jù)灌區(qū)灌溉面積、作物種植比例、灌溉制度以及灌溉水利用系數(shù)，作出東干渠灌區(qū)各水平年農(nóng)業(yè)灌溉月需水過(guò)程，根據(jù)以上原則和方法以及前面對(duì)可用水過(guò)程的計(jì)算分析，作出不同水平年P(guān)=50%、P=75%水資源供需平衡計(jì)算。

4.2.1 現(xiàn)狀年

在P=50%時(shí)，東干渠灌區(qū)可供水量30 165.48 m3（其中地下水為2 702.17萬(wàn)m3）總需水量24 403.26萬(wàn)m3，存在季節(jié)性不平衡?？?cè)彼? 523.25 萬(wàn)m3，余水7 285.47 萬(wàn)m3。其中4、5月連續(xù)缺水1 358.39萬(wàn)m3。

在P=75%時(shí)，灌區(qū)可供水量27 516.63萬(wàn)m3（其中地下水為3 163.34 萬(wàn)m3），總需水量24 403.26 萬(wàn)m3。經(jīng)平衡計(jì)算，總?cè)彼繛? 187.81 萬(wàn)m3，余水5 301.18 萬(wàn)m3，其中4、5 月連續(xù)缺水2 187.81萬(wàn)m3。

4.2.2 設(shè)計(jì)水平年

在P=50%時(shí)，灌區(qū)可供水量為30 717.55萬(wàn)m3（其中地下水為3 254.23 萬(wàn)m3），總需水量為21 410.73 萬(wàn)m3，灌區(qū)水量仍存在季節(jié)性缺水，總?cè)彼繛?38.37萬(wàn)m3，余水9 445.18萬(wàn)m3，缺水月份為5、10月份。

在P=75%時(shí)，灌區(qū)可供水量為27 669.70萬(wàn)m3（其中地下水為3 163.34萬(wàn)m3），總需水量為21 410.73萬(wàn)m3，經(jīng)平衡計(jì)算，總?cè)彼繛? 265.30 萬(wàn)m3，余水7 524.27 萬(wàn)m3，缺水月份為4、5月份。

通過(guò)東干渠的防滲改建以及灌區(qū)內(nèi)地下水開(kāi)采能力的增加，緩解了灌區(qū)季節(jié)性缺水問(wèn)題，但仍無(wú)法徹底解決灌區(qū)的缺水問(wèn)題。從以上平衡分析可知，灌區(qū)內(nèi)渠系的防滲率太低，總干、干渠的防滲是無(wú)法徹底解決灌區(qū)內(nèi)的缺水問(wèn)題，只有通過(guò)支、斗渠的防滲和加大高新節(jié)水面積，才能有效解決灌區(qū)缺水量。

4.3 工程實(shí)施前后節(jié)水效益分析

東干渠灌區(qū)現(xiàn)狀年及規(guī)劃年的灌溉面積為1.43萬(wàn)hm2，因工程是對(duì)干渠的防滲改建工程，故在進(jìn)行節(jié)水效益計(jì)算時(shí)只考慮干渠的節(jié)水量。改建工程實(shí)施后，干渠的渠系水利用系數(shù)由0.81 提高到0.90，由設(shè)計(jì)水平年供需平衡計(jì)算可以看出，東干渠從昆侖總干渠的年引水量為27 463.32 萬(wàn)m3，則東干渠改建段的節(jié)水量為：W節(jié)水＝27463.32 （0.90-0.81）＝2 471.70萬(wàn)（m3）。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施可保證1.43 萬(wàn)hm2中低產(chǎn)田改良增產(chǎn)。并改善項(xiàng)目區(qū)的引水條件，減少渠道引水量的滲漏損失，提高水資源的利用率；渠系建筑物配套后，便于渠道的管理及水量調(diào)配。可實(shí)現(xiàn)節(jié)水增效和提高河道防洪標(biāo)準(zhǔn)，是一項(xiàng)趨利除害的系統(tǒng)工程，對(duì)改善項(xiàng)目區(qū)社會(huì)環(huán)境將起到直接的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境收益具有重大意義。