北灘灌區(qū)水資源供需分析

李影

（蘭考縣水利局，河南 蘭考 475300）

1 北灘灌區(qū)可利用水資源量現(xiàn)狀

1.1 地表水

1.1.1 降雨利用量

根據(jù)《蘭考縣水資源綜合規(guī)劃》及近幾年蘭考縣水資源公報(bào)，蘭考縣多年平均地表水資源量7 552 萬m3，折合徑流深67.70 mm，產(chǎn)水模數(shù)6.76 萬m3/km2，黃河內(nèi)灘區(qū)多年平均為880 萬m3，折合徑流深65.20 mm；經(jīng)計(jì)算，北灘灌區(qū)多年平均為500.12 萬m3，北灘灌區(qū)多年平均地表水可利用量為163.74萬m3，地表水可利用率為32.74%。

1.1.2 引黃水量

北灘灌區(qū)水資源可利用量中大部分為過境水，即依靠引黃河水來滿足灌區(qū)用水需求。北灘灌區(qū)位于黃河大堤以內(nèi)，引水量不在黃河各縣引水指標(biāo)范圍之內(nèi)，項(xiàng)目區(qū)以需定供，由于現(xiàn)狀黃河河床下切，原有引水閘失去其引水功能，采用群眾自籌建設(shè)的泵船作為臨時(shí)取水設(shè)備，目前年取水量約為1 120 萬m3。根據(jù)測(cè)量資料，黃河質(zhì)量含沙量2.95%，平均含沙量35 kg/m3。引黃水含沙量較高，給灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉帶來了不利影響，但灌區(qū)經(jīng)過多年運(yùn)行，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民通過總結(jié)引黃經(jīng)驗(yàn)，已建立了一套適合當(dāng)?shù)氐奶幚砉鄥^(qū)渠道淤積問題的模式，充分利用非灌溉用水期時(shí)間，清除渠道淤積泥沙，利用其改良土壤或另作他用，將泥沙變廢為寶，充分利用了過境水資源。

1.2 地下水

根據(jù)《蘭考縣水資源綜合規(guī)劃》及蘭考縣水資源公報(bào)采用類比法，經(jīng)計(jì)算，北灘灌區(qū)多年平均地下水可利用量為214萬m3。

2 灌區(qū)現(xiàn)狀需水量分析

2.1 農(nóng)業(yè)灌溉需水量

2.1.1 灌溉設(shè)計(jì)保證率

北灘灌區(qū)屬北方地區(qū)，以旱作物為主，根據(jù)《中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造方案編制技術(shù)指南》，北方地區(qū)灌溉設(shè)計(jì)保證率取為50%。此次需水量分析，計(jì)算灌溉設(shè)計(jì)保證率為50%時(shí)的作物需水量。

2.1.2 灌溉定額

根據(jù)《河南省地方標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)業(yè)用水定額》灌溉分區(qū)劃分，蘭考縣北灘灌區(qū)屬豫東平原區(qū)Ⅲ-2。豫東平原區(qū)灌溉基本用水定額見表1。

2.1.3 農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)與灌溉需水量

根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，北灘灌區(qū)現(xiàn)狀作物種植結(jié)構(gòu)為：黃河灘區(qū)小麥85%，玉米85%，其他作物10%，復(fù)種指數(shù)180%。灌溉定額由表1知50%灌溉保證率時(shí)，灌區(qū)各種作物灌溉定額分別為冬小麥1 320 m3/hm2、夏玉米1 125 m3/hm2、其他作物2 145 m3/hm2。

表1 豫北平原區(qū)灌溉基本用水定額表

根據(jù)灌區(qū)水量測(cè)量統(tǒng)計(jì)，結(jié)合灌區(qū)多年運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，因支渠淤積破壞問題，支渠渠道水利用系數(shù)較低，灌溉水滲漏、跑冒問題嚴(yán)重，水資源利用效率較低，經(jīng)測(cè)量分析，灌區(qū)現(xiàn)狀渠系水利用系數(shù)僅為0.55左右，灌溉水利用系數(shù)約為0.50。

經(jīng)灌溉需水量計(jì)算，現(xiàn)狀灌區(qū)50%灌溉保證率毛灌溉用水定額為4 170 m3/hm2，灌區(qū)灌溉需水量為2 168.40萬m3。

2.2 工業(yè)需水量

北灘灌區(qū)內(nèi)無工業(yè)需水量。工業(yè)用水量為0萬m3。

綜上所述，匯總農(nóng)業(yè)灌溉用水和工業(yè)用水，得到50%灌溉保證率下灌區(qū)總需水量為2 168.40萬m3。

3 灌區(qū)現(xiàn)狀供需分析

根據(jù)上述分析，由于現(xiàn)狀黃河河床下切，原有引水閘失去其引水功能，采用群眾自籌建設(shè)的泵船作為臨時(shí)取水設(shè)備，目前年取水量約為1 120 萬m3。灌區(qū)現(xiàn)狀水利工程可供水量為1 497.74萬m3，50%灌溉保證率下灌區(qū)需水量為2 168.40萬m3。灌區(qū)現(xiàn)狀供需平衡分析詳見表2。

表2 灌區(qū)現(xiàn)狀供需平衡分析表

4 項(xiàng)目實(shí)施完成后灌區(qū)水量供需分析

4.1 項(xiàng)目實(shí)施完成后可供水量預(yù)測(cè)

項(xiàng)目實(shí)施完成后水量預(yù)測(cè)值比現(xiàn)狀值高，由于引水泵站的建設(shè)，引黃水量將較之前臨時(shí)引水工程有所增加，預(yù)測(cè)引黃水資源量為1 500萬m3，平均地下水可利用量為214萬m3，與現(xiàn)狀值一致；黃河內(nèi)灘區(qū)多年平均為880萬m3，折合徑流深65.20 mm，產(chǎn)水模數(shù)6.76萬m3/km2，北灘灌區(qū)多年平均為500.12萬m3，地表水可利用率由原來的32.74%提高到36%，可利用量為180萬m3。灌區(qū)內(nèi)平均水資源總量為1 894萬m3。

4.2 項(xiàng)目實(shí)施完成后需水量預(yù)測(cè)

4.2.1 灌溉需水量計(jì)算

通過渠道清淤硬化、建筑物改造等工程措施的實(shí)施及農(nóng)民用水戶協(xié)會(huì)管理制度的推廣，灌區(qū)管理制度的加強(qiáng)，使灌區(qū)水資源利用效率明顯提高，通過改造或重建各處骨干建筑物，灌水瓶頸問題也將得到解決。根據(jù)類似地區(qū)其他已完工工程的經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目實(shí)施完成后，灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)將得到顯著提高，渠系水利用系數(shù)將由0.55提高到0.65，灌溉水利用系數(shù)由0.50提高到0.60，經(jīng)灌溉需水量計(jì)算，項(xiàng)目實(shí)施后灌區(qū)50%灌溉保證率毛灌溉定額為3 525 m3/hm2，灌區(qū)灌溉需水量為1 833 萬m3。詳細(xì)計(jì)算見表3。

表3 北灘灌區(qū)項(xiàng)目實(shí)施后作物需水量計(jì)算表

4.2.1.1 地面灌溉制度

經(jīng)過“項(xiàng)目實(shí)施完成后需水量預(yù)測(cè)”確定的灌溉用水定額，結(jié)合灌區(qū)當(dāng)?shù)厝罕姸嗄曦S產(chǎn)灌水實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)表3確定的灌溉定額，確定50%平水年灌區(qū)主要農(nóng)作物的灌溉制度詳見表4。

表4 灌溉制度表（P=50%）

4.2.1.2 灌水率計(jì)算

各種作物每次灌水的灌水率采用下式進(jìn)行計(jì)算：

式中：α—作物種植比例；m—每次灌水定額，m3/hm2；T—灌水延續(xù)時(shí)間，d；q—灌水率，m3/（s·萬hm2）。

根據(jù)設(shè)計(jì)灌溉制度繪制各代表作物的灌水過程線，將同時(shí)期各作物灌水率相加，繪制全灌區(qū)初步灌水率圖。參照《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，對(duì)初步灌水率圖進(jìn)行修正。

根據(jù)當(dāng)?shù)厝罕妼?shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行合理化手動(dòng)調(diào)整，即采取人為合并或移動(dòng)灌水等方法修勻灌水率。修正后的灌水率圖見圖1。根據(jù)圖1，北灘區(qū)選用灌水率0.37 m3/（s·萬hm2）作為設(shè)計(jì)灌水率。

圖1 北灘灌區(qū)修正后灌水率圖

4.2.2 生態(tài)需水量

此次項(xiàng)目實(shí)施，種植生態(tài)綠化樹木17 800棵，根據(jù)《河南省地方標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)業(yè)用水定額》規(guī)定林業(yè)用水定額100 L/（棵·次），按第一年灌溉6次計(jì)算需水量，經(jīng)計(jì)算，生態(tài)需水量為1.10 萬m3。

4.3 項(xiàng)目實(shí)施完成后供需平衡分析

根據(jù)上述分析，項(xiàng)目實(shí)施完成后灌區(qū)可供水量為1 894萬m3，其中黃河可利用水量1 500萬m3，地表水可利用水量180萬m3，地下水可利用水量214萬m3。經(jīng)分析灌區(qū)50%保證率下需水量為1 834.10萬m3，其中農(nóng)業(yè)灌溉需水1 833萬m3，生態(tài)需水量1.10萬m3，工業(yè)需水量0萬m3。灌區(qū)余水59.90萬m3，灌區(qū)水資源量能夠滿足作物灌溉需求。

項(xiàng)目實(shí)施完成后供需平衡分析詳見表5。

表5 項(xiàng)目實(shí)施后供需平衡分析表

5 結(jié)語(yǔ)

通過灌區(qū)現(xiàn)狀及北灘灌區(qū)項(xiàng)目實(shí)施后水量供需分析，有利于合理分配水資源，提高水資源利用率，更好地滿足灌區(qū)用水需求，同時(shí)也能很好地促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。