紅崖山水庫壩后滲漏水深度利用分析研究

中圖分類號：TV698 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2025）18-0105-05

Abstract：Deeputilizationof waterresourceshasalwaysbeenthethemeofagriculturaldevelopmentinaridandwaterscarceareas.Howtouse limitedwaterresourcesmoreefectivelywhileprotectingtheecologyisatopicthatneedsusto continuouslyexploreinproductionaplicationsandengineringconstructionMinqinCounty，locatedinthenortheastepartf theHexiCoridor，isoneofthemostaridareasinChinaandatypicalrepresentativeagriculturaliigationareawithagriculture asthemainindustry.ThemainirigationsourcesinthecountyaremotorizedwelsandHongyaMountainReservoir.Duetothe highdegreeofdesertficationaroundtheregionandseriousgroundwaterover-extraction，itisoneoftheimportanttasksin agriculturaldevelopmenttofullyutilizewaterresourcestomaintainbasicagriculturalproductionwhilegraduallyachievingthe goalofreducinggroundwaterextractionandecologicalprotection.Inthispaper，wewillanalyzethefeasibilityofusingdep watersavingmeasurestofullyutlizesurfacewaterresourcesandgraduallyreplacegroundwaterbystudyingthedeepuilization oftheseepagewaterbehindthereservoirdam，inthehopeofprovidingideasandreferencesfortheutilizationofwater resources in similar arid and water-scarce areas.

Keywords：Minqin County；water balance; irrigation； irrigation water utilization coefficient; water saving

水資源的深度利用一直是干旱缺水地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主題，如何在保護生態(tài)的基礎上把有限的水資源發(fā)揮出更大的作用是我們在生產(chǎn)應用和工程建設上需要不斷探索的問題。

民勤縣地處甘肅省河西走廊東北部，是全國最干旱的地區(qū)之一，具有典型的大陸性沙漠氣候特征，也是一個典型的以農(nóng)業(yè)為主的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)，全縣域的農(nóng)業(yè)灌溉水源主要為機電井和紅崖山水庫。多年以來，地下水超采問題突出，地方政府也在采用關井壓田等方式減少對地下水資源的過度利用；除此以外，地表水資源的深度利用也是重要的改變途徑。目前民勤縣主要地表水源是紅崖山水庫，該水庫是亞洲最大的人工沙漠水庫，總庫容1.48億 m³ 。由于運行多年，水庫東西壩體存在滲漏，根據(jù)2020年全年滲漏量觀測數(shù)據(jù)，東壩滲漏量676.81萬 m³ ，占全年來水量27624.90萬 m³ 的 2.45% ；西壩2020年3—12月滲漏水量為68.67萬 m³ ；東壩后滲漏水在水庫庫區(qū)下游鴨鳴湖匯集，除湖區(qū)生態(tài)需水外，其余水量在3一11月通過湖區(qū)與躍進總干渠之間的排水渠排人總干渠，用來灌溉，12月至次年2月則排人外河。雖然滲漏水在匯集后進行了再利用，但受輸水和灌溉方式的限制，整體灌溉水利用系數(shù)不到0.65，對于極度缺水的民勤縣來說，是極大的浪費。

本文選取了紅崖山水庫下游灌溉范圍的一處農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園作為分析對象，擬通過對壩后滲漏水在該區(qū)域的輸水方式和灌溉模式的優(yōu)化以及對優(yōu)化前后受水區(qū)水資源的分析預測，研究壩后滲漏水深度利用的可行性，為同類地區(qū)在水資源的利用上提供技術參考。

1現(xiàn)狀灌溉條件分析

本文的分析對象某產(chǎn)業(yè)園就位于民勤縣縣城以東 10km 的蘇武鎮(zhèn)，區(qū)域現(xiàn)狀年灌溉面積 347.4hm² ，其中微噴灌 169.4hm² 滴灌 178hm² 大田滴灌 153.4hm² 、溫室滴灌 24.6hm² ）。現(xiàn)狀種植結構以經(jīng)濟蔬菜為主，參考規(guī)范GB50288—2018《灌溉與排水工程設計標準》GB/T50363—2018《節(jié)水灌溉工程技術標準》等規(guī)范標準，結合現(xiàn)狀灌溉條件，確定其灌溉設計保證率為 90%^[2 ，選取現(xiàn)狀水平年為2020年，設計水平年為2025年；田間水利用系數(shù)微噴灌取0.86、滴灌取0.9，按此計算其灌溉水利用系數(shù)。

本工程從水源至田間輸水由渠道改為管道輸水，管道水利用系數(shù)采用較保守的取值即0.95，按公式“灌溉水利用系數(shù) η=η_g×η 田”，其田間水綜合利用系數(shù)為0.88，灌溉水利用系數(shù)為 0.84 O

2現(xiàn)狀水平年水資源供需平衡分析

2.1 水源可供水量和需水量確定

產(chǎn)業(yè)園現(xiàn)狀年配水總量149.2927萬 m³ （斗口和井口計量數(shù)），其中地表水94.29萬 m³ ，地下水55.0027萬 m³ 。日光溫室的灌溉定額 4 800m³?hm^-2 蔬菜大田滴灌和噴灌的灌溉定額分別為 3450m³?hm^-2 和 3900m³?hm^-2 。綜合現(xiàn)狀各節(jié)水模式、種植比例及其灌溉定額（表1），分析計算出現(xiàn)狀年產(chǎn)業(yè)園 347.4hm² 灌溉面積的綜合凈灌溉定額為 3765m³/hm² ，凈需水總量為148.64萬 m³ 。

2.2 現(xiàn)狀年水量平衡分析結論

受水區(qū)范圍現(xiàn)狀可供水量為149.2927萬 m³ （渠道斗口和機井可供水量總額），實際灌溉需水量為148.64萬 m³ ，現(xiàn)狀水量滿足灌溉需求，但地下水使用量仍然較高。

3設計水平年水資源供需平衡分析

3.1 可供水量分析

根據(jù)《甘肅省民勤縣紅崖山水庫2020年觀測綜合年報表》（甘肅省武威地區(qū)抗旱防汛指揮部），水庫主壩（東壩）作物灌溉期滲漏水總量545.26萬 m³ ，壩后滲漏水經(jīng)面積 17.2hm² 的鴨鳴湖湖區(qū)濕地匯流后排入躍進總干渠。依據(jù)當?shù)囟嗄陮嶒灪陀^測資料：其年平均蒸發(fā)量為 2643.9mm 、日均蒸發(fā)量 7.24mm 砂壤土滲透系數(shù)為 3.95×10^-5cm/s 、水力坡降約為 1% 植被日耗水量約 4mm ，據(jù)此計算得湖區(qū)蒸發(fā)、滲漏和植被三部分耗水總量53.48萬 m³ ，除去該部分耗水，可

3.2 設計水平年需水量預測

根據(jù)調(diào)查資料，受水區(qū)現(xiàn)狀種植全部為經(jīng)濟蔬菜，采取兩季復種模式，本次分析對其種植結構不作調(diào)整。

3.2.1 最大凈灌水定額和設計灌水周期計算

依據(jù)規(guī)范中技術參數(shù)要求，結合項目區(qū)土壤、氣候和作物的實際情況，按公式計算最大凈灌水定額 m_max

m_max=0.001×γ×Z×P×（θ_max-θ_min），

式中：適宜土壤含水量上限百分比 θ_ma 取田間持水量的 85% ，下限 θ_min 取田間持水量的 65% ；田間持水量W 田持取 22% ;土壤容重 γ 取 1.45g/cm³ ;土壤濕潤比 P 的取值，大田滴灌取 75% ，微噴灌取 100% 。利用公式4 T?T_max 和 計算設計灌水周期]。最大凈灌水定額及灌水周期計算表見表2。

3.2.2 灌溉制度優(yōu)化

根據(jù)區(qū)域節(jié)水規(guī)劃、《武威市行業(yè)用水定額》和流域治理要求，結合現(xiàn)場調(diào)查和作物生育期實際蓄水情況，設計如下灌溉制度：溫室滴灌灌水32次、大

田滴灌11次（冬灌水除外）、大田微噴灌9次（冬灌水除外），年凈灌溉定額 4800m³/hm²?3285m³/hm² 3495m³/hm² ，采用輪灌方式灌溉，詳見表3。

3.2.3 綜合灌水率計算

以設計灌溉制度為基礎，計算各種作物生育期的凈灌水率。依據(jù)不同作物的凈灌水率，計算項目區(qū)綜合灌水率，并繪制其綜合灌水率圖（圖1）。

根據(jù)灌水率圖計算最大綜合灌水率為0.0267m³/（s?hm²） ，最小為 。根據(jù)《水工設計手冊（第二版）第九卷灌排、供水》中的標準，設計凈灌水率取 0.02175m³/（s?hm²）^[4-6]?

3.2.4 設計水平年需水量預測

通過對產(chǎn)業(yè)園輸水條件和灌溉模式、制度優(yōu)化后，預測其年毛需水量145.22萬 m³ ，詳見表4。

3.3設計水平年水量供需平衡分析結論

1）供水線路管道化后，配合其他節(jié)水工程措施，

產(chǎn)業(yè)園 347.4hm² 灌溉面積的灌溉毛需水量由

148.64萬 m³ 減少為145.22萬 m³ ，減少了3.42萬 。2）由于在灌水高峰期（6—8月）水庫滲漏水利用量為104.82萬 m³ ，總?cè)彼繛?0.38萬 m³ ，可繼續(xù)采用產(chǎn)業(yè)園原機井供水，這意味著全年地下水使用量由優(yōu)化前的55.0027萬 m³ 減少到了40.38萬 m³ ，年可置換地下水14.6327萬 m³ ，效果非常顯著（見表5）。

4結束語

綜上，將紅崖山水庫滲漏水利用的輸水方式和灌溉模式調(diào)整后，減少了現(xiàn)有渠道輸水過程中的水量損失，提高了水資源利用率，輸水過程的水利用系數(shù)可由0.65提高至0.84，到渠首斷面計算其年節(jié)水量達40.2萬 m³"，斗口斷面年節(jié)約水量3.42萬 m³"，每年可減少地下水開采量14.63萬 m³"，效果十分明顯

本次分析研究的結論說明，水源為水庫滲漏水和其他地表水為主要水源的地區(qū)，通過對其輸水方式、灌溉制度和模式的優(yōu)化，不僅可以減少蓄輸水過程損耗，提高灌溉管理效率，還可以減少地下水資源開采，保護區(qū)域生態(tài)良性發(fā)展。這種水源深度利用的方式是可行的，隨著應用范圍擴大，再輔之以信息化智能化水肥一體技術，實現(xiàn)對不同作物在不同生長階段的需水信息定量評估和對灌溉用水量精確控制，可以最大限度地挖掘區(qū)域農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力，最大程度降低對地下水的依賴，綜合效益將更加突出，對于同類區(qū)域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和生態(tài)保護都具有較大的指導意義。

參考文獻：

[1]王建新.民勤縣紅崖山水庫信息化建設的必要性[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2021（1）：94-95.

[2]馬曉燕.靖會灌區(qū)節(jié)水改造工程設計[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2022（2）：144-146.

[3]王飛.新疆干旱灌區(qū)田間高效節(jié)水典型作物設計研[J].陜西水利，2020（12）：87-88，90.

[4]夏米努爾·艾力.阿合奇縣庫蘭薩日克灌區(qū)渠道防滲工程水供平衡分[J].民營科技，2013（9）：262-263.

[5]陳玉芳，王小林，張滌.雞東灌區(qū)灌溉制度設計[J].黑龍江水利科技，2004（2）：87-88.

[6]王小林，劉云濤，張勇.三江平原地區(qū)水稻灌溉制度設計綜述[J].黑龍江水利科技，2004（2）：85-86.