清浦區(qū)蛇家壩灌區(qū)水資源供需平衡分析

石 煒張 健陳 娟許廣東

（1.淮安市水利勘測設(shè)計研究院有限公司 淮安 223005 2.水利部淮河水利委員會 蚌埠 233001 3.江蘇省水文水資源勘測局宿遷分局 宿遷 223800）

清浦區(qū)蛇家壩灌區(qū)水資源供需平衡分析

石 煒1張 健2陳 娟1許廣東3

（1.淮安市水利勘測設(shè)計研究院有限公司 淮安 223005 2.水利部淮河水利委員會 蚌埠 233001 3.江蘇省水文水資源勘測局宿遷分局 宿遷 223800）

隨著淮安市農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)，對沿線農(nóng)業(yè)水資源用量提出了更高的要求，蛇家壩灌區(qū)目前的用水量較高，灌溉水利用系數(shù)較低，75%保證率下尚不能滿足灌溉要求，因此可以從防滲渠道、加固建筑物、改變種植結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行節(jié)水改造，從而節(jié)約水資源。在此背景下，本文根據(jù)清浦區(qū)蛇家壩灌區(qū)現(xiàn)狀供水能力以及各行業(yè)用水現(xiàn)狀，分析灌區(qū)水資源供需平衡情況。

灌區(qū) 水資源 供需平衡 節(jié)水灌溉

一、灌區(qū)概況

蛇家壩灌區(qū)位于蘇北平原腹地，淮安市清浦區(qū)中部。東北以京杭大運(yùn)河為界，西臨二河，南至團(tuán)結(jié)河。涉及清浦區(qū)的城南、武墩、黃碼、鹽河等4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，行政村22個，人口9.36萬，土地總面積126km2，耕地面積10.7萬畝，原設(shè)計灌溉面積10.3萬畝，現(xiàn)狀有效灌溉面積8.5萬畝。灌區(qū)的引用水源主要來自洪澤湖,取水口以蛇家壩洞（引二河水）為主，以武墩、王莊電灌站（引二河水）為輔，以運(yùn)南、王莊引水洞（引大運(yùn)河水）作為補(bǔ)充水源,水源工程總供水流量26.22m3/s。

二、典型年選取

蛇家壩灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水主要以地表徑流和引用二河水為主，而二河水主要受淮河來水控制，而淮河來水的豐枯、灌區(qū)用水量都與降雨量有著非常密切的關(guān)系。根據(jù)灌區(qū)現(xiàn)有資料，灌區(qū)水資源供需計算根據(jù)高良澗站和淮陰站兩個雨量站近40年降雨資料，以年降雨量、汛期降雨量系列進(jìn)行頻率分析，并以汛期雨量為主選定代表年。選定結(jié)果，平水年、一般干旱年、特殊干旱年分別為1976年、1997年、1978年，詳見表1。在此基礎(chǔ)上，對現(xiàn)狀年份（2013年）在不同年型進(jìn)行水量供需平衡分析，詳見表2。

表1 代表年降雨量、汛期降雨量表 單位：mm

表2 蛇家壩灌區(qū)水資源供需平衡分析代表年型選取表

三、現(xiàn)狀可供水量

該灌區(qū)供水水源主要由降雨產(chǎn)生的地表徑流、渠首引用的二河水、農(nóng)業(yè)灌溉產(chǎn)生的回歸水，以及少部分地下水組成。

1.本地徑流

地表水資源量是指在流域的水資源未被作任何利用的情況下，在當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生的地表徑流量。本次計算根據(jù)1976年刊布的《江蘇省水文手冊》中降雨徑流、流量推算灌區(qū)各代表年徑流。由于本灌區(qū)屬平原地區(qū)，對徑流的調(diào)蓄能力較低，需將徑流總量乘以徑流可利用率，得到地表水資源可利用量。徑流可利用率采用《淮安市水資源調(diào)查報告》中數(shù)據(jù)，保證率50%、75%、95%代表年的徑流可利用率分別為0.35、0.45、0.55，詳見表3。

表3 地表徑流量及地表水可供水量計算成果

2.地下水

地下水資源量為地下水各項補(bǔ)給量之和。分析各項補(bǔ)給量有一定困難，這里只考慮影響最大的降雨入滲量，計算公式如下：

Pr＝αPF

式中：Pr、α、P、F分別為降雨入滲補(bǔ)給量、補(bǔ)給系數(shù)（取0.25）、降雨量和面積（取陸地面積）。

清浦區(qū)為地下水限制開采區(qū)，蛇家壩灌區(qū)各代表年地下水可利用量為現(xiàn)狀年實際開采量416.7萬m3，詳見表4。

表4 淺層地下水資源總量表 單位：萬m3

3.過境水量

以代表年實際引水能力能夠引進(jìn)的水量作為供水量，其最大引水量不超過取水許可證規(guī)定的引水量。以近20年蛇家壩洞上6月份水位進(jìn)行排頻分析，得出P=50%時，洞上水位為11.30m；P=75%時，洞上水位為10.95m；P=95%時，洞上水位為10.24m。蛇家壩引水洞底板高程8.0m，故P=50%時，能夠滿足引水量的要求，P=75%時，基本滿足引水量的要求，P=95%時，可引水抗旱。根據(jù)灌區(qū)各年引水量確定過境水量可利用量，具體見表5。

表5 各年型引用過境水資源數(shù)量表 單位：萬m3

4.回歸水

表6 現(xiàn)狀可供水總量表 單位：萬m3

由于工業(yè)、生活及其他用水量較少，回歸水主要計入灌溉用水產(chǎn)生的回歸水量，按照《江蘇省水中長期供求規(guī)劃報告》計算方法，水田的回歸水量，按水田滲漏量和渠系損失量的1/2計算，計算公式為：

回歸水系數(shù)=（1-灌溉水利用系數(shù)）/2

現(xiàn)狀回歸水系數(shù)為0.253，回歸水的利用則隨不同代表年型而變化，天氣愈干，利用率越高，P=50%年型利用率取35%，

為345.5萬m3；P=75%年型利用率取45%，為583.5萬m3；P=95%年型利用率取65%，為1123.2萬m3。

5.可供水總量

灌區(qū)水資源可利用總量包括可利用的地表水、地下水、過境水和回歸水，并扣除重復(fù)利用水量。由于在地下水可利用量中未計及渠系滲漏和灌溉入滲補(bǔ)給量，因而本次計算無重復(fù)利用水量。不同年型灌區(qū)水資源可利用總量見表6。

四、各行業(yè)需水量

用水量主要由工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、生活用水及其他用水如綠化、養(yǎng)魚等用水四部分組成。

1.工業(yè)用水量

工業(yè)用水預(yù)測采取工業(yè)特征參數(shù)預(yù)測法進(jìn)行推算，工業(yè)特征參數(shù)主要由萬元產(chǎn)值用水定額和重復(fù)利用率組成。2013年灌區(qū)工業(yè)產(chǎn)值15.3億元，萬元產(chǎn)值用水量約為60m3，工業(yè)重復(fù)利用水系數(shù)為0.40?，F(xiàn)狀年工業(yè)用水量為550.8萬m3。

2.農(nóng)業(yè)用水

農(nóng)業(yè)用水主要計算水稻、小麥、玉米、油菜、大豆、蔬菜及其他糧食和經(jīng)濟(jì)作物幾部分。

灌溉定額：根據(jù)灌區(qū)的灌溉制度分析，各種作物不同年型的凈灌溉定額見表7。

表7 凈灌溉定額表 單位：m3/畝

灌溉水利用系數(shù)：灌區(qū)現(xiàn)狀灌溉水利用系數(shù)為0.50。

農(nóng)業(yè)用水量：灌區(qū)2013年具體作物種類、種植結(jié)構(gòu)、復(fù)種指數(shù)及主要農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量見表8。

表8 灌區(qū)主要農(nóng)作物種植面積

經(jīng)計算，現(xiàn)狀年份不同年型農(nóng)業(yè)用水量分別為：P=50%年型為3909萬m3；P=75%年型為5136萬m3；P=50%年型為6843萬m3。

3.生活用水

生活用水主要考慮人、畜用水，按每天消耗定額確定。參考《江蘇省城市生活與公共用水定額》2013年城鎮(zhèn)生活用為180L/d，農(nóng)村生活用水為90L/d，牲畜用水均按20L/d。

2013年灌區(qū)總?cè)丝?.36萬，其中農(nóng)業(yè)人口7.85萬，城鎮(zhèn)人口1.51萬，牲畜7.07萬頭。

綜上，2013年生活用水為616.8萬m3。

4.其他用水

其他用水量主要包括環(huán)境衛(wèi)生、養(yǎng)殖用水等，約為農(nóng)業(yè)用水的6%。2013年用水量為250萬m3。

5.需水總量

現(xiàn)狀年份需水總量見表9。

表9 現(xiàn)狀不同年型需水總量及年內(nèi)分配表 單位：萬m3

五、現(xiàn)狀水資源供需平衡分析

根據(jù)上文可供水量以及各行業(yè)需水量分析，現(xiàn)狀年分在各年型供需平衡過程計算見表10。

表10 供需平衡總表 單位:萬m3

從表10可見，現(xiàn)狀年在平水年不缺水，一般干旱年略有不足，缺231萬m3，特殊干旱年缺水量為1480萬m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到農(nóng)業(yè)水利現(xiàn)代化的要求。

缺水主要是因為耗水量較大的水稻種植面積較大，工程配套率低，跑冒滴漏嚴(yán)重，灌溉水利用以及回歸水利用系數(shù)低，致使水資源得不到有效利用。

六、應(yīng)對措施

目前清浦區(qū)蛇家壩灌區(qū)水資源使用量以農(nóng)業(yè)用水為主，因此應(yīng)從農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉、以及增加水資源可利用量入手，解決水源不足問題。

1.推廣節(jié)水灌溉技術(shù)

清浦區(qū)本身土方為砂壤土，滲透嚴(yán)重，為節(jié)約水資源，應(yīng)對灌區(qū)的主要渠道進(jìn)行防滲處理，同時推廣高效節(jié)水措施，如管道灌溉、微噴灌等措施，提高灌溉水利用系數(shù)，節(jié)約水資源。

2.調(diào)整種植結(jié)構(gòu)

灌區(qū)水稻種植比例較大，水稻是用水大戶，灌區(qū)可因地制宜，在引水困難地塊改變種植結(jié)構(gòu)，種植瓜果、蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物，提高經(jīng)濟(jì)效益的同時減少用水量。

3.維修、加固灌區(qū)配套建筑物

對灌區(qū)內(nèi)引水、退水、蓄水建筑物進(jìn)行加固，加固配套建筑物可以減少跑冒滴漏；加固引水建筑物可以在同等條件下可以增加引用水量；增加蓄水建筑物可以增加地表徑流的攔蓄量，灌水也能增加回歸水的可利用率，已達(dá)到水資源可利用量的提升。

綜上，通過以上種種手段，不僅可以改變蛇家壩灌區(qū)現(xiàn)狀水資源供應(yīng)能力不足的困境，還可以恢復(fù)農(nóng)業(yè)灌溉面積，提高作物產(chǎn)量■