基于三道灌區供需水量平衡分析及灌區水源水質研究

張 鵬

(遼寧江寧招標咨詢服務有限公司，沈陽110003)

1 水 文

三道灌區地處遼河下游，屬暖溫大陸性半濕潤的季風氣候，由于受季風影響，四季分明。受地理位置等因素影響，灌區內降水量在年際間的波動較大，多年平均降水量644.5 mm，年最大降水量1 051 mm，年最小降水量390.7 mm。灌區內徑流量系由降水形成，境內多年平均徑流量957 萬m3。

2 工程地質與水文地質

2.1 工程任務

任務如下:

2.1.1 渠首改造工程

灌區東出口改建1 支渠首段鋼筋混凝土襯砌1處，長40 m;三道灌排站廠房維修;更換電機6 臺，更換配電柜2 臺，更換分柜6 臺，更換變壓器2 臺。

2.1.2 渠道防滲襯砌工程

干渠襯砌長度11 256 m，邊坡和渠底采用混凝土襯砌，襯板下鋪設碎石墊層。

2.1.3 渠系建筑物

改造渠系建筑物13 座，其中:①重建進水閘5座;②重建節制閘5 座;③重建渡槽2 座;④重建農橋1 座［1］。

3 灌區水資源

項目區水資源主要由清河水庫供水(過境水)、區間徑流和地下水量構成。多年平均過境水量為31.6 億m3，項目區多年平均區間徑流量(地表水)為957 萬m3，地下水量為760.6 萬m3，水庫供水為4 982.8 萬m3，區間徑流可利用量為612.2 萬m3。現狀年可供水量為5 595 萬m3。三道灌排站多年平均提水量為5 565 萬m3。具體詳見表1。

表1 三道灌區水資源量表 萬m3

3.1 水源工程供水量(三道灌排站)

三道灌排站為灌區的水源工程，安裝700ZLB－85 型水泵6 臺，配套JSL128－8－155 kW 型電機6臺，總裝機容量930 kW，每臺水泵每小時的流量是0.5 萬m3。

3.2 需水量

3.2.1 灌溉制度

灌溉定額的確定。三道灌區以種植水稻為主，灌溉方式采用淺濕灌溉。灌溉定額采用用水量平衡法確定灌溉制度。

三道灌區多年平均降水量為644.5 mm。4—6月份降水為152.9 mm，占全年雨量的23.7%。

1)育苗期用水量。

育苗期用水量M1=m3/畝。

2)泡田期用水量。

泡田期用水量公式為:

式中:W1為補充的飽和含水量，W1=20 m3/667m2;W2為滲漏水量，W2=30 m3/667m2;W3為田面蒸發水量，W3=22 m3/667m2;W4為插秧田面水層水量。W4=40 m3/667m2。故M2=112 m3/667m2。

3.3 生育期灌溉定額

根據“遼寧省水利水電勘測設計研究院”編制的《遼寧省各種作物灌溉制度分析》確定臺安地區灌溉制度，由于臺安縣與盤山縣地理位置相近，灌溉方式及氣候相似，因此參照盤山灌溉定額，則生育期用水量為M3=6 465 m3/hm2。

3.4 灌溉定額

式中:M 為灌溉定額，m3/667m2;M1為育苗用水量，m3/667m2;M2泡田期需水量，m3/667m2;M3生育期需水量，m3/667m2;故:M=558 m3/667m2。3.4.1 用水模數

用水最大值發生在泡田期:

式中:t 為泡田日數，按 t = 10d 考慮;qmax=0.00013 m3/s·hm2。

3.4.2 灌區灌溉水利用系數

1)灌區現狀灌溉水利用系數。三道灌區主要農業作物為水稻、玉米。灌區降水量比較充沛，一般旱田作物目前尚未進行灌溉，主要灌溉用水是水稻，由于渠道建筑物配套不全，老化失修，造成跑水漏水嚴重，灌溉水利用系數較低，僅為0.50［2］。

2)改造后灌區灌溉水利用系數。項目實施后，對灌區干渠渠道進行襯砌，對其主要建筑物重建、翻修，起到了節水作用，渠系水利用系數由0.50 提高到0.60。

4 灌區用水量及供需水量平衡分析

4.1 現狀水平年水量平衡分析

現狀水平年實際灌溉定額1.674 萬m3/hm2。灌區實灌水田面積3 333.33 hm2，現狀灌溉水毛定額為1.674 萬m3/hm2，需水量為5 580 萬m3。現狀可供水量為5 595 萬m3＞5 580 萬m3，供水滿足要求。現狀水平年水量平衡見表2。

表2 現狀水平年水量平衡成果表 萬m3

4.2 項目實施后灌區水量供需分析

項目實施后，三道灌區提水能力保持不變，為5 595 萬m3/a。

灌區改造后，恢復灌溉面積666.67 hm2，實際灌溉面積4 000 hm2，渠系水利用系數由0.50 上升至0.60，水 田 灌 溉 定 額 由1.674 萬m3/hm2降 為1.395 萬m3/hm2。預 測 到 2011 年，需 水 量 為5 580 萬m3/a。設計水平年水量平衡見表3。

表3 設計水平年水量平衡成果表 萬m3

由計算結果可知，2011 年三道灌區供水量滿足設計灌溉要求。

5 灌溉水源水質

評價結果為:2006 年水質斷面評價為Ⅴ類水質，超標項目和超標倍數分別為高錳酸鹽指數0.29 倍，化學需氧量0.71 倍，5 d生化需氧量0.17 倍;2007年評價為Ⅳ類水質，超標項目和超標倍數分別為高錳酸鹽指數0.19 倍，化學需氧量0.08 倍，5 d生化需氧量0.18 倍;08 年評價為Ⅳ類水質，超標項目和超標倍數分別為高錳酸鹽指數0.41 倍，5 d生化需氧量0.10 倍;2006—2008 年6—9 月份3 a平均結果評價為Ⅳ類水質，超標項目和超標倍數分別為高錳酸鹽指數0.30 倍，化學需氧量0.15 倍，5 d生化需氧量0.15 倍。主要水質指標對灌溉無影響，三道灌排站斷面遼河水質符合農田灌溉水質要求。

［1］封志明，楊艷昭，劉寶勤.甘肅省農田水分平衡及其時空分布規律［J］.自然資源學報，2005，20(02):188－194.

［2］鄭煜，陳阜，張海林，唐衡.北京市灌溉農田水資源利用效率研究［J］.水土保持研究，2006，13(06):55－57.