灌區水資源供需平衡分析的簡便計算方法

楊永濤 崔衛國

（1.寶雞市陳倉區釣渭鎮人民政府 陜西 寶雞 721300；2.寶雞市水利工程建設與管理處 陜西 寶雞 721000）

1 引言

為了響應陜西省政府的號召，積極開展各區縣的“旱能澆、澇能排”高標準農田規劃建設，根據要求，各區（縣）要根據灌區類型，對不同灌區的高標準農田進行規劃，其中水資源平衡分析一節，是規劃展開的基礎，只有通過對水資源供需平衡的正確分析及預測，才能確定規劃的產業結構及建設規模。但是，各灌區單元較小，一般缺乏這部分的相關資料，同時，高標準的任務重、時間緊，因此，尋找出灌區水資源供需平衡分析的簡化方法，是進行高標準農田建設的迫切需求。

灌區供水量的計算和預測、需水量的計算及預測等，每部分的計算均需足夠的基礎資料才能完成，當灌區資料缺乏時，會影響到灌區水量供需平衡分析的進行，為了解決這一困難，本文提供一種辦法，即利用相關資料，通過比例法將區（縣）的水資源綜合評價等相關資料中的水資源資料折算成灌區的水資源資料。

2 灌區水資源供需平衡分析步驟

本文以陜西省寶雞市某灌區高標準農田水資源供需平衡分析為基礎，介紹水資源平衡分析的簡便計算方法，計算內容包括：收集資料、供水量的分析及預測、需水量的分析及預測和灌區水量供需平衡分析。

2.1 收集資料

收集資料是水資源供需平衡分析的基礎工作，應全面收集灌區的相關資料。一般基本資料包括基礎資料和成果資料，詳細內容見表1。

基礎資料應包括現狀及發展、演變趨勢指標等。目前各區縣的水資源供需平衡分析的成果資料較為完整，當灌區缺乏此方面的資料時，可利用區縣的水資源資料作為基礎資料進行分析。

2.2 利用比例法進行灌區內水資源總量計算分析

對灌區內多年平均水資源總量的分析有助于下一步供水量的分析及預測，因此有必要對灌區的水資源總量進行計算。由于灌區現有資料中缺乏水資源總量的計算，可利用比例法將相關資料折算成灌區所需資料，可利用的相關資料包括《區（縣）的水資源綜合評價》，《區（縣）的水資源規劃》，《山東省農作物灌溉定額》等與水資源相關的研究報告和成果，區（縣）相關的水資源研究成果中，已經對歷年的長系列資料進行了分析，整合出在50%、75%、90%頻率下的水資源量。利用現有水資源資料，減少了對灌區的長系列水文資料的分析工作，也省去了選取典型年法的較簡單的分析工作；利用所屬區（縣）的相關資料折算成灌區的水資源資料，有一定的可操作性和根據性，可較為準確的反應灌區的水資源情況。

表1 資料收集詳細內容表

表2 灌區供水設施及供水能力調查內容

收集資料后可利用比例法折算成灌區所需資料。對于灌區多年平均地表水資源量和地下水資源總量的估算，可利用面積比例法進行計算，通過灌區總土地面積和區（縣）的總土地面積之比，估算出灌區地表水、地下水和水資源總量。

2.3 灌區內水資源供水量進行分析及預測

2.3.1 灌區現狀水資源開發利用情況調查評價

灌區內的現狀供水量，由灌區內的現狀供水基礎設施決定，因此需對灌區內的供水基礎設施進行調查統計。供水設施分為地表水源、地下水源和其他水源三類供水工程，調查統計各類水源工程的供水能力和數量，詳細內容見表2。

供水量應根據水源類型進行分類統計，其中地下水供水量僅統計淺層地下水的供水量。根據調查資料，分類統計出灌區現狀的可供水量。一般地表水水源工程和其他水源工程，如水庫、塘壩及引調水、礦井水利用工程等都有明確的可供水量，這部分可供水量容易計算，但灌區的資料不全面時，水井工程的可供水量不易計算，可通過灌區和區（縣）總土地面積的比值將全區（縣）的地下水資源供水量折算成灌區的可供水量。

表3 需水量分析及預測所需指標

2.3.2 灌區在不同水平年下水資源可供水量預測

地表水預測：在基準年的基礎上，根據灌區用戶需水要求，并和區（縣）地表水資源引、調水規劃相結合，共同預測灌區的地表水可供水量。

地下水預測：在基準年的基礎上，利用比例法將區（縣）預測地下水可供水量折算成灌區范圍的地下水可供水量，當預測可供水量大于基準年時，則表明需新增地下水開采工程。

其他水源預測：根據灌區內的污水處理工程和礦井工程等預測水平年可供水量，若缺乏資料，則可利用區（縣）預測其他水源可供水量折算成灌區范圍的其他水源可供水量。

2.4 參照資料對灌區內水資源需水量進行分析及預測

2.4.1 灌區現狀用水情況調查統計

灌區用水量的調查統計應按照三大部分進行，包括生活用水量、生產用水量和生態環境用水量，其中生活用水量包括城鎮居民生活用水和農村居民生活用水；生產用水量包括各類產業的生產用水情況，其中第一產業用水分為農田灌溉和林牧漁業用水，第二產業用水分為工業用水和建筑業用水，其中工業用水應按火（核）電工業、高用水工業和一般工業分別進行統計；生態環境用水包括河道內生態環境用水和河道外生態環境用水。不同類別的用水情況需分別進行統計，且各類別的用水損耗量也需調查，如果缺乏這部分資料，可利用相關資料，計算各類別用水的水利用系數代替即可。

2.4.2 采用比例法參照相關資料計算灌區需水量

現狀年灌區需水量包括三部分：生活用水量、工業用水量、農業用水量和生態環境用水量。

通過灌區城鎮和農村人口與區（縣）城鎮和農村人口的比值，可計算出現狀年灌區的城鎮和農村生活用水量；根據工業、建筑業萬元增加值的比值，可計算出灌區的工業用水量和建筑業用水量；根據河道流域面積、綠化面積、漁業面積的比值，可計算出生態環境用水量、林、漁業用水量。

農田灌溉用水量，則由于灌區的種植比例和全區（縣）的種植比例不同，不能利用比例法進行計算，灌區的具體用水情況，可根據灌溉定額和種植面積進行計算。種植面積已知，需確定灌溉定額，可利用《山東省農作物灌溉定額》（以下簡稱《定額》）選取灌溉定額，能大大減少農田需水量計算的工作量。首先，如果不采用《定額》，則需根據土壤容重和田間持水率等計算作物灌水定額，而且利用此種方法計算出的灌溉定額值比較單一，無法確定出在50%、75%、90%不同的灌水保證率下的灌溉定額，而《定額》的采用正好彌補了這一缺陷，也減少了相應計算的工作量。其次，當灌區種植作物較多時，需先計算出所有作物的綜合灌溉定額，如果采用計算的方法確定每種作物的灌水定額，則需要考慮每種作物的耕地面積和灌水次數，才能確定每種作物的灌溉定額，再通過種植比例計算綜合灌溉定額。例如已知蔬菜的耕地面積，先需確定在這塊土地上，共種了幾茬蔬菜，由此才能確定蔬菜的總灌水次數；當蔬菜種植品種不同時，種植次數也不同，由此造成一些細節計算的繁雜；《定額》的采用只需考慮不同作物的種植比例，即可計算出綜合灌溉定額，方法簡單、準確、省時。

2.4.3 灌區在不同水平年下需水量預測

根據調查資料，對不同水平年的需水量進行分析預測，包括生活需水量、工業需水量及建筑業需水量、農業需水量、林牧漁業需水量、生態環境需水量。需水預測應提出規劃水平年不同年型的需水預測成果，以定額法或者趨勢法為主要方法，分析預測成果。與需水預測有關的經濟社會發展指標應包括人口、國民經濟發展指標、土地利用指標等，其中各項指標詳細內容見表3。

灌區資料中人口自然增長率、城鎮化率、工業發展速度、各項用水系數等方面的資料很少，可以參照區（縣）的資料。通過參照資料，利用人口自然增長率計算出水平年的總人口及城鎮人口和農村人口，進而預測出水平年的生活需水量；同理，參照區（縣）的工業和建筑業發展速度，可以計算出水平年的工業和建筑業萬元增加值，根據定額，可預測出水平年的工業和建筑業需水量；參照《山東省農作物灌溉定額》中各農作物及水果的灌溉定額，結合相應的種植面積，可預測出水平年的農業灌溉需水量；根據林業、牧業、漁業面積比例法，預測出灌區的林、牧、漁業用水量；參照區（縣）的生態環境用水趨勢，利用土地面積比例法預測出灌區的生態環境用水。

2.5 灌區內水資源供需平衡分析

以計算及預測的現狀年和水平年的在不同年型下的供水量和需水量成果為基礎，分析在不同水平年條件下灌區水資源能否滿足灌溉要求，在高標準農田中，若供水量大于需水量，則說明灌區水資源能夠滿足需水要求，此時需從節約用水方面考慮供水措施；若不能滿足，則選取多種方案，分析比較，提出推薦方案。

3 結論

（1）當灌區缺乏水資源資料時，可利用所屬區（縣）的水資源調查、規劃成果，其能較為準確、合理的反應灌區的水資源情況。

（2）利用《農作物灌溉定額》確定不同作物不同水平年的灌溉定額，然后計算水量，能簡化水資源平衡分析工作。

（3）利用比例法將區（縣）水資源折算為灌區的水資源，解決了灌區缺乏資料的難題，對灌區的水資源供需平衡分析有極大的幫助作用。陜西水利