龍潭中型灌區灌溉水量平衡分析

杜曉麗

(渤海工程項目管理有限公司，遼寧 朝陽 122000)

1 灌區概況

2 區域水文氣象條件

2.1 氣象

灌區屬干旱、半干旱大陸性氣候帶，常受蒙古高原大風的侵襲，干旱現象嚴重。據北票氣象站多年資料統計，多年平均年降雨量為444.2 mm，年最大降水量為779.2 mm，年最小降水量為330.7 mm，年際變化較大。降水的年內分配也極不均勻，60%以上的年雨量集中在7-8月內。

多年平均蒸發量為2 262.1 mm(20 mm蒸發皿)。年最大蒸發量為2 788.4 mm，年內以5月份蒸發量最大；年最小蒸發量為1 790 mm。多年平均氣溫為8.3℃。最高氣溫為40.7℃，最低氣溫為-26.4℃，極值溫差較大。地溫與之變化成正比，年平均地溫為10.5℃，最高地溫為70.2℃，最低地溫為-36.3℃。多年平均無霜期為146 d。多年平均凍層厚度為1.2 m，最大凍層厚度為1.5 m。

2.2 水文

由于年降水量的不均勻性，直接影響了灌區內地表徑流和地下徑流的季節性變化，尤其以地表徑流量最為顯著。豐、枯季節的河道流量值相差懸殊，體現了干旱、半干旱大陸性氣候帶水文現象的顯著特點。

龍潭水庫及灌區屬于遼寧省西部干旱丘陵少水區，根據《遼寧省水文手冊》查得水庫及灌區的主要水文特征值如表1。

表1 灌區主要水文特征值表

3 灌區可供水源及土地資源開發利用現狀

3.1 灌區可供水源

灌區上游龍潭水庫是位于大凌河Ⅰ級支流顧洞河上游的一座以灌溉為主，兼防洪、發電、養魚等綜合利用的中型水庫。水庫設計正常蓄水位310.1 m，死水位302.8 m，近期進行了除險加固工程建設，目前已投入使用，是該灌區的灌溉水源。灌區節水配套改造設計主要是遵照節水灌溉原則，合理布置農作物種植比例[1]，改造調整部分渠線，增加灌溉面積，充分發揮水庫效益。

3.2 灌區土地資源開發利用

全灌區耕地面積16萬畝，設計灌溉面積5.24萬畝，現實際灌溉面積1.0萬畝。規劃恢復旱田灌溉面積4.24萬畝，使實際灌溉面積達到5.24萬畝。

4 龍潭水庫供水能力計算

4.1 水文基本資料

龍潭水庫流域內無水文測站，僅建有龍潭、溝門子兩處雨量站，建庫后的水位觀測資料也凌亂不全。距水庫最近的水文站是鄰近流域的涼水河站。該站有1960年以來的水文觀測資料。本次水文復核主要依據1998年遼寧省中小河流《設計暴雨洪水計算方法》進行計算，并用龍潭雨量站的降雨資料進行對比，用涼水河站的水文計算成果作參證分析。

4.2 徑流

經對龍潭雨量站1963-1985年的年降水量統計分析，該站多年平均降水量為444.2 mm，與1975年《遼寧水文手冊》中的等值線450 mm相差不大，故本次徑流計算仍依據1975年《遼寧水文手冊》進行計算。

P=50% Kp=0.89 W50%=1 916×0.89=1 705萬 m3

P=75% Kp=0.56 W75%=1 916×0.56=1 073萬 m3

(3)調節系數α=0.82時，水庫來水及月分配計算

水庫多年平均入庫水量為1 916萬 m3，當調節系數為0.82時，調節水量計算見表2。

表2 龍潭水庫不同保證率徑流年內分配表

4.3 水庫損失水量計算

龍潭水庫除險加固后正常高水位為310.1 m，相應庫容為1 100萬 m3。死水位為302.8 m，相應的死庫容為270萬 m3。興利庫容為1 100-270=830萬 m3，以此作為計算水庫水量損失的依據。

由遼寧水文手冊等值線圖查得壩址處的多年平均降水量為X=450 mm，多年平均徑流深Y=95.8 mm，多年平均蒸發量(20 cm口徑)z=2 000 mm,大水體蒸發折減系數K=0.55，則年蒸發損失深度為：

灌區年滲漏損失按中等地質條件取均值h滲=500 mm，年損失深度為h損=h蒸+h滲=745.8+500=1 245.8 mm，蒸發、滲漏計算庫容采用公式：

V計=V墊+0.7V興=270+0.7×830=851萬 m3，V計庫容相應的水庫水面面積為139萬m2。蒸發、滲漏總損失水量W損=139×1.25=174萬 m3

4.4 水庫可利用水量計算

當P=50%時，可利用水量=調節系數為0.82時水庫來水量-水庫損失水量=1 398.1-174=1 224.1萬 m3。

參照龍潭水庫除險加固工程設計計算，凈調節水量為1 086萬 m3。

4.5 龍潭水庫現狀用水量分析

龍潭水庫主要為龍潭中型灌區灌溉，現狀的灌溉面積為1萬畝(玉米占60%，高粱20%,大豆20%)，渠系水利用系數按0. 5計算，結合當地實際灌溉經驗，玉米凈灌溉定額為140 m3/畝，毛灌溉定額為280 m3/畝；高粱凈灌溉定額為140 m3/畝，毛灌溉定額為280 m3/畝；大豆凈灌溉定額為130 m3/畝，毛灌溉定額為260 m3/畝；綜合毛灌溉定額為276 m3/畝，總用水量276萬 m3。灌區現狀需水量276萬m3×5.24萬畝=1 446萬 m3。

5 灌區水量平衡分析

5.1 灌溉制度分析

灌溉制度是指根據作物需水特性和當地氣候、土壤、農業技術及灌溉技術等條件[2-4]，為作物高產及節約用水而制定的適時適量的灌水方案。主要內容包括灌水定額、灌溉定額、灌水時間和灌水次數。根據北票水文站氣象資料及灌區的試驗資料，確定龍潭中型灌區旱田生育期需要兩次灌溉，起止時間分別為4月1日-4月27日和8月10日-8月27日。灌溉作物為旱田，設計保證率為50%，渠系水利用系數按0.65計算，結合當地實際灌溉經驗，玉米凈灌溉定額140 m3/畝，毛灌溉定額215 m3/畝；高粱凈灌溉定額140 m3/畝，毛灌溉定額215 m3/畝；棉花凈灌溉定額130 m3/畝，毛灌溉定額200 m3/畝。詳見表3。

表3 作物灌溉制度表

5.2 水量平衡分析

綜合毛灌水定額：(130×80%+120×20%)/0.65=196.9 m3/畝(0.65為渠系水利用系數)總用水量：196.9×5.24萬畝=1031.8萬 m3。來水量：1 086萬 m3>用水1 031.8萬 m3，即：來水>用水能滿足本灌區的需求。

6 結語

該灌區灌溉作物為旱田，設計保證率為50%，渠系水利用系數按0.65計算，通過以上分析，上游來水量大于用水量，能滿足本灌區的需求。