黑崗口引黃灌區(qū)水資源平衡分析

王志娟

（開封市城區(qū)黑崗口引黃管理處，河南 開封 475002）

1 概況

黑崗口引黃灌區(qū)是河南省的一個中型灌區(qū)，坐落于黃河南岸，環(huán)抱“東京汴梁”開封城。黃河開封段高于地面的地勢，為當?shù)匕l(fā)展引黃灌溉提供了得天獨厚的條件。

2 灌區(qū)水資源總量

2.1 地表水資源

地表水資源即多年平均天然河川徑流量，其特點是地區(qū)分布不均勻，年內季節(jié)變化顯著和年際幅度大。全灌區(qū)多年平均地表水資源量經(jīng)計算為1575.69 萬m3。

2.2 地下水資源

地下水資源量是指逐年得到更新補充的淺層地下水量，其年際變化相對比較穩(wěn)定，季節(jié)性調節(jié)能力強，在枯水期可以對農業(yè)和農村生活用水發(fā)揮補充調節(jié)作用。該灌區(qū)以降雨補給地下水為主，其次是渠道灌溉入滲補給、河道徑流水側補給和黃河側滲補給為輔。經(jīng)分析計算，平水年（P=50%）全灌區(qū)地下水資源量為2882.60 萬m3。

2.3 黃河水資源

據(jù)黃河夾河灘水文站2006-2019年實測資料統(tǒng)計，年均來水量277.60 億m3，其中年汛期來水量151.71 億m3，年非汛期來水量125.87 億m3。

綜上所述，灌區(qū)年水資源總量為126.32 億m3。

3 灌區(qū)現(xiàn)狀水資源可用水量

3.1 地表水資源可利用量

灌區(qū)位于黃淮海平原，境內主要惠濟河、馬家河等有8條平原型河道，根據(jù)對河流徑流的特性分析，按照惠濟河大王廟站典型年的分析計算，6-9月為區(qū)內每年主汛期。具體可利用量見表1、表2。

表1 主要控制站地表水可利用量表 單位：萬m3

表2 水資源分區(qū)地表水可利用量表 單位：萬m3

經(jīng)計算地表水資源量為1575.70 萬m3。根據(jù)惠濟河區(qū)地表水資源可利用模數(shù)，灌區(qū)地表水資源可利用量為474.30 萬m3。

3.2 地下水資源可開采量

根據(jù)《開封市水資源公報》，結合目前灌區(qū)地下水開采現(xiàn)狀，以采補平衡為控制標準。灌區(qū)位于黃淮海沖積平原區(qū)，有較粗的含水層顆粒，開采容易，可開采系數(shù)取0.85。經(jīng)分析，平均地下水可開采量為2450.20 萬m3。

3.3 灌區(qū)現(xiàn)狀引黃水量

水利部黃河水利委員會對黑崗口引黃渠首閘管理處取水許可批準年取水量為18379萬m3，生活、工業(yè)、農業(yè)取水指標分別為5000萬m3、6379萬m3和7000萬m3。根據(jù)黑崗口渠首閘管理處提供的資料，灌區(qū)近3年平均引黃水量為14283.63 萬m3，其中自流引水8217.45 萬m3，臨時泵站提水6066.18 萬m3，居民生活、工業(yè)、農業(yè)引黃量見表3。

表3 灌區(qū)現(xiàn)狀引黃水量表 單位：萬m3

綜上所述，灌區(qū)年現(xiàn)狀水資源可用水量為17207.81 萬m3。

4 灌區(qū)現(xiàn)狀需水量

4.1 農業(yè)需水量

根據(jù)第三次全國土地普查結果，灌區(qū)土地開發(fā)利用如下表4。

表4 灌區(qū)土地開發(fā)利用概況表 單位：萬hm2

作物種植比例根據(jù)當?shù)卣霓r業(yè)發(fā)展計劃和農民耕作傳統(tǒng)習慣，經(jīng)調查分析見表5。

表5 某引黃灌區(qū)作物種植比例表

根據(jù)鄰近灌區(qū)灌溉定額資料、《農業(yè)用水定額》，灌區(qū)位于Ⅱ1區(qū)，灌溉保證率為50%。確定灌區(qū)各代表作物灌溉定額見表6。

表6 黑崗口引黃灌區(qū)灌溉定額選用成果表

黑崗口引黃灌區(qū)現(xiàn)狀渠系水利用系數(shù)為0.55，灌溉水有效利用系數(shù)為0.51 ；計算出綜合毛灌溉定額：水稻區(qū)30.81m3/hm2、旱作區(qū)27.18m3/hm2。

灌區(qū)有效灌溉面積0.76 萬hm2；現(xiàn)狀年灌溉需水量為5150.38 萬m3，推算到1.05 萬hm2，年毛灌溉需水量6908.25 萬m3。

4.2 工業(yè)、生活、生態(tài)環(huán)境需水量

由于灌區(qū)涉及的行政區(qū)域較多，區(qū)域內涉及的工業(yè)、居民生活、生態(tài)環(huán)境用水過程復雜，用水量無法一一測算，采用近3年工業(yè)、生活、生態(tài)環(huán)境年均用水總量作為其需水量測算；近3年工業(yè)、居民生活、生態(tài)環(huán)境平均需水量為分別為5911.82 萬m3、3472.02 萬m3、243.60 萬m3。

綜合農業(yè)、工業(yè)、生活及生態(tài)環(huán)境需水量，現(xiàn)狀灌區(qū)需水量為16535.69 萬m3。

4.3 現(xiàn)狀水量供需平衡分析

某引黃灌區(qū)是井、渠結合形式的灌區(qū)，井灌控制地下水位上升，以灌溉補充地下水源的不足，近3年灌區(qū)年均引黃水量為14283.63 萬m3（含臨時泵站提水6066.18 萬m3），其水量供需平衡分析見表7；不考慮臨時泵站提水，灌區(qū)可供水量為11141.95 萬m3，見表8。

表7 灌區(qū)現(xiàn)狀水量供需平衡表（含臨時泵站提水）

表8 灌區(qū)現(xiàn)狀水量供需平衡表（不含臨時泵站提水）

經(jīng)水資源平衡分析得出，考慮臨時泵站提水時，現(xiàn)狀水利工程可供水量大于現(xiàn)狀需水量，滿足需水要求；不考慮臨時泵站提水時，現(xiàn)狀水利工程可供水量小于現(xiàn)狀需水量，不滿足需水要求。亟需對灌區(qū)進行續(xù)建配套與節(jié)水改造建設。

5 項目建成后水平衡分析

5.1 引黃水量

根據(jù)近3年引黃水量資料，渠首閘自流引黃量為8217.45 萬m3；在總干渠渠首黃河堤內擬建一處浮塢泵站，設計年可提水10161.55 萬m3；合計年引黃量18379.00 萬m3。

5.2 灌區(qū)需水量預測

5.2.1 農業(yè)灌溉用需水量

項目實施后，項目區(qū)內水稻區(qū)0.59 萬hm2、旱作區(qū)0.46 萬hm2都能得到充分的灌溉。渠系水利用系數(shù)達到0.65 ，灌溉水有效利用系數(shù)達到0.60 ，計算綜合毛灌溉定額：水稻區(qū)34.79m3/hm2、旱作區(qū)23m3/hm2；年毛灌溉需水量為7005萬m3。

5.2.2 工業(yè)需水量預測

工業(yè)用水采用萬元工業(yè)增加值計算，根據(jù)開封市2019年統(tǒng)計年鑒及開封市2018年水資源公報，萬元工業(yè)增加值基準年需水量為25.60m3，預測2025年工業(yè)增加值增長率為6%、18.30m3用水量可增加萬元工業(yè)值，工業(yè)需水量為6354萬m3。

5.2.3 生活需水量預測

結合開封市所處宏觀發(fā)展背景，考慮到“鄭汴同城”的施行成效，根據(jù)開封城市發(fā)展水平及近幾年來的生活用水情況分析可知，近年來開封市區(qū)生活需水定額呈現(xiàn)緩慢增長趨勢。綜合考慮開封市城市定位、發(fā)展目標等，預測2025年居民生活年需水量4904萬m3。

5.2.4 生態(tài)環(huán)境需水量預測

生態(tài)環(huán)境需水量據(jù)近3a平均年生態(tài)用水量按人口比例計算，預測2025年生態(tài)環(huán)境需水量為272萬m3，全部來源于地表水。

5.3 項目建成后水量供需平衡分析

項目實施后至2025年灌區(qū)內引黃水量平衡成果見表9；灌區(qū)水量平衡成果見表10。

表1 飲水安全投入的效益表

表9 灌區(qū)引黃水量平衡表

表10 灌區(qū)水量平衡表

項目實施后，到2025年灌區(qū)可供水量提高到21303萬m3，灌區(qū)需水量（P=50%時）為18535萬m3，可供水量滿足需水量，還富余水量2768萬m3。

6 結語

現(xiàn)狀土地資源滿足發(fā)展多種農作物種植和農業(yè)產(chǎn)業(yè)結構調整的需要，工程建設有較大的潛力。通過灌區(qū)現(xiàn)狀及預測的水量平衡分析，灌區(qū)自流引水滿足不了現(xiàn)狀需水要求，需要對灌區(qū)進行續(xù)建配套與節(jié)水改造建設后，可滿足灌區(qū)用水需求，促進社會經(jīng)濟發(fā)展。