嵩山水庫灌區水量供需平衡計算分析

2022-07-30 08:35:46衣曉菲

山東水利 2022年6期

衣曉菲

（臨朐縣嵩山水庫運行維護中心，山東臨朐 262604）

嵩山水庫灌區位于臨朐縣西部，設計灌溉面積5 666.67 hm2，該水庫灌區自1969 年開發建設以來，共建成東、西兩條干渠，總長度55 km，為砌石防滲渠道。建成支渠76 條，總長度120 km，支渠以上建筑物共384 座，現有渠道完好率46%，干支渠建筑物完好率38%，灌溉水利用系數0.45。主要種植作物有小麥、玉米、棉花、油料和蔬菜，平均復種指數175%。渠首引水流量11.0 m3/s。開灌幾十年來，灌區創造了巨大的經濟效益和社會效益，對促進全縣糧食生產安全發揮了重要作用。目前，嵩山水庫干渠經過幾十年運行，工程老化失修，渠道滲漏嚴重，實灌面積萎縮，灌溉水利用系數較低，已影響了工程效益的正常發揮。為此，臨朐縣政府實施了嵩山水庫灌區節水配套改造項目，用以提高灌區水的利用率，促進灌區良性運行。

1 灌區供水量計算

1.1 區間地表水

灌區內流域面積131 km2，多年平均徑流量1 912 萬m3，由于區內河流均為季節河，且區內無攔蓄設施，地表水只能補給地下蓄水量，故在水資源供需平衡表中列為零。

1.2 區內地下水

根據《臨朐縣水資源調查評價與水利區劃報告》提供的資料，區內地下水資源可利用水量為3 500 萬m3。根據現狀，可開采利用水量800 萬m3，但未利用，故在水量平衡分析表中列為零。

1.3 水庫供水量

1）水庫控制流域面積151 km2。根據《山東省水文圖集》查得，地表徑流深225 mm，年徑流總量3 397 萬m3。

2）水庫蒸發損失量。經計算，水庫蒸發水量為230 萬m3。

3）水庫滲漏水量。采用濰坊市水利設計研究院提供的有關資料，結合本水庫地質資料和壩體情況，綜合分析計算，滲漏損失為2 560 萬m3；水庫滲漏損失水量為57.6 萬m3。

4）水庫可供水量。由水庫攔蓄水量減去蒸發量、滲漏量得水庫可供水量為3 109.4 萬m3。灌區內總可利用水量為3 909.4 萬m3。

2 灌區需水量計算

2.1 基本資料

1）降雨資料。根據嵩山水庫灌區所在的位置選用冶源水庫水文站1962—2007 年45 年的降雨資料。

2）灌區內各種作物種植比例及復種指數。通過對灌區內現狀各種作物種植面積調查，冬小麥75%，夏玉米75%，棉花及其它經濟作物25%。旱作物的生育期需水量：冬小麥、夏玉米、棉花均采用冶源灌溉站的實驗成果，其他經濟作物缺少資料相應用棉花代替，見表1。

3）土壤計劃濕潤層深度和土壤田間持水量，允許最大、最小含水率的確定。隨著作物的生長和根系發育，需水量增多，計劃濕潤層也逐漸增加。參照武漢水電學院編制的《農田水利學》和《濰河流域灌區規劃》中采用的數據，按壤土考慮，土壤田間持水量為土壤體積的30%，土壤允許最大含水率采用田間持水率，允許最小含水率采用田間持水率的0.6 倍（玉米在蹲苗期為田間持水率的0.5 倍），作物播種時的起始點土壤含水率按種子發芽的適宜土壤含水率上限考慮，即小麥為田間持水率的85%，玉米、棉花為80%。

4）播前水。土壤的起始含水量是根據播前降雨情況分析確定的，根據《農田水利學》一般在播前20 d 內降雨小于20～30 mm 時，土壤含水量降至作物發芽適宜含水量以下時安排播前灌水，結合本灌區群眾灌水經驗，播前灌水定額：冬小麥每畝40 m3；棉花為點播溝灌，播前水按每畝20 m3；夏玉米一般為麥田套種，根據小麥成熟期土壤含水量情況和玉米發芽適宜土壤含水量，不再安排播前灌水。

2.2 作物歷年灌溉制度

根據上述基本資料，結合灌區群眾豐產灌水經驗和灌溉試驗資料，采用土壤含水率平衡法進行計算，制定各種作物歷年灌溉制度。根據1962—2007 年間45 年的灌溉定額，進行頻率分析，由于1964—1965 年灌水分配過程不利，因此，冬小麥、夏玉米、棉花以1964—1965 年的灌溉制度作為設計灌溉制度。其中冬小麥在返青～拔節和拔節～抽穗兩個階段灌水定額為每畝35 m3，其余冬小麥生育階段和夏玉米、棉花灌水定額均為每畝40 m3。