合陽縣水利灌溉項目水資源供需平衡分析

2023-09-06 01:45:54侯秀明

水利科學與寒區工程 2023年8期

侯秀明

(合陽縣水土保持和移民工作中心，陜西渭南 715300)

合陽縣地處渭北旱塬區，水資源較緊缺。為了增強農業灌溉抗旱能力，合理確定水利灌溉工程建設，需對灌溉項目水資源供需情況進行分析論證。

1 概況

合陽縣農田水利灌溉項目涉及甘井鎮、百良鎮、坊鎮、洽川鎮4個鄉鎮32個行政村，主要集中于縣域中東北部。項目區總人口4.29萬人[1]，耕地面積6583.29萬hm2。區內主要為黃土臺塬區，橫跨一、二級臺塬，黃土溝壑區及沿黃川道，主要糧食作物有小麥、玉米，經濟作物以蘋果、紅提葡萄、設施蔬菜種植為主。基準年2021年糧食作物種植面積為4326.67 hm2，主要糧食作物產量4290 kg/hm2，糧食總產量2.27萬t，農業總產值4935萬元，農民人均年純收入4500元左右。區內多年平均降水量528.2 mm，主要降水集中在7—9月內，約占全年降水量的56.8%，降水不均，干旱少雨是影響本區農業發展的主要制約因素[2]。

2 項目區水資源開發利用情況

根據水源及現有灌區布局，設計年2023年度項目分6個項目片區組織實施。項目區地處渭北黃土臺塬區，區內地勢西北高，東南低，地面平均海拔560～960 m。

合陽縣水利灌溉項目實施高效節水灌溉面積1620.81hm2，全部為原有灌溉工程渠灌面積內設施面積。項目區糧食作物以小麥、玉米種植為主，經濟作物以蘋果、紅提葡萄種植為主，2021年灌溉水利用系數0.48。

項目區地表水有金水溝、徐水溝，2條河流均發源于縣西北部的黃龍山系，在縣東部匯入黃河。金水溝發源于黃龍山系梁山右谷，是黃河一級支流，全長70.1 km，流域面積521.3 km2，多年平均徑流量2605萬m3，屬季節性河流，常流量0.10～0.30 m3/s。徐水溝發源于黃龍山磨鐮石大溝，是黃河一級支流，河道全長33.0 km，流域面積223.0 km2，常流量0.20～0.35 m3/s，多年平均徑流量3800萬m3。金水溝中上游建有白家河水庫，徐水溝及其支溝上有水庫3座，分別為紅旗水庫、東風水庫和百良水庫，4座水庫總庫容1433.34萬m3，興利庫容823萬m3，年可供水量為1386萬m3。依托4座水庫水源，建有抽水站4座，分別為白家河水庫抽水站、紅旗水庫靈井抽水站、東風水庫抽水站、百良水庫抽水站，抽水站總裝機905 kW，流量1792 m3/h。

項目區地下水包括北部山前洪積裙富水區，涉及項目區甘井鎮，該區地下水含水層為下中更新統洪積砂礫石及黃土狀土潛水，含水層厚33～74 m，地下水埋深20～50 m，降深15～35 m，單井涌水量15～30 m3/h，區內井深為80～200 m，為全縣的井灌區，地下水資源量1759萬m3，年可開采量414.40萬m3。本區涉及項目村共有已成機井22眼，機井年供水能力為106萬m3，機井涵蓋供水人口0.58萬人。

涉及洽川鎮項目區地下水含水巖性為全新統沖積砂，砂礫石及“380”奧灰巖溶裂隙水組，水位埋深5～15 m，水量豐富，降深5 m，不考慮“380”巖溶水，該區地下水資源量734.50萬m3，可開采量550.80萬m3。本區涉及項目村共有已成機井15眼，機井年供水能力為158萬m3，機井涵蓋供水人口0.54萬人。

3 項目區需水量分析

3.1 作物種植與灌溉制度

項目區內主要種植作物以小麥、玉米、果樹為主，復種指數135%，糧經比6∶4。考慮改進作物的灌溉技術，采用非充分灌溉制度，減少灌溉水量在輸往田間過程中的損失及水分在農田中的深層滲漏，減小農作物的騰發量，達到節水增產的效果。

參考省內節水灌區的作物灌水定額，對比工程實施前、后灌區用水量變化情況，在p=75%時，2021年小麥、玉米、秋雜的凈灌溉定額分別為3900 m3/hm2、3750 m3/hm2、2505 m3/hm2，果樹的凈灌溉定額為4215 m3/hm2，灌溉水利用系數為0.48；項目區作物灌溉制度見表1。2023年項目區作物種植內容、種植比例、灌水時間、天數、綜合凈灌溉定額均和現在渠灌時間一樣，只不過灌溉方式為滴灌。小麥、玉米、秋雜的凈灌溉定額分別為2205 m3/hm2、2115 m3/hm2、1410 m3/hm2，果樹的凈灌溉定額為1462.5 m3/hm2。設計年2023年灌溉水利用系數管灌取0.85，滴灌取0.90，滴灌凈灌溉定額乘以折減系數0.65。

表1 合陽縣水利灌區現狀年2021年灌溉制度(p=75%)

3.2 灌溉需水量

本次涉及灌溉面積1620.81 hm2，2021年全為渠道灌溉。作物復種指數1.35，按照作物種植比例，可知不同作物種植面積分別為小麥種植面積為589.96 hm2，玉米種植面積為426.88 hm2，秋雜種植面積為73.37 hm2，果樹533.60 hm2。

從節省水資源出發，灌區按節水灌溉設計。通過實施高效節水灌溉后，把原有的部分渠道灌溉改造為高效節水灌溉，面積為1620.81 hm2，其中管灌面積1087.21 hm2(糧食作物)，微灌面積533.60 hm2(經濟作物)。

根據灌區灌溉制度，在p=75%設計保證率下，2021年項目區年需水總量為632.3萬m3；設計水平2023年項目區年需水總量為308.0萬m3。項目區作物灌溉需水量成果見表2。

表2 項目區灌溉需水量計算成果

3.3 居民生活需水量

依據《陜西省行業用水定額》標準，農村居民生活用水量為15 m3/(人·a)[3]。據調查，項目區工程有供水任務的工程涉及供水人口1.12萬人，均為農村人口，項目區農村居民生活需水量為16.8萬m3。

3.4 牲畜需水量

牲畜用水量按照設計水平年牲畜數量和用水定額確定。根據《陜西省行業用水定額》標準，大牲畜22 L/(頭·d)，小牲畜7.5 L/(頭·d)。已知水源區有供水任務的工程涉及大牲畜1450頭，小牲畜4500頭，項目區牲畜需水量為2.4萬m3。

3.5 項目區總需水量

項目區內無工業用水，總需水量為農業灌溉和居民以及牲畜需水量之和，即2023年總需水量為327.2萬m3。

4 項目區可供水量分析

4.1 地表水可供水量

以地表水為水源的項目包括：白家河水庫高效節水灌溉項目、紅旗水庫靈井高效節水灌溉項目、東風水庫高效節水灌溉項目、百良鎮高效節水灌溉項目，取水方式均為抽水站，涉及水庫4座，水庫總庫容1433.34萬m3，興利庫容823.0萬m3，年可供水量為1386萬m3。水庫泵站設計年供水能力為514.40萬m3，總裝機905 kW。項目區地表水可供水量成果見表3。

表3 項目區地表水可供水量成果

4.2 地下水可供水量

以地下水為水源的項目包括：甘井鎮高效節水灌溉項目、洽川鎮高效節水灌溉項目，取水方式為機井，共有機井37眼，其中甘井鎮22眼，井出水量25～45 m3/h，機井年供水能力106萬m3，實際供水量80萬m3；洽川鎮15眼，井出水量30～80 m3/h，機井年供水能力158萬m3，實際供水量118.5萬m3。結合項目區地下水文地質及機井運行情況，經計算項目區機井年供水能力為264.0萬m3，機井2021年實際供水量為198.5萬m3。

4.3 項目區可供水量

綜合以上分析知，項目區各種水源年可供水量為2351.2萬m3。其中地表水可供水量為1386.0萬m3；地下水可開采量為965.2萬m3，本次工程實際供水能力為778.4萬m3，包括抽水站供水能力為514.4萬m3，機井供水能力264.0萬m3。

5 項目區水土資源平衡分析結論

由以上分析可知，項目區水資源有保障，預測設計水平年2023年項目區需水總量為327.2萬m3，現有工程年供水能力為778.4萬m3，工程供水能力滿足需水要求，只對部分老化工程進行必要改造；同時相對2021年農業灌溉需水量減少用水量324.0萬m3，說明實施高效項目后，節水效果明顯，高效面積灌溉水利用系數可由現狀的0.48提高到0.85左右。同時，項目對推動節水型社會建設，緩解各行業各部門用水矛盾，促進本地區農村經濟發展將起到積極的作用。項目區水資源供需平衡見表4。