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        白龜山灌區(qū)農(nóng)業(yè)水源替代工程理論可行性分析

        2010-01-19 16:23:50潘慶偉河南省白龜山水庫工程管理局
        河南水利與南水北調(diào) 2010年7期
        關(guān)鍵詞:可行性農(nóng)業(yè)工程

        □潘慶偉(河南省白龜山水庫工程管理局)

        白龜山灌區(qū)農(nóng)業(yè)水源替代工程理論可行性分析

        □潘慶偉(河南省白龜山水庫工程管理局)

        隨著社會(huì)與國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,各地區(qū)工業(yè)與城市生活用水量都在逐年增多,許多灌區(qū)都出現(xiàn)了城市工業(yè)生產(chǎn)用水與城市生活用水?dāng)D占農(nóng)業(yè)水源的情況,為了更好地解決灌區(qū)不同用水之間的矛盾,實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水資源的合理利用,需要對(duì)所占用的農(nóng)業(yè)水源實(shí)施替代工程,本文從理論上分析了替代工程實(shí)施的可行性。

        農(nóng)業(yè)水源;替代工程;可行性分析

        一、灌區(qū)概況

        白龜山灌區(qū)位于河南省西南部,緊鄰白龜山水庫下游沙河兩岸,屬淮河流域的沙潁河水系。灌區(qū)始建于1958年,到1970年全部建成,是一座設(shè)計(jì)灌溉面積3.33萬hm2的大(2)型自流灌區(qū)。灌區(qū)開灌以來,已累計(jì)向農(nóng)業(yè)供水40.6億m3,灌溉面積達(dá)34.6萬公頃次,為灌區(qū)內(nèi)的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。

        二、農(nóng)業(yè)水源占用原因

        白龜山水庫是一座以防洪為主,兼顧農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)和城市用水綜合利用的大(2)型年調(diào)節(jié)半平原水庫,水庫總庫容為9.22億m3,興利庫容為2.46m3。近些年,隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,工業(yè)與城市生活用水量逐年增多,與農(nóng)業(yè)用水形成極大矛盾。2005年9月,《平頂山電廠2×200MW熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)改造工程水資源論證報(bào)告》通過了專家評(píng)審,原則上同意了電廠占用白龜山水庫農(nóng)業(yè)用水660萬m3的請(qǐng)求。但同時(shí)要求電廠根據(jù)水利部、財(cái)政部、國家計(jì)委《占用農(nóng)業(yè)灌溉水源灌排工程設(shè)施補(bǔ)償辦法》的規(guī)定給予灌區(qū)補(bǔ)償。白龜山灌區(qū)根據(jù)以上精神,本著灌區(qū)群眾利益不受損害的原則,擬決定實(shí)施替代工程方案,達(dá)到年節(jié)約660萬m3水量目標(biāo),確保灌區(qū)的灌溉面積不受影響。

        三、農(nóng)業(yè)水源替代方案

        近些年,隨著科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步,灌區(qū)節(jié)水技術(shù)也不斷得到發(fā)展改善,出現(xiàn)了許多節(jié)水的新措施、新材料??v觀國內(nèi)外節(jié)水技術(shù)發(fā)展情況,現(xiàn)階段發(fā)展比較完善成熟的節(jié)水技術(shù)主要有渠道防滲技術(shù)、管道輸水灌溉技術(shù)、噴微灌技術(shù)等。采用這些措施都能達(dá)到節(jié)約用水,提高水利用率的目的。但考慮到資金投入及項(xiàng)目實(shí)施方面的諸多因素,白龜山灌區(qū)經(jīng)過多方面比較分析,替代工程方案擬采用對(duì)南干渠上游段進(jìn)行全斷面混凝土襯砌,以減少干渠滲漏量,實(shí)現(xiàn)年節(jié)約用水660萬m3的目標(biāo)。

        四、替代方案理論可行性分析

        (一)渠道滲漏量計(jì)算

        1.根據(jù)維杰爾尼可夫公式,每千米渠道滲漏量為:

        式中:S為每公里渠道上的輸水損失量(m3/s/km);B為渠道水面寬度(m);h為渠道水深(m);2ki為第一類完全橢圓積分的比值,見表 2;Kφ為滲透系數(shù)(m/T),見表 1。

        表1 滲透系數(shù)Kφ值表

        表2 2ki值表

        白龜山南干渠渠道土質(zhì)為砂壤土,渠道水面寬度為15.76m,渠道水深為 1.92m,渠道寬深比為8,由此查表可知kφ=0.7m/t;2ki=3.0。

        則有 S=0.0116(15.76+1.92×3.0)×0.7=0.175m3/s/km

        2.根據(jù)吉爾什坎公式,每千米渠道滲漏量為:

        式中:Kφ同上,Q凈為渠道凈流量。

        則有 S=0.063×0.7×201/2=0.197(m3/s/km)

        3.根據(jù)考斯加可夫公式,每千米渠道滲漏量為:

        式中:L為渠道長度(km);A、m為分別為系數(shù)和指數(shù),見表3;Q凈為渠道凈流量。

        表 3A、m值表

        則有 S=3.4×201-0.5/100=0.152(m3/s/km)

        以上3種方法,由于所取參數(shù)不同,所算出的渠道每千米滲漏量有所出入,但差別不大,為所算的值更接近于本灌區(qū)的實(shí)際情況,取3種結(jié)果的加權(quán)平均作為南干渠的滲漏量。

        (二)渠道混凝土襯砌后減少的滲漏量計(jì)算

        根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式,渠道混凝土襯砌后減少的滲漏量可按下式估算:

        式中:St為襯砌后每千米渠道減少的滲漏量 (m3/s/km);S為未采取防滲措施的每千米渠道滲漏量(m3/s/km);

        則有 St=0.8×0.175=0.14(m3/s/km)

        (三)減少660萬m3滲漏量需襯砌的渠道長度

        白龜山南灌區(qū)設(shè)計(jì)年灌溉天數(shù)為50T,每千米渠道每年共節(jié)約水量為0.14×86400×50=604800m3,所以需要襯砌的渠道長度為:

        五、結(jié)語

        由以上計(jì)算可以得出,通過對(duì)渠道進(jìn)行混凝土襯砌,減少渠道灌溉期間的滲漏損失,從而實(shí)現(xiàn)年節(jié)水660萬m3的目標(biāo)在理論上是切實(shí)可行的。農(nóng)業(yè)水源替代工程項(xiàng)目在白龜山灌區(qū)的順利實(shí)施,將為省內(nèi)其它灌區(qū)解決類似問題,緩解灌區(qū)各種用水之間的矛盾,提供一定可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

        潘慶偉(1969-),男,工程師,河南省白龜山水庫管理局灌溉管理處從事工程管理工作。

        2010-06-10

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