劉新莊

（山脈科技股份有限公司，陜西 西安710065）

1 引言

糧食是人類生活必不可少的資源，對作物區(qū)改、擴建，可以在一定程度上提高農(nóng)作物產(chǎn)量，增加當(dāng)?shù)剞r(nóng)民收入，維持社會穩(wěn)定，促進經(jīng)濟飛速發(fā)展［1-3］。水資源是限制農(nóng)業(yè)發(fā)展的一大因素，灌區(qū)水資源分析可為灌區(qū)規(guī)劃合理性分析提供參考。只有足夠量的水資源，灌區(qū)改、擴建工程建設(shè)才能成為可能。灌區(qū)水資源平衡分析，需要收集大量的資料，獲取當(dāng)?shù)亟涤炅?、徑流量等參?shù)［4-6］。

2 項目區(qū)水源概況

項目區(qū)供水主要是地表水、地下水、回歸水以及現(xiàn)狀工程翻水站的翻引水量，需水主要是農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水及鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村生活用水和生態(tài)環(huán)境用水等。新增千億斤糧食產(chǎn)能規(guī)劃區(qū)位于睢寧縣嵐山鎮(zhèn)、官山鎮(zhèn)、邱集鎮(zhèn)，這三個鎮(zhèn)位于徐沙河及新龍河沿線，地表水通過徐沙河、新龍河沿線的沙集閘、凌城閘、魯廟閘、高集閘、朱西閘等水閘節(jié)制灌溉，外來水水源主要通過沙集站、凌城站翻引徐洪河水進入項目區(qū)，因此項目區(qū)水源有保障。

3 現(xiàn)狀水資源平衡分析

3.1 灌區(qū)水資源概況

（1）降水量

根據(jù)睢寧縣氣象站1951年～2014年連續(xù)降雨資料統(tǒng)計，年降水量在568.4 mm～1360 mm之間，平均降水量869 mm。降水集中在每年6月～9月，與作物生長期一致。汛期降水量在289 mm～1012 mm之間。

（2）徑流量

根據(jù)64年實測資料，徑流量在110 mm～663.2 mm之間，多年平均徑流量為223 mm。汛期徑流量在77 mm～586 mm之間，平均徑流量為190 mm。

（3）蒸發(fā)量

項目區(qū)多年水面蒸發(fā)量898.1 mm～1371.6 mm之間，平均蒸發(fā)量為1043.3 mm。

3.2 灌區(qū)水資源供需平衡分析

3.2.1 水平年、代表年（典型年）的確定

根據(jù)睢寧縣國民經(jīng)濟、社會發(fā)展規(guī)劃，選定現(xiàn)狀、規(guī)劃水平年為2015年、2020年。

根據(jù)降雨資料計算并適線，見表1。不同保證率設(shè)計雨量、徑流量見表2。各種代表年的降雨量、徑流量見表3。

表1 降雨徑流統(tǒng)計參數(shù)

表2 設(shè)計雨量、徑流量成果

表3 各種代表年雨量、徑流量統(tǒng)計表

3.2.2 水資源利用量計算

水資源包括當(dāng)?shù)氐乇硭?、地下水及可以利用的上游來水量?/p>

（1）當(dāng)?shù)氐乇硭Y源可利用量

地表水資源量是工程流域水資源的地表徑流量，不同保證率地表水資源見表5。此次新增千億斤糧食產(chǎn)能規(guī)劃區(qū)屬于平原地區(qū)，徑流調(diào)蓄能力差。

由于本項目區(qū)屬平原地區(qū)，對徑流的調(diào)蓄能力較低，需考慮徑流可利用率的影響。項目區(qū)土壤保水性差，保證率50%、75%、85%的徑流可利用率分別為0.35、0.40、0.46。隨著項目區(qū)節(jié)水配套改造工程的實施，徑流可利用率逐步提高，2020年保證率50%、75%、85%的徑流可利用率分別為0.45、0.50、0.55。不同保證率徑流計算見表4。

表4 各種保證率的地表徑流計算成果

（2）過境水可利用量

過境水量是項目區(qū)的主要水資源，本項目區(qū)主要調(diào)引徐洪河水，可利用過境水量，見表5。

表5 項目區(qū)過境水可利用量表

（3）水資源可利用總量計算

獲取地表水、地下水資源可利用量后，扣除重復(fù)水量，即得水資源可利用總量，計算結(jié)果見表6。

表6 水資源可供水總量統(tǒng)計表 單位：萬m3

3.2.3 需水量計算

項目區(qū)用水需求主要分為農(nóng)業(yè)和非農(nóng)業(yè)需水量兩種類型。

（1）農(nóng)業(yè)需水量

農(nóng)業(yè)需水量主要根據(jù)農(nóng)作物種植面積和作物凈灌溉定額確定，經(jīng)計算農(nóng)業(yè)需水量見表7。

表7 2015年農(nóng)業(yè)需水量

（2）非農(nóng)業(yè)用水量

非農(nóng)業(yè)用水量主要為灌區(qū)內(nèi)村鎮(zhèn)居民生活用水、牲畜飲水及生態(tài)用水，單位居民生活用水定額為60 L/d，項目區(qū)現(xiàn)狀人口25010人，現(xiàn)狀人口用水量為0.06×25010×365=54.9萬m3。

牲畜用水量31.4萬m3，生態(tài)用水量為10萬m3，合計非農(nóng)業(yè)用水量41.4萬m3。不同來水頻率、不同水平年非農(nóng)業(yè)用水變化不大，且占總用水量的比重不大，因而不考慮其變化。

3.2.4 水資源供需平衡分析

水資源供需平衡分析應(yīng)考慮各種可利用水量和各項需水量。2015年項目區(qū)水資源供需平衡結(jié)果見表8。表8反映了2015年水平年灌區(qū)可利用水資源的供需平衡關(guān)系，本項目區(qū)當(dāng)?shù)乜衫盟Y源只占需水量的60%左右，其余農(nóng)業(yè)灌溉主要依靠外來水（徐洪河），但外來水受調(diào)度的限制，外來水可利用量會比預(yù)計的需求要少，因而有必要采取節(jié)水措施，盡量節(jié)約寶貴的水資源。

表8 2015年水資源供需平衡

4 改造后水資源平衡分析

4.1 灌區(qū)內(nèi)人口、農(nóng)業(yè)、工業(yè)及畜牧業(yè)發(fā)展預(yù)測

4.1.1 灌區(qū)人口發(fā)展預(yù)測

灌區(qū)現(xiàn)狀總?cè)丝跒?5010人，本地區(qū)人口增長率為3%，預(yù)測2020年灌區(qū)人口為28993人。隨著小城鎮(zhèn)建設(shè)的發(fā)展，鎮(zhèn)村人口的比例將逐年提高，2015年鎮(zhèn)、村人口比例為18%，2020年鎮(zhèn)村人口比例上升到30%，項目區(qū)人口預(yù)測見表9。

表9 項目區(qū)人口發(fā)展預(yù)測

4.1.2 灌區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展預(yù)測

1）作物種植面積發(fā)展預(yù)測

本項目區(qū)設(shè)計灌溉面積2萬畝，隨著經(jīng)濟發(fā)展，農(nóng)業(yè)節(jié)水水平的提高，灌溉用水量有減小趨勢（鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)用水及居民生活用水有增加趨勢）。隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，各種作物的種植比例會有改變，預(yù)測各種作物種植面積見表10。

表10 作物種植面積發(fā)展預(yù)測 單位：萬畝

2）灌溉用水定額預(yù)測

灌溉定額與灌水技術(shù)發(fā)展水平有關(guān)，隨著節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展，灌水定額有減小的趨勢，根據(jù)現(xiàn)狀灌水定額及灌水技術(shù)發(fā)展趨勢，預(yù)測灌區(qū)內(nèi)各種作物灌溉用水定額見表11。

表11 灌區(qū)內(nèi)各種作物灌溉定額預(yù)測 單位：m3/畝

4.2 規(guī)劃年供需水平衡分析

4.2.1 規(guī)劃水平年可供水量預(yù)測

規(guī)劃水平年可供水量見表12。

表12 水資源可供水總量統(tǒng)計 單位：m3

4.2.2 規(guī)劃水平年需水量預(yù)測

（1）農(nóng)業(yè)用水量

目前灌溉水利用系數(shù)約為0.55，通過防滲渠道防滲及發(fā)展管道灌溉等，渠系水利用系數(shù)會逐步提高，2020年項目區(qū)灌溉水利用系達到0.65。各種作物不同水平年灌溉面積及灌溉定額分別見表10和表11。由此計算得各種水平年各保證率情況下的灌溉用水量，見表13。

表13 2020年農(nóng)作物灌溉用水量預(yù)測 單位：萬m3

（2）非農(nóng)業(yè)用水量

非農(nóng)業(yè)用水量主要為灌區(qū)內(nèi)村鎮(zhèn)居民生活用水、牲畜飲水及生態(tài)用水，據(jù)調(diào)查本項目區(qū)無工業(yè)用水量。單位居民生活用水定額為60 L/d，睢寧縣人口增長率取1.003，項目區(qū)現(xiàn)狀人口25010人，規(guī)劃水平年人口28993人，規(guī)劃人口用水量為0.06×28993×365=63.5萬m3。

預(yù)測牲畜用水量20.4萬m3，生態(tài)用水為5萬m3，合計非農(nóng)業(yè)用水量88.9萬m3。不同來水頻率、不同水平年非農(nóng)業(yè)用水變化不大，且占總用水量的比重不大，因而不考慮其變化。

4.2.3 規(guī)劃年水資源供需分析

2020年灌區(qū)供需水量平衡分析見表14。

表14 2020年水資源供需平衡 單位：萬m3

計算結(jié)果表明，在實行了灌區(qū)改造和推行了節(jié)水灌溉后，50%、75%年型不缺水；85%年型基本平衡，在確保居民生活用水的前提下，增加河道預(yù)蓄水量及地下水開采量，適當(dāng)壓縮農(nóng)業(yè)用水，以解決水資源供需矛盾。

5 結(jié)論

通過大量資料的收集分析，分析了現(xiàn)狀年2015年和規(guī)劃年2020年項目區(qū)水資源供需平衡?，F(xiàn)狀年項目區(qū)可供水量僅為需水量的60%，用水供給靠徐沙河調(diào)度，但外來水調(diào)度往往受限；因此，必須采取節(jié)水改造措施提高水資源利用率。改造后，規(guī)劃年2020年水資源利用效率提升，農(nóng)作物種植面積增加，在保證率P=50%、75%情況下不缺水，85%條件下需要節(jié)約農(nóng)業(yè)用水，以緩解用水矛盾。