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        大型灌區(qū)水源供需關系分析

        2022-09-21 13:07:52魏福權
        黑龍江水利科技 2022年8期
        關鍵詞:需水需水量用水量

        魏福權

        (龍江縣農業(yè)綜合服務中心,黑龍江 龍江 161100)

        1 工程概況

        涇惠渠灌區(qū)位于渭河流域中上游,灌區(qū)規(guī)模為大型。灌區(qū)來水為渭河支流的涇河自流引水,東西長約70km,南北寬約20km,總面積約1180km2[1]。灌區(qū)設計灌溉面積145.3萬畝。灌區(qū)渠系分布見圖1。

        圖1 涇惠渠灌區(qū)河流渠系分布圖

        2 水資源供需分析

        2.1 供水結構分析

        灌區(qū)供水水源為地表水和地下水,年引水量約3.5億m3,年際間有起伏變化。1981-2010年間涇河徑流量與灌區(qū)引水量如圖2所示[2]。

        圖2 1981-2010年涇河徑流量和灌區(qū)引水量關系圖

        2.2 用水結構分析

        灌區(qū)用水包括生產用水、生態(tài)用水和生活用水三類[3]。

        1)生產用水:

        農業(yè)用水主要是灌溉用水,多年平均用水總量為2.51億m3,其中冬小麥、夏玉米分別為1.95、0.56億m3。農業(yè)用水關系變化見圖3,由圖可知1996-2005年間的灌溉用水量年際總體相差不大,單體農作物需水差距顯著。

        2)生活用水:

        根據用水定額計算灌區(qū)內生活用水量,農業(yè)、城鎮(zhèn)生活用水為0.48m3、0.16 m3,總用水量在0.64 m3左右。

        3)生態(tài)用水:

        生態(tài)用水根據灌區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的具體需水量指標確定。

        總供水量包括農灌地表、農灌地下和生活用水量,年具體分布見圖4。多年平均總供給水量4.3億m3左右,總供水量逐年升降交替出現(xiàn),因人口增長、經濟發(fā)展、節(jié)水水平不高等因素影響,灌區(qū)的水資源不足,需求關系不平衡。

        圖3 主要糧食作物年用水量變化圖

        圖4 灌區(qū)供水量各要素分布關系圖

        3 需水預測與潛在危機分析

        3.1 水平年選取

        結合涇河張家山站的水文資料,選取2010年為現(xiàn)狀水平年,2020、2030年為近、遠期規(guī)劃水平年[4]。

        3.2 需水預測

        1)農業(yè)需水量:

        采用定額法的表達式如下[5]:

        (1)

        Qi=Mi×qi

        (2)

        式中:Q為總需水量;Mi為灌溉面積;η為水利用系數;i為作物類型;qi為凈灌溉定額。

        不同水平年下的50%、75%灌溉頻率農灌需水量結果見表1。

        表1 不同水平年農灌需水量 萬m3

        由上表可知,50%頻率的灌溉需水量水平年至近期年下降顯著,降幅達20.8%,75%頻率降幅為18.1%;近期年至遠期年的降幅較小,僅為2.4%左右,總體農業(yè)需水量逐年下降。

        2)生活需水量:

        生活需水計算式為:

        W=P×K

        (3)

        式中:W為需水總量;P為總人口;K為需水定額。

        灌區(qū)規(guī)劃水平年生物數量及城鎮(zhèn)化率見圖5,不同水平年生活需水量結果如表2所示。

        圖5 不同規(guī)劃年生物數量及城鎮(zhèn)化率

        表2 不同水平年的灌區(qū)生活需水量

        由表可知,現(xiàn)狀水平年的生活需水量為3787.6萬m3,近遠期水平年較現(xiàn)狀水平年增長25.3%、55.6%,總體生活用水需求逐年增長。

        3)總需水量:

        統(tǒng)計各水平年的需水量得總需水量如表3所示。

        表3 不同水平年總需水量 萬m3

        由表3可知,近遠期水平年的總需水量基本相同,與現(xiàn)狀年相比降低16.9%,分析認為現(xiàn)狀年后節(jié)水技術的推廣使用,水資源利用率不高得到改善,但與供水總量相比,未來灌區(qū)的總需水量依然較大。

        3.3 水資源潛在危機分析

        根據現(xiàn)狀年供水能力顯然不能滿足近遠期水平年的需水總量,對比結果見圖3。

        圖3 現(xiàn)狀供水能力下近遠期水平年的供需平衡

        由圖可知,50%、75%頻率時近遠期水平年水資源總量缺口近1億、2億m3。隨著涇河水源來水減少,以及人類生產生活造成的地下水超采、擠占生態(tài)用水等,水源供給能力形勢嚴峻。綜合認為,灌區(qū)內提高水資源利用率,更為科學的生產生活用水,推廣普及節(jié)水灌溉技術等措施已顯得非常重要。

        4 結 論

        根據涇惠渠灌區(qū)近50a水文資料,基于灌區(qū)需水結構分析計算未來需水量,評價水資源供需平衡。結果表明,農灌作為灌區(qū)主要需水點,在水資源平衡中至關重要;未來灌區(qū)水資源供需關系矛盾突出,節(jié)水技術的應用普及、限制人類超采擠占等活動對于緩解水資源不足、提升灌區(qū)水生態(tài)環(huán)境平衡意義重大。

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