臺前縣王集和劉樓引黃灌區供需水量平衡預測分析

□王少平（河南省濮陽水文水資源勘測局）

1 灌區概況

1.1 基本情況

王集和劉樓引黃灌區(以下簡稱“王劉灌區”)均位于臺前縣境內。王劉灌區設計灌溉面積為1.46萬hm2，現狀有效灌溉面積為 0.83萬 hm2。

1.2 水資源概況

王劉灌區水資源量采用面積比擬縮放法推求，臺前縣面積393 km2，王劉灌區面積275 km2，縮放系數為0.70。臺前縣1956-2012年多年平均地表水、地下水資源量分別為2603萬m3、6659萬m3，水資源總量7705萬m3。則王劉灌區多年平均地表水、地下水資源量分別為1822萬m3、4661萬m3，水資源總量5393萬 m3。

1.3 社會經濟發展現狀

現狀年2012年王劉灌區總人口16.75萬人，其中：鄉鎮居民3.50萬人、農村居民13.25萬人；生產總值22.49億元，其中一產、二產、三產分別為5.16億元、15.55億元、1.78億元；工業增加值8.35億元；糧食產量13.00萬t，大牲畜0.37萬頭，小牲畜10.21萬頭。

1.4 水利工程現狀及規劃

王劉灌區內無蓄水工程，地表水供水工程為利用黃河水的供水工程，現有劉樓、王集、幸福干渠3條，其中王集、幸福干渠渠首設計引水流量分別為30m3/s、6.00m3/s。灌溉機井有2600眼，取水層位屬淺層地下水。城鎮和農村居民生活供水主要以分散式淺層自備井，少量為深層集中式供水；工業生產水源為自備井。

臺前縣籌建設計能力2.00萬t/d的城區供水工程，水源為黃河水，主要供給老城區、新區及產業集聚區內的居民生活用水，少量供給工業生產用水，以充分利用臺前縣引黃許可取水量，改善當地水資源環境。

2 灌區可供水量預測分析

2.1 當地地表水

臺前縣因境內無水庫、塘堰壩等蓄水工程，調節能力較弱。2001-2012年地表水平均利用率為5.00%，根據水利規劃，預測規劃水平年2015、2020年當地地表水平均利用率分別提高到10%、15%。采用面積比擬縮放法，估算王劉灌區2020年當地地表水資源可利用量為300萬m3/a。

2.2 黃河水可供水量

根據《河南省人民政府關于批轉河南省黃河取水許可總量控制指標細化方案的通知》規定臺前縣黃河干流取水許可指標5400萬m3/a。《中華人民共和國取水許可證取水(國黃)字[2005]第5600號》規定臺前縣與劉灌區引黃指標取水總量為3400萬m3/a。

2.3 淺層地下水可供水量

采用“總補給量減去不可奪取的排泄量作為可開采量”的方法來計算淺層地下水可開采量。全縣淺層地下水埋深均<5m，不可奪取的排泄量包括潛水蒸發量W潛蒸和地下徑流側向排泄量W側排。經分析計算，臺前縣多年平均潛水蒸發量W潛蒸、地下徑流排泄量W側排分別為1528萬m3、55萬m3，淺層地下水可開發利用量為5367萬m3/a，估算王劉灌區淺層地下水資源可利用量為3750萬m3/a。

2.4 深層地下水可供水量

根據《臺前縣農村飲水安全“十二五”規劃》，至2020年全縣深層地下水供水量為440萬m3/a。采用面積比擬縮放法，估算王劉灌區深層地下水可利用量為300萬m3/a。

2.5 王劉灌區可供水量

根據分析計算得，王劉灌區規劃水平年2020年可供水量為7750萬 m3/a。

3 灌區需水量預測分析

3.1 居民生活和工業生產需水量預測

3.1.1 社會經濟發展指標預測

根據2012年灌區經濟社會發展情況和《臺前縣國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》、《臺前縣統計年鑒》等資料，結合王劉灌區實際情況，2012-2020年，人口年均自然增長率為5‰；工業增加值按年均9.00%增長。預測2020年城鎮、農村居民分別為7.25萬人、11.55萬人，大、小牲畜分別為0.50萬頭、12.06萬頭（只），工業增加值16.65億元。

3.1.2 用水指標預測

根據現狀年各項用水指標，結合臺前縣創建節水型社會發展規劃，預測灌區規劃水平年2020年城鎮、農村居民生活用水指標分別為140 L/d·人、70 L/d·人，大、小牲畜用水指標分別為35 L/d·頭、15 L/d·頭，萬元工業增加值用水量 30m3。

3.1.3 需水量預測

預測得2020年灌區居民生活和工業用水量1238萬m3，其中城鎮、農村居民生活需水量分別為371萬m3、295萬m3；大、小牲畜需水量分別為6.00萬m3、66.00萬m3；工業生產需水量500萬 m3。

3.2 農業灌溉需水量分析

3.2.1 農業種植結構

根據《臺前縣王集引黃灌區骨干工程續建配套與節水改造可行性研究報告》和《河南省濮陽市臺前縣農業綜合開發滿莊(劉樓)中型灌區節水配套改造項目可行性研究報告》可知，規劃水平年2020年灌區有效灌溉面積提高到11.63 hm2，復種指數提高到1.90，即灌區種植結構為：小麥90%、玉米70%、花生及其他經濟作物30%。灌區設計灌溉保證率為P＝50%。

3.2.2 降水及蒸發量分析

灌區多年平均年降水量565 mm，多年平均年蒸發量999.70mm。選取馬樓站1956-2012年系列降水量資料，計算多年平均旬降水量；采用濮陽站蒸發量統計分析，計算得多年平均旬蒸發量。詳見圖1。

圖1 灌區多年旬平均降水與蒸發量過程圖

3.2.3 主要作物灌溉制度

根據河南省地方標準《用水定額》(DB41/T385-2009)中豫北平原的主要作物灌溉用水定額。結合蒸發量等資料，根據公式P0=aP計算旬有效降水量，計算得保證率P=50%年的作物地面灌溉定額，其中冬小麥灌溉時段11月下旬、3月下旬、5月下旬分別灌水675m3/hm2；玉米灌溉時段8月上旬、下旬分別灌水600m3/hm2；花生及其它經濟作物灌溉時段7月下旬、9月中旬分別灌水675m3/hm2。

3.2.4 凈灌需水量分析

根據灌區面積、農業種植結構、設計灌溉保證率及主要作物灌溉制度等，分析計算得保證率P＝50%充分灌溉條件下灌區凈灌需水量為3571萬m3。其中冬小麥、玉米、花生及其它經濟作物灌溉面積分別為1.05萬hm2、0.82萬hm2、0.35萬hm2，凈灌需水量分別為 2121萬 m3、978萬 m3、472萬 m3。

3.2.5 毛灌需水量分析

根據《灌溉與排水工程設計規范》(GB50288-99)規定，結合實際情況，規劃水平年，灌區引黃灌溉、當地地表水、井灌水等利用系數分別達到0.60、0.80、0.85。根據灌區的水資源條件分3個方案：A，充分利用引黃指標水量3400萬m3；B，充分利用淺層地下水可利用量2812萬m3；C，引黃水與淺層地下水結合，優化調度。分別計算得P＝50%充分灌溉條件下灌區毛灌需水量見表1。

表1 灌區P＝50%充分灌溉條件下不同水源組成毛灌溉需水量計算成果表

4 灌區供需水量平衡分析

臺前縣新建城區水廠取水量730萬m3/a，水源為黃河水，考慮輸水損失需從口門引黃河水量840萬m3/a。灌區可供水量為7750萬m3，方案A：農業灌溉充分利用引黃指標水量，城區水廠無引黃指標水量可用，則灌區需水量6458萬m3，余水量1292萬m3。方案B、C兩個方案引黃指標水量分別余1834萬m3、900萬m3，均可滿足城區水廠引黃取水量要求，則灌區需水量分別為 6756萬m3、7032萬 m3，余水量分別為994萬 m3、718萬 m3；但方案B飽和開采淺層地下水會對地下水環境產生不利影響，因此，方案C較合理，符合水資源配置要求。

5 結語

臺前縣是國家扶貧開發重點縣，也是中原經濟區的重要組成部分。當前，河南正處在新型工業化、新型城鎮化、新型農業現代化同步發展的關鍵時期，國務院《關于支持河南省加快建設中原經濟區的指導意見》明確指出：“支持建設濮(陽縣)范(縣)臺(前縣)扶貧開發綜合試驗區”。建設臺前城區供水工程是建設中原經濟區濮范臺扶貧開發綜合實驗區的迫切需要，符合河南省和臺前縣的實際，有利于進一步縮小臺前縣基本公共服務指標與全省平均水平的差距，有利于實現脫貧致富，改善民生，促進臺前經濟社會可持續發展。