探討農(nóng)田灌溉水資源供需平衡分析計算方法

陳瑞東

摘 要：為著力解決農(nóng)田灌溉“最后一公里”問題，借助中央小型農(nóng)田水利建設(shè)的東風(fēng)，推進(jìn)建設(shè)完善的農(nóng)田灌溉體系是解決目前農(nóng)業(yè)用水的勢必要求。項目可研階段，對水資源的供需平衡分析計算復(fù)核，能更好地測算項目區(qū)灌溉水資源的供、需水量，為農(nóng)田水利項目的科學(xué)規(guī)劃提供了科學(xué)依據(jù)。對此，本文就以農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)水利措施治理項目為例，探討灌溉水資源供需平衡分析計算方法，希望能給類似項目提供一點參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田灌溉 水資源 供需平衡 計算方法

1.項目區(qū)概況

項目區(qū)位于開平市，屬粵中低山丘陵區(qū)，土壤質(zhì)地多為砂壤土，涉及中低產(chǎn)田面積0.45萬畝，將區(qū)內(nèi)農(nóng)田灌溉系統(tǒng)進(jìn)行綜合整治。

項目區(qū)屬鎮(zhèn)海灌區(qū)設(shè)計灌溉面積6.08萬畝范圍內(nèi)，鎮(zhèn)海灌區(qū)主要灌溉水源工程有鎮(zhèn)海水庫和花身蠶水庫。

鎮(zhèn)海水庫集雨面積128.2km2，總庫容10962萬m3，興利庫容7150萬m3，是一座是以灌溉為主的大型水庫；花身蠶水庫集雨面積11.01km2，總庫容1040萬m3，興利庫容780萬m3，是以補(bǔ)充灌溉為主的中型水庫。

2.灌溉設(shè)計保證率和灌溉定額2.1灌溉設(shè)計保證率

根據(jù)國家農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)土地治理項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合本項目區(qū)屬于南方濕潤地區(qū)，水資源比較豐富，灌區(qū)農(nóng)作物主要有早稻、晚稻和冬種作物，一年三熟制，灌溉設(shè)計保證率取P=90%。

2.2灌溉定額

查《廣東省一年三熟灌溉定額》中的附圖1、附圖2得項目區(qū)一年三熟灌溉定額均值為610m3/畝，Cvm=0.22，查附表16-（1）得P=90%時，模比系數(shù)KP=1.29，P=90%灌溉定額為786.9m3/畝。

據(jù)《廣東省一年三熟灌溉定額》，由于開平不屬于《廣東省一年三熟灌溉定額》中的32個代表點，灌溉年內(nèi)分配采用恩平市的成果，枯水年P(guān)=90%灌水量年內(nèi)分配見表1。

3.項目區(qū)設(shè)計水平年水量供需平衡分析

3.1項目區(qū)設(shè)計水平年可供水量（P=90%）

項目區(qū)設(shè)計水平年水源仍為鎮(zhèn)海灌區(qū)。查閱《鎮(zhèn)海水庫1963～2011年及花身蠶水庫1990～2011年的入庫徑流成果》水文資料顯示，保證率P=90%時，鎮(zhèn)海水庫來水量為6821.9萬m3，花身蠶水庫來水量為288.8萬m3。鎮(zhèn)海水庫及花身蠶水庫均有供水任務(wù)，設(shè)計年供水量220萬m3，即月供水量18.33萬m3，設(shè)計供水保證率95%。根據(jù)《廣東省開平市鎮(zhèn)海水庫供水工程水資源論證報告書》鎮(zhèn)海水庫設(shè)計年供水量取2867.6萬m3。因此，鎮(zhèn)海灌區(qū)在P=90%時可供灌溉水量為（6821.9-2867.6）+（288.8-220）=4023.1萬m3。

鎮(zhèn)海灌區(qū)總灌溉面積為6.08萬畝，項目區(qū)0.45萬畝農(nóng)田為鎮(zhèn)海灌區(qū)灌溉面積的一部分，可供水量按灌溉面積比例分?jǐn)偂Ｔ诠喔缺ＷC率P=90%時，項目區(qū)可供灌溉水量4023.1×0.45/6.08=297.76萬m3。項目區(qū)設(shè)計水平年可供水量情況如表3-1所示。

3.2項目區(qū)設(shè)計水平年需水量（P=90%）

3.2.1灌溉水利用系數(shù)

項目區(qū)渠系通過科學(xué)合理規(guī)劃，對輸水建筑物綜合改造治理后，灌溉水利用系數(shù)完全可提高到0.75×0.95=0.7125。

3.2.2項目區(qū)設(shè)計水平年需水量計算

項目區(qū)0.45萬畝屬于鎮(zhèn)海灌區(qū)，灌溉面積乘以灌溉毛定額計算得P=90%保證率下的需水量。需水量計算見表3-2。

3.3項目區(qū)設(shè)計水平年供需平衡情況分析（P=90%）

3.3.1項目區(qū)水量平衡情況分析

項目區(qū)設(shè)計水平年供需平衡計算見表3-3。從計算結(jié)果看，保證率P=90%時，項目區(qū)可供水量297.76萬m3，灌溉需水量496.99萬m3，灌溉需水量大于可供水量。因此需通過鎮(zhèn)海水庫、花身蠶水庫多年興利調(diào)節(jié)。

3.3.2興利調(diào)節(jié)計算

鎮(zhèn)海灌區(qū)改造后需擔(dān)負(fù)6.08萬畝農(nóng)田灌溉用水，依據(jù)《灌溉與排水設(shè)計規(guī)范》、《開平市鎮(zhèn)海灌區(qū)改造工程初步設(shè)計報告》，灌區(qū)面積為1～30萬畝時，灌區(qū)田間水利用系數(shù)取ηf=0.95，渠系水利用系數(shù)取ηs=0.65，則灌溉水利用系數(shù)η=0.62。

查《廣東省一年三熟灌溉定額》（1999）得鎮(zhèn)海灌區(qū)凈灌溉定額為610m3/畝，CV=0.22，Cs=2CV，灌溉水利用系數(shù)為0.62，則毛灌溉定額為610÷0.62=983.9m3/畝，查附表16-（1）得各頻率模比系數(shù)Kp值，根據(jù)以上毛灌溉定額及Kp值計算得不用頻率下鎮(zhèn)海灌區(qū)灌溉用水量，計算結(jié)果見表3-4。

根據(jù)《廣東省一年三熟灌溉定額》各站設(shè)計灌溉定額典型年表，選取恩平市站點枯水典型年灌溉水量年內(nèi)分配，枯水年P(guān)=90%灌溉水量年內(nèi)分配見表3-5。

鎮(zhèn)海灌區(qū)主要灌溉水源為鎮(zhèn)海水庫和花身蠶水庫，根據(jù)計算得鎮(zhèn)海水庫和花身蠶水庫年徑流量，見表3-6。

保證率P=90%時，鎮(zhèn)海水庫來水量為6821.9萬m3，花身蠶水庫來水量為288.8萬m3。鎮(zhèn)海水庫及花身蠶水庫均有供水任務(wù)，設(shè)計年供水量220萬m3，即月供水量18.33萬m3，設(shè)計供水保證率95%，根據(jù)《廣東省開平市鎮(zhèn)海水庫供水工程水資源論證報告書》鎮(zhèn)海水庫設(shè)計年供水量取2867.6萬m3。因此，鎮(zhèn)海灌區(qū)在P=90%時可供灌溉水量為（6821.9-2867.6）+（288.8-220）=4023.1萬m3。設(shè)計水平年鎮(zhèn)海灌區(qū)灌溉需水量7718.5萬m3，可供灌溉水量無法滿足鎮(zhèn)海灌區(qū)灌溉需求。endprint

本次首先對鎮(zhèn)海水庫進(jìn)行多年興利調(diào)節(jié)計算，若鎮(zhèn)海水庫庫容無法滿足灌區(qū)灌溉需水要求時，則從花身蠶水庫取水進(jìn)行補(bǔ)充。

3.3.3鎮(zhèn)海水庫多年興利調(diào)節(jié)計算成果分析

根據(jù)水庫水文資料顯示，鎮(zhèn)海水庫死水位為14.36m，相應(yīng)庫容為520萬m3，正常蓄水位25.81m，相應(yīng)庫容7670萬m3。興利庫容為正常蓄水位庫容減去死庫容，即7150萬m3。

鎮(zhèn)海水庫最大設(shè)計供水能力下滿足灌溉用水及供水任務(wù)所需總庫容為7514.17萬m3，鎮(zhèn)海水庫的興利庫容為7150萬m3，缺水364.17萬m3。所需總庫容大于鎮(zhèn)海水庫的興利庫容，故僅考慮鎮(zhèn)海水庫作為供水水源不滿足灌區(qū)供水要求，需同時考慮花身蠶水庫作為鎮(zhèn)海灌區(qū)灌溉水源。

3.3.4花身蠶水庫補(bǔ)充供水興利計算成果分析

根據(jù)水庫水文資料顯示，花身蠶水庫死水位為14.00m，相應(yīng)庫容為106萬m3，正常蓄水位25.04m，相應(yīng)庫容886萬m3。興利庫容為正常蓄水位庫容減去死庫容，即780萬m3。

經(jīng)多年調(diào)節(jié)計算，花身蠶水庫為滿足自身供水任務(wù)及為鎮(zhèn)海灌區(qū)補(bǔ)充供水所需總庫容為773.97萬m3，小于花身蠶水庫興利庫容780萬m3，因此在設(shè)計水平年鎮(zhèn)海水庫無法單獨完成鎮(zhèn)海灌區(qū)供水任務(wù)時，可由花身蠶水庫進(jìn)行補(bǔ)水。

項目區(qū)0.45萬畝農(nóng)田屬于鎮(zhèn)海灌區(qū)的一部分，因此項目區(qū)設(shè)計水平年的灌溉用水也能得到滿足。

4.水資源供需平衡結(jié)論

項目區(qū)現(xiàn)狀渠道標(biāo)準(zhǔn)低，崩塌淤積，田間工程配套差，渠道滲漏水量大；灌溉水利用系數(shù)較低，僅為0.5，保證率P=90%時，現(xiàn)狀灌溉需水量為708.21萬m3。通過渠道科學(xué)布局、整治、改造、防滲等措施后，灌溉水利用系數(shù)提高至0.7125，保證率P=90%時，設(shè)計水平年灌溉需水量為496.99萬m3。設(shè)計水平年與現(xiàn)狀相比，農(nóng)田灌溉g共節(jié)約了708.21-496.99=211.22萬m3水量。

參考文獻(xiàn)：

[1]廣東省農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)土地治理項目規(guī)劃設(shè)計指南（試行）.

[2]廣東省一年三熟灌溉定額.

[3]開平市水庫水文資料.

[4]廣東省開平市鎮(zhèn)海水庫供水工程水資源論證報告書.endprint