黑崗口灌區“十三五”期間引黃水量分析

苑文杰

黑崗口灌區“十三五”期間引黃水量分析

苑文杰

（河南省開封市城區黑崗口引黃管理處，河南開封475002）

開封市黑崗口引黃灌區，是國家糧食主要產區和優質小麥生產基地。針對灌區水資源存在的問題和“十三五”期間的建設變化，通過分析和水資源供需平衡計算，認為需要采取措施，提高水資源利用率、改變傳統的灌溉方式等及“十三五”的節水改造工程實施。可節約水量達1566萬m3/a,黃河引水2664萬m3/a，滿足灌區發展需求。

黑崗口灌區；引黃；水量；供需；分析

1 概況

開封市黑崗口引黃灌區位于黃河南岸，涉及城區和開封縣兩個行政區，是國家糧食主產區和優質小麥生產基地。灌區主要引黃河水進行灌溉，控制土地面積279 km2，耕地面積28.10萬畝，規劃灌溉面積23.90萬畝，共有總干渠和東干渠2條，總長16.248 km。灌區內糧食作物以小麥為主，其次為玉米及水稻等。灌區內共有9個鄉21.19萬人。該區屬暖溫帶半溫潤大陸季風氣候區,年平均氣溫14C°,平均無霜期215天，平均日照2260 h，年平均降雨量639.2 mm，年平均蒸發量為1200 mm。

2 灌區灌溉存在的主要問題

黑崗口引黃灌區建成以來，對放淤改土、引黃灌溉、發展農業生產和當地的經濟發展起到了重要作用。但由于多年來灌區處于停建階段，原設計和現有工程又為放淤改土所用，使得灌區灌溉用水存在以下突出問題：

2.1 水資源利用率過低

由于黑崗口灌區工程不配套，節制性、控制性工程陳舊，配套不齊全，灌區內地表水可利用量為640萬m3，目前實際利用量只有307萬m3，只占可利用量的47%。地下水可開采量為3254萬m3，目前實際開采量為1557萬m3，只占可開采量的48%。

2.2 灌溉用水浪費嚴重

經統計本灌區現狀灌溉面積11.47萬畝，多年平均引黃灌溉水量為8200萬m3；大水漫灌，引黃灌溉定額高達715 m3/畝，渠系水利用系數只有0.46，超出設計灌溉引黃水量50%，在現有工程條件下運行，灌溉用水粗放，節水灌溉效率具有很大的潛力。

2.3 泥沙沒得到妥善處理，每年清淤量較大

雖然1982年修建了雙河鋪和鹽庵2處沉沙池，由于工程不配套，運行管理不正常，發揮作用較小，長期以來，使用渾水灌溉率較大，導致渠河淤積嚴重，灌排水路不暢。

2.4 灌溉工程灌溉能力低

區內的建筑物工程大多為20世紀60～80年代修建的磚結構或部分砼結構，其規模均為按放淤改土流量修建。現有支渠工程，均為放淤改土所用的過水斷面，呈寬淺式，各支渠的控制灌溉面積及流量差別較大，與灌溉用水要求不相適應，需進行統一布置，按設計斷面進行疏浚及修正。現有的總干渠,東干渠，多年來未經統一疏浚和整修，現有的渠道又均為放淤改土所用的過水斷面，呈寬淺式，與灌溉用水斷面要求不相適應，且堤防殘缺不全，大部分損壞較為嚴重，需要重建的較多。

3 黑崗口灌區“十三五”建設內容及用水變化

“十三五”期間，黑崗口灌區的灌溉面積不會發生變化，其灌溉工程建設內容主要為節水改造，工程包括:渠道整治10條，全長50.15 km，其中總干渠整治工程(0+000～1+500)長1.5 km，全線渠道襯砌；東干渠整治工程(0+000～23+200)長23.2 km，清淤疏浚工程（14+800～23+200）長8.4 km，渠道襯砌工程(0+000～23+200)長23.2 km；西南官莊支渠整治工程(0+000～2+580)長2.58 km，全線全線渠道襯砌；北郊支渠整治工程（0+000～3+940）長3.94 km，全線渠道襯砌；大北崗支渠整治工程（0+000～4+100）長4.1 km，全線渠道襯砌；鐵牛支渠整治工程（0+000～5+030）長5.03 km，全線渠道襯砌；土柏崗分支整治工程(0+000～1+663)長1.663 km，全線清淤，全線渠道襯砌；楊寨支渠整治工程（0+000～2+350）長2.35 km，全線清淤，全線渠道襯砌；土柏崗一支整治工程（0+000～3+ 320）長3.32 km，全線清淤，全線渠道襯砌；崗西支渠整治工程（0+000～2+470）長2.47 km，全線清淤，全線渠道襯砌。修建各類建筑物共108座。

黑崗口灌區設計灌溉面積23.90萬畝內，水資源可利用量為640萬m3，現狀灌溉面積11.47萬畝內，水資源利用量為1557萬m3，多年平均引黃灌溉水量為8200萬m3。由現狀引黃用水資料推算至本項目設計灌溉面積14.76萬畝的年引黃水量為6221萬m3，引黃灌水定額為715 m3/畝。黑崗口”十三五”期間的節水改造工程，將使得灌區渠系水利用系數由現狀0.46提高到0.55以上，其引黃灌溉用水量較現在將會減少。

4 灌區水量供需平衡分析

4.1 黃河來水分析

黑崗口灌區為引黃灌溉。由于黑崗口無測流站，渠首閘前黃河來水量采用三門峽調節出水流量，減去黑崗口閘以上兩岸工、農業用水量。（三門峽以下伊、洛、沁河支流非汛期下泄入黃河水量較少未計入在內，作為留有余地）。根據河南省水利勘測設計院1984年調節計算，當保證率為75%（中等干旱年）典型年為1952年～1953年6月，三門峽下泄年徑流總量222億m3，相應黑崗口閘前年徑流總量為193億m3；6月份平均流量=270.1 m3/s。

4.2 黑崗口閘前可引流量

黑崗口灌區用水主要通過渠首閘引水灌溉。渠首閘興建于1957年，為5孔鋼筋砼壓力涵洞。孔高2.0 m，孔寬1.8 m，設計閘底板高程為75.55 m，閘洞頂板高程為77.55 m。1981年進行了改建與加固，黑崗口閘前灌溉引水流量工、農業用水合計為27.1 m3/s，渠首閘按淹沒壓力涵管出流計算不同過閘流量及相應的閘前水位，當黑崗口閘前黃河枯水流量為270.1 m3/s及閘門引水流量Q=27.3 m3/s時，閘后水位近似為79.52 m（黃海高程），滿足灌溉要求水位。

根據黃河黑崗口閘實測資料，2005年6月平均流量為300 m3/s，相應閘前水位80.50 m；2016年6月份平均流量為380 m3/s，相應閘前水位81.20 m。表明黑崗口引黃灌區，灌溉季節黃河的流量及水位均能滿足黑崗口引水閘的設計需求。

黑崗口閘水位～流量關系計算：水力計算按壓力涵管淹沒出流計算，采用下列公式：

式中：g為重力加速度，g=9.81 m/s2；ω為涵洞過水面積，令ω= 1.8×2.0×5=18 m2；μ為涵洞流量系數；

經計算，Q=71.98 m3/s，根據這個關系式，計算過閘水位～流量曲線圖詳見圖1。

根據過閘水位流量曲線，計算出”十三五”黑崗口灌區節水改造工程建設后，黃河可引流量，見表1。

4.3 引黃水量分析

黑崗口灌區設計灌溉面積23.90萬畝，其中開封市城區18.00萬畝，開封縣5.9萬畝。分為水稻區和旱作區兩個部分，水稻區以種植水稻、冬小麥為主，主要分布于東干渠上段(城區境內)，種植面積8.86萬畝，占設計灌溉面積的37%；旱作區以

圖1 黑崗口閘水位與流量關系曲線

種植冬小麥、晚秋為主，種植面積15.04萬畝，占設計灌溉面積的63%。作物水稻需水量650 m3/畝，不包括泡田用水。蔬菜需水量600 m3/畝/年。

表1 黑崗口可引流量計算表

在不動用地下水靜儲量的情況下，經過地上水和地下水的均衡計算，水稻區中旱年（P=75%），綜合凈灌溉669.2 m3/畝，其中凈引黃定額為463.2 m3/畝；中等年（P=50%），綜合凈灌溉定額為594.6 m3/畝，其中凈引黃灌溉定額為363.6 m3/畝。旱作區，中旱年（P=75）灌溉定額為357.80 m3/畝，其中引黃定額為231.60 m3/s，中等年（P=50%），灌溉定額為302.3 m3/畝，其中引黃定額為162.3 m3/畝。

4.4 灌區引黃水量供需平衡分析

經過”十三五”節水改造工程建設后，黑崗口灌區用水量將大大降低。當黑崗口灌區需水量（P=50%時）為14211萬m3，地表水可利用量為640萬m3，地下水可開采量為3254萬m3，需引黃水量為8554萬m3。引黃灌溉定額為651 m3/畝。灌水率，水稻區為q=0.707 m3/s/萬畝，旱作區q=0.443 m3/s/萬畝。渠系水利用系數可由現狀0.46，提高到0.55以上。水稻區由0.75 m3/s萬畝，節水到0.707 m3/s萬畝；旱作區由0.51 m3/s萬畝,節水到0.443 m3/s萬畝。

綜合引黃灌水定額由現狀715 m3/畝，節水到651 m3/畝。年灌溉引黃水量由現狀6221萬m3，節水到5664萬m3，年節水量可達1566萬m3。所以”十三五”期，黑崗口灌區從黃河引水5664萬m3就可以灌區用水需求。

5 結語

黑崗口灌區為引黃灌區，由于用水粗放、設施老化，使得用水成本較高。”十三五”期間，主要對灌區實施節水改造渠系襯砌等工程，將為灌區灌溉面積的發展和節水效益的提高創造了條件。工程實施后，年節水量可達1566萬m3，節水效益十分顯著，每年從黃河引水5664萬m3，就可滿足灌區作物灌溉發展需求。

Analysis of Yellow River Water of the“13th Five-Year Plan”in the Irrigation area of Heigang Gate

YuanWenjie
（YellowRiver Management Office ofHeigangGate in KaifengArea Kaifeng475002,Henan）

For the irrigation area in Heigang Gate of Kaifeng City,is the main grain producing areas and high-quality wheat production base.According tothe existing problems of water resources in the irrigation area and the construction changes during the“13th Five-Year Plan”period,through the analysis and the balance of water supply and demand,it is considered that measures should be taken toimprove the utilization rate of water resources,change the traditional irrigation methods and so on“Of the implementation of water-saving renovation project.Can save water up to 15.66 million m3/a,the Yellow River water 26.64 million m3/a,tomeet the development needs ofirrigation.

The irrigation area in Heigang Gate；diverting water from the Yellow River；water level；supply and demand；toanalyze

S273.2

B

1673-9000（2017）02-0152-02

2016-11-21

苑文杰（1980-），男，河南開封人，工程師，主要從事水利工作。