商南縣2017年新增農田水利項目水資源供需平衡分析

王 淥，許祥斌

1 概況

商南縣2017年新增農田水利項目位于試馬鎮試馬村、郭埡村、紅廟村、大坪村4個行政村。全鎮耕地面積30190畝，項目所在村組耕地面積8110畝，農作物有小麥、油菜、玉米、茶樹等，本次設計灌溉對象以茶樹、櫻桃樹及荷花為主。項目區水源充足，以試馬河為主要水源，地塊沿河分布；項目區地塊零碎，自取水水源、輸配水渠系至田間。為便于規劃設計和建后管理，根據取水水源，項目區分為試馬村澇池改造工程、試馬河取水樞紐改造工程、郭埡村茶園灌溉工程、郭埡村李家溝茶園灌溉工程、荷花園取水樞紐改造工程、紅廟村櫻桃園堰塘改造工程和大坪村黃茶園灌溉工程7個灌溉項目區，建設節水灌溉總面積7686畝。為了保證項目科學設計，需對區內水資源供需情況進行論證。

2 項目區可供水量分析

2.1 地表可供水量

2.1.1 以河流為水源的可供水量

商南縣山多地少、河溪遍布。全縣現有耕地多分布于河谷川原上，發展農田灌溉工程，其水源一半都是從灌區上游河溝修建攔河壩截取地表徑流灌溉。這種無徑流調節的灌溉水源要確定其可供水量，需要求出河道的常流量。商南縣設計水平年農田水利工程建設項目區涉及灌溉水源的大小河溝有2條，經調查統計，試馬河取水樞紐的河長15.56km，水源面積2.76km2，P=50%時為年徑流量63.36萬m3。P=85%時，年徑流量30.49萬m3。荷花園取水樞紐的河長19.74 km，水源面積15.09 km2，P=50%時，年徑流量346.4萬m3；P=85%時，年徑流量166.67萬m3。

2.1.2 內部堰塘的可供水量

商南縣農田水利工程建設項目區設計水平年可利用的堰塘（澇池）有2座，位于試馬村的試馬村澇池，供水量P=50%時為10.5萬m3，P=85%時為6.3萬m3。位于紅廟村的紅廟村櫻桃園堰塘，供水量P=50%時為15萬m3，P=85%時為12.5萬m3。對堰塘的可供水量采用復蓄次數法，即堰塘的有效容積乘以一年內的復蓄次數，一般為4至6次，經計算這些堰塘可供水量P=50%時為25.5萬m3，P=85%時為18.8萬m3。

2.2 地下水可供水量

根據《商南縣農田水利建設規劃》（2010～2020年）中的分析結果，項目區設計水平年地下水資源可利用量約為1816萬m3。

3 項目區需水量分析

項目區設計水平年度需水量主要為農業灌溉，包括茶園灌溉，荷花種植以及櫻桃等經濟作物灌溉等。現以茶樹為例，進行用水分析。

3.1 茶園灌溉水量

茶樹一般在旺盛生長期和采摘季節需水較多。當茶園土壤含水率為田間持水量的90%左右時，茶樹生長旺盛；降低到60%～70%時，茶村生育受阻；而低于60%時，茶樹新梢就會受到不同程度的危害。因此，當茶樹根系較集中的土層內含水率達到田間水量的70%～80%時，茶園就應提前灌溉補水。茶園灌水量多少和某階段的茶樹生育需水特性、土壤性質、氣候條件及灌水方法等諸因素有密切關系。一般要求在確定茶園灌水量時，既要控制在該土壤的滲透能力的范圍內，又要與土壤的保水能力相適應，即每次灌水量和灌水前土壤的儲水量之和，不應超過土壤計劃層的田間持水量的范圍，使根系較集中的土層含水率接近或達到田間持水量。水分過多，會影響氣性，并將產生深層土壤滲漏。3.2 灌溉制度設計

3.2.1 灌溉水利用系數

商南縣為水資源豐富地區。根據《灌溉與排水工程設計規范(0850288—99)》和《節水灌溉技術規范》，本次設計試馬村澇池改造工程采用渠灌形式，設計保證率為85%，灌溉水利用系數取0.75。郭埡村試馬河取水樞紐改造工程采用渠灌形式，設計保證率為85%，灌溉水利用系數取0.75。郭埡村茶園灌溉工程采用噴灌形式，設計保證率為85%，灌溉水利用系數取0.9。郭埡村李家溝茶園灌溉工程采用管灌及微噴灌形式，管灌及微噴灌設計保證率為85%，微噴灌灌溉水利用系數取0.9，管灌灌溉水利用系數取0.86。紅廟村荷花園取水樞紐改造工程采用渠灌形式，設計保證率為85%，灌溉水利用系數取0.75。紅廟村櫻桃園堰塘改造工程采用微噴灌形式，設計保證率為85%，灌溉水利用系數取0.90。大坪村黃茶園灌溉工程采用噴灌形式，設計保證率為85%，灌溉水利用系數取0.9。

3.2.2 作物灌溉制度

設計灌水定額依據公式：

式中：Mmax為最大凈灌水定額（mm）；γ為土壤容重（g/cm3)，取1.527g/cm3。Z為計劃濕潤比（m）；《微灌工程技術規范》中微灌工程土壤濕潤百分比（%）中灌木土壤濕潤比為100%，果樹喬木滴管土壤濕潤比為25%～40%，微噴灌土壤濕潤比為40%～60%。θmax為適宜含水量上限，取0.90。θmin為適宜含水量下限，取 0.65。θ田為土壤田間持水量，一般 θmax-θmin=0.25θ田，根據《陜西省作物需水量及分區灌溉模式》商洛地區田間持水量為23.71%，取0.24。η為灌溉水有效利用系數。h為茶樹主要根系分布層的土壤厚度，取40 cm。

本項目區屬于商南洛丘陵淺山區，按照《陜西行業用水定額》，茶樹地面灌溉凈定額中等年為120m3/畝，干旱年為200 m3/畝；櫻桃地面灌溉定額采用杏樹及蘋果樹地面凈灌溉定額，中等年為50 m3/畝～90 m3/畝，干旱年為 70 m3/畝～140 m3/畝。本次設計茶樹微噴灌及噴灌用水定額為162 m3/畝，茶樹管灌用水定額為168 m3/畝，茶樹渠灌用水定額為198 m3/畝。櫻桃樹微噴灌用水定額為132 m3/畝，櫻桃樹渠灌用水定額為174 m3/畝，櫻桃樹噴灌用水定額為132m3/畝，櫻桃樹管灌用水定額為156m3/畝。荷花園采用池塘用水定額。池塘年補水定額為，中等年為550m3/畝，干旱年為710 m3/畝，本次設計取710 m3/畝。灌溉制度計算結果見表1。

根據種植作物生育規律、氣候特征和需水分配周期，依據地方種植經驗，確定茶樹每年灌水次數生育周期為4次，冬灌2次。櫻桃樹每年灌水次數生育周期為4次，冬灌為兩次。荷花園在茶園及櫻桃園非灌溉期補水，分10次。

3.3 灌溉用水量計算

各項目片區灌溉需水量計算結果見表2。項目區需水量采用下式計算：

式中：W為項目區需水量，萬m3；F為灌溉面積，萬畝；m為灌水定額，m3/畝；η為灌溉水利用系數。

經計算，設計水平年項目區P=85%年灌溉需水量為183.10萬m3。

4 年度項目區水土資源平衡分析

4.1 土地利用

商南縣是一塊結構復雜，以低山丘陵為主體的山區，基本狀況是“八山一水一分田”。境內地勢西南部和北部較高，東南部和中部較低，千米以下的低山、丘陵占總面積的77%。丹江自西向東橫貫縣境中部，把商南縣分為丹南、丹北2部分。嶺谷相間，地勢起伏，相差懸殊，相對高差最大值達1840.6 m。商南地貌由北到南可以劃分為：高—低—次高，即以楊斜～商南復合斷裂以北為中低山區，整個地貌呈掌狀扇形向東南方傾斜。

2017年度計劃對試馬鎮實施高效節水面積7686畝，其中渠灌面積1958畝，管道灌溉面積230畝，噴灌面積2711畝，微噴灌面積2787畝。噴、微灌面積占高效節水灌溉總面積的71.53%。其中具體實施地點是在試馬鎮試馬村發展渠灌面積203畝，郭埡村發展渠灌630畝、管灌230畝、噴灌1960畝、微噴灌1497畝，紅廟村發展渠灌1125畝、微噴灌1497畝，大坪村發展噴灌751畝。

4.2 作物種植結構

項目區各村農業種植結構具體規劃內容見表3。經計算，項目區設計水平年度85%水文年總需水量為136.01萬m3。

表3 商南縣2017年度建設方案建設規劃明細表

4.3 水資源平衡分析

商南縣2017年項目區每村的種植作物都已確定，根據各水源可供流量、水量和灌溉制度表1，以河道和堰塘及地下水為水源進行灌溉的設計水平年供需水量平衡分析結果見表4。從表4可以看出，商南縣項目區在設計水平年（85%保證率下），無論是從堰塘引水還是從河道引水進行灌溉或是抽取地下水，水量都是充裕且有剩余，完全可以滿足用水需求。

表4 商南縣2017年項目區水量平衡計算表

5 結語

對2017年商南縣新增農田水利項目水資源平衡分析計算得出，項目區水資源充分，地表水及地下水，均可以滿足項目區各種經濟作物的用水需求，項目實施后新增（含恢復）灌溉面積7686畝，年增加經濟作物綜合生產能力136.81萬kg，年增產總值1854.25萬元，效益顯著。