土地開(kāi)發(fā)過(guò)程中水源地供水分析

（江西省煤田地質(zhì)勘察研究院，江西 南昌 330001）

土地開(kāi)發(fā)是解決經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、資源開(kāi)發(fā)與土地資源保護(hù)的矛盾，增加耕地面積，促進(jìn)社會(huì)和諧發(fā)展的有效途徑。灌溉工程是土地開(kāi)發(fā)規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)必須進(jìn)行水資源供需平衡分析，明確用水水源地和水量供需及水質(zhì)情況[1]。土地開(kāi)發(fā)方案編制中的水資源平衡分析是綜合考慮項(xiàng)目區(qū)內(nèi)水資源的供應(yīng)能力和需求狀況，分析項(xiàng)目區(qū)水資源余缺情況，合理協(xié)調(diào)水資源的供求關(guān)系，以尋求水資源的平衡。

水資源平衡計(jì)算是一項(xiàng)復(fù)雜而且細(xì)致的工作，往往貫穿了土地開(kāi)發(fā)規(guī)劃設(shè)計(jì)的始終。水資源的供需平衡分析要計(jì)算可供水量和需水量?jī)蓚€(gè)方面。可供水量包括項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)可以利用的所有水資源，如河川徑流、當(dāng)?shù)氐孛鎻搅骱偷叵滤?。需水量包括?xiàng)目區(qū)域內(nèi)的一切用水，如居民生活用水，工業(yè)用水，農(nóng)業(yè)灌溉用水等，根據(jù)用水的各項(xiàng)目分類進(jìn)行計(jì)算。整個(gè)項(xiàng)目區(qū)的水量平衡是必須在一定的灌溉保證率條件下的水量供需平衡，是一個(gè)相對(duì)的概念。因此，在水資源供求平衡計(jì)算時(shí)，先充分考慮該區(qū)域的氣象、水源、面積、土壤質(zhì)量、農(nóng)作物產(chǎn)量指標(biāo)和灌溉水用水定額等因素，確定項(xiàng)目區(qū)的灌溉設(shè)計(jì)保證率[2]。

1 項(xiàng)目區(qū)概況

蓮花縣位于江西西部，羅霄山脈中段，井岡山北麓，與湖南茶陵、攸縣接壤。該區(qū)氣候溫暖多雨，植物種群豐富，地帶性植物被為亞熱帶常綠針、闊葉林。土壤主要為紅壤土，成土母質(zhì)多為第四紀(jì)紅色粘土。項(xiàng)目區(qū)地處亞熱帶季風(fēng)氣侯區(qū)，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，光照充足、熱量豐富、無(wú)霜期長(zhǎng)、冬短夏長(zhǎng)，冬寒夏炎。全年光照充足，雨量充沛，四季分明。項(xiàng)目區(qū)屬于丘陵地區(qū)，地形起伏較大，溝渠雜亂無(wú)章，雜草叢生，水資源流失嚴(yán)重，農(nóng)作物的灌溉用水不足。

項(xiàng)目總建設(shè)規(guī)模為14.1867 hm2，預(yù)計(jì)新增耕地面積13.18 hm2，新增耕地率為92.90%。項(xiàng)目區(qū)土地為多年前退耕還林地，大部分屬于其他林地，但近年被村民自行開(kāi)發(fā)種植莊稼，且大部分為水田種植水稻，少量為旱地，種植花生和油菜等經(jīng)濟(jì)作物。但因項(xiàng)目區(qū)農(nóng)田水利設(shè)施和道路交通設(shè)施不完善等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)條件差，土地產(chǎn)出率低等原因，目前大部分為荒草地。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)地表水豐富，有大小不一的坑塘，坑塘主要是匯集周邊山泉水。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)周邊1 km內(nèi)的村莊調(diào)查發(fā)現(xiàn)，村民家中水井水位較高，項(xiàng)目區(qū)地下水源豐富。

目前項(xiàng)目耕作主要采用坑塘蓄水和天然降雨進(jìn)行灌溉，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的小坑塘可為局部田塊灌溉，根據(jù)實(shí)地走訪調(diào)查發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目區(qū)灌溉水源水質(zhì)良好、水量不足。

2 需水量分析

2.1 用水保證率的選定

需水量包括復(fù)墾區(qū)內(nèi)的一切用水，如居民生活用水，工業(yè)用水，農(nóng)業(yè)灌溉用水等，根據(jù)用水的各項(xiàng)目分類進(jìn)行計(jì)算。本項(xiàng)目區(qū)無(wú)居民居住和工業(yè)及家畜家禽養(yǎng)殖等，只有農(nóng)業(yè)灌溉用水。項(xiàng)目區(qū)屬于中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，氣候濕潤(rùn)，降雨充沛，在充分考慮灌區(qū)水土資源、種植結(jié)構(gòu)、水文氣象、作物組成等因素的前提下，確定灌水保證率[3]。

項(xiàng)目區(qū)土地開(kāi)發(fā)實(shí)施后，其主要用水對(duì)象是水田和旱地的農(nóng)作物用水。根據(jù)當(dāng)?shù)氐母髁?xí)慣，項(xiàng)目區(qū)種植一季水稻。按水量平衡原理分析計(jì)算確定各種作物的凈灌溉定額，然后按區(qū)域根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，旱地取灌溉保證率P=75%，水田灌溉保證率P=90%。蓮花縣屬于贛中地區(qū)，旱地選擇主要種植花生和油菜等作物，花生灌溉定額為55m3/畝，油菜灌溉定額為23m3/畝，因此旱地灌溉定額為78m3/畝，即1170m3/hm2。由于根據(jù)實(shí)地調(diào)查走訪，項(xiàng)目區(qū)只種植一季早稻，早稻基本用水定額140m3/畝，附加用水定額為59m3/畝，因此水田灌溉定額為199m3/畝，即2985m3/hm2[4]。

2.2 用水制度確定

本項(xiàng)目規(guī)劃的目標(biāo)是通過(guò)土地開(kāi)發(fā)，使該項(xiàng)目區(qū)建成旱能灌、澇能排、保水保肥保土的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的農(nóng)業(yè)區(qū)。項(xiàng)目區(qū)主要采用地表水作為灌溉水源。由于水源地勢(shì)較高，水田灌溉方式采用明渠輸配水；對(duì)于部分地勢(shì)較高，坡度較大的耕地，種植需水量較少的旱作物，靠天然降雨或者提水進(jìn)行灌溉。

2.3 項(xiàng)目區(qū)需水量預(yù)測(cè)

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的農(nóng)業(yè)氣候特征和高程，項(xiàng)目區(qū)主要開(kāi)發(fā)成水田，少部分為旱地。水田主要種植水稻，旱地主要種植花生和油菜，根據(jù)對(duì)主要農(nóng)作物需水量的預(yù)測(cè)，可計(jì)算處項(xiàng)目區(qū)在設(shè)計(jì)用水保證率時(shí)的需水量。

灌溉需水量按下式計(jì)算：

式中：W需為灌溉需水量，m3；M為綜合灌溉定額（m3/畝）；A為灌溉面積；N為灌溉水利用系數(shù)，贛中地區(qū)小型灌區(qū)為0.597（根據(jù)《江西省農(nóng)業(yè)灌溉用水定額》DB36/T 619-2017有關(guān)規(guī)定[4]）。

項(xiàng)目區(qū)開(kāi)發(fā)后耕地面積為13.18 hm2，其中水田12.6512 hm2，旱地0.5228 hm2。則預(yù)計(jì)項(xiàng)目區(qū)需水量為5.771萬(wàn)m3。

表1 項(xiàng)目區(qū)全年需水量計(jì)算

3 可供水量分析

可供水一般包括河川徑流、當(dāng)?shù)氐孛鎻搅骱偷叵滤?。從?jīng)濟(jì)的角度，優(yōu)先使用地表水，當(dāng)?shù)乇硭粷M足時(shí)再開(kāi)發(fā)地下水。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目區(qū)水源主要為項(xiàng)目區(qū)的坑塘蓄水和天然降雨，坑塘水主要為周邊山泉水匯集。本項(xiàng)目區(qū)有坑塘7座。

3.1 坑塘供水量分析

根據(jù)當(dāng)?shù)厮恼窘y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)坑塘數(shù)量為7座，其平均可灌溉深度為1.5m，其蓄水總?cè)莘e約8079m3。因?yàn)樵摽犹林饕喔软?xiàng)目區(qū)耕地，其下游耕地為其他村小組所有。根據(jù)當(dāng)?shù)卮迕褚庖?jiàn)，坑塘水先滿足本村耕地種植需要，如有多余再供給其他村使用，因此本次計(jì)算優(yōu)先考慮對(duì)本項(xiàng)目區(qū)耕地供水量。根據(jù)坑塘的復(fù)蓄公式可以計(jì)算出項(xiàng)目區(qū)利用坑塘的供水量，其公式為：

式中：W為堰塘供水量；V為堰塘有效庫(kù)容；N為塘堰復(fù)蓄次數(shù)（保證率85%，取2）（《萍鄉(xiāng)市水資源評(píng)價(jià)》）。

坑塘供水量=1.62萬(wàn)m3見(jiàn)表2。

表2 坑塘供水

3.2 天然降雨供水量分析

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的天然降雨利用率經(jīng)驗(yàn)，按20%的利用率分析項(xiàng)目區(qū)可利用的天然降水量，年平均降雨量為1600 mm，項(xiàng)目區(qū)的面積14.1867 hm2，則有20.68萬(wàn)立方米/年的水量供應(yīng)。

天然降雨供水量為：

因此，項(xiàng)目區(qū)供水量為1.62+4.54=6.16萬(wàn)m3。

4 水資源供需平衡分析

通過(guò)對(duì)上述水資源供需平衡計(jì)算，本項(xiàng)目區(qū)在水田和旱地的設(shè)計(jì)灌溉保證率為90%和75%條件下，項(xiàng)目區(qū)農(nóng)作物需水量5.771萬(wàn)m3，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)可供水量6.16萬(wàn)m3。項(xiàng)目區(qū)供水量大于需水量，因此項(xiàng)目區(qū)內(nèi)供水量能滿足項(xiàng)目區(qū)灌溉需要。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)地形測(cè)量圖，項(xiàng)目區(qū)田塊均在坑塘下游，在坑塘水源充足條件下都能滿足灌溉要求[5]。因此，在項(xiàng)目區(qū)土地開(kāi)發(fā)過(guò)程中無(wú)需再找新的水源，項(xiàng)目區(qū)多余的水可以通過(guò)排水溝排出項(xiàng)目區(qū)外。

為了使水資源能充分利用，避免浪費(fèi)，灌溉用水可匯集周邊水源，留作旱季時(shí)耕地灌溉用；渠道采用砼襯砌，減少了水資源的滲漏，降低了輸水時(shí)間，提高了渠道水利用系數(shù)。通過(guò)提高田間水和渠道水利用系數(shù)從而達(dá)到節(jié)水的效果；采用節(jié)水灌溉制度，勤灌少灌多利用天然降水，可以節(jié)省灌溉用水量；加強(qiáng)用水管理，較少跑水、棄水，從而達(dá)到節(jié)水的目的，使項(xiàng)目區(qū)的水資源達(dá)到供需平衡。

5 結(jié)語(yǔ)

在分別計(jì)算了項(xiàng)目區(qū)內(nèi)可供水量和需水量之后，對(duì)其進(jìn)行比較，就可發(fā)現(xiàn)本項(xiàng)目區(qū)的水資源供過(guò)于求，能夠保障項(xiàng)目區(qū)土地的開(kāi)發(fā)用水。在這種情況下，在土地開(kāi)發(fā)過(guò)程中水資源規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，一切配套水利設(shè)施的規(guī)劃方案，應(yīng)以總需水量為準(zhǔn)，不可因水源富足，規(guī)劃超過(guò)需水量的設(shè)施。對(duì)于項(xiàng)目區(qū)植被，不能過(guò)量灌溉，這不僅經(jīng)濟(jì)費(fèi)用高，還會(huì)影響土壤質(zhì)量，進(jìn)而影響作物產(chǎn)量。