安徽固鎮(zhèn)高標準農田建設項目水資源供需分析

安慶光

(固鎮(zhèn)縣水利勘測設計院，安徽 固鎮(zhèn) 233700)

安徽固鎮(zhèn)高標準農田建設項目區(qū)內現(xiàn)有水利工程由于長期以來管理制度落實不到位，工程蓄水運行、灌溉過程及建后管護中的管理力度不夠，造成水資源浪費嚴重，沒有充分發(fā)揮其應有的效益。主要問題有：(1)農田灌溉沒有科學合理規(guī)劃，灌溉渠道結構簡單，淤塞和滲漏現(xiàn)象嚴重，灌溉水源不足；(2)項目區(qū)主要支、斗、農溝目前現(xiàn)狀為寬窄不一，部分溝段淤塞嚴重，溝兩側邊坡被水沖刷嚴重，邊坡穩(wěn)定性較差、排水能力較差，無法達到高標準基本農田的要求。為提高項目區(qū)的水資源利用率，本文針對其水資源供需進行分析。

1 項目概況

1.1 基本情況

固鎮(zhèn)縣，安徽省蚌埠市下轄縣，位于安徽省東北部，淮河中游北岸，項目區(qū)位于劉集鎮(zhèn)，本項目涉及劉集鎮(zhèn)溝拐村、楊圩村、渡口村、高皇村、西灣村、顧莊村、九灣居委會等7個行政村。界線為：西至劉集鎮(zhèn)和石湖鄉(xiāng)交界，北至溝拐村和鐘黃村地界，東至九灣排澇站一支渠，南至澮河。治理面積2.5950萬畝。

固鎮(zhèn)縣氣候屬東部季風氣候區(qū)暖溫帶半濕潤氣候，地處亞熱帶和暖溫帶的過渡帶，兼有南方氣候特點和北方氣候特點，四季分明，溫和濕潤雨量適中，日照充足，光、熱、水等自然資源較為豐富。全年日照2170 h，常年主導風向為東北風，平均風速3.7 m/s。年平均降水量為871 mm，夏季最多，春季次之，秋季偏少，冬季最少。夏季中6月～8月平均降水34.5天，占全年的34%，7月降水日最多，平均14.3天。

1.2 灌排系統(tǒng)

項目區(qū)內現(xiàn)有主干排水溝78條，總長82693 m，流經(jīng)項目區(qū)內的長度為5176 m，寬7 m～20 m，深3 m左右。背溝自北向南流入項目區(qū)溝拐村片，流經(jīng)磙橋組、大王莊組、腰莊組、門東組、孫莊組、渡口村片西側，最終流入澮河；凌家溝自北向南流入項目區(qū)，流經(jīng)項目區(qū)內楊圩村谷莊組、前陳組、高皇村村凌東組和徐莊組，最終向南流入澮河；珍珠溝位于項目區(qū)中部，珍珠溝自北向南流入項目區(qū)，途徑高皇村高皇小學，往南流入澮河。上述三條大溝為項目區(qū)的主干排水溝。項目區(qū)南側緊鄰澮河，主要承擔背溝、凌家溝以及珍珠溝的排水，將排入的水最終排入洪新河。

項目區(qū)7個行政村灌溉方式主要靠地下水和地表水灌溉，枯水期主要為地下水灌溉，豐水期靠地表水灌溉。項目區(qū)內外附近排灌站有3座，渡口排灌站、九灣排灌站和顧莊排灌站。目前，項目區(qū)內共89眼井，只能保證8000畝左右的農作物灌溉用水，本項目區(qū)內耕地面積達到25950多畝，現(xiàn)狀機井遠遠不能滿足灌溉的需要。

2 水資源供需平衡分析

2.1 設計標準

根據(jù)相關規(guī)定，項目區(qū)設計灌溉水利用系數(shù)為0.71，渠系水利用系數(shù)0.71，排澇標準：10年一遇1 d暴雨天1 d排至作物耐淹深度以下，涉及泵站、攔水壩、橋梁、涵管等單體工程設計年限為15年，防洪標準為10年一遇，灌溉標準設計保證率為85%。

2.2 水資源平衡分析

2.2.1 可供水量分析

項目區(qū)水資源非常豐富，目前項目區(qū)地表水資源情況主要分為以下幾類：地表水、蓄水溝、地下水。

(1)地表水供水量

①地表水徑流計算

項目區(qū)降水量平均值約為871.7 mm，年降水量相對變率為15.9%，降水量一般集中在6月～9月份，占全年降水量的60%以上，多為暴雨。查閱《固鎮(zhèn)縣水利志》，根據(jù)1951年～1985年系列降水量資料，固鎮(zhèn)縣降水量年際變化很大。1951年～1985年間，年降水量超過1000 mm的有8個年份，不足700 mm的有6個年份。其中：1956年是降水量最多的一年，達1536.5 mm，經(jīng)驗頻率為2.34%；1978年為降水量最少的一年，僅442.1 mm，經(jīng)驗頻率為2.34%；1982年為降水量821.3 mm，經(jīng)驗頻率為75.29%?？芍ＷC率為75%的為1982年。因此，確定1982年為典型年，其降水量為821.3 mm。

根據(jù)《固鎮(zhèn)縣水利志》可知，項目區(qū)所在區(qū)域1982年降雨量為821.3 mm，徑流深173.1 mm，則項目區(qū)地表徑流系數(shù)=平均徑流深度/平均降雨量=173.1 mm/821.3 mm=0.21，灌溉保證率按75%計算，則地表徑流量=降水量×保證率×地表徑流系數(shù)×承雨面積=0.8213×0.75×0.21×2402.1603=310.73萬m3。

②主要蓄水溝蓄水

項目區(qū)內現(xiàn)有背溝、吳凌溝、地上溝、凌家溝、珍珠溝等大溝，上口寬8 m～30 m不等，僅能提供周邊約100 m范圍內農田用水需求。項目區(qū)內現(xiàn)有大溝面積65.4338 hm2具備蓄水灌溉功能，深度2 m～3 m不等，現(xiàn)狀條件較好，可蓄水供項目區(qū)灌溉使用。大溝蓄水量=大溝面積×平均蓄水深度(取2.5 m)×復蓄系數(shù)(取2.0次)=65.4338×2.5×2.0=327.17萬m3。

因此項目區(qū)地表水供水量=327.17萬m3。(取最小值)

(2)地下水供水量

根據(jù)地下水水文資料，項目區(qū)地處中等富水區(qū)，根據(jù)當?shù)氐叵滤Y料分析，地下水可開采量為[1]：

W=μHF

式中：μ為給水度，取16%；H為給水層厚度，根據(jù)項目區(qū)地質情況，取5 m～12 m；F為項目區(qū)面積2402.1603 hm2，即24021603 m2。

①當H為最小時(5 m)；

W=μHF=0.16×5×24021603/10000=1921.73萬m3

②當H為最大時(12 m)；

W=μHF=0.16×12×24021603/10000=4612.15萬m3

按照保守量計，項目區(qū)地下水可開采量最少為1921.73萬m3。

由此可見，項目區(qū)地下水水源豐富，項目區(qū)采用地下水灌溉有保障。

項目區(qū)現(xiàn)有具備灌溉功能機井89眼，項目規(guī)劃新建和維修機井313眼，建成后項目區(qū)內共有具備灌溉功能機井402眼。項目區(qū)機井單井出水量約為25 m3/h，灌溉期間每日開機時間(h/d)，取22 h/d，每次輪灌期天數(shù)計12 d，在75%灌溉保證率下，計算出機井總可供水量為：

建成后機井可供水量W=402×25×12×22=265.32萬m3

由以上計算可得，項目區(qū)建成后全年可供水量(地表水和地下水)為327.17+265.32=592.49萬m3。

2.2.2 需水量分析

本項目區(qū)內需水量預測主要涵蓋農業(yè)灌溉需水量、居民生活需水量、畜牧業(yè)需水量、林業(yè)需水量。項目區(qū)淺層地下水主要為作物生長需水。

(1)農業(yè)種植結構及灌溉定額確定

項目建設完成后耕地面積1730.9175 hm2。農業(yè)灌溉制度與灌溉定額主要依據(jù)當?shù)剞r業(yè)氣候土壤條件、耕作和管理技術等進行確定。根據(jù)固鎮(zhèn)縣當前作物種植比例和今后的種植業(yè)結構調整要求，擬定項目區(qū)作物種植結構為：玉米70%、小麥50%、花生30%、西瓜30%，兩季種植，復種指數(shù)1.8。項目區(qū)灌溉方式為機井提水，灌溉水利用系數(shù)0.7。結合項目區(qū)實際情況，根據(jù)《安徽省行業(yè)用水定額》(DB34/T 679-2014)農作物灌溉定額表，75%灌溉設計保證率前提下，凈灌溉定額分別確定為：小麥60 m3/畝、玉米75 m3/畝、花生60 m3/畝、西瓜90 m3/畝。

(2)需水量計算

灌溉需水量按下式計算：

W綜=M綜·A

式中：W綜為灌溉綜合需水量，m3；M綜為綜合毛灌溉定額，m3/畝；A為整治后的耕地面積，畝。

項目區(qū)設計典型年規(guī)劃設計標準P=75%的綜合需水量為：

1730.9175×15×182.1/10000=472.80萬m3

綜上所述項目建成后，項目區(qū)農業(yè)灌溉總需水量為472.80萬m3(75%灌溉保證率)。

2.3 平衡分析

由以上計算可知，設計年項目區(qū)可供水量W供=592.49萬m3；需水量W需=472.80萬m3。所以，W供>W需。由以上可知，項目區(qū)地表水資源較為豐富，且水質良好，適用于農作物的長期灌溉。通過建立完善的農田排管系統(tǒng)，調整區(qū)內水量供需矛盾，完全可以解決項目區(qū)農業(yè)生產用水的需要。由水量供需平衡計算可知，75%的灌溉設計保證率情況下，項目區(qū)內的供水量可以滿足其用水需求。

3 結語

經(jīng)濟的高速發(fā)展為安徽省的水資源保障提出了嚴峻挑戰(zhàn)，在實施最嚴格的水資源管理制度大背景下，其供水量依然難以獲得持續(xù)的增長。因此，要實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展的既定目標，一方面要加大污水等非常規(guī)水源的開發(fā)利用；另一方面，還應實施強化節(jié)水措施，調整產業(yè)結構，因水制宜，科學發(fā)展。從上文中的供需平衡分析結果可以看出，通過采取開源、節(jié)流、水資源優(yōu)化配置等措施，項目區(qū)在灌溉設計保證率為75%的前提條件下，供水量可滿足項目區(qū)內的用水需求。