張家川縣龍山高效節水灌溉馬河灌區水資源供需平衡分析

汪元平

（甘肅省張家川縣水務局，甘肅張家川741500）

1 項目概況

張家川縣龍山馬河灌區高效節水灌溉工程位于張家川縣西部清水河Ⅱ級階地，面積76.33 hm2。其中，蘋果種植面積63 hm2，大櫻桃種植面積13.33 hm2，灌溉模式全部為滴灌。根據灌溉周期以及灌水定額等綜合分析，馬河灌區擬需灌溉水量約為1.74萬m3/a。根據灌區水文地質踏勘，結合清水河流域水資源特點，清水河地表水豐水期水量較大，泥沙含量大，礦化度高，一遇暴雨地表水渾濁度高，水質差，且在干旱季節枯水期清水河地表水量小且時有斷流現象，水量難以完全保證。因此，選用水量較為穩定、水質較好的地下水作為供水水源，在張家川縣清水河右岸Ⅰ級階地打水源井2眼，單井出水量按15 m3/h考慮。

2 馬河灌區水資源現狀分析

馬河灌區位于清水河流域內，全年降雨平均量為551.36 mm，降雨主要集中在汛期（6—9月），此時由于上游石峽水庫調節汛期庫容，會適當地開閘泄洪，泄洪時河流水量一度能達到20～30 m3/s，平時河流來水量為3～5 m3/s。張家川縣水資源1.27億m3，地表水占97%，達到1.23億m3，但利用率不足，僅為24.3%（P=50%）。由于地表水利用率低，只能開采地下水補給，而地下水資源總量僅為0.04億m3，加之張家川縣地理條件和時空分布的各項因素，水資源量總體呈現東部富余西部短缺態勢，用水量卻與之相反，全縣水資源存在供需不平衡等矛盾日益突出。

3 馬河灌區現狀水資源供需平衡分析

3.1 地下水資源分析與計算

3.1.1 水文地質參數的確定 馬河灌區參考張家川縣所作的水文地質詳查、水源地勘查、水源地論證等實際勘探、實驗及測試所得的數據，選用各類參數如表1所示。

表1 馬河灌區選用水文地質參數

3.1.2 地下水水量均衡計算

均衡區：以清水河馬河村上游段面與馬河村下游河道束窄段斷面區間為均衡區。

均衡期：以一個水文中等枯水年（P=85%）作為均衡期，地下水均衡要素以近幾年的平均量來進行計算評價，保證均衡區內最近時段內地下水的均衡狀況。

均衡式：

式中，Q徑入、Q徑出為均衡區上、下斷面徑流流入、流出量（萬m3/a）；Q河補為地表水入滲補給量和地下水向地表水的排泄量（萬m3/a）；Q洪滲為地表水洪流入滲補給量（萬m3/a）；Q灌入、Q雨滲為灌溉滲漏、降水入滲補給量（萬m3/a）；Q開采為人工開采量（萬m3/a）；△Q儲為儲存量變化量（萬m3/a）。

3.2 均衡要素的計算

3.2.1 河谷地下水徑流流入量（Q徑入）、流出量（Q徑出）采用斷面法，根據達西公式計算：

式中，H為含水層厚度（m）；B為斷面寬度（m）；I為斷面處地下水水力坡度（‰）。

地下水徑流流入量計算結果如表2所示。

表2 地下水徑流流入量計算結果

3.2.2 降水入滲補給量（Q雨滲） 利用公式Q雨滲=P（年降水量）×a（入滲系數）×F（入滲面積）計算，降水量采用551.36 mm，取CS=2.0 CV，CV=0.20，P=85%保證率的降雨量P=446.6 mm；計算結果見表3。

反觀當下民族地區的寄宿生德育教育工作，仍然存在著德育教育不夠被重視，灌輸式教育方式單一、內容滯后，學生興趣不高，效果不顯、家校合力發揮不夠，與教育信息化不相適應等問題。為此，筆者建議可以從以下幾個方面改進突破，加強和創新民族地區寄宿生德育教育工作。

表3 大氣降水入滲補給量計算

3.2.3 灌溉入滲補給量（Q灌） 利用公式Q灌=灌溉定額×入滲區面積×入滲系數（β）計算。根據馬河灌區主要為果樹采用滴灌形式灌溉（p=85%）灌溉定額取1 080 m3/hm2，計算結果見表4。

表4 灌溉入滲補給量計算

3.2.4 河流入滲補給量（Q河補） 根據地下水位與清水河地表水位高程，確定出河流入滲補給段，利用達西公式計算補給量（見表5）。

表5 河流入滲補給量

3.2.5 洪水滲漏補給量（Q滲洪） 根據調查資料，確定出洪水補給潛水段，引用半無限非穩定流滲透公式計算洪水滲漏補給量。計算公式：

式中，Q為一次洪水一側單寬滲漏補給量（m3）；H0為洪水位與潛水位之差（m）；K為潛水含水層滲透系數（m/d）；μ為給水度；H為洪水補給初期潛水含水層厚度（m）；t為洪水時間（d）。

經計算，均衡期內，清水河雨洪時間為45 d，洪流滲漏補給總量為1.2萬m3/a。

3.3 均衡計算結果

地下水均衡結果見表6。

表6 多年平均（P=85%）條件下地下水均衡成果

3.4 地下水儲存量計算

地下水儲存量計算：

式中，F為計算區面積（m2）；H為計算區含水層平均厚度（m）；μ為給水度。

經計算，地下水儲存量為96萬m（3見表7）。

表7 地下水儲存量計算

3.5 地下水可開采量評價

根據論證區的現狀條件下中等枯水年（P=85%）地下水均衡結果可知，論證區（均衡區）地下水處于正均衡，補排差量為64.72萬m3/a，全論證區亦處于正均衡（見表8）。

表8 多年平均條件（P=85%）地下水均衡區補排差計算

4 結論

馬河灌區現狀地下水開采量為2.61萬m3/a，擬建供水工程需水量為1.74萬m3/a，因此全區共需水資源開采量為4.35萬m3/a。根據論證區區域地下水均衡評價可知，中等枯水年（P=85%）區域地下水可開采系數為0.74，地下水可開采量為51.44萬m3/a。由此可知，均衡區內地下水資源總量完全滿足馬河灌區總需水量的要求，且保證程度高。