合陽縣節水灌溉項目水資源供需平衡分析

雷 鵬

（合陽縣水土保持和移民工作中心,陜西 合陽 715399）

合陽縣地處陜西省渭北旱塬東部,屬暖溫帶干旱半干旱大陸季風氣候,多年平均降水量528.2 mm,為確保合陽縣節水灌溉項目發展,必須對項目建設水資源供需平衡情況進行探討,以確保節水項目科學建設。

1 概況

合陽縣高效節水項目位于縣域東南和西南部,涉及坊鎮、城關、路井鎮、和家莊鎮、新池鎮、黑池鎮共6 個鎮46 個行政村。項目屬渭北黃土旱塬區,海拔高程485 m～815 m,橫跨一、二級黃土臺塬。土壤類型主要為半壚土,其特點是土層深厚,保肥性強,但質地粘重,耕性較差,透氣透水性不良,蓄水保墑差,土壤層有機質含量0.97%。現有機井9 眼,申都供水南部配水管網配套建設,機井包括“380”巖溶井7 眼,出水量在40 m3/h～80 m3/h。淺井2 眼,井位于南廉村東的黃河階地,井深150 m,出水量50 m3/h。該項目區內屬東雷抽黃新民系統灌區,新民系統設計流量6.8 m3/s,灌溉面積16.27 萬畝,年設計供水量為6200 萬m3。

2 項目區水資源量及開發利用狀況

合陽縣高效節水項目由“合-洽路農業示范區高效項目區、108 國道沿線葡萄高效項目區、新池鎮高效項目區”3個項目區組成。區內多年平均降雨量為528.2 mm,地表年徑流深34.77 mm。地下水按成因類型可分為第四系孔隙潛水、基巖裂隙水、巖溶裂隙水三種類型,地下水可開采模數平均8.6 萬m3/（km2·a）。項目區水質基本水化學類型為HCO3、SO4、Cl-Na、Ca、Mg 型水,氟化物含量1.0 mg/L,水質符合國家《農田灌溉水質標準》（GB 5084-2005）的要求。

根據年度項目劃分、項目區水源及供水設施調查,本次項目“合-洽路項目”申都供水年可為項目區供水40 萬m3,水源為3 眼巖溶井3 眼,一級泵站設計流量1088 m3/h,工程設計年可供水量705 萬m3。紅旗水庫項村供水可為項目區供水25 萬m3,泵站裝機330 kW,設計流量420 m3/h,年可供水量203 萬m3。區內機井16 眼,潛水加基巖裂隙水,機井出水量20 m3/h～40 m3/h,機井年可供水量129.47 萬m3/a,合計,合-洽路項目區年水資源可供水量為194.47 萬m3。

“108 國道沿線項目區”,秦城供水水源為2 眼巖溶井,設計流量160 m3/h,裝機180 kW,年可供水量116.8 萬m3,年可為項目區供水56.32 萬m3。區內有巖溶井10 眼,一般機井4 眼,巖溶井出水量32 m3/h～80 m3/h,一般井出水量25 m3/h 左右,年可供水量188.16 萬m3/a。合計,108 國道沿線項目區水資源可供水量為244.48 萬m3。

“新池鎮項目區”巖溶井7 眼,一般井2 眼,巖溶井出水量32 m3/h～80 m3/h,一般井出水量50 m3/h（位于黃河階地）,年可供水97.20 萬m3/a。申都供水年可為項目區供水25.0 萬m3。合計,新池鎮項目區水資源可供水量為122.2 萬m3。年度項目區水資源年可供水總量為561.15 萬m3。

3 項目區現狀水量供需情況

3.1 現狀年項目區灌溉需水量

現狀年項目區主要種植作物有小麥、玉米、秋雜、果樹等,灌溉多采用地表移動軟管輸水到田間地頭,然后進行溝灌和畦灌或土渠輸水灌溉,結合本地區灌溉經驗,擬定現狀年P=75%灌溉制度,項目區現狀年綜合凈灌溉定額為146.75 m3/畝,灌溉水利用系數0.65,毛灌溉定額為225.76 m3/畝,項目區灌溉面積2.11 萬畝,年灌溉需水量為476.35 萬m3,按項目區分“合-洽路”項目區灌溉面積7800 畝年灌溉需水量為176.1 萬m3,108 國道沿線項目區灌溉面積8000 畝年灌溉需水量為180.6 萬m3,新池鎮項目區灌溉面積5300 畝年灌溉需水量為119.65 萬m3。

3.2 項目區居民生活需水量

項目區現狀年供水人口5.92 萬人,按項目區分“合-洽路”項目區人口2.19 萬人、108 國道沿線項目人口2.14 萬人、新池鎮項目區人口1.59 萬人。依據《陜西省行業用水定額》標準,確定現狀年居民生活用水量定額為70 L/（人·d）,經計算,項目區居民生活年需水量為151.26 萬m3。其中,合-洽路項目區為55.95 萬m3、108 國道沿線項目區為54.68 萬m3、新池鎮項目區為40.63 萬m3。

3.3 總需水量

現狀年項目區年總需水量為627.61 萬m3,其中灌溉需水量為476.35 萬m3,居民生活需水量為151.26 萬m3。項目區現狀年需水量計算成果見表1。

表1 項目區現狀年需水量計算成果表

4 現狀年可供水量計算

4.1 地表水可供水量

根據紅旗水庫項村供水工程水量調配方案,現狀年可為項目區供水25.0 萬m3/a。

4.2 地下水可供水水量

申都供水年可為項目區供水65 萬m3,秦城供水年可為項目區供水56.32 萬m3,項目區39 眼機井,其中,一般機井22 眼,機井出水量為20 m3/h～40 m3/h；巖溶機井17 眼,巖溶井出水量40 m3/h～80 m3/h,機井年可供水量為280.74 萬m3。現狀年地下水可供水量為402.06 萬m3。見表2。

4.3 現狀年供需水量平衡分析

綜合以上分析,現狀年項目區可供水量為427.06 萬m3,需水量為627.51 萬m3,項目區尚缺水200.45 萬m3。現狀年項目水量供需平衡成果見表2。

表2 現狀年項目區供、需平衡成果表 單位：萬m3

5 規劃年需水量預測

5.1 規劃年灌溉需水量

規劃年（2021 年）結合農作物種植技術,考慮改進作物的灌溉技術,采用非充分灌溉制度,減少灌溉水量在輸往田間過程中的損失及水分在農田中的深層滲漏,減小農作物的騰發量,達到節水增產的效果。參考省內高效節水灌區的作物灌水定額,擬定規劃水平年2021 年P=75%作物灌溉制度,水平年項目區作物灌溉制度見表3。

表3 水平年項目區作物灌溉制度表（P=75%）

續表3

由以上可知,項目區水平年綜合凈灌溉定額為122.25 m3/畝,毛灌溉定額為140.85 m3/畝,項目區2.11 萬畝灌溉面積,規劃年項目區灌溉需水量為297.19 萬m3。

按項目區分,“合-洽路”項目區灌溉面積7800 畝年灌溉需水量為109.86 萬m3；108 國道沿線項目區灌溉面積8000 畝年灌溉需水量為112.68 萬m3；新池鎮項目區灌溉面積5300 畝年灌溉需水量為74.65 萬m3。

5.2 項目區規劃年居民生活需水量

考慮規劃年項目區人口年自然增長率（6‰）,計算得,項目區規劃年人口總數為5.97 萬人,按項目區分“合-洽路”項目區人口2.21 萬人、108 國道沿線項目人口2.16 萬人、新池鎮項目區人口1.60 萬人。依據《陜西省行業用水定額》,確定設計水平年項目區居民生活用水定額為70 L/（人·d）,預測項目區居民生活年需水量為152.53 萬m3,其中合-洽路項目區為56.46 萬m3,108 國道沿線項目區為55.19 萬m3,新池鎮項目區為40.88 萬m3。

5.3 總需水量

項目區內無鄉鎮企業用水。經計算,項目區規劃水平年需水量為415.04 萬m3。項目區規劃水平年需水量計算成果見表4。

表4 項目區規劃水平年需水量計算成果表 單位：萬m3

6 規劃年可供水量預測

6.1 地表水可供水量

根據紅旗水庫項村供水工程水量調配方案,規劃年可為項目區供水25.0 萬m3。

6.2 地下水可供水水量

申都供水年可為項目區供水65.0 萬m3,秦城供水年可為項目區供水56.32 萬m3,項目區39 眼機井,其中,一般機井22 眼,機井出水量為20 m3/h～40 m3/h；巖溶機井17 眼,巖溶井出水量40 m3/h～80 m3/h,本次修復改造機井8 眼,機井年可供水量為311.94 萬m3,規劃水平年供水量為433.26 萬m3。

6.3 供需平衡分析

根據各項目片區需水量和供水量的分析計算結果,規劃水平年項目區水量供需平衡見表5。

表5 規劃水平年項目區供、需平衡表 單位：萬m3

續表5

根據供需平衡結果分析,規劃年項目實施后各項目區水資源供需緊張局面已得到徹底緩解,規劃水平年項目區可供水量為433.26 萬m3,需水量為450.72 萬m3,項目區總余水量7.54 萬m3,大大緩解了社會用水壓力,達到節水增效目的。

7 結語

根據合陽縣高效節水灌溉項目區現狀年、規劃年灌溉面積和作物生長類型,以及居民生活用水需求變化,按照水資源平衡法,對現狀年和規劃年用水情況分別進行了探討,得出現狀年項目區需水量627.51 萬m3,可供水量427.06 萬m3,尚缺水200.45 萬m3。規劃年項目區需水量450.72 萬m3,可供水量433.26 萬m3,富余水量7.54 萬m3。由此可見,高效節水項目實施后,極大地節約了水資源和灌溉成本,促進了項目區社會經濟發展。