北灘灌區水資源供需分析

李影

（蘭考縣水利局，河南 蘭考 475300）

1 北灘灌區可利用水資源量現狀

1.1 地表水

1.1.1 降雨利用量

根據《蘭考縣水資源綜合規劃》及近幾年蘭考縣水資源公報，蘭考縣多年平均地表水資源量7 552 萬m3，折合徑流深67.70 mm，產水模數6.76 萬m3/km2，黃河內灘區多年平均為880 萬m3，折合徑流深65.20 mm；經計算，北灘灌區多年平均為500.12 萬m3，北灘灌區多年平均地表水可利用量為163.74萬m3，地表水可利用率為32.74%。

1.1.2 引黃水量

北灘灌區水資源可利用量中大部分為過境水，即依靠引黃河水來滿足灌區用水需求。北灘灌區位于黃河大堤以內，引水量不在黃河各縣引水指標范圍之內，項目區以需定供，由于現狀黃河河床下切，原有引水閘失去其引水功能，采用群眾自籌建設的泵船作為臨時取水設備，目前年取水量約為1 120 萬m3。根據測量資料，黃河質量含沙量2.95%，平均含沙量35 kg/m3。引黃水含沙量較高，給灌區農業灌溉帶來了不利影響，但灌區經過多年運行，當地農民通過總結引黃經驗，已建立了一套適合當地的處理灌區渠道淤積問題的模式，充分利用非灌溉用水期時間，清除渠道淤積泥沙，利用其改良土壤或另作他用，將泥沙變廢為寶，充分利用了過境水資源。

1.2 地下水

根據《蘭考縣水資源綜合規劃》及蘭考縣水資源公報采用類比法，經計算，北灘灌區多年平均地下水可利用量為214萬m3。

2 灌區現狀需水量分析

2.1 農業灌溉需水量

2.1.1 灌溉設計保證率

北灘灌區屬北方地區，以旱作物為主，根據《中型灌區續建配套與節水改造方案編制技術指南》，北方地區灌溉設計保證率取為50%。此次需水量分析，計算灌溉設計保證率為50%時的作物需水量。

2.1.2 灌溉定額

根據《河南省地方標準農業用水定額》灌溉分區劃分，蘭考縣北灘灌區屬豫東平原區Ⅲ-2。豫東平原區灌溉基本用水定額見表1。

2.1.3 農作物種植結構與灌溉需水量

根據調查統計，北灘灌區現狀作物種植結構為：黃河灘區小麥85%，玉米85%，其他作物10%，復種指數180%。灌溉定額由表1知50%灌溉保證率時，灌區各種作物灌溉定額分別為冬小麥1 320 m3/hm2、夏玉米1 125 m3/hm2、其他作物2 145 m3/hm2。

表1 豫北平原區灌溉基本用水定額表

根據灌區水量測量統計，結合灌區多年運行管理經驗，因支渠淤積破壞問題，支渠渠道水利用系數較低，灌溉水滲漏、跑冒問題嚴重，水資源利用效率較低，經測量分析，灌區現狀渠系水利用系數僅為0.55左右，灌溉水利用系數約為0.50。

經灌溉需水量計算，現狀灌區50%灌溉保證率毛灌溉用水定額為4 170 m3/hm2，灌區灌溉需水量為2 168.40萬m3。

2.2 工業需水量

北灘灌區內無工業需水量。工業用水量為0萬m3。

綜上所述，匯總農業灌溉用水和工業用水，得到50%灌溉保證率下灌區總需水量為2 168.40萬m3。

3 灌區現狀供需分析

根據上述分析，由于現狀黃河河床下切，原有引水閘失去其引水功能，采用群眾自籌建設的泵船作為臨時取水設備，目前年取水量約為1 120 萬m3。灌區現狀水利工程可供水量為1 497.74萬m3，50%灌溉保證率下灌區需水量為2 168.40萬m3。灌區現狀供需平衡分析詳見表2。

表2 灌區現狀供需平衡分析表

4 項目實施完成后灌區水量供需分析

4.1 項目實施完成后可供水量預測

項目實施完成后水量預測值比現狀值高，由于引水泵站的建設，引黃水量將較之前臨時引水工程有所增加，預測引黃水資源量為1 500萬m3，平均地下水可利用量為214萬m3，與現狀值一致；黃河內灘區多年平均為880萬m3，折合徑流深65.20 mm，產水模數6.76萬m3/km2，北灘灌區多年平均為500.12萬m3，地表水可利用率由原來的32.74%提高到36%，可利用量為180萬m3。灌區內平均水資源總量為1 894萬m3。

4.2 項目實施完成后需水量預測

4.2.1 灌溉需水量計算

通過渠道清淤硬化、建筑物改造等工程措施的實施及農民用水戶協會管理制度的推廣，灌區管理制度的加強，使灌區水資源利用效率明顯提高，通過改造或重建各處骨干建筑物，灌水瓶頸問題也將得到解決。根據類似地區其他已完工工程的經驗，項目實施完成后，灌區灌溉水利用系數將得到顯著提高，渠系水利用系數將由0.55提高到0.65，灌溉水利用系數由0.50提高到0.60，經灌溉需水量計算，項目實施后灌區50%灌溉保證率毛灌溉定額為3 525 m3/hm2，灌區灌溉需水量為1 833 萬m3。詳細計算見表3。

表3 北灘灌區項目實施后作物需水量計算表

4.2.1.1 地面灌溉制度

經過“項目實施完成后需水量預測”確定的灌溉用水定額，結合灌區當地群眾多年豐產灌水實踐經驗，根據表3確定的灌溉定額，確定50%平水年灌區主要農作物的灌溉制度詳見表4。

表4 灌溉制度表（P=50%）

4.2.1.2 灌水率計算

各種作物每次灌水的灌水率采用下式進行計算：

式中：α—作物種植比例；m—每次灌水定額，m3/hm2；T—灌水延續時間，d；q—灌水率，m3/（s·萬hm2）。

根據設計灌溉制度繪制各代表作物的灌水過程線，將同時期各作物灌水率相加，繪制全灌區初步灌水率圖。參照《灌溉與排水工程設計規范》，對初步灌水率圖進行修正。

根據當地群眾實際生產經驗進行合理化手動調整，即采取人為合并或移動灌水等方法修勻灌水率。修正后的灌水率圖見圖1。根據圖1，北灘區選用灌水率0.37 m3/（s·萬hm2）作為設計灌水率。

圖1 北灘灌區修正后灌水率圖

4.2.2 生態需水量

此次項目實施，種植生態綠化樹木17 800棵，根據《河南省地方標準農業用水定額》規定林業用水定額100 L/（棵·次），按第一年灌溉6次計算需水量，經計算，生態需水量為1.10 萬m3。

4.3 項目實施完成后供需平衡分析

根據上述分析，項目實施完成后灌區可供水量為1 894萬m3，其中黃河可利用水量1 500萬m3，地表水可利用水量180萬m3，地下水可利用水量214萬m3。經分析灌區50%保證率下需水量為1 834.10萬m3，其中農業灌溉需水1 833萬m3，生態需水量1.10萬m3，工業需水量0萬m3。灌區余水59.90萬m3，灌區水資源量能夠滿足作物灌溉需求。

項目實施完成后供需平衡分析詳見表5。

表5 項目實施后供需平衡分析表

5 結語

通過灌區現狀及北灘灌區項目實施后水量供需分析，有利于合理分配水資源，提高水資源利用率，更好地滿足灌區用水需求，同時也能很好地促進地區經濟社會發展。