佳縣通鎮(zhèn)、王家砭鎮(zhèn)及方塌鎮(zhèn)供水平衡分析

劉 帆

（佳縣水資源服務(wù)中心,陜西 佳縣 719200）

佳縣縣域工業(yè)基礎(chǔ)薄弱,用水集中為生活用水和農(nóng)業(yè)用水。統(tǒng)一供水工程的水源取自縣域內(nèi)的河川、地表徑流、天然大氣降水和地下水等可利用的水資源。經(jīng)過水文計(jì)算分析后認(rèn)為,這些可供利用的水源必須有水利調(diào)節(jié)設(shè)施,才能夠進(jìn)行集中管理、旱澇調(diào)節(jié)。可利用的河水徑流多集中在雨季汛期,上下游的水量嚴(yán)重不均衡,時(shí)空分布不均。供水系統(tǒng)主要有蓄水工程、引水工程、提水工程、調(diào)水工程。針對本縣項(xiàng)目區(qū)的水文情況,主要矛盾集中在沒有大型調(diào)節(jié)工程,徑流量比較難以充分利用,佳蘆河天然徑流量約50%左右排入黃河,造成損失。

水資源供需平衡分析是指在一定范圍內(nèi)（行政、經(jīng)濟(jì)區(qū)域或流域）不同時(shí)期的可供水量和需水量的供求關(guān)系分析。通過可供水量和需水量的分析,弄清楚水資源總量的供需現(xiàn)狀和存在的問題；通過不同時(shí)期不同部門的供需平衡分析,預(yù)測未來,了解水資源余缺的時(shí)空分布；針對水資源供需予盾,進(jìn)行開源節(jié)流的總體規(guī)劃,明確水資源綜合開發(fā)利用保護(hù)地主要目標(biāo)和方向,以期實(shí)現(xiàn)水資源的長期供求計(jì)劃。

1 水土資源分析

1.1 供水量分析

項(xiàng)目區(qū)分布在佳蘆河兩岸,項(xiàng)目可供利用的水資源由河川徑流、天然大氣降水和地下水三部分構(gòu)成,根據(jù)多年水文觀測資料,全年按月份統(tǒng)計(jì)佳蘆河徑流量以及方塌片區(qū)和毛國川片區(qū)所需水量分析如下。

（1）河川徑流

佳蘆河屬于黃河支流,發(fā)源于陜西省榆林市榆陽區(qū)雙山鄉(xiāng)斷橋村。流經(jīng)陜西省榆林市榆陽區(qū)、佳縣,在木場灣村入黃河,河流全長93 km,境內(nèi)流程62.8 km,有支毛溝2046 條；平均比降6.28‰。佳蘆河是項(xiàng)目區(qū)富水最集中的河川徑流。佳蘆河支流史家溝、雷家坬溝、北溝、康家溝等4 條溝道為常年流水溝道,在項(xiàng)目區(qū)內(nèi)均勻地分布,為佳蘆河提供了最基本的水源保證。

根據(jù)水質(zhì)化驗(yàn)資料結(jié)果,徑流水質(zhì)的礦化度為0.559 mmol/L,pH 值為8.0 稍微偏堿性,總硬度值為67 mg/L,綜合分析其水質(zhì)良好,適用于農(nóng)業(yè)灌溉用水。佳蘆河平均年徑流量4118.7 萬m3。

項(xiàng)目區(qū)逐月年平均徑流量統(tǒng)計(jì)圖1。

圖1 佳蘆河逐月徑流量統(tǒng)計(jì)

（2）天然大氣降水

項(xiàng)目區(qū)多年平均降水量為402.1 mm,平均徑流深92.7 mm,地表徑流量66.09 萬m3,這些地表徑流最終流入河川徑流量,較少污染,水質(zhì)情況比河川徑流稍好,如能夠進(jìn)行充分調(diào)蓄,能夠?yàn)閰^(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)灌溉提供水源做出貢獻(xiàn)。

（3）地下水

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)三疊系—侏羅紀(jì)基巖出露,主要分布在黃河和佳蘆河階地。地下水主要為三疊系—侏羅紀(jì)碎屑巖裂隙潛水和第四系沖積層孔隙潛水。地下含水層深32 m,埋深9 m,單井出水量可達(dá)到300 m3/d～500 m3/d。可開采量6253 萬m3,占全縣地下水可開采量的87.6%,開采模數(shù)約7.0 萬m3/（a·km2）。河床周邊地下淺層潛流豐富,河床30 m內(nèi)潛水活躍,滲透系數(shù)大于10 m/d。

總的來說,項(xiàng)目區(qū)水資源總量較大。開采區(qū)域?yàn)轫?xiàng)目區(qū)向周圍外延50 m,水資源總量為1699.0 萬m3,項(xiàng)目區(qū)可采水資源總量44.52 萬m3,實(shí)際可利用量為31.16 萬m3,約為開采量的70%。水質(zhì)化驗(yàn)資料顯示礦化度1.117,pH 值8.0,總硬度67 mg/L,適用于農(nóng)業(yè)灌溉。佳蘆河年徑流量達(dá)1654.48 萬m3,但季節(jié)分配變率較大,為缺乏控制性的水資源調(diào)蓄工程。

綜合考慮樣本國家的地域位置、經(jīng)濟(jì)狀況、文化以及數(shù)學(xué)教育背景等因素，除中國之外選取了5個(gè)代表性國家：澳大利亞、英國、新加坡、美國、南非（選取的6個(gè)國家以國家代碼首字母進(jìn)行排序，分別是澳大利亞、中國、英國、新加坡、美國、南非），6個(gè)國家基礎(chǔ)教育階段主體學(xué)制以及研究選取的國家數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)文本如下（為了全文行文一致，各國均根據(jù)學(xué)制按年級順序排列）．

1.2 灌溉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)目區(qū)主要屬黃土丘陵溝壑區(qū),根據(jù)本區(qū)水資源現(xiàn)狀和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)灌溉保證率50%,采用非充分灌溉方式。

2 需水量計(jì)算

需水量由作物灌溉需水量、人畜生活用水量、工業(yè)需水量和生態(tài)需水量四部分組成。

2.1 灌溉用水量分析計(jì)算

根據(jù)水利設(shè)施現(xiàn)狀,本著盡可能利用現(xiàn)有設(shè)施,節(jié)約投資的原則,同時(shí)考慮當(dāng)?shù)馗珊等彼h(huán)境和農(nóng)地耕種習(xí)慣,確定原灌溉區(qū)采用明渠輸水,覆膜灌溉的方式進(jìn)行灌溉。新發(fā)展井灌區(qū)采用暗管輸水,覆膜灌溉的方式進(jìn)行灌溉。參考陜北地區(qū)作物一般灌溉制度,根據(jù)當(dāng)?shù)刈魑锷L規(guī)律、生長期需水和作物種植比例情況,結(jié)合當(dāng)?shù)胤N植經(jīng)驗(yàn)和灌渠試驗(yàn)資料,綜合分析計(jì)算。

（1）灌溉面積確定

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)目前種植結(jié)構(gòu)、種植習(xí)慣結(jié)合佳縣工農(nóng)業(yè)發(fā)展計(jì)劃,初步擬定灌區(qū)各作物種植比例：育苗維持現(xiàn)狀種植面積不變,其余大田作物為高粱、玉米、烤煙和蔬菜,種植比例分別為28%、58%、10%、4%。復(fù)種指數(shù)100%。各種作物種植面積見表1。

表1 各種作物種植面積表 單位：畝

（2）灌溉制度設(shè)計(jì)

灌區(qū)作物灌溉定額,主要參考陜北地區(qū)作物灌溉制度,并根據(jù)灌溉區(qū)當(dāng)?shù)氐亩嗄攴N植經(jīng)驗(yàn),結(jié)合灌渠試驗(yàn)資料確定在灌溉保證率50%下的灌溉制度。因該區(qū)屬季節(jié)性缺水地區(qū),灌溉采用非充分灌溉并采取節(jié)水灌溉方式,主要抓住作物的關(guān)鍵需水期進(jìn)行灌溉。

（3）灌溉用水量

灌溉設(shè)計(jì)年需水量計(jì)算：

式中：Wm為毛灌溉用水量,m3；Wj為凈灌溉用水量,m3；m為設(shè)計(jì)灌溉定額,m3/畝；A 為該作物的灌溉面積,畝；ηc為灌溉水利用系數(shù),方榻片井灌取0.89,毛國川片渠灌為0.7。

按照上述灌溉制度、定額、種植比例、灌溉用水量計(jì)算原則,分區(qū)統(tǒng)計(jì)用水期3 月～8 月非充分灌溉用水過程推算匯總表見表2。項(xiàng)目區(qū)規(guī)劃灌溉面積為299.55 萬m2,年總灌溉毛需水量（P=50%）67.963 萬m3。

2.2 工業(yè)用水

根據(jù)佳縣國土資源局提供工業(yè)用水情況：磚廠、樓板廠、苦菜杏仁廠、焦化廠和鹽化廠等用水主要集中在3 月～10 月份,用水量約為187.56 萬m3/a。其中方踏片約75 萬m3/a,毛國川片約112.56 m3/a。

2.3 其它用水量分析計(jì)算

其它用水主要集中于人畜飲水、工業(yè)用水和生態(tài)等其它用水。根據(jù)陜西省用水定額和佳縣實(shí)際情況計(jì)算出項(xiàng)目區(qū)其它用水總量為75.22 萬m3。其中人畜飲水用水量8.32 萬m3,見表3,此外尚有草地、林地和其它生態(tài)用水預(yù)留總量66.9 萬m3/a。其中方踏片26.7 萬m3/a,毛國川片40.2 萬m3/a。

表3 項(xiàng)目區(qū)人畜飲水水量計(jì)算表

2.4 總的需水量分析

通過以上分析,項(xiàng)目區(qū)總的需水量為329.277 萬m3/a,各分項(xiàng)用水量見表4。

表4 項(xiàng)目區(qū)總需水量匯總表 單位：萬m3/a

3 供需平衡分析

項(xiàng)目區(qū)兩片分布在佳蘆河兩岸,均取用佳蘆河水和河岸淺層地下水,水源條件一致,用水區(qū)域分布均衡項(xiàng)目區(qū)水源主要是河川徑流和地下水,項(xiàng)目整理區(qū)河川年徑流量1654.48 萬m3,可用地下水資源量為44.52 萬m3,水資源總量1699.0 萬m3。

水資源平衡計(jì)算從項(xiàng)目區(qū)水資源總體平衡分析知：項(xiàng)目區(qū)總需水量330.743 萬m3（其中農(nóng)業(yè)用水67.963 萬m3、工業(yè)用水187.56 萬m3、人畜用水8.32 萬m3、生態(tài)用水66.9 萬m3）,水資源總量約1699 萬m3,從水資源的總量分析：水資源總量能滿足需水要求。

3.1 方塌片供需平衡分析

依據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際經(jīng)驗(yàn)和觀測結(jié)果,因缺少必要的水利調(diào)節(jié)設(shè)施,佳蘆河天然徑流量可利用量約占天然徑流量總量的50%。從總體分析可知水資源總量能滿足需水要求。但佳蘆河徑流多以暴雨形勢出現(xiàn),徑流量在時(shí)空分布上變化較大,主要集中在汛期,水量暴漲暴落且項(xiàng)目區(qū)沒有大型水源調(diào)節(jié)工程,徑流量較難利用。5 月份是作物生長的關(guān)鍵期,用水量較大,而天然徑流量卻偏小,雖然加大了地下水的用量,但仍缺水0.84 萬m3,根據(jù)方塌片的地形和地勢條件,通過修建1.2 萬m3的蓄水池解決缺水問題。

3.2 毛國川片供需平衡分析

經(jīng)調(diào)查,毛國川片佳蘆河兩岸不適宜打大口井,因此不把地下水作為毛國川片灌溉水源,而人畜飲用水采用現(xiàn)有水井。在供水平衡分析時(shí)分為人畜用水和灌溉、工業(yè)及生態(tài)用水平衡分析兩部分。佳蘆河天然徑流量可利用量約占天然徑流量總量的50%。5 月份是作物生長的關(guān)鍵期,用水量較大,而天然徑流量卻偏小,雖然加大了地下水的用量,缺水5.63 萬m3,目前毛國川片現(xiàn)有雷家坬水庫僅能解決1.6 萬m3的缺水量,結(jié)合毛國川片的地形和地勢條件,仍需修建4.0 萬m3的蓄水池解決缺水問題。

4 結(jié)論

佳縣是陜西省貧困縣,對佳縣通鎮(zhèn)等3 個(gè)鎮(zhèn)供水,供水項(xiàng)目取自河川徑流、天然降水和地下水等水資源,水質(zhì)能夠滿足人畜及灌溉要求。項(xiàng)目整理區(qū)河川年徑流量1654.48 萬m3,可用地下水資源量為44.52 萬m3,水資源總量1699.0 萬m3。項(xiàng)目區(qū)總需水量330.743 萬m3,水資源總量約1699 萬m3,從水資源的總量分析水資源總量能滿足需水要求。但因缺少必要的水利調(diào)節(jié)設(shè)施,可利用佳蘆河天然徑流量約50%,但佳蘆河徑流多集中在汛期,時(shí)空分布不均,項(xiàng)目區(qū)無大型調(diào)節(jié)工程,徑流量較難利用。方塌片區(qū)用水量較大,雖加大地下水的用量,仍缺水0.84 萬m3,通過修建1.2 萬m3的蓄水池可以解決缺水問題；毛國川片區(qū)缺水5.63 萬m3,通過修建4.0 萬m3的蓄水池達(dá)到解決缺水問題。