王利偉

(鄭州市水利建筑勘測設(shè)計(jì)院，河南鄭州 450006)

東方紅灌區(qū)節(jié)水配套改造項(xiàng)目水資源供需平衡分析

王利偉

(鄭州市水利建筑勘測設(shè)計(jì)院，河南鄭州 450006)

本文根據(jù)東方紅灌區(qū)水資源分布和利用現(xiàn)狀，分析了項(xiàng)目區(qū)地表水和地下水的水資源量。在實(shí)施農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)節(jié)水配套改造項(xiàng)目后，經(jīng)水資源平衡分析，項(xiàng)目區(qū)可供水量大于需水量，能夠滿足項(xiàng)目區(qū)村民生活、生產(chǎn)及農(nóng)業(yè)灌溉的需要。

水資源;供需平衡;分析

東方紅灌區(qū)建于1959年，是新密市最大的一條引河水自流灌溉渠道，渠首位于新密市超化鎮(zhèn)王莊寨西，貫穿超化、來集、大隗、劉寨、曲梁5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，43個(gè)行政村，183個(gè)村民組，灌區(qū)總?cè)丝?.82萬，其中勞動(dòng)力3.87萬，耕地面積9.3萬畝，設(shè)計(jì)干渠長30km，灌溉面積5.13萬畝，有效灌溉面積3.53萬畝，現(xiàn)狀實(shí)際灌溉面積0.60萬畝。灌區(qū)經(jīng)多年運(yùn)用，工程老化、損壞非常嚴(yán)重，存在的問題十分突出。

1 灌區(qū)現(xiàn)狀水資源供需分析

1.1 灌區(qū)水利工程現(xiàn)狀可供水量

東方紅灌區(qū)現(xiàn)狀水源主要為過境水、補(bǔ)源水、地下水和地表水。

1.1.1 過境水

雙洎河流經(jīng)東方紅渠首的水量主要由流域內(nèi)大氣降水、煤礦排水和中水組成，由于項(xiàng)目區(qū)屬丘陵地區(qū)，河道比降較陡，洪水陡降陡落，灌溉期間無法利用天然降水，因此，僅對(duì)礦區(qū)排水和中水進(jìn)行來水量分析。

a.渠首以上煤礦排水。雙洎河在渠首以上沿途共有4座大型主要煤礦和王莊群礦的礦坑水排水入雙洎河。據(jù)新密市水資辦實(shí)測資料分析，各礦排水量基本穩(wěn)定，年內(nèi)變幅在5%以內(nèi)，年際變幅均在3%以內(nèi)，基本可以認(rèn)定各礦排入雙洎河的水量為一穩(wěn)定值，見表1。

表1 上游各煤礦來年均水量 單位:萬m3

b.渠首以上中水。新密市污水處理廠位于城關(guān)鎮(zhèn)灣子河村，在東方紅干渠渠首上游，主要收集處理新密市城區(qū)生活污水，污水經(jīng)處理產(chǎn)生的中水水質(zhì)達(dá)到一級(jí)A類標(biāo)準(zhǔn)，污水處理廠目前處理能力為2.5萬m3/d，其供水保證率可達(dá)90%以上，年實(shí)際供水能力為837萬m3。

c.渠首處雙洎河流量變化過程。根據(jù)渠首處降雨徑流量計(jì)算結(jié)果和煤礦排水流量及中水進(jìn)行疊加計(jì)算，雙洎河在東方紅灌區(qū)渠首代表年的平均流量為1.16m3/s，月徑流量為 301.85萬 m3，年徑流量為3622.20萬m3。

1.1.2 補(bǔ)源水

為增加灌區(qū)灌溉水量，緩解灌區(qū)水源不足的現(xiàn)狀，2007年新建申溝、宋溝兩處礦水補(bǔ)源工程，引兩處煤礦排水，作為灌區(qū)補(bǔ)充水源。申溝礦水流量為0.25m3/s，宋溝礦水流量為0.15m3/s。

1.1.3 地表水

項(xiàng)目區(qū)地表水主要來自灌區(qū)內(nèi)4座調(diào)蓄水庫，分別是云巖宮、紅石峽、曹馬溝3座小(1)型水庫和史溝小(2)型水庫。云巖宮水庫興利庫容324萬m3，紅石峽水庫興利庫容170萬m3，曹馬溝水庫興利庫容101萬m3，史溝水庫興利庫容16萬m3，4座水庫總調(diào)節(jié)庫容611萬m3。目前僅有云巖宮、紅石峽水庫具備向干渠補(bǔ)水能力;按每年蓄水1次考慮，東方紅灌區(qū)水庫實(shí)際年供水量為494萬m3。

1.1.4 地下水

東方紅灌區(qū)的地下水補(bǔ)給來源主要為大氣降水，據(jù)1956—2013年氣象觀測資料及地表水體和地下水的補(bǔ)排關(guān)系計(jì)算，東方紅灌區(qū)地下水多年平均天然補(bǔ)給量為712萬m3，多年平均地下水可開采量為484萬m3。東方紅灌區(qū)現(xiàn)有機(jī)井252眼，年開采地下水量580萬m3，地下水實(shí)際開采量為可開采量的120%。

1.1.5 可供水量

通過以上分析計(jì)算，東方紅灌區(qū)水利工程現(xiàn)狀可供水量為5957.6萬m3，見表2。

表2 東方紅灌區(qū)現(xiàn)狀年供水量 單位:萬m3

1.2 灌區(qū)現(xiàn)狀需水量

1.2.1 農(nóng)業(yè)灌溉

東方紅灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積5.2萬畝，糧經(jīng)作物種植比為8.5∶1.5，作物的復(fù)種指數(shù)為1.80。根據(jù)灌區(qū)現(xiàn)狀作物種植結(jié)構(gòu)、實(shí)際需水量和灌溉管理水平，測算灌區(qū)各作物平均灌溉定額和平均灌溉水利用系數(shù)等數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算，灌區(qū)現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)灌溉需水量為2845.96萬m3，見表3。

表3 東方紅灌區(qū)現(xiàn)狀灌溉需水量

1.2.2 工業(yè)

灌區(qū)內(nèi)企業(yè)眾多，主要為耐火材料及造紙企業(yè)，大小企業(yè)總數(shù)達(dá)1500多家，灌區(qū)內(nèi)企業(yè)現(xiàn)狀年工業(yè)需水量為423.5萬m3，全部為開采地下水。

1.2.3 生活

根據(jù)灌區(qū)現(xiàn)狀年統(tǒng)計(jì)人口和平均用水量指標(biāo)調(diào)查數(shù)據(jù)，灌區(qū)現(xiàn)狀年生活需水量為196.95萬m3。

1.2.4 其他

灌區(qū)其他用水主要包括林、牧業(yè)等用水。根據(jù)灌區(qū)林、牧業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和平均用水指標(biāo)調(diào)查數(shù)據(jù)，灌區(qū)現(xiàn)狀其他用水量為165.73萬m3。

通過以上分析，灌區(qū)現(xiàn)狀需水量為3632.13萬m3，見表4。

表4 東方紅灌區(qū)現(xiàn)狀需水量 單位:萬m3

1.3 灌區(qū)現(xiàn)狀水量供需平衡分析

根據(jù)灌區(qū)水利工程現(xiàn)狀可供水量及灌區(qū)現(xiàn)狀需水量計(jì)算結(jié)果，東方紅灌區(qū)現(xiàn)狀水供需平衡分析見表5。從中可見，東方紅灌區(qū)程現(xiàn)狀年的供水量為5957.64萬m3，灌區(qū)現(xiàn)狀總需水量為3632.13萬m3，灌區(qū)現(xiàn)狀總富余水量為2325.51萬m3，但灌區(qū)內(nèi)地下水可開采量為484.0萬m3，而實(shí)際開采量達(dá)580.0萬m3，已超采96.0萬m3。

表5 東方紅灌區(qū)現(xiàn)狀水供需平衡分析單位:萬m3

2 項(xiàng)目實(shí)施完成后灌區(qū)水量供需分析

根據(jù)灌區(qū)現(xiàn)狀，為提高灌區(qū)水利用效率，將實(shí)施新密市農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)東方紅中型灌區(qū)節(jié)水配套改造項(xiàng)目。設(shè)計(jì)水平年為2015年，遠(yuǎn)期水平年為2020年。設(shè)計(jì)水平年灌區(qū)水供需平衡分析按2015年、2020年兩個(gè)水平年和75%(旱作區(qū))保證率進(jìn)行分析計(jì)算。

2.1 項(xiàng)目實(shí)施完成后灌區(qū)水利工程可供水量

考慮到項(xiàng)目實(shí)施不再新增供水水源，因此，項(xiàng)目實(shí)施后灌區(qū)供水量基本保持不變，僅控制地下水開采量為可開采量，即484萬m3，比現(xiàn)狀可供水量少96萬m3，項(xiàng)目實(shí)施后灌區(qū)水利工程可供水量為5861.64萬m3。

2.2 項(xiàng)目實(shí)施完成后計(jì)劃需水量

2.2.1 農(nóng)業(yè)灌溉

根據(jù)《新密市“十一五”及2020年農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，結(jié)合東方紅灌區(qū)內(nèi)水土資源現(xiàn)狀和農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃及灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展要求，擬定灌區(qū)兩個(gè)水平年灌溉面積均為5.13萬畝。東方紅灌區(qū)糧經(jīng)比例2015年調(diào)至8.3∶1.7，到2020年調(diào)至7.9∶2.1;復(fù)種指數(shù)到2015年達(dá)到1.80，到2020年達(dá)到1.85。

灌溉設(shè)計(jì)保證率應(yīng)根據(jù)灌區(qū)水文氣象、水土資源、作物組成、灌區(qū)規(guī)模、灌水方法及經(jīng)濟(jì)效益等因素，并按照《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》確定。該設(shè)計(jì)灌區(qū)作物灌溉保證率確定為75%。

東方紅灌區(qū)節(jié)水配套改造項(xiàng)目以節(jié)水為中心，對(duì)灌區(qū)輸水干渠及配套建筑物進(jìn)行防滲護(hù)砌和改造配套，提高灌區(qū)渠系水利用系數(shù)，為灌區(qū)內(nèi)大面積農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)和推廣田間節(jié)水技術(shù)提供水利保證。根據(jù)灌區(qū)實(shí)際情況，項(xiàng)目實(shí)施后，灌區(qū)渠灌灌溉水利用系數(shù)由現(xiàn)狀0.44提高到0.70。

經(jīng)分析計(jì)算，東方紅灌區(qū)設(shè)計(jì)水平年2015年，灌溉毛用水量為1780.3萬m3;遠(yuǎn)期水平年2020年，灌溉毛用水量為1839.3萬m3。

2.2.2 工業(yè)

根據(jù)相關(guān)規(guī)劃資料，到2015年項(xiàng)目區(qū)耐火材料及造紙企業(yè)的年用水量將達(dá)1700萬m3，到2020年項(xiàng)目區(qū)企業(yè)的年用水量將達(dá)1900萬m3。

2.2.3 生活

根據(jù)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范，同時(shí)考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活不斷改善等因素，確定用水指標(biāo)，預(yù)測2015年、2020年東方紅灌區(qū)村鎮(zhèn)生活需水量分別為205.37萬m3、230.00萬m3，見表6。

表6 東方紅灌區(qū)設(shè)計(jì)水平年生活需水量計(jì)算結(jié)果

2.2.4 其他

其他需水量主要包括林牧漁業(yè)需水量和生態(tài)環(huán)境需水量。

根據(jù)《新密市“十二五”計(jì)劃綱要》及林、牧、漁業(yè)發(fā)展規(guī)劃，2015年東方紅灌區(qū)林地面積達(dá)到1450畝，2020年達(dá)到1500畝，并對(duì)溝、渠、路及部分荒地進(jìn)行綠化;2015年，灌區(qū)內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖水面達(dá)到1850畝，2020年達(dá)到2000畝;根據(jù)調(diào)查，灌區(qū)大牲畜增長率為4%，小牲畜增長率為6%，2015年大牲畜將達(dá)到1.35萬頭，小牲畜將達(dá)到3.89萬頭，2020年大牲畜將達(dá)到1.64萬頭，小牲畜將達(dá)到5.21萬頭。

根據(jù)東方紅灌區(qū)林牧漁業(yè)發(fā)展規(guī)劃和有關(guān)行業(yè)用水指標(biāo)，2015年、2020年灌區(qū)林牧漁業(yè)需水量分別為200.69萬m3、227.17萬m3。見表7。

表7 東方紅灌區(qū)設(shè)計(jì)水平年林牧漁業(yè)需水量計(jì)算結(jié)果

續(xù)表

據(jù)相關(guān)規(guī)劃，結(jié)合該區(qū)域?qū)嶋H情況，2015年生態(tài)年用水為350.77萬m3，2020年生態(tài)年用水為420.93萬m3。項(xiàng)目區(qū)2015年其他年用水為551.47萬m3，2020年其他年用水為648.09萬m3。

通過以上分析計(jì)算，項(xiàng)目實(shí)施后計(jì)劃需水量見表8。

表8 東方紅灌區(qū)設(shè)計(jì)水平年計(jì)劃需水量單位:萬m3

由表 8可見:東方紅灌區(qū) 2015年需水量為4019.73萬m3。其中，引渠首水1780.29萬m3，補(bǔ)源水1261.44萬m3，地表水494.00萬m3，地下水484.00萬m3。2020年需水量為4617.40萬m3。其中，引渠首水2377.96萬 m3，補(bǔ)源水1261.44萬 m3，地表水494.00萬m3，地下水484.00萬m3。

2.3 項(xiàng)目完成后灌區(qū)水量供需平衡分析

根據(jù)灌區(qū)設(shè)計(jì)水平年水利工程可供水量和計(jì)劃需水量計(jì)算結(jié)果，東方紅灌區(qū)設(shè)計(jì)水平年水供需平衡分析見表9。

表9 東方紅灌區(qū)設(shè)計(jì)水平年水供需平衡分析結(jié)果(P=75%) 單位:萬m3

由表9可見:東方紅灌區(qū)2015年和2020年供水量均大于需水量。其中，2015年富余水量1841.93萬m3，2020年富余水量1244.24萬m3。

3 水資源平衡分析結(jié)論

實(shí)施農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)節(jié)水配套改造項(xiàng)目后，灌溉水利用系數(shù)由現(xiàn)狀0.44提高到0.70，年均節(jié)水量約519.66萬m3，項(xiàng)目區(qū)計(jì)劃對(duì)5.13萬畝土地實(shí)施節(jié)水灌溉，無項(xiàng)目情況下畝均產(chǎn)值958元，有項(xiàng)目情況下畝均產(chǎn)值1253元，畝均凈增產(chǎn)值295元。項(xiàng)目實(shí)施后總產(chǎn)值為1513萬元，水利分?jǐn)傁禂?shù)按0.3考慮，總凈效益為454萬元。從節(jié)水角度分析，農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水潛力巨大，通過對(duì)灌區(qū)配套與節(jié)水改造工程建設(shè)，加強(qiáng)灌區(qū)供水調(diào)控能力，提高灌溉水利用系數(shù)，用好過境水及地表水，合理開采灌區(qū)地下水，滿足灌區(qū)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、發(fā)展高效農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)需要，符合國家水資源合理配置要求。

Water Resources Supply and Demand Balance Analysis in Dongfanghong Irrigation District Water-saving Supporting Transformation Project

WANG Liwei
(Zhengzhou Water Conservancy Construction Survey and Design Institute，Zhengzhou450006，China)

In the paper，the amount of surface water and ground water in project area are analyzed based on water resource distribution and utilization status in Dongfanghong Irrigation District.After the implementation of agriculture comprehensive development water-saving supporting transformation project，available water in the project area is much more than water demand through water resource balance analysis，and demand of life，production and agriculture irrigation of villagers in the project area can be met.

water resources;supply and demand balance;analysis

TV213.4

:A

:2096-0131(2015)01-0006-05