土地整治項(xiàng)目中水資源平衡分析

劉吉磊 郝 英

(1.邱縣國(guó)土資源局，河北 邱縣 057450; 2.邯鄲學(xué)院，河北 邯鄲 056000)

0 引言

水資源平衡分析是土地整治項(xiàng)目中的一項(xiàng)重要工作[1]。水量平衡是一個(gè)相對(duì)的概念，是指在一定的保證率下的水量供需平衡[2]。因此在進(jìn)行水資源平衡分析之前，首先要確定灌溉設(shè)計(jì)保證率。根據(jù)GB 50288—99灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范，灌溉設(shè)計(jì)保證率可根據(jù)水文氣象、水資源、作物組成、灌區(qū)規(guī)模、灌水方法和經(jīng)濟(jì)效益等因素確定[3,4]。本研究以邱縣香城固鎮(zhèn)西留善固村等七個(gè)村土地整治項(xiàng)目為例，對(duì)水資源平衡進(jìn)行了詳細(xì)分析。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于河北省邯鄲市東北部的邱縣，地理坐標(biāo)為東經(jīng)115°03′02″～115°19′10″，北緯36°38′08″～36°57′49″。地處太行山東麓，大地貌屬黃河、漳河沖積扇的下部，冀南平原中部交接洼地以下的沖積平原，系由黃河、漳河沖積而成。研究區(qū)原為河流水面，由于上游整治、多處水閘的修建，今年水位下降，原河道兩側(cè)較高區(qū)域已經(jīng)露于地表，研究區(qū)內(nèi)總體地勢(shì)較為平緩，在地塊的局部存在陡坎。

2 水資源平衡分析

2.1 可供水量分析

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)水資源評(píng)價(jià)材料，區(qū)內(nèi)可利用水資源分為兩部分，一是外流域調(diào)水，二是大氣降水。

2.1.1外流域調(diào)水量

項(xiàng)目區(qū)緊鄰的老沙河由邱城鎮(zhèn)入境，并由香城固鄉(xiāng)出境進(jìn)入邢臺(tái)市威縣，流經(jīng)全縣6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)24個(gè)村莊，境內(nèi)長(zhǎng)度為28 km，流域面積為24.68 km2。項(xiàng)目區(qū)南側(cè)為小屯蓄水閘，是邱縣最大的蓄水工程。該閘1979年10月建成，為中型蓄水閘，閘底高程19.98 m，閘頂高程34.88 m；設(shè)計(jì)過(guò)水流量346 m3/s，校核流量346 m3/s，最大蓄水深度4.6 m，最大蓄水量338萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)灌溉面積3.0萬(wàn)畝。

由于項(xiàng)目區(qū)緊鄰該閘，故在該閘設(shè)計(jì)灌溉面積內(nèi)，水量充足，完全滿足項(xiàng)目區(qū)灌溉需水量(按邱縣農(nóng)業(yè)灌溉綜合用水指標(biāo)136 m3/畝計(jì)算，項(xiàng)目區(qū)復(fù)種指數(shù)為200%，需水約34萬(wàn)m3，故本項(xiàng)目外流域調(diào)水量計(jì)為34萬(wàn)m3)。

2.1.2大氣降水

根據(jù)《河北省邱縣水長(zhǎng)期供求計(jì)劃報(bào)告》提供的降雨系列材料，得到本區(qū)內(nèi)降雨量特征值統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表1。

表1 項(xiàng)目區(qū)降雨量特征值統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)上述分析，項(xiàng)目區(qū)偏枯年(P=75%)降水量P=447.9 mm，按30%計(jì)算有效降量，項(xiàng)目區(qū)土地整治面積S=83.432 8 hm2，則可利用有效降水量P′計(jì)算如下：

有效降水量(P′)=降水量(P)×有效降水系數(shù)×承雨面積(S)=447.9×30%×83.432 8×10-3=11.210 9萬(wàn)m3。

2.1.3項(xiàng)目區(qū)典型年可供水資源

項(xiàng)目區(qū)典型年可利用水資源量見(jiàn)表2。

表2 項(xiàng)目區(qū)典型年可利用水資源量

2.2 項(xiàng)目區(qū)需水量預(yù)測(cè)

2.2.1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需水量預(yù)測(cè)

1)根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，灌溉設(shè)計(jì)保證率取75%。

2)依據(jù)《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》及《河北省耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)查與評(píng)定》，確定項(xiàng)目區(qū)標(biāo)準(zhǔn)耕作制度為：冬小麥、夏玉米，復(fù)種類(lèi)型為一年兩熟，復(fù)種指數(shù)為200%。

3)項(xiàng)目區(qū)采用以機(jī)井配套管道灌溉為主，根據(jù)《灌溉和排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，田間水利用系數(shù)取0.90，管道水利用系數(shù)取0.97，則本項(xiàng)目灌溉水利用系數(shù)為兩者的乘積，即0.87。

4)根據(jù)《中國(guó)主要作物需水量與灌溉》及項(xiàng)目區(qū)標(biāo)準(zhǔn)耕作制度，確定項(xiàng)目區(qū)在灌溉保證率P=75%的灌溉條件下主要作物灌溉制度：小麥灌水4次，灌水定額600 m3/hm2～675 m3/hm2；玉米灌水2次，灌水定額600 m3/hm2～675 m3/hm2。小麥、玉米灌溉制度見(jiàn)表3。

5)確定項(xiàng)目區(qū)灌溉面積。

表3 小麥、玉米灌溉制度表(P=75%)

項(xiàng)目區(qū)總面積為83.432 8 hm2，整治后耕地面積為81.852 6 hm2，則灌溉總面積為81.852 6 hm2。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)有耕作制度和種植習(xí)慣，確定項(xiàng)目區(qū)主要農(nóng)作物品種為：小麥、玉米，一年兩熟，按照復(fù)種指數(shù)為200%，種植模式為冬小麥—夏玉米，種植面積均為81.852 6 hm2。

6)灌溉需水量的確定。

項(xiàng)目區(qū)需水量主要考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需水量，用式(1)計(jì)算：

(1)

其中，W為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總需水量，m3；M為凈灌溉定額，m3/hm2；A為灌區(qū)面積，hm2；η為灌溉水利用系數(shù)。

則項(xiàng)目區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總需水量計(jì)算見(jiàn)表4。

表4 項(xiàng)目區(qū)主要農(nóng)作物灌溉用水量計(jì)算表(P=75%)

2.2.2項(xiàng)目區(qū)用水總量預(yù)測(cè)

項(xiàng)目區(qū)總需水量包括小麥、夏玉和棉花米用水三類(lèi)。項(xiàng)目區(qū)總需水量為:

W需=W小麥+W玉米+W棉花。

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，項(xiàng)目區(qū)每年總需水量為33.870 0萬(wàn)m3，其中小麥用水量為22.580 0萬(wàn)m3，玉米用水量為11.290 0萬(wàn)m3。

2.3 平衡分析

通過(guò)以上對(duì)項(xiàng)目區(qū)的可供水量分析及需水量預(yù)測(cè)，得到項(xiàng)目區(qū)年可供水量及需水量。項(xiàng)目區(qū)水資源供需對(duì)比，詳見(jiàn)表5。

表5 項(xiàng)目區(qū)水資源供需對(duì)比表

通過(guò)上述計(jì)算，該項(xiàng)目實(shí)施后在農(nóng)業(yè)灌溉保證率為75%條件下，項(xiàng)目區(qū)每年可供水總量為W供=45.210 9萬(wàn)m3，總需水量為W需=33.870 0萬(wàn)m3，W供>W需，供大于需，項(xiàng)目實(shí)施后能滿足作物灌溉需水要求。

綜上所述，項(xiàng)目區(qū)水資源具備了土地整治需要的農(nóng)業(yè)灌溉條件，但也要求在提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的同時(shí)，提高水資源利用效率、嚴(yán)格水資源管理、轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)節(jié)水機(jī)制、加強(qiáng)農(nóng)業(yè)節(jié)水綜合措施，確保項(xiàng)目區(qū)水資源的節(jié)約可持續(xù)利用。

3 結(jié)語(yǔ)

本研究以河北省邱縣香城固鎮(zhèn)西留善固村等七個(gè)村土地整治項(xiàng)目為例，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)實(shí)際情況，對(duì)水資源平衡進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，項(xiàng)目區(qū)水資源具備了土地整治需要的農(nóng)業(yè)灌溉條件，通過(guò)水資源平衡分析，提高了研究區(qū)水資源利用率，確保了研究區(qū)水資源的節(jié)約與可持續(xù)利用，為項(xiàng)目的順利開(kāi)展提供了保障。