五常市建設(shè)機電井灌區(qū)可行性分析

尹天波

(五常市水務(wù)局，黑龍江 五常 150200)

1 概述

根據(jù)國家和省提出的增加糧食產(chǎn)能的戰(zhàn)略部署，五常市在國民經(jīng)濟“十二五”規(guī)劃中提出了新增水田面積1.33萬hm2的奮斗目標(biāo)。五常市現(xiàn)有耕地面積25.92萬 hm2，其中水田面積12萬hm2，素有張廣才嶺下水稻王國之稱。發(fā)展水田面積不僅是保障糧食生產(chǎn)安全的需要，同時也是調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、促進(jìn)農(nóng)民快速增收致富的有效途徑。

隨著磨盤山水庫向哈市供水二期工程的投產(chǎn)，供水能力達(dá)到11.76 m3/s，年供水總量達(dá)到3.37億m3。同時磨盤山水庫還擔(dān)負(fù)下游近2.07萬hm2農(nóng)田灌溉的供水任務(wù)，每年約2.1億m3。而磨盤山水庫供水工程設(shè)計里僅能為農(nóng)業(yè)灌溉年提供水量0.66億m3，哈市供水和農(nóng)業(yè)灌溉互相爭水的潛在危機將日趨明顯。2011年2月末，磨盤山水庫蓄水僅1.6億m3，抗春旱保春灌的形勢極為嚴(yán)峻。高效利用較為豐富的地下水資源建設(shè)井灌區(qū)，不僅可以新增水田面積，還可以有效解決磨盤山水庫向哈市供水與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)灌溉用水之間的矛盾。

本文以五常市興隆鄉(xiāng)、拉林鎮(zhèn)、背蔭河鎮(zhèn)為例闡述建設(shè)井灌區(qū)的可行性。

2 項目區(qū)基本情況

項目區(qū)地貌類型有丘陵、高平原、微傾斜平原和河谷平原，地下水資源豐富，交通便利，電力設(shè)施完善，地面平坦開闊，分布集中連片，規(guī)劃打機電井160眼建設(shè)井灌區(qū)，可發(fā)展水田面積2 067 hm2。

2.1 水文地質(zhì)情況

項目區(qū)氣候為寒溫帶季風(fēng)氣候，年活動積溫2 600～2 700℃，全年日照時數(shù)2 600 h，無霜期140 d，是五常市年積溫高、日照時間長，無霜期長的地區(qū)，年降雨量550～600 mm。

區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件較好，河漫灘區(qū)含水層厚度20～30 m，單井涌水量2 000 t/d，富水性中等;階地區(qū)含水層厚度20～40 m，單井涌水量2 500～5 880 t/d，富水性極強;平原區(qū)含水層厚度15～43 m，單井涌水量1 000～3 500 t/d，富水性較強。地下水埋藏較淺(水位埋深最大20 m)便于開采，地表覆蓋層透水性較好，由大氣降水補給，來源可靠。地下水化學(xué)類型為重碳酸鈣型，受工業(yè)污染程度影響輕，酸堿度，硬度、礦化度、灌溉系數(shù)、鈉吸附比、離子含量等均符合國家農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 社會經(jīng)濟情況

本區(qū)北靠哈爾濱市，區(qū)內(nèi)交通比較發(fā)達(dá)，G202、G1211國道和拉濱線鐵路縱貫?zāi)媳保憷仿?lián)結(jié)東西，電力比較充足?？偼恋孛娣e1 249 km2，占全市總面積的17.3%。耕地面積8.83萬hm2，占全市耕地面積的34.15%。人口27.6萬人，其中農(nóng)業(yè)人口21.9萬人。

3 地下水資源分析

3.1 降水入滲補給(系數(shù)公式法)

式中:W1為降水入滲補給量;α為降水入滲補給系數(shù)，取α=0.17;P1為降水量，取P=0.575 m;F1為計算區(qū)面積，F(xiàn)1=785 621 000 m2。

W1=0.17×0.575×785621000=0.768億m3

3.2 河渠湖庫滲漏補給

式中:W2為單側(cè)河渠滲漏補給量;K為滲透系數(shù)，m/d，取K=0.4 m/d;I為垂直于河渠單側(cè)剖面的水力坡度，取I=1/500;A0為單位長度河渠垂直于地下水流向的剖面面積，A0=34 500 m2;L為計算的河渠長度，L=10 800 m;t為滲漏時段，t=120 d。

W2=0.4×1/500×34500×10800×120=0.358億m3

3.3 區(qū)外側(cè)向補給量

式中:W3為區(qū)外側(cè)向補給量;K為滲透系數(shù)，取 K=0.5 m/d;I為垂直于本區(qū)邊界線剖面的水力坡度，I=1/500;A1為單位邊界線長度垂直于地下水流向的剖面面積，A1=34500m2;L為計算的邊界長度，L=2 500 m;t為計算時段，t=120 d。

W3=0.5×1/500×34500×2500×120=0.104億m3

3.4 地下水量均衡計算

式中:Wa為地下水各項補給量的總和，m3;Wb為地下水各項排泄量的總和，m3;μ為給水度，隨巖性和地下水位埋深而變，μ=0.145;Δh為計算時段始末地下水位埋深差值，Δh=0.545 m;F為均衡區(qū)的計算面積，F(xiàn)=1 249 000 000 m2

Wa=W1+W2+W3=0.768+0.358+0.104=1.23億m3

Wa-Wb=0.145×0.545×1249000000=0.99億m3

3.5 地下水分析結(jié)論

按灌溉定額以850 m3/666.7m2計算，發(fā)展水田2 067 hm2年需水0.264億m3，小于可開采量0.99億m3，故滿足項目區(qū)內(nèi)水量平衡要求。

4 井、泵、機電配套估算投資

項目區(qū)成井深度變化在40～60 m，以50～55 m居多，以55 m為標(biāo)準(zhǔn)，每眼成井費用約3萬元，160眼共需480萬元。

水泵選用200QJ—80—44型，每臺約1.6萬元，160臺共需256萬元。

配套動力電共需457萬元，包括100 kV安變壓器1.5萬元/臺，32臺需 48萬元;輸電線路 6.4萬元/km，12.5 km需80萬元;配電線路5萬元/km，51.4 km需257萬元;其他費用72萬元。

井、泵、機電配套估算投資約1193萬元。

5 渠系整修估算投資

參照五常市水稻節(jié)水控制灌溉技術(shù)示范區(qū)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，土地平整高差高低≤2 cm，建20 m2×40 m2標(biāo)準(zhǔn)格田。每33.33 hm2整平土地打池梗土方為2萬m3;修農(nóng)渠及防滲2 010 m、土方1 608 m3，混凝土217.1 m3;農(nóng)門3處，過路涵管24個，混凝土12 m3;入田涵管30個，土方8 m3，混凝土3 m3。

工程量小計:土方21 616 m3，混凝土232.1 m3。

綜上，項目區(qū)整地修渠總工程量為:864 640 m3，混凝土9 284 m3。渠系整修估算投資:以土方單價10元，混凝土單價800元計，共需2039.68萬元。估算總投資3286.68萬元。

6 效益分析

本項目以建設(shè)井灌區(qū)結(jié)合治理北部澇區(qū)、旱田改種水田來提高經(jīng)濟效益。目前項目區(qū)作物以玉米和大豆為主，比例為8∶2，單產(chǎn)分別為 654 kg和 215 kg，加權(quán)平均單產(chǎn) 571.9 kg，產(chǎn)值661.30元。如改種水稻單產(chǎn)基本相當(dāng)，單位(666.7 m2)產(chǎn)值1584.24元，比種植玉米和大豆增加922.94元，扣除生產(chǎn)費用增加部分(以200元計)增加收入722.94元/666.7m2，2 067 hm2可增加產(chǎn)值2241.12萬元。效益可行。