虞城縣補充耕地項目水資源平衡分析

劉玉璽

（虞城縣水利局工程管理站，河南 虞城 476300）

1 項目區(qū)基本情況

1.1 地形地貌

項目區(qū)涉及虞城縣城郊鄉(xiāng)、大候鄉(xiāng)、杜集鎮(zhèn)、黃冢鄉(xiāng)、界溝鎮(zhèn)、沙集鄉(xiāng)、營郭鎮(zhèn)、劉集鄉(xiāng)、田廟鄉(xiāng)等9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，屬黃河沖積微傾斜平原，分布在背河洼地以南。地勢平坦，西北高東南低，海拔高度39～48 m，由西北向東南傾斜，地面坡降為1/5 000 左右，局部有帶狀式槽形和碟形封閉半封閉洼地。

1.2 氣象

根據(jù)虞城縣多年來降雨資料分析，年均降雨量為724.70 mm。因受季風(fēng)氣候的影響，降水的季節(jié)變化和年際變化均較大，夏季降水量占全年的56.90%；豐水年降水可達900 mm 以上，最少年份不足340 mm。由于降水量年際變幅較大，季節(jié)分配不均，降水利用率較低。各地氣溫變化不大。災(zāi)害性天氣主要有旱、澇、風(fēng)、雹和干熱風(fēng)等，其主要特點是以旱為主，旱澇交錯，冬春干旱，尤以干旱危害最大。

1.3 水文與水文地質(zhì)

項目區(qū)內(nèi)大小河流縱橫交錯，地下水充足，水質(zhì)優(yōu)良。虞城縣地下水屬第三、四系孔隙水、潛水和承壓水類型，深度在400 m 范圍內(nèi)，分為淺、中、深3 個含水層。淺層地下水屬第四系全新統(tǒng)淺水含水層，頂板埋深10～20 m，底板20～40 m，靜水位一般為11 m，動水位一般為25 m，含水層巖性為細沙、粉沙，單井出水量為25～60 m3/h，單位涌水量為3～7 t/（h·m），水質(zhì)為礦化度小于2 g/L，適于農(nóng)業(yè)灌溉。中層水為第四系更新統(tǒng)沖積淺層承壓含水層，主要含水層埋深60～130 m，水質(zhì)為礦化度含量小于2～3 g/L 的中等水和淡水。深層水為新第三系沖積—湖相沉積承壓含水層，主要含水層埋深170～204 m，含水層厚40～50 m，出水量為每小時10～37 t，水質(zhì)良好，礦化度小于2 g/L。項目區(qū)為中等富水區(qū)。

1.4 土壤

項目區(qū)土壤屬潮土土類，黃潮土類，兩合土屬，小兩合土、兩合土、粉砂兩合土種。土壤的母質(zhì)是黃河泛濫的沉積物，土層深厚，易于耕作；在垂直分布上，由于黃河多次泛濫沉積，形成了多層相間，層次分明，具有多錯層理和波狀層理的特征。該土種表層質(zhì)地為輕壤或中壤，砂粘適中，可耕性良好，保水供肥關(guān)系協(xié)調(diào)，抗旱耐澇，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)較為理想的土壤。項目區(qū)內(nèi)大部分土壤為兩合土，由半砂半泥的河流淤積物形成的具有中上等肥力的土壤。宜種植冬小麥、棉花、玉米、大豆等作物。

2 項目建設(shè)內(nèi)容

2.1 土地平整工程

項目區(qū)屬灘涂地、水工建筑用地、現(xiàn)狀溝渠、農(nóng)村道路，總體地勢平坦，局部起伏不一，因此結(jié)合地貌情況，土地平整包括：土方開挖、運輸、平整。

2.2 灌溉與排水工程

灌溉與排水工程主要是對現(xiàn)有灌溉與排水設(shè)施進行配套完善，通過對橋、涵等灌排基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高抗御自然災(zāi)害的能力，確保項目區(qū)糧食穩(wěn)產(chǎn)、中產(chǎn)、高產(chǎn)，獲得豐收。灌溉與排水總工程量為：新打機井82眼，井深50 m，全部配套潛水泵、柴油發(fā)電機；規(guī)劃8 m跨橋7座。

2.3 田間道路工程

項目區(qū)內(nèi)的農(nóng)村道路，是田間生產(chǎn)和運輸?shù)膭用}；農(nóng)村道路沿田塊邊界布設(shè)，并與干路取得銜接，以便形成統(tǒng)一的農(nóng)村道路網(wǎng)。項目區(qū)內(nèi)規(guī)劃道路本著科學(xué)合理、便于實施的原則規(guī)劃田間路3條，共長2 200 m，路面寬為4 m（200 mm厚C25混凝土路面），路基寬為4.50 m（180 mm灰土路基），素土路肩（兩側(cè)各300 mm寬）。

2.4 其他工程

項目建成后建設(shè)項目區(qū)主標志牌2座，次要標志牌4座。

3 水資源平衡分析

3.1 項目區(qū)灌溉定額的確定

3.1.1 種植結(jié)構(gòu)

依據(jù)項目區(qū)水源條件、灌溉工程措施和區(qū)域條件，采用井灌。經(jīng)實地調(diào)查，項目區(qū)以種植小麥、玉米等耐旱農(nóng)作物為主，種植比例為0.90、0.95，復(fù)種指數(shù)為1.85。

3.1.2 灌溉制度

灌溉制度確定可選用參考的資料成果有：《河南省地方標準用水定額》《河南省土地開發(fā)整治工程建設(shè)標準》選取項目區(qū)設(shè)計灌溉保證率為P=75%，小麥、玉米的凈灌溉定額分別為8.22、6.33 hm2。

3.1.3 灌溉水利用系數(shù)

項目區(qū)灌溉方式以井灌為主，管道輸水損失小，水利用系數(shù)較高，確定水利用系數(shù)達到0.86。

3.2 平衡分析

3.2.1 供水量分析

灌溉保證率是指灌區(qū)用水量在多年期間能夠得到充分滿足的比率，依據(jù)當?shù)氐臍夂蛱攸c和作物種植情況，采用多年平均計算降水量?？晒┧客ㄟ^下面公式計算：

式中：W1為地表水有效利用量；P0為降水有效利用量；W2為可開采地下水供給量。

地表水：項目區(qū)屬灘涂地和水工建筑用地，中心河流地區(qū)僅汛期有水，其他時間不能滿足項目區(qū)灌溉需要，故地表水取0 m3，即W1=0。

可供地下水量：虞城縣境內(nèi)淺層地下水較為豐富，是主要開采水源。地下水含水層巖性以粉細砂、細砂為主，水質(zhì)較好，適合農(nóng)業(yè)灌溉。地下水可開采資源評價是合理開發(fā)利用地下水，做好井灌區(qū)規(guī)劃的依據(jù)，正確評價地下水可開采資源是一個復(fù)雜的問題，針對規(guī)劃井灌區(qū)以淺層地下水作為供水水源的特點采取調(diào)節(jié)量法計算地下水可開采量。

式中：W采—地下水可開采量（m3）；μ—含水層給水系數(shù)，粉沙取0.08；△h—地下水變化幅度（m），計算多年平均可開采量時，可采用多年平均最高和最低水位之差值；F—項目區(qū)承水面積。

項目區(qū)開采地下水量：W2采=0.08×5×278.75×0.01×106=111.50（萬m3）。

降水量：由于引用的灌溉定額已將可利用的降雨量考慮進去，不再將降雨量計入可供水量。即P0=0。

總供水量：W供=W1+W2+P0=0+111.50+0=111.50（萬m3）。

綜上，項目區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉供水量為111.50萬m3。

3.2.2 需水量預(yù)測

項目區(qū)用水對象只考慮農(nóng)業(yè)灌溉用水。灌溉需水量可按下式計算：

式中：W需—農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需水量，m3；M毛—作物毛灌溉定額，M毛=M凈/η，m3/hm2；M凈—作物凈灌溉定額，m3/hm2；η—灌溉水利用系數(shù)；A—灌溉面積，畝；∑αM毛—綜合毛灌溉定額，m3/hm2。

綜合毛灌溉定額：根據(jù)前述灌溉制度，農(nóng)作物綜合毛灌溉定額可列表計算如表1。

表1 項目區(qū)綜合毛灌溉定額計算表

根據(jù)表2 可計算出，項目區(qū)農(nóng)作物綜合毛灌溉定額為23，402 m3/hm2。

農(nóng)業(yè)灌溉需水量：根據(jù)項目規(guī)劃結(jié)果，整治后項目區(qū)需灌溉耕地面積278.75 hm2。根據(jù)綜合毛灌溉定額，可計算在灌溉保證率P=75%時，項目區(qū)農(nóng)作物需水量分別為53.26 萬，43.30萬m3。項目區(qū)灌溉需水量計算詳見表2。

表2 項目區(qū)灌溉需水量計算表

綜上，項目區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉需水量為96.56萬m3。

3.2.3 水資源供需平衡分析

由以上計算可知，設(shè)計典型年項目區(qū)可供水量W供為111.50萬m3，總需水量W需為96.56萬m3，W供＞W(wǎng)需，完全可滿足項目區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉需水要求。

4 結(jié)語

綜合水資源平衡分析，供水量大于需水量，只要合理調(diào)配，完善配套水利設(shè)施，增建或改建灌排設(shè)施，使之充分發(fā)揮效益，完全可以保證項目區(qū)各項用水需求。實施土地整治后，通過提高灌溉水利用系數(shù)和水土蓄養(yǎng)水平，將會進一步提高水資源的利用率，為農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級提供水資源保障。