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      中小型灌區水量供需平衡實例論證分析

      發布時間:2020-11-09 08:58所屬分類:水利加入收藏

      摘要:文章根據最嚴格水資源管理制度,通過計算某中型灌區的水量供需關系,分析取用水量的合理性和可行性,為進行取水許可審批提供科學依據。 關

        摘要:文章根據最嚴格水資源管理制度,通過計算某中型灌區的水量供需關系,分析取用水量的合理性和可行性,為進行取水許可審批提供科學依據。

        關鍵詞:灌區,水資源論證,取水許可

      水利工程師論文

        1 前言

        當前我國水資源面臨的形勢十分嚴峻,水資源分配不均、水資源短缺、水污染嚴重、水生態環境惡化等問題日益突出,已成為制約經濟社會可持續發展的主要因素。為嚴格保護水資源,合理分配水資源,必須實行取水許可登記制度,這是國家加強水資源管理的一項重要措施,是協調和平衡水資源供求關系,實現水資源永續利用的可靠保證。對于中小型灌區,往往需要大量山塘、河壩等取水作為補充水源,取水量較為多樣,在進行灌區供需平衡時需要做大量的調研工作,以得到合理的取用水數據。文章以湖南地區某中型灌區供需平衡分析為實例,結合該項目所在取用水地區的水資源基礎情況及開發利用狀況,對近年來的用水情況、用水規模的合理性進行分析,作為科學依據,指導該項目的取用水許可審批工作。

        2 供需平衡論證過程

        2.1灌區介紹

        灌區位于湖南省長沙地區,灌區以中型水庫為骨干水源,灌區涉及3.2536萬畝農田,受益人口8萬余人。2010年水利普查數據中,有效灌溉面積3.2536萬畝。灌區內的基礎水利設施以山塘為主(共有3180座),3處小Ⅰ型水庫,7處小(2)型水庫。形成了一個以骨干水庫水源為龍頭,主干渠為骨干渠道,以小型水庫、山塘為基礎的“長藤結瓜”自流灌溉系統。

        2.2灌區取用水情況

        目前灌區沒有制定年度用水計劃,整個灌溉用水調度為粗放式管理。根據調查,灌區現狀主要用水為農業灌溉用水,灌區的主要水源依靠當地基礎水利設施(小水庫、山塘等)供水和骨干水源水庫引水。灌溉用水采取就近取水原則,先用河堰及山塘水,后用小型水庫水,供水不足由骨干水源水庫引水補灌。灌區灌溉供水可根據總干渠實測水位及水位流量關系線查算。灌區內基礎水利設施、骨干水源水庫2015~2019年4-10月向灌區總供水量為9793萬m3,平均供水量為1958.6萬m3。其中:基礎水利設施近5年4-10月向灌區供水量為7500萬m3,平均供水量為1500萬m3;骨干水源水庫近5年4-10月向灌區供水量為2293萬m3,平均供水量為458.6萬m3。詳見下表1。

        灌區需水主要為農業灌溉用水,灌區內無集中供水工程取水,隨著灌區范圍內經濟的發展,渠道水利用系數進一步提高,農業灌溉用水量有逐漸縮減的趨勢,本次取用水評估根據灌區范圍內社會經濟發展情況,對灌區范圍內需水量進行預測。需水量預測現狀年為2019年,水平年為2025年。

        2.4灌區作物種植結構

        根據統計年鑒及全灌區現場調查,灌區內主要種植早稻、單季稻、晚稻以及部分旱作物。據調查,現狀年2019年,灌區內種植早稻2.28萬畝,種植比70%;單季稻0.65萬畝,種植比20%;晚稻2.44萬畝,種植比75.0%;旱作物0.33萬畝。全灌區現狀作物復種指數1.75。根據灌區內的種植習慣,遵循發展優質、高效農業的方針,對灌區作物種植結構進行優化設計。在滿足設計目標年糧食需求的前提下,確定糧食作物(主要是水稻)的種植面積。近期設計水平年2025年,灌區內種植早稻2.44萬畝,種植比75%;單季稻0.49萬畝,種植比15%;晚稻2.60萬畝,種植比80%。旱作物0.33萬畝。全灌區現狀作物復種指數1.80。灌區現狀年、設計水平年主要作物種植結構分別見表2。

        2.4灌溉保證率及計算典型選取

        根據《灌溉與排水工程設計規范》(GB50288-2018),并結合當地農業種植的實際情況。本次設計采用設計灌溉保證率取50%及90%。根據當地全年降雨量統計表及4~10月降水量經驗頻率,選取P=50%保證率為1983年、P=90%保證率為2010年進行計算。

        2.5綜合灌溉定額

        根據設計水平年各片作物種植計劃(作物種植系數)以及各作物灌溉定額,求出灌區設計水平年各片不同頻率綜合灌溉定額。現狀水平年2019年灌區P=50%綜合凈灌溉定額為338.5m3/畝;灌區P=90%綜合凈灌溉定額為372m3/畝,灌區多年平均綜合凈灌溉定額為367.67m3/畝。設計水平年2025年灌區P=50%綜合凈灌溉定額為346.17m3/畝;灌區P=90%綜合凈灌溉定額為380.5m3/畝。多年平均綜合凈灌溉定額為376m3/畝。灌區不同頻率綜合灌溉定額分別見表3、4。

        2.6灌溉需水量

        灌區農田的灌溉用水量,按作物綜合灌溉凈定額,逐年每月計算灌區凈灌溉用水量,考慮渠系水利用系數后計算出需要各水源逐月供水量。

        灌區內作物生育期的凈灌溉用水量W按下式計算:

        W =W凈/k

        W凈 =W綜凈×A

        式中:W凈——各月凈灌溉用水量(m3)

        W綜凈——各月綜合凈灌水定額(m3/畝)

        A——灌溉面積(畝)

        k——灌溉水綜合利用系數

        根據灌溉面積和灌溉定額,計算得到灌區設計水平年農業灌溉凈需水成果見表5。灌區現狀年2019年多年平均灌溉凈需水1196.24萬m3。灌溉水利用系數0.63,多年平均毛需水量1898.80萬m3。規劃年2025年多年平均灌溉凈需水1223.36萬m3。灌溉水利用系數0.65,多年平均毛需水量1882.09萬m3。

        2.7灌區供需平衡分析

        供水順序:

        ①先用灌區內山塘及河堰水進行灌溉,山塘及河堰供水輸水系數根據以往水量統計數據折減計算,如果計算時段內山塘供水量+河堰供水量小于所需灌溉用水量,則表明該時段內供水量不能滿足灌溉用水量要求,需小型水庫供水。

        ②小型水庫供水

        小型水庫按上述放水順序依次滿足各行業用水需求,水庫最低放水至死水位。當小型水庫供水量不能滿足灌溉用水量要求,需骨干水源水庫進行供水。

        ③骨干水源水庫供水

        骨干水源水庫補水量=灌溉用水量-(山塘供水量+河堰供水量+小型水庫供水量))

        根據計算成果見表6,現狀水平年2019年灌區多年平均需水總量1898.8萬m3,灌區基礎水利設施多年平均供水量1434.73萬m3,需骨干水源水庫多年平均補水量464.07萬m3,灌溉水利用系數現狀年2019年為0.63;設計水平年2025年灌區多年平均需水總量1882.09萬m3,灌區基礎水利設施多年平均供水量1434.73萬m3,需骨干水源水庫多年平均補水量447.36萬m3。

        3 結語

        文章結合實際案例,對灌區現狀取用水分析、灌區綜合灌溉定額、灌溉需水量、供需平衡進行了詳細的分析計算,通過論證分析得出骨干水庫水源每年需要向灌區的供水量,結合骨干水庫水源自身的剩余水量,以及骨干水庫水源未來的規劃,確定能否繼續向灌區供水,為該灌區取用水許可審批工作提供依據。

        參考文獻

        [1] 《灌溉與排水工程設計規范》(GB50288-2018).

        [2] 《建設項目水資源論證導則》(GBT35580-2017).

        [3] 劉璐《水資源論證的要點編制及體會》[J].山東水利,2020(5):38-39.

        [4]郭少峰《高標準農田建設項目水資源論證研究》[J].內蒙古水利,2020,206(10):35-36.

        作者:譚文波

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