白龟山灌区农业水源替代工程理论可行性分析

□潘庆伟（河南省白龟山水库工程管理局）

白龟山灌区农业水源替代工程理论可行性分析

□潘庆伟（河南省白龟山水库工程管理局）

随着社会与国民经济的不断发展，各地区工业与城市生活用水量都在逐年增多，许多灌区都出现了城市工业生产用水与城市生活用水挤占农业水源的情况，为了更好地解决灌区不同用水之间的矛盾，实现灌区水资源的合理利用，需要对所占用的农业水源实施替代工程，本文从理论上分析了替代工程实施的可行性。

农业水源；替代工程；可行性分析

一、灌区概况

白龟山灌区位于河南省西南部，紧邻白龟山水库下游沙河两岸，属淮河流域的沙颍河水系。灌区始建于1958年，到1970年全部建成，是一座设计灌溉面积3.33万hm2的大（2）型自流灌区。灌区开灌以来，已累计向农业供水40.6亿m3，灌溉面积达34.6万公顷次，为灌区内的国民经济发展作出了巨大贡献。

二、农业水源占用原因

白龟山水库是一座以防洪为主，兼顾农业灌溉、工业和城市用水综合利用的大（2）型年调节半平原水库，水库总库容为9.22亿m3，兴利库容为2.46m3。近些年，随着国民经济的不断发展，工业与城市生活用水量逐年增多，与农业用水形成极大矛盾。2005年9月，《平顶山电厂2×200MW热电联产技术改造工程水资源论证报告》通过了专家评审，原则上同意了电厂占用白龟山水库农业用水660万m3的请求。但同时要求电厂根据水利部、财政部、国家计委《占用农业灌溉水源灌排工程设施补偿办法》的规定给予灌区补偿。白龟山灌区根据以上精神，本着灌区群众利益不受损害的原则，拟决定实施替代工程方案，达到年节约660万m3水量目标，确保灌区的灌溉面积不受影响。

三、农业水源替代方案

近些年，随着科学技术水平的进步，灌区节水技术也不断得到发展改善，出现了许多节水的新措施、新材料。纵观国内外节水技术发展情况，现阶段发展比较完善成熟的节水技术主要有渠道防渗技术、管道输水灌溉技术、喷微灌技术等。采用这些措施都能达到节约用水，提高水利用率的目的。但考虑到资金投入及项目实施方面的诸多因素，白龟山灌区经过多方面比较分析，替代工程方案拟采用对南干渠上游段进行全断面混凝土衬砌，以减少干渠渗漏量，实现年节约用水660万m3的目标。

四、替代方案理论可行性分析

（一）渠道渗漏量计算

1.根据维杰尔尼可夫公式,每千米渠道渗漏量为：

式中:S为每公里渠道上的输水损失量（m3/s/km）；B为渠道水面宽度（m）；h为渠道水深（m）；2ki为第一类完全椭圆积分的比值，见表 2；Kφ为渗透系数（m/T），见表 1。

表1 渗透系数Kφ值表

表2 2ki值表

白龟山南干渠渠道土质为砂壤土，渠道水面宽度为15.76m，渠道水深为 1.92m，渠道宽深比为8，由此查表可知kφ=0.7m/t；2ki=3.0。

则有 S=0.0116（15.76+1.92×3.0）×0.7=0.175m3/s/km

2.根据吉尔什坎公式，每千米渠道渗漏量为：

式中:Kφ同上，Q净为渠道净流量。

则有 S=0.063×0.7×201/2=0.197（m3/s/km）

3.根据考斯加可夫公式，每千米渠道渗漏量为：

式中:L为渠道长度（km）;A、m为分别为系数和指数，见表3；Q净为渠道净流量。

表 3A、m值表

则有 S=3.4×201-0.5/100=0.152（m3/s/km）

以上3种方法，由于所取参数不同，所算出的渠道每千米渗漏量有所出入，但差别不大，为所算的值更接近于本灌区的实际情况，取3种结果的加权平均作为南干渠的渗漏量。

（二）渠道混凝土衬砌后减少的渗漏量计算

根据经验公式，渠道混凝土衬砌后减少的渗漏量可按下式估算：

式中：St为衬砌后每千米渠道减少的渗漏量 （m3/s/km）；S为未采取防渗措施的每千米渠道渗漏量（m3/s/km）；

则有 St=0.8×0.175=0.14（m3/s/km）

（三）减少660万m3渗漏量需衬砌的渠道长度

白龟山南灌区设计年灌溉天数为50T，每千米渠道每年共节约水量为0.14×86400×50=604800m3，所以需要衬砌的渠道长度为:

五、结语

由以上计算可以得出，通过对渠道进行混凝土衬砌，减少渠道灌溉期间的渗漏损失，从而实现年节水660万m3的目标在理论上是切实可行的。农业水源替代工程项目在白龟山灌区的顺利实施，将为省内其它灌区解决类似问题，缓解灌区各种用水之间的矛盾，提供一定可借鉴的经验。

潘庆伟（1969-），男，工程师，河南省白龟山水库管理局灌溉管理处从事工程管理工作。

2010-06-10