义县节水灌溉工程示范项目水资源平衡分析

刘艳芬

(辽宁省锦州市义县水利局，辽宁义县121100)

1 工程概况

义县“节水灌溉示范项目”工程位于义县七里河镇西后台，项目区面积200 hm2。项目区为该县粮食主产地，属大凌河流域，地下水贮量较丰富、地势较平坦。项目区种植粮食作物为玉米，共涉及耕地200 hm2。对于节水灌溉工程，水资源的平衡分析是至关重要的。下面进行详细的分析。

2 水资源概况

七里河水文地质单元面积为32.5 km2，包含了七里河乡团山子、新民屯、石桥子、西后台村13个屯。水浇地种植作物均为玉米，灌溉方式大部分采用漫灌，灌溉期为 4—8月，现状年定额为1 725 m3/hm2，用水总量34.5万m3。项目区地面积平坦，微向河谷倾斜，漫滩为坡坎相接，坎高1.00～2.00 m，最高4.00 m。地质单元长9.96 km，宽度可达2.36～5.71 km。区域主要含水层岩性主要为中粗砂含砾、砂砾石，砾卵石含水层，厚度一般2.7～7.3 m，水位埋深1.0～5.95 m，渗透系数K取100～166，导水性及富水性较好，单井涌水量可达38～47 m3/h。

3 项目区地下水资源量分析

3.1 补给量的计算

3.1.1 降水入渗补给量

降水入渗补给量采用下式计算:

降水量采用1980－2011年实测降水系列值。

根据地质资料的土壤结构及七里河水文地质单元的面积32.5 km2，确定α为降水入渗补给系数(无因次)为0.20，Pr为降水入渗补给量多年平均为282.8万m3，并计算出1980—2011年降水入渗补给量的系列值。

3.1.2 山前侧向补给量

根据对七里河水文地质单元的实地踏勘考察及参考义县地质等高线图，最后划分出能够汇入七里河水文地质单元的汇水区面积为53.250 km2。确定降水入渗补给系数(无因次)α为0.06，再根据降水量计算出多年山前侧向补给量平均值为118.8万m3，并计算出1980—2011年山前侧向补给量的系列值。

3.1.3 侧向补给量

侧向补给量是以地下潜流形式流入论证区的水量[1]。一般采用地下水动力学法(剖面法)计算，即沿均衡计算区的地下水下游边界切割计算剖面，利用达西公式计算。

通过计算七里河水文地质单元多年平均侧向补给量为132.3万m3，并计算出1980－2011年侧向补给量的系列值。

3.2 排泄量计算

3.2.1 潜水蒸发量

潜水蒸发量是指潜水在毛细管作用下，通过包气带岩土向上运动造成的蒸发量。计算方法采用台安径流实验站的潜水蒸发试验数据。

3.2.2 侧向流出量

以地下潜流形式流出论证区的水量称为侧向流出量。本单元采用地下水动力学法(剖面法)计算，即沿七里河水文地质单元区的地下水下游边界切割计算剖面，利用达西公式计算。

3.2.3 河道排泄量

当河道内河水水位低于岸边地下水水位时，河道排泄地下水，排泄的水量称为河道排泄量。计算方法利用达西公式计算。

式中:Q河排为年河道排泄量，万m3;K为剖面位置的渗透系数，m/d，本单元K取值为166 m/d;I为垂直于剖面的水力坡度(无因次)本单元通过补测计算水力坡度;A为剖面面积，m2;t为计算时间每年均采用365 d。最后计算出 Q河排多年平均河道排泄量为196.5万 m3。

3.2.4 浅层地下水实际开采量

各均衡计算区的浅层地下水实际开采量通过调查统计得出。因本单元在山间河谷平原居住人口较少，浅层地下水实际开采量年际之间变化较小。故1980—2011年系列浅层地下水多年平均开采量为24.5万m3。经计算该论证单元多年平均补给量533.9万m3，大于规划年2015、2020年预测需水量105.1万 m3和105.8万 m3。

4 项目片区需水量分析

4.1 居民日常生活用水量预测

计算公式为:

式中:Q为居民预测水平年生活日常用水量;P为预测水平年人口总数;a为人均日用水量。

1)2015年居民日常生活用水量预测:

2)2020年居民日常生活用水量预测:

4.2 农业需水量预测

2015、2020年农业需水量，为现状条件下，经过节水改造后的农业总需水。

2015、2020年农业需水量预测均为69.6万m3。

4.3 工业需水量预测

论证区 2015、2020规划年需水预测分别为105.1万 m3和105.8万 m3。

5 项目区水资源供需平衡分析

地下水取水可靠性分析主要是通过分析取水水源的保证程度，评价供水风险。进行多年长系列调算，分析年取水水源的保证程度，分析灌溉期可供水保证情况及连续枯水年供水风险分析。本单元多年平均地下水资源量533.9万m3。项目实施后，2015规划水平年开采量105.1万m3，开采量占地下水资源量的19.69%;2020规划水平年开采量105.8万m3，开采量占地下水资源量的19.82%。

经过计算分析七里河水文地质单元85%保证率供水情况下，动用地下储存量105.71万m3，占总储存量516.36万m3的20.5%。可以满足2020年供水要求。

根据1980－2011年系列供水情况计算得出1999—2001年为连续枯水年，经计算1999年年初地下水储存量为2437.50万m3，根据这3 a的年内供水对规划年2015年、2020年开采条件下进行供水风险分析。经过计算分析七里河水文地质单元1999—2001年连续枯水年供水情况下，动用地下储存量386.25万 m3，占总储存量2437.50万 m3的15.8%。可以满足2015年、2020年供水要求。

6 结论

通过上述典型年供水可靠性分析，本论证单元在85%设计保证率情况下，可以保证规划水平年2015、2020年的供水需求。通过上述连续枯水年的供水风险分析，本论证单元在1999—2001年连续枯水年条件下，可以保证规划水平年2015、2020年的供水需求。本单元2015、2020规划水平年的开采量，分别占多年平均地下水补给量19.69%和19.82%，虽然典型年和连续枯水年需分别动用地下水储存量的20.5%和15.8%，但在丰水年和平水年可以得到回补，不会造成地下水位下降。

[1]周益，李援农.石羊河流域水资源供需平衡分析[J].水资源与水工程学报，2008，19(06):86 －89.