台前县王集和刘楼引黄灌区供需水量平衡预测分析

□王少平（河南省濮阳水文水资源勘测局）

1 灌区概况

1.1 基本情况

王集和刘楼引黄灌区(以下简称“王刘灌区”)均位于台前县境内。王刘灌区设计灌溉面积为1.46万hm2，现状有效灌溉面积为 0.83万 hm2。

1.2 水资源概况

王刘灌区水资源量采用面积比拟缩放法推求，台前县面积393 km2，王刘灌区面积275 km2，缩放系数为0.70。台前县1956-2012年多年平均地表水、地下水资源量分别为2603万m3、6659万m3，水资源总量7705万m3。则王刘灌区多年平均地表水、地下水资源量分别为1822万m3、4661万m3，水资源总量5393万 m3。

1.3 社会经济发展现状

现状年2012年王刘灌区总人口16.75万人，其中：乡镇居民3.50万人、农村居民13.25万人；生产总值22.49亿元，其中一产、二产、三产分别为5.16亿元、15.55亿元、1.78亿元；工业增加值8.35亿元；粮食产量13.00万t，大牲畜0.37万头，小牲畜10.21万头。

1.4 水利工程现状及规划

王刘灌区内无蓄水工程，地表水供水工程为利用黄河水的供水工程，现有刘楼、王集、幸福干渠3条，其中王集、幸福干渠渠首设计引水流量分别为30m3/s、6.00m3/s。灌溉机井有2600眼，取水层位属浅层地下水。城镇和农村居民生活供水主要以分散式浅层自备井，少量为深层集中式供水；工业生产水源为自备井。

台前县筹建设计能力2.00万t/d的城区供水工程，水源为黄河水，主要供给老城区、新区及产业集聚区内的居民生活用水，少量供给工业生产用水，以充分利用台前县引黄许可取水量，改善当地水资源环境。

2 灌区可供水量预测分析

2.1 当地地表水

台前县因境内无水库、塘堰坝等蓄水工程，调节能力较弱。2001-2012年地表水平均利用率为5.00%，根据水利规划，预测规划水平年2015、2020年当地地表水平均利用率分别提高到10%、15%。采用面积比拟缩放法，估算王刘灌区2020年当地地表水资源可利用量为300万m3/a。

2.2 黄河水可供水量

根据《河南省人民政府关于批转河南省黄河取水许可总量控制指标细化方案的通知》规定台前县黄河干流取水许可指标5400万m3/a。《中华人民共和国取水许可证取水(国黄)字[2005]第5600号》规定台前县与刘灌区引黄指标取水总量为3400万m3/a。

2.3 浅层地下水可供水量

采用“总补给量减去不可夺取的排泄量作为可开采量”的方法来计算浅层地下水可开采量。全县浅层地下水埋深均<5m，不可夺取的排泄量包括潜水蒸发量W潜蒸和地下径流侧向排泄量W侧排。经分析计算，台前县多年平均潜水蒸发量W潜蒸、地下径流排泄量W侧排分别为1528万m3、55万m3，浅层地下水可开发利用量为5367万m3/a，估算王刘灌区浅层地下水资源可利用量为3750万m3/a。

2.4 深层地下水可供水量

根据《台前县农村饮水安全“十二五”规划》，至2020年全县深层地下水供水量为440万m3/a。采用面积比拟缩放法，估算王刘灌区深层地下水可利用量为300万m3/a。

2.5 王刘灌区可供水量

根据分析计算得，王刘灌区规划水平年2020年可供水量为7750万 m3/a。

3 灌区需水量预测分析

3.1 居民生活和工业生产需水量预测

3.1.1 社会经济发展指标预测

根据2012年灌区经济社会发展情况和《台前县国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》、《台前县统计年鉴》等资料，结合王刘灌区实际情况，2012-2020年，人口年均自然增长率为5‰；工业增加值按年均9.00%增长。预测2020年城镇、农村居民分别为7.25万人、11.55万人，大、小牲畜分别为0.50万头、12.06万头（只），工业增加值16.65亿元。

3.1.2 用水指标预测

根据现状年各项用水指标，结合台前县创建节水型社会发展规划，预测灌区规划水平年2020年城镇、农村居民生活用水指标分别为140 L/d·人、70 L/d·人，大、小牲畜用水指标分别为35 L/d·头、15 L/d·头，万元工业增加值用水量 30m3。

3.1.3 需水量预测

预测得2020年灌区居民生活和工业用水量1238万m3，其中城镇、农村居民生活需水量分别为371万m3、295万m3；大、小牲畜需水量分别为6.00万m3、66.00万m3；工业生产需水量500万 m3。

3.2 农业灌溉需水量分析

3.2.1 农业种植结构

根据《台前县王集引黄灌区骨干工程续建配套与节水改造可行性研究报告》和《河南省濮阳市台前县农业综合开发满庄(刘楼)中型灌区节水配套改造项目可行性研究报告》可知，规划水平年2020年灌区有效灌溉面积提高到11.63 hm2，复种指数提高到1.90，即灌区种植结构为：小麦90%、玉米70%、花生及其他经济作物30%。灌区设计灌溉保证率为P＝50%。

3.2.2 降水及蒸发量分析

灌区多年平均年降水量565 mm，多年平均年蒸发量999.70mm。选取马楼站1956-2012年系列降水量资料，计算多年平均旬降水量；采用濮阳站蒸发量统计分析，计算得多年平均旬蒸发量。详见图1。

图1 灌区多年旬平均降水与蒸发量过程图

3.2.3 主要作物灌溉制度

根据河南省地方标准《用水定额》(DB41/T385-2009)中豫北平原的主要作物灌溉用水定额。结合蒸发量等资料，根据公式P0=aP计算旬有效降水量，计算得保证率P=50%年的作物地面灌溉定额，其中冬小麦灌溉时段11月下旬、3月下旬、5月下旬分别灌水675m3/hm2；玉米灌溉时段8月上旬、下旬分别灌水600m3/hm2；花生及其它经济作物灌溉时段7月下旬、9月中旬分别灌水675m3/hm2。

3.2.4 净灌需水量分析

根据灌区面积、农业种植结构、设计灌溉保证率及主要作物灌溉制度等，分析计算得保证率P＝50%充分灌溉条件下灌区净灌需水量为3571万m3。其中冬小麦、玉米、花生及其它经济作物灌溉面积分别为1.05万hm2、0.82万hm2、0.35万hm2，净灌需水量分别为 2121万 m3、978万 m3、472万 m3。

3.2.5 毛灌需水量分析

根据《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)规定，结合实际情况，规划水平年，灌区引黄灌溉、当地地表水、井灌水等利用系数分别达到0.60、0.80、0.85。根据灌区的水资源条件分3个方案：A，充分利用引黄指标水量3400万m3；B，充分利用浅层地下水可利用量2812万m3；C，引黄水与浅层地下水结合，优化调度。分别计算得P＝50%充分灌溉条件下灌区毛灌需水量见表1。

表1 灌区P＝50%充分灌溉条件下不同水源组成毛灌溉需水量计算成果表

4 灌区供需水量平衡分析

台前县新建城区水厂取水量730万m3/a，水源为黄河水，考虑输水损失需从口门引黄河水量840万m3/a。灌区可供水量为7750万m3，方案A：农业灌溉充分利用引黄指标水量，城区水厂无引黄指标水量可用，则灌区需水量6458万m3，余水量1292万m3。方案B、C两个方案引黄指标水量分别余1834万m3、900万m3，均可满足城区水厂引黄取水量要求，则灌区需水量分别为 6756万m3、7032万 m3，余水量分别为994万 m3、718万 m3；但方案B饱和开采浅层地下水会对地下水环境产生不利影响，因此，方案C较合理，符合水资源配置要求。

5 结语

台前县是国家扶贫开发重点县，也是中原经济区的重要组成部分。当前，河南正处在新型工业化、新型城镇化、新型农业现代化同步发展的关键时期，国务院《关于支持河南省加快建设中原经济区的指导意见》明确指出：“支持建设濮(阳县)范(县)台(前县)扶贫开发综合试验区”。建设台前城区供水工程是建设中原经济区濮范台扶贫开发综合实验区的迫切需要，符合河南省和台前县的实际，有利于进一步缩小台前县基本公共服务指标与全省平均水平的差距，有利于实现脱贫致富，改善民生，促进台前经济社会可持续发展。