某灌区提灌站用水合理性分析

蔡国锋,董保根,余培松

(1.汝阳县水利局，河南 汝阳 471200；2.夏邑县水利局，河南 夏邑 476400；3.河南省南水北调中线工程建设管理局，河南 郑州 450047)

1 概况

某灌区提灌站(南黄楼闸左岸提灌站、南黄楼闸右岸提灌站、西赵庄提灌站、龙湾新区提灌站)隶属于夏邑县水利局管理，已于 2019年7 月开工建设，2020年4 月完工。总投资2 117.04万元，灌溉面积830 hm2，涉及太平镇1个乡镇，34个行政村。

南黄楼闸左岸提灌站：采用 2 台机泵从虬龙沟取水，设计流量分别为 452.10 m3/h和 428.02 m3/h，采用暗管连接至农田进行灌溉，灌溉面积286.67 hm2，灌溉干管总长 7 387 m，支管总长 23 758 m，给水栓 475个。

南黄楼闸右岸提灌站：采用2台机泵从虬龙沟取水，设计流量分别为 555.33 m3/h和 489.05 m3/h，采用暗管连接至农田进行灌溉，灌溉面积340 hm2，灌溉干管总长 7 048 m，支管总长 29 055 m，给水栓 583个。

龙河湾新区提灌站：采用 1 台机泵从虬龙沟取水，设计流量为194.54 m3/h，采用暗管连接至农田进行灌溉，灌溉面积63.33 hm2，灌溉干管总长 2 297 m，支管总长 5 572 m，给水栓 112个。

西赵庄提灌站：采用 1 台机泵从虬龙沟取水，设计流量为430.04 m3/h，采用暗管连接至农田进行灌溉，灌溉面积140 hm2，灌溉干管总长 3 486 m，支管总长 13 380 m，给水栓 267个。

2 节水评价和用水量核定

2.1 灌溉设计保证率合理性分析

按照《灌溉与排水工程设计规范》规定，干旱或水资源紧缺的旱作灌溉设计保证率一般为50%～75%。某灌区提灌站项目处于半湿润、半干旱地区，参考《灌溉与排水工程设计规范》及《编制提纲》，确定灌区设计灌溉保证率为50%，符合相关规程。

2.2 作物需水量及需水过程分析

某灌区提灌站项目区主要农作物为小麦、玉米、棉花，花生、大豆等其他农作物有少量种植，其他农作物以棉花进行分析计算，因此，灌溉需水量以小麦、玉米和棉花为代表作物进行分析计算，小麦、玉米、棉花种植比例为0.70∶0.70∶0.40，复种系数为1.80，灌溉总面积为830 hm2。小麦平均用水量为5.13 m3/(hm2·a)，玉米平均用水量为4.40 m3/(hm2·a)，棉花平均用水量为4.67 m3/(hm2·a)，灌溉面积为830 hm2，管道综合水利用系数为0.70。①小麦灌溉需水量。小麦平均用水量为5.13 m3/(hm2·a)，灌溉面积为830 hm2，小麦灌溉需水量为95.87万m3/a。②玉米灌溉需水量。玉米平均用水量为4.40 m3/(hm2·a)，灌溉面积为528.13 hm2，玉米灌溉需水量为52.29万m3/a。③棉花灌溉需水量。棉花平均用水量为4.67 m3/(hm2·a)，灌溉面积为301.87 hm2，则棉花灌溉需水量为31.70万m3/a。

综上所述，现状水平年某灌区提灌站项目灌溉需水量为179.86万m3/a。管道综合水利用系数为0.70，田间水利用系数为0.90，核定后，取水量为285.47万m3/a。

2.3 输配水形式及工程规划合理性

某灌区提灌站项目通过提灌站抽取虬龙沟拦蓄的天然径流，离心泵通过泵管从进水池提水，经加压后与输水管道连接，通过输水管道将水输送至农田进行灌溉。干管管径采为DN315，支管管径为DN160，输水暗渠采用 PVC-U管道输水，道路分干管和支管，支管间距150 m，支管上每 50 m设 1个给水栓，用户自行给水栓接移动软管进行灌溉，共设施 475个给水栓，每个给水栓控制面积约0.60 hm2，输配水形式及工程规划合理。

2.4 灌水技术合理性分析

某灌区提灌站项目用水为农田灌溉用水，采用国家鼓励推广的管道输水灌溉技术，适用于平原区非远距离输水，田间水利用系数为0.90，达到《节水灌溉技术标准》中灌溉水利用系数中型灌区≥0.65 的标准，灌水技术合理。

2.5 灌溉制度合理性分析

为了保证作物正常生长，争取获得单位面积高额产量，充分考虑利用天然降水，防止灌溉水量的渗漏损失等情况，一般灌区设计采用节水的灌溉模式，并采用适时适量的灌溉制度，作物的灌水定额不宜太大，宜采用小水勤灌的灌溉方式。

2.5.1 灌溉制度设计方法

灌溉制度设计方法，一般采用水量平衡法。旱作物的水量平衡方程表示如下：

St-S0=Sr+Se+Kt+mt-ETmt

人是生产力中最活跃的因素，如何提高教师的创新能力、教学科研能力及教育质量是学校及教师个人都应认真考虑的问题。独立学院要根据学院发展及办学定位，帮助教师真正了解自己的能力，帮助他们对自己的潜力进行客观估计，引导教师成长；教师在对自身的发展潜力和发展空间有了全面了解之后，可根据自身的实际情况选择发展方向，制定合理的个人发展计划［3］。

(1)

式(1)中：S0—时段初土壤计划湿润层深度内储水量，m3/hm2；St—时段末土壤计划湿润层深度内储水量，m3/hm2；Sr—因计划湿润层增加而增加的水量，m3/hm2；Pe—保存在计划湿润层内的有效雨量，m3/hm2；Kt—时段t内地下水补给量，m3/hm2；mt—时段t内灌水量，m3/hm2；ETmt—时段t内作物需水量，m3/hm2。

2.5.2 作物生育期地下水补给情况

地下水补给量即作物在生长期间吸收利用的地下水量，主要与地下水位有很大关系。一般当作物生长期间区域地下水埋深>3 m时，基本上吸收不到地下水量。根据某灌区提灌站项目规划灌溉范围地下水动态观测资料统计，灌区地下水埋深平均超过5 m，大于3 m，故作物生长期间不考虑地下水补给量。

2.5.3 灌区灌溉制度设计结果

根据实施方案，结合某灌区提灌站工程设计灌区实际灌溉用水情况，豫东平原区灌溉保证率 50% 条件下的灌溉用水定额见表1。

表1 灌溉定额表

3 水量平衡分析

3.1 各用水环节水量分析

某灌区提灌站项目用水环节为农田灌溉用水，包括小麦灌溉用水、玉米灌溉用水和棉花灌溉用水，其中小麦灌溉需水量为152.17万m3/a，玉米灌溉需水量为82.99万m3/a，棉花灌溉需水量为50.31万m3/a。

图1 水平衡图

3.2 建设项目取用退水关系

根据某灌区提灌站项目水平衡图，项目取水 285.47万m3/a，至田间分水口项目用水 179.86万m3/a，项目无退水。

4 用水效率分析

4.1 灌溉定额指标计算与比较

4.1.1 用水定额

某灌区提灌站项目区灌溉保证率为50%，灌溉方式为管灌。根据河南省地方标准《农业与农村生活用水定额》，依据项目具体情况确定其用水定额，见表2。

表2 灌溉用水定额表

4.1.2 灌溉定额指标计算与比较

根据某灌区提灌站项目提供的年用水量、项目设计资料等综合计算分析，确定该项目用水量。项目年用水量为179.86万m3/a，取水量为284.47万m3(管道综合水利用系数为0.70，田间水利用系数为0.90)，根据河南省地方标准《农业与农村生活用水定额》，豫东平原区灌溉保证率为50%以及灌溉方式为管灌的地区，小麦灌溉用水量为5.13 m3/hm2，玉米灌溉用水量为4.40 m3/hm2，棉花灌溉用水量为4.67 m3/hm2，某灌区提灌站项目用水均符合定额规定指标，用水量合理。

4.2 灌溉用水效率指标计算与比较

根据《规划和建设项目节水评价技术要求》，节水指标先进性评价，结合某灌区提灌站项目的实际情况，选取小麦、玉米、棉花公顷均用水量、农田灌溉公顷均用水量、田间水利用系数等效率指标。①农田灌溉亩均用水量。某灌区提灌站项目小麦公顷均用水量为5.13 m3/(hm2·a)，玉米公顷均用水量为4.40 m3/(hm2·a)，棉花公顷均用水量为4.67 m3/(hm2·a)，农田灌溉公顷均用水量取最大值为73.50 m3，优于商丘市 2019年农田灌溉公顷均用水量 96.20 m3。②田间水利用系数。某灌区提灌站项目田间水利用系数为0.90，达到《国家农业综合开发高标准农田建设规划》(2011-2020)中灌溉水利用系数中型灌区 650.60 的标准。

4.3 项目提出的节水措施基本情况

某灌区提灌站项目采用地埋管的方式输水，提高了水的利用系数，减少了自然蒸发量。灌溉用水统一安排，统一调配，提高了用水效率。

4.4 节水评价分析

为最大限度地节约用水，降低灌溉用水量，结合夏邑县当地水资源条件，建议考虑以下节水措施：①落实水资源管理制度“三同时、四到位”，由于某灌区提灌站项目主体工程现已建成，后期加强节水措施的实施。用水单位做到用水计划到位、节水目标到位、节水措施到位、管水制度到位。②减少管网的漏损率，应加强维修管理和漏水监测，积极采用新技术，完善管网。③采用科学的灌溉方式，合理分配各农田灌溉水量。④采用节水型器具，包括喷灌、滴灌措施等可节约用水 50%。

5 项目用水合理性分析及灌溉用水量核定

5.1 核减前后水量变化情况说明

某灌区提灌站(南黄楼闸左岸提灌站、南黄楼闸右岸提灌站、西赵庄提灌站、龙湾新区提灌站)用水合理，满足河南省地方标准《农业与农村生活用水定额》，豫东平原区灌溉保证率为50%以及灌溉方式为管灌的地区，小麦灌溉用水量为5.13 m3/(hm2·a)，玉米灌溉用水量为4.40 m3/(hm2·a)，棉花灌溉用水量为4.67 m3/(hm2·a)的相关指标要求，用水量指标合理，项目灌溉水量不再核减。

5.2 合理灌溉用水量的核定

南黄楼闸左岸提灌站、南黄楼闸右岸提灌站、西赵庄提灌站、龙湾新区提灌站用水量为农田灌溉用水，核定后，年用水量为285.47万m3/a。

6 结语

根据业主提供的用水资料及项目设计资料，核定后，某提灌站(南黄楼闸左岸提灌站、南黄楼闸右岸提灌站、西赵庄提灌站、龙湾新区提灌站)年取水量为285.47万m3，用水量为179.86万m3/a，灌溉面积830 hm2，小麦公顷均用水量为5.13 m3/(hm2·a)，玉米平均用水量为4.40 m3/(hm2·a)，棉花平均用水量为4.67 m3/(hm2·a)，根据河南省地方标准《农业与农村生活用水定额》，用水是合理的。