三义寨引黄灌区用水合理性分析

杨卫红

(商丘市水利建筑勘测设计院,河南 商丘 476000)

0 引言

商丘市三义寨引黄灌区主要是引用黄河水、地表水和地下水。由于区域经济的迅猛发展，水资源短缺问题已成为灌区生产发展的瓶颈，急需充分利用省政府批复商丘引黄水量指标，发挥三义寨引黄灌区的综合效益，改善灌区农业生产条件，提高灌溉保证率，缓解灌区用水紧张局面，保证粮食稳定增产，同时对当地涵养地下水源，实现人与自然和谐发展，改善工业、农业、生产生活条件和生态环境具有重要意义。

1 商丘市三义寨引黄灌区现状引用水情况

河南省三义寨引黄灌区位于河南省黄河南岸东部平原，地域涉及开封和商丘2市的6县3区，包括开封市的祥符区、兰考县、杞县和商丘市的民权县、宁陵县、睢县、虞城县、梁园区、睢阳区。商丘市三义寨引黄灌区农业用水主要包括商丘市的4县2区，设计灌溉面积14.30万hm2。城市生活、工业和生态环境用水主要涉及商丘市睢阳区城区、梁园区城区和民权县城区。

2 商丘市三义寨引黄灌区各业需水量预测

现状水平年为2017年，规划水平年为2025年。各行业需水量按定额或指标，计算需水量均为净需水量，农业用水为斗渠井口，城市生产生活用水为水厂井口，当采用引黄水源时，应考虑渠系水利用系数，系数为0.81。

2.1 城镇生活需水量计算

根据《商丘统计年鉴》(2018年)和灌区多年人口增长资料，及相关定额标准，预测规划水平年(2025年)灌区生活用水量：灌区所涉及城区2017年共125.75万人，经比较分析确定人口增长率按年6‰，计算规划水平年为131.91万人。规划水平年生活用水定额为115L/人.d。灌区现状水平年城镇人均生活日用水量指标为105L/人.d。

2.2 城镇工业需水量计算

商丘市三义寨引黄灌区城镇工业用水需水量采用万元产值用水量计算，灌区所涉及城区工业增加值为256.65亿元。工业增加值年均增长率根据《商丘市国民经济和社会发展十三五规划纲要》，采用7.50%，规划水平年工业增加值457.74亿元，现状水平年万元工业增加值用水量采用27.20 m3/万元，规划水平年万元工业增加值用水量为20.35 m3/万元。

商丘市三义寨引黄灌区城镇建筑业用水需水量采用万元产值用水量计算。2017年建筑业增加值72.73亿元。建筑增加值年均增长率根据《商丘市国民经济和社会发展十三五规划纲要》，采用7.50%，2025年灌区建筑业增加值为129.72亿元。建筑业万元工业增加值用水指标采用工业增加值用水指标的10%，现状水平年万元工业增加值用水量采用2.72 m3/万元。规划水平年万元增加值用水量为2.04 m3/万元。

2.3 城镇公共生活需水量计算

商丘市三义寨引黄灌区城镇公共生活用水需水量采用万元产值增加值需水量计算，灌区所涉及城区现状水平年公共生活增加值为333.44亿元，城镇公共生活增加值增长率采用8%，规划水平年灌区城镇公共生活增加值为617.17亿元。城镇公共生活现状水平年增加值需水量采用8 m3/万元。城镇公共生活规划年水平年增加值需水量为7 m3/万元。

2.4 灌区农业灌溉需水量计算

确定用水合理性的分析标准分别为灌溉设计保证率、灌溉定额分析、种植比例、灌溉面积等。

2.4.1 灌溉设计保证率合理性分析

三义寨引黄灌区现状确定灌溉保证率为50%。

2.4.2 种植结构

根据统计资料显示，种植结构选用小麦、玉米和棉花进行分析，现状水平年小麦的种植比例为82%、玉米的种植比例为70%、棉花的种植比例为25%，作物复种指数为1.77；规划水平年小麦的种植比例为75%、玉米的种植比例为70%、棉花的种植比例为40%，作物复种指数为1.85。

2.4.3 节水灌溉面积合理性分析

商丘市三义寨引黄灌区设计灌溉面积14.30万hm2，灌区高效节水灌溉主要包括低压管灌、喷灌和微观3种灌溉方式。结合河南省现有大型灌区高效节水面积占比，确定商丘市三义寨引黄灌区节水灌溉面积。

2.4.4 灌溉定额分析

农业灌溉综合净定额：参照结合《农业用水定额》《河南省地方标准(DB41/T958-2014)》中灌溉用水基本定额、调节系数和种植比例计算出现状水平年和规划水平年综合净定额。商丘市三义寨引黄灌区现状水平年相应农业灌溉净定额分别为：常规地面灌溉11.61 m3/hm2、低压管灌为9.75 m3/hm2、喷灌7.20 m3/hm2、滴灌 5.81 m3/hm2，综合净灌溉定额为11.25m3/hm2。规划水平年农业灌溉净定额分别为：常规地面灌溉11.56 m3/hm2、低压管灌为9.71 m3/hm2、喷灌7.17 m3/hm2、滴灌5.78 m3/hm2、综合灌溉净定额为11.01 m3/hm2。

2.4.5 农业灌溉需水量

根据前述确定的灌溉制度、灌溉面积等，计算商丘市三义寨引黄灌区现状水平年农业净需水总量为36 184万m3、农业毛需水总量为37 187万m3；规划水平年农业净需水总量为35 428万m3、农业毛需水总量为38 748万m3。

2.5 河湖生态需水量计算

商丘市三义寨引黄灌区工程范围内商丘市区有日月湖、古城湖(南湖)、包河等9条河流；民权县城区内有国家森林公园生态湖、安澜湖、城西水库和民睢干渠等4条河道。通过计算，商丘市三义寨引黄灌区工程范围内河湖生态用水计算过程见表1。

表1 商丘市三义寨引黄灌区河湖生态需水量计算表 单位：万m3

2.6 绿化喷洒需水量计算

商丘市三义寨引黄灌区绿化喷洒用水包括灌区所涉及城区，现状水平年灌区城区人口共125.75万人，规划水平年灌区城区人口为131.91万人。

2.7 商丘市三义寨引黄灌区各业需水量汇总

商丘市三义寨引黄灌区灌区年需水量包括农业灌溉需水量、工业(包括工业、建筑业)需水量、城市生活(城镇居民生活、城镇公共生活)需水量、生态环境卫生(河湖生态、绿化喷洒)需水量。经计算，商丘市三义寨引黄灌区各业需水量汇总见表2。

3 商丘市三义寨引黄灌区可供水量预测

商丘市三义寨引黄灌区供水水源包括引黄水、当地地表水、浅层地下水及中水。基于保护地下水资源环境和地下水的可持续发展，灌区可供给水源不考虑开采利用中深层地下水。

3.1 当地地表水

商丘市三义寨灌区属于淮河流域，地表水可利用率按60%考虑。根据商丘市地表水资源量利用面积比缩放法计算，灌区总土地面积2 305 km2，多年平均地表水资源总量为16 599万m3，地表水可利用量为9 959万m3。

表2 商丘市三义寨引黄灌区各业需水量统计表 单位：万m3

3.2 浅层地下水

根据商丘市浅层地下水总量利用面积比缩放法计算，灌区多年平均浅层地下水总量为27 969万m3。灌区浅层地下水资源可开采量采用可开采模数法计算。可开采模数采用9.10万m3/km2，灌区总土地面积2 305 km2，灌区多年平均浅层地下水可利用量为20 938万m3。商丘市三义寨引黄灌区现有可利用机井41 250眼(单井出水量25～35 m3/h)，能够满足地下水开采需要。

3.3 中水

商丘市现有污水处理厂6处，民权县1处，现状年污水累计处理能力33.80万m3/d，正在筹备新建2处，扩建4处。规划年污水累计处理能力50万m3/d。现状水平年中水回用率为15%，规划水平年中水回用率采用 30%。处理后回收水主要用于工业用水、环卫绿化用水、河湖生态用水等。商丘市三义寨灌区现状水平年中水可利用量 1 851万m3，规划水平年中水可利用量 5 475万m3。

3.4 商丘市三义寨引黄灌区供水总量

商丘市三义寨引黄灌区年供水总量包括当地地表水、浅层地下水、引黄水和中水回用。经计算，灌区总供水量统计见表3。

表3 商丘市三义寨引黄灌区总供水量表 单位：万m3

4 商丘市三义寨引黄灌区供需平衡分析结论

商丘市三义寨引黄灌区现状水平年需水量 57 373万m3，供水量 52 700万m3，缺水 4 673万m3；规划水平年需水量 63 518万m3，供水量 63 518万m3，规划水平年供需平衡。申请许可剩余引黄水量 7 194万m3是必要的。

5 结语

综上所述，文章从以上4个方面论述了商丘市三义寨引黄灌区用水合理性，在保证剩余引黄水量 7 194万m3的前提下，灌区水资源基本平衡，灌区水资源配置保持原许可的用量、用途、用户不变。在水资源供需平衡的基础上，合理调配黄河水、当地地表水、浅层地下水、中水等水源。水资源配置利用顺序为，优先城镇生活用水，其次是生产用水、农业灌溉。为水行政主管部门取水许可审批及灌区水资源配置方案提供了科学依据。