北滩灌区水资源供需分析

李影

（兰考县水利局，河南 兰考 475300）

1 北滩灌区可利用水资源量现状

1.1 地表水

1.1.1 降雨利用量

根据《兰考县水资源综合规划》及近几年兰考县水资源公报，兰考县多年平均地表水资源量7 552 万m3，折合径流深67.70 mm，产水模数6.76 万m3/km2，黄河内滩区多年平均为880 万m3，折合径流深65.20 mm；经计算，北滩灌区多年平均为500.12 万m3，北滩灌区多年平均地表水可利用量为163.74万m3，地表水可利用率为32.74%。

1.1.2 引黄水量

北滩灌区水资源可利用量中大部分为过境水，即依靠引黄河水来满足灌区用水需求。北滩灌区位于黄河大堤以内，引水量不在黄河各县引水指标范围之内，项目区以需定供，由于现状黄河河床下切，原有引水闸失去其引水功能，采用群众自筹建设的泵船作为临时取水设备，目前年取水量约为1 120 万m3。根据测量资料，黄河质量含沙量2.95%，平均含沙量35 kg/m3。引黄水含沙量较高，给灌区农业灌溉带来了不利影响，但灌区经过多年运行，当地农民通过总结引黄经验，已建立了一套适合当地的处理灌区渠道淤积问题的模式，充分利用非灌溉用水期时间，清除渠道淤积泥沙，利用其改良土壤或另作他用，将泥沙变废为宝，充分利用了过境水资源。

1.2 地下水

根据《兰考县水资源综合规划》及兰考县水资源公报采用类比法，经计算，北滩灌区多年平均地下水可利用量为214万m3。

2 灌区现状需水量分析

2.1 农业灌溉需水量

2.1.1 灌溉设计保证率

北滩灌区属北方地区，以旱作物为主，根据《中型灌区续建配套与节水改造方案编制技术指南》，北方地区灌溉设计保证率取为50%。此次需水量分析，计算灌溉设计保证率为50%时的作物需水量。

2.1.2 灌溉定额

根据《河南省地方标准农业用水定额》灌溉分区划分，兰考县北滩灌区属豫东平原区Ⅲ-2。豫东平原区灌溉基本用水定额见表1。

2.1.3 农作物种植结构与灌溉需水量

根据调查统计，北滩灌区现状作物种植结构为：黄河滩区小麦85%，玉米85%，其他作物10%，复种指数180%。灌溉定额由表1知50%灌溉保证率时，灌区各种作物灌溉定额分别为冬小麦1 320 m3/hm2、夏玉米1 125 m3/hm2、其他作物2 145 m3/hm2。

表1 豫北平原区灌溉基本用水定额表

根据灌区水量测量统计，结合灌区多年运行管理经验，因支渠淤积破坏问题，支渠渠道水利用系数较低，灌溉水渗漏、跑冒问题严重，水资源利用效率较低，经测量分析，灌区现状渠系水利用系数仅为0.55左右，灌溉水利用系数约为0.50。

经灌溉需水量计算，现状灌区50%灌溉保证率毛灌溉用水定额为4 170 m3/hm2，灌区灌溉需水量为2 168.40万m3。

2.2 工业需水量

北滩灌区内无工业需水量。工业用水量为0万m3。

综上所述，汇总农业灌溉用水和工业用水，得到50%灌溉保证率下灌区总需水量为2 168.40万m3。

3 灌区现状供需分析

根据上述分析，由于现状黄河河床下切，原有引水闸失去其引水功能，采用群众自筹建设的泵船作为临时取水设备，目前年取水量约为1 120 万m3。灌区现状水利工程可供水量为1 497.74万m3，50%灌溉保证率下灌区需水量为2 168.40万m3。灌区现状供需平衡分析详见表2。

表2 灌区现状供需平衡分析表

4 项目实施完成后灌区水量供需分析

4.1 项目实施完成后可供水量预测

项目实施完成后水量预测值比现状值高，由于引水泵站的建设，引黄水量将较之前临时引水工程有所增加，预测引黄水资源量为1 500万m3，平均地下水可利用量为214万m3，与现状值一致；黄河内滩区多年平均为880万m3，折合径流深65.20 mm，产水模数6.76万m3/km2，北滩灌区多年平均为500.12万m3，地表水可利用率由原来的32.74%提高到36%，可利用量为180万m3。灌区内平均水资源总量为1 894万m3。

4.2 项目实施完成后需水量预测

4.2.1 灌溉需水量计算

通过渠道清淤硬化、建筑物改造等工程措施的实施及农民用水户协会管理制度的推广，灌区管理制度的加强，使灌区水资源利用效率明显提高，通过改造或重建各处骨干建筑物，灌水瓶颈问题也将得到解决。根据类似地区其他已完工工程的经验，项目实施完成后，灌区灌溉水利用系数将得到显著提高，渠系水利用系数将由0.55提高到0.65，灌溉水利用系数由0.50提高到0.60，经灌溉需水量计算，项目实施后灌区50%灌溉保证率毛灌溉定额为3 525 m3/hm2，灌区灌溉需水量为1 833 万m3。详细计算见表3。

表3 北滩灌区项目实施后作物需水量计算表

4.2.1.1 地面灌溉制度

经过“项目实施完成后需水量预测”确定的灌溉用水定额，结合灌区当地群众多年丰产灌水实践经验，根据表3确定的灌溉定额，确定50%平水年灌区主要农作物的灌溉制度详见表4。

表4 灌溉制度表（P=50%）

4.2.1.2 灌水率计算

各种作物每次灌水的灌水率采用下式进行计算：

式中：α—作物种植比例；m—每次灌水定额，m3/hm2；T—灌水延续时间，d；q—灌水率，m3/（s·万hm2）。

根据设计灌溉制度绘制各代表作物的灌水过程线，将同时期各作物灌水率相加，绘制全灌区初步灌水率图。参照《灌溉与排水工程设计规范》，对初步灌水率图进行修正。

根据当地群众实际生产经验进行合理化手动调整，即采取人为合并或移动灌水等方法修匀灌水率。修正后的灌水率图见图1。根据图1，北滩区选用灌水率0.37 m3/（s·万hm2）作为设计灌水率。

图1 北滩灌区修正后灌水率图

4.2.2 生态需水量

此次项目实施，种植生态绿化树木17 800棵，根据《河南省地方标准农业用水定额》规定林业用水定额100 L/（棵·次），按第一年灌溉6次计算需水量，经计算，生态需水量为1.10 万m3。

4.3 项目实施完成后供需平衡分析

根据上述分析，项目实施完成后灌区可供水量为1 894万m3，其中黄河可利用水量1 500万m3，地表水可利用水量180万m3，地下水可利用水量214万m3。经分析灌区50%保证率下需水量为1 834.10万m3，其中农业灌溉需水1 833万m3，生态需水量1.10万m3，工业需水量0万m3。灌区余水59.90万m3，灌区水资源量能够满足作物灌溉需求。

项目实施完成后供需平衡分析详见表5。

表5 项目实施后供需平衡分析表

5 结语

通过灌区现状及北滩灌区项目实施后水量供需分析，有利于合理分配水资源，提高水资源利用率，更好地满足灌区用水需求，同时也能很好地促进地区经济社会发展。