凌海灌区水资源供需平衡分析

康满生

（凌海市水利事务服务中心，辽宁 凌海 121200）

1 灌区概况

凌海灌区位于辽宁省西部锦州市的凌海市境内，北起凌海市东侧的大凌河渠首，南至大有乡南辽东湾北岸，西起小凌河东岸的双羊镇和建业乡，东至大凌河西岸的八千乡，南北长30 km，东西宽35 km，中心位于新庄子镇。

灌区取水水源主要有大、小凌河的地表水及地下水。其中，地表水取水工程有大凌河拦河引水工程和大凌河提水工程各1处、小凌河拦河引水工程1处，引水能力分别为20、1.2 和7 m³∕s；地下水取水方式为打井取水，现状有机井404眼，井深为40～90 m，单井出水量为80～200 m³∕h。

灌区地表水主要灌溉系统有2 个，分别为大凌河灌溉系统和小凌河灌溉系统，由“引大入小”干渠将水系连通。大凌河灌溉系统的水田由白石水库及大凌河区间供水进行灌溉，小凌河灌溉系统的水田由锦州市城市中水及小凌河区间供水进行灌溉。现状灌溉渠道总干、干、支渠共长181.756 km，其中133.331 km 渠道已经衬砌，衬砌形式为矩形、梯形混凝土结构；48.425 km渠道现状为土渠。

灌区现状有总干渠2 条，长12.455 km，其中大凌河总干5.743 km、小凌河总干6.712 km；干渠19条，长91.996 km，其中大凌河7条长57.232 km、小凌河2条长17.717 km、提水干渠10条长17.047 km；支渠51条，总长80.381 km，其中大凌河24条长48.184 km、小凌河25条长29.312 km、提水支渠2条长2.885 km。支渠以下配套有斗渠和毛渠非固定渠道。灌区共有总干及干渠建筑物381座，支渠建筑物294座。

灌区内现状规模以上提水站共有10 处，分别为地号提水站、西八千提水站、大有提水站、文字官第一提水站、文字官第二提水站、文字官第三提水站、文字官第四提水站、文字官第五提水站、圈河第一提水站、圈河第二提水站。

2 灌区供水量分析

凌海灌区农业灌溉水源由大凌河、小凌河地表水和灌区地下水3 个部分组成。其中，大凌河可供水源为白石水库供水（3 000 万m³），白石水库至渠首拦河坝段区间水；小凌河可供水源为锦凌水库至渠首拦河坝段区间水，锦凌水库不承担下游农田灌溉任务。

2.1 大凌河供水量

2.1.1 地表水供水量

大凌河年径流采用《凌海灌区供水工程可行性研究报告》中大凌河年径流成果，大凌河凌海水文站和大凌河水文站两径流量之差为区间径流量，75%保证率下区间天然径流量为16 100 万m³。以凌海水文站为代表站，1980 年为75%保证率典型年，经计算得到的区间天然径流量年内分配情况，详见表1。

表1 区间天然径流年内分配情况

2.1.2 地表水可供水量

根据《辽宁省水利厅关于准予辽宁白石供水有限责任公司取水许可申请水行政许可决定书》，白石水库向下游灌区年供水3 000 万m³，供水保证率为75%；75%保证率下，白石水库至渠首拦河坝段区间3—9 月可供水量为12 527 万m³；白石水库至渠首拦河坝段区间有凌海北控水务有限公司水处理厂日处理能力2 万m³，大凌河污水处理站日污水处理量2万m³，铁北污水处理站日污水处理量0.5万m³，污水处理达标后排入大凌河。经合计，3 座污水处理厂日均出水量保持在4.5 万m³，因此灌溉期3—9 月可供水量为963 万m³。经计算，75%保证率下3—9 月大凌河可供水量为16 100万m³。

2.1.3 地表水水质

白石水库至渠首拦河坝段区间有凌海北控水务有限公司水处理厂、大凌河污水处理站和铁北污水处理站中水排入大凌河。经检测，中水水质指标符合灌溉用水标准，达到灌溉水质要求。根据《2018年锦州市水资源公报》，2018年锦州市全市主要河流水质情况如下：大凌河干流义县段为地表水Ⅲ类标准；凌海段为Ⅴ类标准；支流复兴堡段为Ⅴ类标准。

2.2 小凌河供水量

2.2.1 地表水供水量

小凌河地表水供水量分析主要采用《锦凌水库工程初步设计报告》成果，经插补延长年径流量计算采用1954—2007年共54 a资料系列，锦州水文站以上9.5 km为锦凌水库、女儿河上游为乌金塘水库，2座水库均无灌溉任务。小凌河供水量主要为区间水量。工程取水口位于紫荆山位置，取水位置以上干流紫荆山至锦凌水库流域面积为410 km²，支流女儿河乌金塘水库以下至女儿河口区间流域面积为564.8 km²，总区间面积为974.8 km²。根据乌金塘水库站年径流量成果，按照面积比法计算得出锦凌水库至渠首拦河坝段区间径流量为5 437 万m³。以乌金塘水库站为代表站，1983 年为75%保证率典型年，经计算得到区间天然径流量年内分配情况，详见表2。

表2 区间天然径流年内分配情况

2.2.2 地表水可供水量

75%保证率下，锦凌水库至渠首拦河坝段区间5—9 月可供水量为4 071 万m³；锦州北控水务有限公司水处理厂（一厂）和锦州市小凌河北控水务有限公司污水处理厂（二厂）2 座污水处理厂的污水收集管网覆盖整个锦州市城区，对锦州市城区的生活污水和工业废水进行收集，然后进入污水处理厂处理[1，2]，处理达标后的中水排入小凌河。经调查，污水处理厂近3 a日均污水处理量为30万m³，因此5—9 月污水处理量为4 590 万m³。经计算，75%保证率下5—9月小凌河可供水量为4 071万m³。

2.2.3 地表水水质

工程取水口位于小凌河凌海灌区拦河坝东侧，取水口处小凌河上有水质监测断面，每月监测渠首处小凌河水质。根据水质监测情况可知，2017 年地表水为Ⅱ～Ⅴ类标准，其中5—9 月水质较好、其余月份水质相对较差；2018 年水质总体变好，基本为地表水Ⅳ类标准以上，7、8 月达到Ⅰ类标准。地表水水质呈逐年改善的趋势，主要是因为小凌河天然来水水质改善。经检测，锦州北控水务有限公司水处理厂（一厂）和锦州市小凌河北控水务有限公司污水处理厂（二厂）中水水质指标符合灌溉用水标准，达到灌溉水质要求。在小凌河水质逐年改善的情况下，灌区可用小凌河水进行灌溉。

2.3 地下水供水量

根据辽宁省第二次水资源评价成果、已有的水文地质勘察成果及钻探[3]、抽水试验资料[4]，经分析计算，得灌区所在区域多年平均地下水开采量为18 686.70 万m³，占多年平均地下水可开采量的74.15%，其中灌区开采量5 566万m³。

根据辽宁省第二次水资源评价成果可知，凌海市地下水水质主要为Ⅲ类和Ⅴ类标准。灌区已取地下水灌溉多年，灌溉效果良好，因此灌区地下水水质满足农田灌溉用水水质要求。

3 灌区需水量分析

规划水平年为2025 年，以现状水平年为基础，结合灌区实际情况适当提高灌溉水利用系数，旱田、苇田和菜地灌溉定额参照辽宁省地方标准《行业用水定额》。采用工程及非工程节水措施逐步提高灌溉水利用系数，适当降低灌溉定额[5，6]。

根据灌区管理单位确认，2025 年灌区有效灌溉面积与现状水平年一致，而以地表水为水源的水田灌溉水利用系数提高到0.582，旱田、苇田、菜田灌溉水利用系数保持不变，由此导致地表水需水量相比现状水平年减少，节水水量供给地下水灌溉分区，以减小地下水用量。灌区具体情况详见表3，规划水平年灌区灌溉需水量详见表4。

表3 灌区具体情况

表4 规划水平年（2025年）灌溉需水量

由表4可知，灌区地表水需水量为17 774万m³，地下水需水量为4 381万m³，合计需水总量为22 155万m³。

4 水资源供需平衡分析

4.1 地表水供需平衡

凌海灌区大小凌河片区农业灌溉用水通过“引大入小”渠道互通，但只在非常干旱年份进行水源互通。灌区排水渠上设有闸门，闸门控制大凌河片区面积1 467 hm2水田、小凌河片区200 hm2水田灌溉回归水的重复利用，重复利用率约10%。考虑到灌溉水回归水量的再利用，本次分为大小凌河片区2个部分进行水资源平衡分析，结果详见表5—6。根据水资源平衡分析可知，地表水水源可满足规划水平年灌区内需水要求，75%保证率下可实现水资源供需平衡。

表5 规划水平年大凌河片区水资源供需平衡分析万m³

表6 规划水平年小凌河片区水资源供需平衡分析万m³

4.2 地下水供需平衡

凌海灌区内现状有机电井404 眼，井深在40～90 m，单井出水量为80～200 m³∕h。灌区地下水仅作为干旱年应急备用水源，其他不缺水年份主要以地表水作为灌溉水源。

凌海市现状总人口54万人，用水总量29 415万m3；灌区范围内有新庄子镇、双羊镇、建业乡、闫家镇、大有街道和西八千乡6个乡镇街道，人口约12万人，用水量（不含灌区农业灌溉用水量）约为6 537万m3。

灌区所在区域地下水资源可开采水量为18 686.7 万m³，其他用水户生活生产开采量为13 120.7万m³，其中灌区范围内乡镇街道用水量（不含灌区农业灌溉用水量）约6 537 万m3，实际灌区可开采量5 566万m³。

根据水资源平衡分析可知，地下水可开采量可满足灌区内需水要求，且地下水可开采量大于农业需水总量[7-10]。工程建成后，在75%保证率下，可实现地下水资源供需平衡，具体情况详见表7。

表7 地下水水资源供需平衡分析万m³

5 结语

凌海灌区的水资源主要包括地表水和地下水。地表水主要来自大小凌河，而地下水则主要依赖于灌区内的水井。为了解灌区的水资源供需状况，本研究对地表水和地下水的供水量和需水量进行了详细调查和分析。结果表明，在当前的水资源利用情况下，灌区的供水量明显大于需水量，存在一定的水资源富余状况。通过本研究，可以更好地了解灌区水资源开发利用状况，为灌区的可持续发展提供科学依据。