1、1灌區(qū)供需水平衡分析水資源可利用量計(jì)算 水資源總量和水資源可利用量有本質(zhì)的區(qū)別。水資 源總量是指項(xiàng)目區(qū)內(nèi)降水形成的地表徑流和地下產(chǎn)水量。其中地表徑流量包括坡面流 和壤中流，不包括河川基流量；地下產(chǎn)水量指降水入滲對地下的補(bǔ)給量，應(yīng)為河川基 流、潛水蒸發(fā)、河床潛流和山前側(cè)滲等。而水資源可利用量是指在自然、技術(shù)、經(jīng) 濟(jì)條件的限制下以及滿足生態(tài)環(huán)境用水的基礎(chǔ)上，可以利用的水資源量。項(xiàng)目區(qū)可利 用水量主要由降雨產(chǎn)生的地表徑流、渠首工程引水（過境水）、農(nóng)業(yè)灌溉回歸水以及 取用的地下水四部分組成。降雨徑流可利用量。指在流域的水資源未被作任何利用的情況下,在地表 產(chǎn)生的地表徑流量。可根據(jù)年降雨量資料用年降雨徑

2、流關(guān)系推求徑流量。依據(jù)適配 線法作水平頻率分布線型，一般選用皮爾遜III型，一種方案直接查出不同頻率水平年份 相應(yīng)的徑流量；或先查出不同頻率水平年份的年降雨量,再計(jì)算出年徑流量。1 .1 .2 過境水可利用量。過境水就是利用各種建筑物引用項(xiàng)目區(qū)以外用來灌溉 的水資源量。其引水量的大小受季節(jié)和年份影響，一方面受到可引河流水量和渠系 建筑物引水能力的限制。另一方面還受到取水許可量及地方水資源平衡分配的限制。 當(dāng)引水能力大于取水許可量及水資源平衡分配量時(shí)，過境水可利用量為取水許可量 和水資源平衡分配量中的較小量，當(dāng)引水能力小于取水許可量及水資源平衡分配量 時(shí)，過境水可利用量為實(shí)際可引量。取決于具體地

3、區(qū)和季節(jié)年份。1 .1 .3 地下水資源可利用量。指在經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行且不引起生態(tài)環(huán)境惡化條 件下的可開采量。目前開采的大部分都是淺層地下水，地下水可利用量則可估算為 地下水補(bǔ)給量。地下水資源在補(bǔ)給和消耗的作用下會形成一個(gè)不穩(wěn)定的天然流場，在 雨季時(shí)補(bǔ)給量大于消耗量，含水層內(nèi)儲存量增加、水位上升；旱季時(shí)消耗量增加，儲存 量就有可能減少，水位下降。這種發(fā)展過程具有一定的周期性,地下水有以豐補(bǔ)歉的 特點(diǎn)，可以在干旱年適當(dāng)超采一部分水量，利用豐水年予以補(bǔ)回，尤其是農(nóng)業(yè)灌溉，干 旱年和豐水年的灌溉用水量相差很大，豐水年時(shí)灌溉用水量很少甚至不用灌溉；從一 個(gè)周期來看，這段時(shí)間內(nèi)的補(bǔ)給量和消耗量基本上處

4、于動態(tài)平衡狀態(tài)。地下水補(bǔ)給量主要包括大氣降雨入滲、灌溉回歸、水體滲漏補(bǔ)給量及地下水側(cè)向徑流補(bǔ)給四部分。（1）降雨入滲補(bǔ)給量。計(jì)算公式：R 降=0.1 aPF式中，R降為降雨入滲補(bǔ)給量（萬m3） ; a為年降雨補(bǔ)給系數(shù)F為項(xiàng)目區(qū)面積（km2） ; P為年降雨 量（mm），取一定灌溉設(shè)計(jì)保證率下降雨量。（2）灌溉回歸補(bǔ)給量。 計(jì)算公式：可歸=W毛入（2）式中，入為灌溉回歸入滲系數(shù)W歸為灌溉回歸補(bǔ)給地下水量（萬m3） ; W毛為灌溉毛水量（萬m3）。（3）水體滲漏補(bǔ)給地下水量。計(jì)算公式： TOC o 1-5 h z W水體=Wd m（3；式中，祖為水體滲漏補(bǔ)給模數(shù)；Wd為溝渠等水體水量;可水體為滲漏

5、補(bǔ)給量。（4；側(cè)向徑流補(bǔ)給量。計(jì)算公式；。側(cè)=KIBMt（4；式中/為補(bǔ)給時(shí)間（d） ; K為滲透系數(shù)（m/d） ;I為地下水水力坡度；B為垂直地下水流向過水?dāng)嗝骈L 度（m） ; M為平均含水層厚度（m） ; Q側(cè)為地下水徑流側(cè)向補(bǔ)給量（萬m3）。則在一定降雨保證率下，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)地下水總補(bǔ)給量為：可總=R降+ W歸+ W水體+ Q側(cè)（5；1 .2需水量總量計(jì)算 區(qū)域不同保證率需水量是指在某種生產(chǎn)條件下，遇到不同頻率的雨情、水情、旱情下需要的水量。項(xiàng)目區(qū)需水量包括農(nóng)業(yè)灌溉需水量和非農(nóng)業(yè)灌溉需水量，其中 以農(nóng)業(yè)需水為主。農(nóng)業(yè)灌溉需水根據(jù)灌溉制度、灌溉面積、灌溉水利用系數(shù)計(jì)算。1 .2 .1 農(nóng)業(yè)灌溉

6、需水量?？捎晒喔让娣e和灌溉定額計(jì)算。農(nóng)田灌溉定額可選擇具有代表性農(nóng) 作物的灌溉定額，結(jié)合農(nóng)作物播種面積預(yù)測成果或復(fù)種指數(shù)加以綜合確定。有關(guān)部門或研究單位 大量的灌溉試驗(yàn)所取得的有關(guān)成果，可作為確定灌溉定額的基本依據(jù)。灌溉定額可分為充分灌溉 和非充分灌溉兩種類型。對于水資源較豐富的地區(qū)，一般采用充分灌溉定額；而對于水資源較緊缺 的地區(qū)，可采用非充分灌溉定額。預(yù)測農(nóng)田灌溉定額應(yīng)充分考慮田間節(jié)水措施以及科技進(jìn)步的 影響。計(jì)算公式為：W= Am（6；n式中，W為需水量/為項(xiàng)目區(qū)灌溉面積，祖為凈灌溉定額;n為灌溉水利用系數(shù)。1 .2 .2 非農(nóng)業(yè)灌溉需水量。主要是灌區(qū)內(nèi)的工業(yè)用水、環(huán)境用水、村鎮(zhèn)居民生活

7、用水及 牲畜用水。工業(yè)用水的計(jì)算方法有趨勢線法、萬元產(chǎn)值指標(biāo)法、相關(guān)法、重復(fù)利用率提高法、 彈性系數(shù)法等。城鎮(zhèn)居民生活用水及牲畜用水均以現(xiàn)狀生活用水為基礎(chǔ)，由人口增長率和未 來用水定額預(yù)測未來用水量。根據(jù)生態(tài)環(huán)境狀況，結(jié)合當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境要求，來決定環(huán)境用水 量。.3 水資源供需分析 通過得到的可利用水量和項(xiàng)目區(qū)需水量對比分析,可知項(xiàng)目區(qū)在多 年期間能否充分滿足水源的采補(bǔ)平衡。實(shí)例分析筆者通過河南省通許縣土地整理項(xiàng)目中的水資源平衡分析進(jìn)行說明。2 .1 項(xiàng)目區(qū)可利用水分析2 .1 .1降雨。項(xiàng)目區(qū)降水量平均值約為672 .3 mm，年降水量相對變率為19 .2 %，降水量一般集中在69月份，占全

8、年降水量的60%以上，多為暴雨（表1）?？紤]到項(xiàng)目區(qū)內(nèi)以旱作物為主，對降雨的利用主要通過降雨入滲土壤包氣帶而被作物及其環(huán)境所利用，即有效降雨。根據(jù)通許縣有關(guān)資料，該部分 約占降雨量的75 %。根據(jù)19692001年系列降水量資料,可知保證率為75 %的為1981年。 因此，確定1981年為典型年，其降水量為649 .9 mm。表1通許縣19692001年降雨量降雨量經(jīng)驗(yàn)頻率降雨量經(jīng)驗(yàn)頻率年份年份mm%mm%1969759.638.241986484.394.121970618.482.351987760.035.291971702.450.001988726.247.061972676.364

9、.711989988.714.711973604.185.291990789.126.471974751.441.181991857.317.651975692.958.821992698.852.941976829.523.531993639.979.411977677.361.761994665.667.651978561.688.241995644.476.4719791 004.611.761996768.029.411980727.844.121997410.697.061981649.974.5319981 021.68.8219821 035.85.881999660.070.5

10、91983698.555.882000829.520.5919841293.62.942001554.591.181985760.832.352 .1 .2地表徑流。項(xiàng)目區(qū)可利用的徑流量主要為渦河河水。由于近年來降水量偏少,渦河徑流量較小，加之缺乏必要的提水工程，基本上無法利用該部分水資源。另外項(xiàng)目區(qū)多年平均年徑流深75 mm，由于區(qū)內(nèi)缺之?dāng)r畜工程,亦無法利用這部分水資源。因此，不考慮對地表徑流的利用。2 .1 .3 地下水。項(xiàng)目區(qū)地下水儲量大，補(bǔ)給充分,便于開發(fā)利用，水資源補(bǔ)給保障度較高，為富水區(qū)。地下水補(bǔ)給量包括大氣降雨入滲、灌溉回歸、水體滲漏 補(bǔ)給及地下水側(cè)向徑流補(bǔ)給四部分。降雨入滲補(bǔ)給

11、量。按公式(1)計(jì)算。a取0.24,P取75 %灌溉設(shè)計(jì)保證率下降雨量649 .9 mm。R降=0.1 aPF=0.1x0.24x649.9x7 .43 =115 .89萬m3灌溉回歸補(bǔ)給量。按公式(2)計(jì)算。入取0.2?？蓺w=W毛左 188 .58x0.2=37.716萬m3水體滲漏補(bǔ)給地下水量。按公式(3)計(jì)算。項(xiàng)目區(qū)的水體滲漏補(bǔ)給模數(shù)為3 .9萬m3/ km2。W水體=Wd m=3 .9x5 .96 =23 .244萬m3側(cè)向徑流補(bǔ)給量計(jì)算。按公式(4)計(jì)算。K取15 m/d,含水層取16 m,根據(jù)I片項(xiàng)目區(qū)周長，選取B為12 000 m。側(cè)=KIBMt= 15x0.001x12 000

12、 x16x365= 105 .12萬 m3則在75 %降雨保證率下，規(guī)劃區(qū)內(nèi)的地下水總補(bǔ)給量按公式(5)計(jì)算：可總=R+ W歸+ W水體+ Q側(cè)=115 .89 +37 .716 +23 .244 + 105 .12 =281 .97 萬m3根據(jù)以上分析，項(xiàng)目區(qū)以利用地下水為主，天然降水等為補(bǔ)充水源。2.2需水量計(jì)算2 .2 .1作物灌溉定額的確定。需水量平衡是一個(gè)相對的概念，是指在一定保證率下的水量供需平衡。因此，在進(jìn)行水資源平衡分析時(shí)，要首先確定灌溉設(shè)計(jì)保證率，灌溉設(shè)計(jì)保證率是指灌區(qū)用水量在多年期間能得到充分滿足的比率，依據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)和作物種植 情況，并根據(jù)水利和農(nóng)業(yè)等有關(guān)部門資料，確

13、定作物灌溉設(shè)計(jì)保證率為75 %。作物凈灌溉定 額見表2。表2項(xiàng)目區(qū)作物年灌水量凈灌溉定額m3/ hm2作物品種種植比綜合凈灌溉定額綜合毛灌溉定額m3/ hm2例m3/ hm2小麥19500.951 852 .52 154 .0玉米花14250.50712 .5828 .0生合計(jì)15000.45675 .0 3784 .5 348751.90420.0766 .52 .2 .2 需水量計(jì)算。項(xiàng)目區(qū)用水量包括農(nóng)作物需水和農(nóng)村生活用水及畜牧用水三部 分。其中農(nóng)村生活用水及畜牧用水可利用淺井或深井供給，需水量分析時(shí)不再考慮，僅 計(jì)算項(xiàng)目區(qū)內(nèi)農(nóng)作物需水量。根據(jù)農(nóng)業(yè)和水利部門資料,項(xiàng)目區(qū)代表作物為冬小麥、玉米、花生。計(jì)劃采用打井配合低壓管道灌溉，由于灌溉井組獨(dú)立，灌溉水利用系數(shù)較 高，灌溉水利用系數(shù)按0 .86計(jì)。項(xiàng)目區(qū)規(guī)劃以后耕地面積(A)為557 .01 hm2，故農(nóng)業(yè)總需水量按公式(6)計(jì)算：可需=MW A=25