丁沟村应急蓄水工程水量供需平衡分析_孙泉.pdf

河南水利与南水北调 2022年第12期农村水利 水电丁沟村应急蓄水工程水量供需平衡分析孙泉（夏邑县水利局，河南 夏邑 476400）摘要：文章通过对丁沟村应急水利工程新建蓄水池的水量平衡分析，来水量可以满足该项目区内的灌溉用水量要求。蓄水池工程建成后，减少了地下水开采，提高了地表水资源的利用率，改善了农业灌溉条件和生态环境。关键词：水利工程；农业灌溉；蓄水池；水量平衡分析中图分类号：S274文献标识码：B文章编号：1673-8853（2022）12-0024-02Analysis of Water Supply and Demand Balance of Dinggou VillageSUN Quan（Xiayi County Water Conservancy Bureau,Xiayi 476400,China）Abstract：Based on the water balance analysis of the new reservoir of Dinggou village emergency water conservancy project,it isknown that the water inflow can meet the irrigation water demand in the project area.After the completion of the reservoir project,thegroundwater exploitation is reduced,the utilization rate of surface water resources is improved,and the agricultural irrigation conditionsand ecological environment are improved.Key words：hydraulic engineering;agricultural irrigation;reservoir;water balance analysis1项目概况项目区位于某市尖山风景区北部丁沟村，该村西北与荥阳市毗邻，东与神仙洞村接壤，是四面环山的深山沟，面积3.20 km2。主要种植农作物为小麦、玉米等粮食作物，灌溉以拦蓄地表水为主，由于项目区降水资源不能充分利用，近年来地下水位逐年下降，地下水量不足，导致部分机井干涸，项目区灌溉时期缺水，影响正常的农业生产，也影响了农民的收入。为进一步改善农田水利建设，确保农业高产稳产，对尖山乡丁沟村实施应急灌溉水源工程项目，通过蓄水池蓄水，开发利用地表水，提高水资源利用率，提升农业生产能力。通过拦蓄地表径流，开发利用地表水，提高地表水资源利用率，新建 1 500 m3蓄水池1座。2水文气象条件项目区属北温带大陆性季风气候，冬季寒冷干燥，风多雪少，夏季炎热，雨水集中，春季冷暖无常，秋凉晴爽，雨少，四季分明。多年平均气温 14.30，以 7 月份最高，月平均气温26.90，有利于秋季作物的生长发育，1月份最低，平均气温0.40 适宜于小麦过冬。历年最高气温 42，最低气温零下15.80，气温日差在 9.20 12.30，最大冻土层0.30 m。全年平均无霜期 222 d，最少197 d，最多238 d，多年平均日照时间为 2 242.30 h，以5、6月份最多，达 234.60-236.20 h，2月份最少，仅149.70 h。项目采用拦蓄地表径流来水作为供水水源，多年平均降雨量为 652.20 mm，降雨年际变化大，最大降雨量 1 207 mm，最小降雨量仅 396.50 mm。降水年际变化大，由于受季风气候的影响，降雨年内分布极不均匀，多集中于夏季，仅6-9月份降雨量就占全年降雨量的 75%，春季降雨量占全年降雨量的 21%，冬季较少，仅占全年降雨的 4%左右。多年平均水面蒸发量1 400 mm，陆面蒸发量 520 mm，日最大蒸发量 13 mm，多年平均径流深95 mm。全年春夏多东风，秋冬多西北风，春末夏初多干热风，最大风速22 m/s，平均风速 58 m/s。3工程地质概况某市基本为一山区闭合流域，倾斜盆地，边缘地表水分水岭一般亦为地下分水岭，地表、地下水资源外投较少。从西北部到东南部周庄一带，全长约 30 km，地面坡降6，地下水力坡度 3.80，境内西北高、东南低，地下水自西北向东南运移。后生的东北向构造体系，改变了早生的东西向断裂构造的力学性质，使原属压性的东西向断裂构造转化为张性。因而，东西向断裂构造，其富水性较差，易造成地下水渗埋藏较深。南、北部山区为地下水的补给区，山前广大地带为地下水的径流区，沿中部双洎河一带为地下水的排泄区。地下水从南、北部山区，经过径流区向中部排泄区转移，由于地质构造对地下水的控制作用，在地下水从南、北部山区向中部排泄区运移过程中，遇到东西向断裂构造后，又沿断裂构造的破碎带和影响带汇集，自西向东运动。在地层岩性和地质构造的控制作用下，山区基岩地区的地下水呈条带块和脉状分布，不同条带块和脉状地下水，其水位标高也不一，地下水位标高在200300 m。4项目区水量供需平衡分析新建蓄水池1座，设计标准：按照 防洪标准 规定，工程等别为V等，工程规模为小型，主要建筑物为 5 级。蓄水池为24河南水利与南水北调 2022年第12期农村水利 水电开敞式，由水池、进水口、溢水口等组成。蓄水池池体由池底和池壁 2 部分组成，池底采用 C25 钢筋混凝土，厚度 30 cm；池壁采用 C20 混凝土挡土墙，顶宽 30 cm，高3.70 m，边坡比1:0.40，下设墙趾、墙踵，高 40 cm，底宽 2.30 m。蓄水池顶设铁丝防护网，高 1.20 m。蓄水池设有输水管道、溢水管道。输水管道采用 DN75 普通钢管，长 20 m，首段设置 30 cm 30 cm 拦污栅，末端设置闸间；溢水管道采用 DN300 普通钢管，长20 m，首段设置 60 cm 60 cm 拦污栅。4.1现状年水量平衡计算项目实施地点尖山乡丁沟村，属于山丘区，现状沟道基本无拦蓄工程，地表水存储能力低，地表水供水量不能满足粮食生产灌溉用水的需要，灌溉用水及生活用水由机井地下水保证，成本较高。为了解决项目区地表水灌溉保证率较低的现状，项目区新建蓄水池工程，用以补充地表水水源。以项目区现状年情况分析水量平衡。4.1.1项目区现状年可利用水资源量尖山乡项目区面积约 3.29 km2，项目区可利用水资源有当地地表水及地下水。4.1.1.1地表水资源量地表水资源量主要由多年平均降雨径流量形成，项目区多年平均降雨量 668 mm，多年平均降雨径流量由下式计算：W=0.10aXF（1）式中：W多年平均径流量，万m3；a-径流系数，一般取0.200.60，本项目计算取 0.30；X多年平均降雨量，mm；F汇水面积，3.29 km2。经计算可得：多年平均地表水资源量65.93万m3。4.1.1.2地下水资源量地下水资源量采用2005年河南省水文水资源局编制的河南省水资源 附图中，“河南省平原区多年平均浅层地下水可开采模数分区图”内的数据，查得项目区地下水可开采模数为20万m3/km2，面积3.29 km2，计算得项目区地下水资源总量为65.80万m3。4.1.2项目区现状年需水总量尖山乡项目区耕地面积40 hm2，主要以小麦、玉米灌溉为主，兼顾其他经济作物灌溉，复种指数1.50。在 75%保证率下，根据作物的生长需水要求，参考抗旱应急情况下农业用水定额，保证作物关键期用水需求，确定项目区灌溉制度，根据作物的生长需水要求，综合净灌溉定额2 137.5 m3/hm，现状灌溉面积40 hm2，灌溉水利用系数取0.85，作物毛需水量 22.70万m3，作物需水量见表1，综合净灌溉定额2 137.50（m3/hm2），现状灌溉面积40 hm2，毛灌溉需水量10.06万m3。4.1.3项目区现状年水量平衡由4.1.2可知，项目区现状年灌溉保证率为75%时，需水总量10.06万m3，缺乏径流拦蓄工程，地表水资源量利用率较低，灌溉用水及生活用水均由机井地下水保证，地下水可供水量为65.80万m3，但是项目区深打机井供水成本高，地下水利用系数低，项目区灌溉用水保证率不高。由地表水资源量分析计算可知项目区地表水资源量多年平均 65.93万m3，可新建蓄水池工程等雨水集蓄工程，拦蓄地表径流，提高地表水利用率，保证项目区灌溉用水量。项目区现状年水量供需平衡表见表2。4.2蓄水池工程水量供需平衡分析4.2.1需水量计算项目区现状年水量平衡分析结果可知，项目区位于山丘区，缺水严重，新建工程在75%保证率下，根据作物的生长需水要求，参考抗旱应急情况下农业用水定额，保证作物关键期用水需求，确定丁沟蓄水池灌溉制度，根据作物的生长需水要求，综合净灌溉定额 2 137.50 m3/hm2，设计效益灌溉面积 10 hm2，灌溉水利用系数取 0.85，作物毛灌溉需水量 2.52万m3。4.2.2来水量计算丁沟村蓄水池以上流域面积 2.84 km2，根据 河南省水资源 附图查，该区多年平均径流深 96 mm，计算蓄水池以上多年平均径流量 27.26 万 m3，75%保证率情况下多年来水量为15.27万m3，根据收集到的某市年平均降水量资料，进行径流量年内分配，结果见表3。4.2.3水量平衡分析经过来水量及灌溉用水量分析，丁沟蓄水池 75%保证率情况下来水量为15.27万m3，效益灌溉面积 10 hm2。灌溉水利用系数为 0.85，毛灌蔬用水2.52万m3，蒸发渗漏按照蓄水池容积 0.15万m3的 5%计算为 7.5010-3万m3，用水总量 2.52万m3，经过蓄水池的调蓄，来水量可满足用水要求。5结语综上所述，项目区汇水面积满足作物种植面积灌溉用水量，新建蓄水池拦蓄地表径流满足农田灌溉用水。项目实施后，不仅可增加经济效益，同时也改善和提高了农业生产基础条件，带动了农村面貌的改变和农村环境的治理，为农业产业结构调整以及农村经济的发展创造了基本条件。参考文献：1 李莹.实施农田水利及高效灌溉工程治理佳县水土流失 J.农家参谋，2020（22）.2 陈瑞东.探讨农田灌溉水资源供需平衡分析计算方法 J.珠江水运，2015（8）.3 于磨转.雨水集蓄灌溉工程在山区的应用 J.河南水利与南水北调，2013（17）.收稿日期：2022-10-6编辑：刘长垠表1项目区现状年作物需水量表作物名称小麦玉米生长期播前越冬返青拔节抽穗灌水日期9.19-302.01-2.123.09-3.207.15-7.268.06-8.17灌水天数/d1212121212灌水定额/（m3/hm2）600600600525525灌溉定额/（m3/hm2）1 8001 050种植比例/%7575757575表2项目区现状年水量供需平衡表名称尖山乡可供水量65.93需水总量10.06余水量55.87单位：万m3表375%保证率年径流年内分配表月份径流量/万m3月份径流量/万m360.4613.0174.1220.4685.1930.4692.1443.01100.9253.01110.31全年15.27120.3125