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摘要:文章根據(jù)最嚴(yán)格水資源管理制度,通過(guò)計(jì)算某中型灌區(qū)的水量供需關(guān)系,分析取用水量的合理性和可行性,為進(jìn)行取水許可審批提供科學(xué)依據(jù)。
關(guān)鍵詞:灌區(qū),水資源論證,取水許可
1 前言
當(dāng)前我國(guó)水資源面臨的形勢(shì)十分嚴(yán)峻,水資源分配不均、水資源短缺、水污染嚴(yán)重、水生態(tài)環(huán)境惡化等問(wèn)題日益突出,已成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的主要因素。為嚴(yán)格保護(hù)水資源,合理分配水資源,必須實(shí)行取水許可登記制度,這是國(guó)家加強(qiáng)水資源管理的一項(xiàng)重要措施,是協(xié)調(diào)和平衡水資源供求關(guān)系,實(shí)現(xiàn)水資源永續(xù)利用的可靠保證。對(duì)于中小型灌區(qū),往往需要大量山塘、河壩等取水作為補(bǔ)充水源,取水量較為多樣,在進(jìn)行灌區(qū)供需平衡時(shí)需要做大量的調(diào)研工作,以得到合理的取用水?dāng)?shù)據(jù)。文章以湖南地區(qū)某中型灌區(qū)供需平衡分析為實(shí)例,結(jié)合該項(xiàng)目所在取用水地區(qū)的水資源基礎(chǔ)情況及開(kāi)發(fā)利用狀況,對(duì)近年來(lái)的用水情況、用水規(guī)模的合理性進(jìn)行分析,作為科學(xué)依據(jù),指導(dǎo)該項(xiàng)目的取用水許可審批工作。
2 供需平衡論證過(guò)程
2.1灌區(qū)介紹
灌區(qū)位于湖南省長(zhǎng)沙地區(qū),灌區(qū)以中型水庫(kù)為骨干水源,灌區(qū)涉及3.2536萬(wàn)畝農(nóng)田,受益人口8萬(wàn)余人。2010年水利普查數(shù)據(jù)中,有效灌溉面積3.2536萬(wàn)畝。灌區(qū)內(nèi)的基礎(chǔ)水利設(shè)施以山塘為主(共有3180座),3處?、裥退畮?kù),7處小(2)型水庫(kù)。形成了一個(gè)以骨干水庫(kù)水源為龍頭,主干渠為骨干渠道,以小型水庫(kù)、山塘為基礎(chǔ)的“長(zhǎng)藤結(jié)瓜”自流灌溉系統(tǒng)。
2.2灌區(qū)取用水情況
目前灌區(qū)沒(méi)有制定年度用水計(jì)劃,整個(gè)灌溉用水調(diào)度為粗放式管理。根據(jù)調(diào)查,灌區(qū)現(xiàn)狀主要用水為農(nóng)業(yè)灌溉用水,灌區(qū)的主要水源依靠當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)水利設(shè)施(小水庫(kù)、山塘等)供水和骨干水源水庫(kù)引水。灌溉用水采取就近取水原則,先用河堰及山塘水,后用小型水庫(kù)水,供水不足由骨干水源水庫(kù)引水補(bǔ)灌。灌區(qū)灌溉供水可根據(jù)總干渠實(shí)測(cè)水位及水位流量關(guān)系線(xiàn)查算。灌區(qū)內(nèi)基礎(chǔ)水利設(shè)施、骨干水源水庫(kù)2015~2019年4-10月向灌區(qū)總供水量為9793萬(wàn)m3,平均供水量為1958.6萬(wàn)m3。其中:基礎(chǔ)水利設(shè)施近5年4-10月向灌區(qū)供水量為7500萬(wàn)m3,平均供水量為1500萬(wàn)m3;骨干水源水庫(kù)近5年4-10月向灌區(qū)供水量為2293萬(wàn)m3,平均供水量為458.6萬(wàn)m3。詳見(jiàn)下表1。
灌區(qū)需水主要為農(nóng)業(yè)灌溉用水,灌區(qū)內(nèi)無(wú)集中供水工程取水,隨著灌區(qū)范圍內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,渠道水利用系數(shù)進(jìn)一步提高,農(nóng)業(yè)灌溉用水量有逐漸縮減的趨勢(shì),本次取用水評(píng)估根據(jù)灌區(qū)范圍內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況,對(duì)灌區(qū)范圍內(nèi)需水量進(jìn)行預(yù)測(cè)。需水量預(yù)測(cè)現(xiàn)狀年為2019年,水平年為2025年。
2.4灌區(qū)作物種植結(jié)構(gòu)
根據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒及全灌區(qū)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,灌區(qū)內(nèi)主要種植早稻、單季稻、晚稻以及部分旱作物。據(jù)調(diào)查,現(xiàn)狀年2019年,灌區(qū)內(nèi)種植早稻2.28萬(wàn)畝,種植比70%;單季稻0.65萬(wàn)畝,種植比20%;晚稻2.44萬(wàn)畝,種植比75.0%;旱作物0.33萬(wàn)畝。全灌區(qū)現(xiàn)狀作物復(fù)種指數(shù)1.75。根據(jù)灌區(qū)內(nèi)的種植習(xí)慣,遵循發(fā)展優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)的方針,對(duì)灌區(qū)作物種植結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)目標(biāo)年糧食需求的前提下,確定糧食作物(主要是水稻)的種植面積。近期設(shè)計(jì)水平年2025年,灌區(qū)內(nèi)種植早稻2.44萬(wàn)畝,種植比75%;單季稻0.49萬(wàn)畝,種植比15%;晚稻2.60萬(wàn)畝,種植比80%。旱作物0.33萬(wàn)畝。全灌區(qū)現(xiàn)狀作物復(fù)種指數(shù)1.80。灌區(qū)現(xiàn)狀年、設(shè)計(jì)水平年主要作物種植結(jié)構(gòu)分別見(jiàn)表2。
2.4灌溉保證率及計(jì)算典型選取
根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50288-2018),并結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)種植的實(shí)際情況。本次設(shè)計(jì)采用設(shè)計(jì)灌溉保證率取50%及90%。根據(jù)當(dāng)?shù)厝杲涤炅拷y(tǒng)計(jì)表及4~10月降水量經(jīng)驗(yàn)頻率,選取P=50%保證率為1983年、P=90%保證率為2010年進(jìn)行計(jì)算。
2.5綜合灌溉定額
根據(jù)設(shè)計(jì)水平年各片作物種植計(jì)劃(作物種植系數(shù))以及各作物灌溉定額,求出灌區(qū)設(shè)計(jì)水平年各片不同頻率綜合灌溉定額。現(xiàn)狀水平年2019年灌區(qū)P=50%綜合凈灌溉定額為338.5m3/畝;灌區(qū)P=90%綜合凈灌溉定額為372m3/畝,灌區(qū)多年平均綜合凈灌溉定額為367.67m3/畝。設(shè)計(jì)水平年2025年灌區(qū)P=50%綜合凈灌溉定額為346.17m3/畝;灌區(qū)P=90%綜合凈灌溉定額為380.5m3/畝。多年平均綜合凈灌溉定額為376m3/畝。灌區(qū)不同頻率綜合灌溉定額分別見(jiàn)表3、4。
2.6灌溉需水量
灌區(qū)農(nóng)田的灌溉用水量,按作物綜合灌溉凈定額,逐年每月計(jì)算灌區(qū)凈灌溉用水量,考慮渠系水利用系數(shù)后計(jì)算出需要各水源逐月供水量。
灌區(qū)內(nèi)作物生育期的凈灌溉用水量W按下式計(jì)算:
W =W凈/k
W凈 =W綜凈×A
式中:W凈——各月凈灌溉用水量(m3)
W綜凈——各月綜合凈灌水定額(m3/畝)
A——灌溉面積(畝)
k——灌溉水綜合利用系數(shù)
根據(jù)灌溉面積和灌溉定額,計(jì)算得到灌區(qū)設(shè)計(jì)水平年農(nóng)業(yè)灌溉凈需水成果見(jiàn)表5。灌區(qū)現(xiàn)狀年2019年多年平均灌溉凈需水1196.24萬(wàn)m3。灌溉水利用系數(shù)0.63,多年平均毛需水量1898.80萬(wàn)m3。規(guī)劃年2025年多年平均灌溉凈需水1223.36萬(wàn)m3。灌溉水利用系數(shù)0.65,多年平均毛需水量1882.09萬(wàn)m3。
2.7灌區(qū)供需平衡分析
供水順序:
?、傧扔霉鄥^(qū)內(nèi)山塘及河堰水進(jìn)行灌溉,山塘及河堰供水輸水系數(shù)根據(jù)以往水量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)折減計(jì)算,如果計(jì)算時(shí)段內(nèi)山塘供水量+河堰供水量小于所需灌溉用水量,則表明該時(shí)段內(nèi)供水量不能滿(mǎn)足灌溉用水量要求,需小型水庫(kù)供水。
②小型水庫(kù)供水
小型水庫(kù)按上述放水順序依次滿(mǎn)足各行業(yè)用水需求,水庫(kù)最低放水至死水位。當(dāng)小型水庫(kù)供水量不能滿(mǎn)足灌溉用水量要求,需骨干水源水庫(kù)進(jìn)行供水。
?、酃歉伤此畮?kù)供水
骨干水源水庫(kù)補(bǔ)水量=灌溉用水量-(山塘供水量+河堰供水量+小型水庫(kù)供水量))
根據(jù)計(jì)算成果見(jiàn)表6,現(xiàn)狀水平年2019年灌區(qū)多年平均需水總量1898.8萬(wàn)m3,灌區(qū)基礎(chǔ)水利設(shè)施多年平均供水量1434.73萬(wàn)m3,需骨干水源水庫(kù)多年平均補(bǔ)水量464.07萬(wàn)m3,灌溉水利用系數(shù)現(xiàn)狀年2019年為0.63;設(shè)計(jì)水平年2025年灌區(qū)多年平均需水總量1882.09萬(wàn)m3,灌區(qū)基礎(chǔ)水利設(shè)施多年平均供水量1434.73萬(wàn)m3,需骨干水源水庫(kù)多年平均補(bǔ)水量447.36萬(wàn)m3。
3 結(jié)語(yǔ)
文章結(jié)合實(shí)際案例,對(duì)灌區(qū)現(xiàn)狀取用水分析、灌區(qū)綜合灌溉定額、灌溉需水量、供需平衡進(jìn)行了詳細(xì)的分析計(jì)算,通過(guò)論證分析得出骨干水庫(kù)水源每年需要向灌區(qū)的供水量,結(jié)合骨干水庫(kù)水源自身的剩余水量,以及骨干水庫(kù)水源未來(lái)的規(guī)劃,確定能否繼續(xù)向灌區(qū)供水,為該灌區(qū)取用水許可審批工作提供依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
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作者:譚文波
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