茅天水库取用水合理性分析

程启越 杨 刚 张松涛

（遵义水利水电勘测设计研究院 贵州遵义 563000)

1 引言

茅天水库工程位于贵州省务川县东北面茅天镇境内周家河（又名小鱼溪)左岸支流上河上游，距茅天镇约3.7km，距县城区89km，有简易乡村公路通至水库大坝下游。水库坝址以上流域面积12.43km2，多年平均径流量975万m3，主河道长4.47km，主河道平均比降34.43‰。水库工程任务为农田（烟区)灌溉兼农村人畜饮水。主要建筑物由拦河大坝、溢洪道、放水孔和放空兼冲沙孔、泵站、灌区等建筑物组成。水库正常蓄水位890.00m，相应库容340万m3，水库总库容407万m3。灌区规模为小（一)型，工程等别为Ⅳ等。建设工期36个月，工程总投资19017.32万元。

2 流域概况及水资源开发利用现状

2.1 流域概况

茅天水库灌区分布在上河及闹水源流域内（有山水溪、向家湾 2大闭流区)。上河、闹水源均属于长江流域乌江水系长溪河二级支流，、周家河（又名小鱼溪)左岸一级支流，发源于务川县茅天镇红星村的天坪梁子，山顶高程1360m，河源高程 980m。河流由南向北流经杨家屋基、观音堂、中坝后，在中坝转为西北流向，再流经水车坝、茅天、长石壕、旋塘坝等地，于黄泥水处汇入周家河（又名小鱼溪)，汇口处高程630m。上河全流域面积29.95km2，多年平均径流量2351万m3，河长13.77km，流域平均宽度2.18km，流域形状系数 0.158，主河道平均比降 28.87‰，流域形状呈树叶状，流域内地形属山间丘陵谷地或缓丘地形，地势南高北低。茅天水库坝址以上流域面积12.43km2，占全流域面积的41.5%，多年平均径流量 975万 m3，主河道长 4.47km，主河道平均比降34.43‰，流域平均宽度2.78km，流域形状系数0.622。闹水源流域面积101km2，多年平均径流量7918万m3。

2.2 区域水资源状况

2.2.1 水资源总量

工程范围为上河全流域（流域面积29.95km2)、闹水源全流域（流域面积101km2)，共计面积 130.95km2。上河、闹水源均属典型的山区雨源型河流，径流均由降水补给，径流的洪枯差异较大，年内分配不均。据“贵州省1956～2000同步期年径流深等值线图”分析，本区多年平均径流深约为780mm，各河流径流量见表1。

2.2.2 水资源特点

上河及闹水源流域属山区雨源性河流，根据“贵州省 1956～2000年同步期年径流深等值线图”分析，多年平均径流深约为780mm，径流分布规律与降水基本一致。径流年内分配不均，汛期5～10月径流量占全年径流量的76.8%，枯期11～4月径流量占全年径流量的 23.2%，年际变化也大，变差系数0.33。

2.3 水资源开发利用现状

工程范围内水资源总量10270万m3，现状开发利用水量 457.4万 m3，水资源开发利用率4.45%，耗水量 320.4万 m3，占水资源总量的3.12%。由此可见，分析范围内水资源开发利用程度较低，水资源的开发利用潜力较大。为促进区域经济的发展，有必要、也有条件对上河、闹水源的水资源进行进一步的开发利用。

表1 灌区主要河流径流量表

3 工程取用水合理性分析

3.1 取水合理性分析

茅天水库工程的任务主要是农田（烟区)灌溉和农村人畜饮水的综合功能，属水利基础设施项目，符合水利行业产业政策。水库建成后，一方面可保证灌区内 1622hm2农田的灌溉，保障了灌区内经济作物及粮食生产用水安全，另一方面可满足2020年灌区内1.73万农村人口的生活用水要求，为灌区内的居民生活用水安全提供保障，从而确保灌区农业生产的稳定发展。可见该工程的建设可提供区域最基本的饮水水源保障，从而促进区域经济社会的健康稳定发展。水库坝址以上流域面积12.43km2，多年平均来水量975万m3，经长系列调节计算，茅天水库多年平均可供水量为561万m3/a。水质方面，上河坝址河段现状水质均属地表Ⅲ类水质，满足农田及烟地灌溉和农村集中供水水源地水质要求。

3.2 用水合理性分析

项目设计中，农村居民最高日用水定额取123.5L/人·d，集中饲养牲畜用水定额采用40L/头·d，未预见水量及管网损失按20%计，公共建筑用水按居民生活用水的20%计，水厂自用水量按5%计，均满足SL310—2004《村镇供水工程技术规范》和DB52/T725—2011《贵州省行业用水定额》的有关要求。因此，农村人畜饮水用水量100万m3/a亦是合理的。茅天水库灌区干渠、支渠均采用C15混凝土防渗，结合湄凤余灌区试验资料成果分析，渠道输水损失流量大于0.5 m3/s的按 0.8%计，小于 0.5m3/s的按 1%计，田间水利用系数采用 0.95。根据前述确定的灌区渠系布置方案，在计算中每公里输水损失按0.8%～1%计，从末级渠道逐段逐级计算得灌区渠系水利用系数为 0.76，则灌溉水利用系数为 0.72，满足SL207—98《节水灌溉技术工程规范》小型灌区不低于0.70的要求。

4 工程取用水量分析

4.1 用水量分析

4.1.1 农村人畜饮水需水量分析

按SL310—2004《村镇供水工程技术规范》的有关要求，设计水平年农村居民最高日用水定额取123.5L/人·d，则农村居民日平均用水定额取 95L/人·d，牲畜平均日用水定额取 40L/头·d。公共建筑用水按居民生活用水的20%计，未预见水量及管网损失按20%计，水厂自用水量按 5%计。经计算，设计水平年平均日需水量为2742m3，年平均需水量为100万m3。水库灌区内部分农村人口现阶段较集中的饮水水源为红星村东南面9km外的山木溪泉水和集镇西面3km外的落水溶洞至龙塘提水。两水源正常年份供水能力 410m3/d（15.7万 m3/a)。其余农村人口都分散取用泉水或积蓄望天水，取水可靠性和安全性低。茅天水库建成后，可满足 2020年灌区内存在饮水困难或饮水不安全的 17300农村人口及5100头牲畜共2742m3/d的用水要求。

4.1.2 灌溉用水量分析

灌区缺水属工程性缺水，需修建水利工程解决径流在时空上再分布的问题。茅天水库建成后，灌溉面积达到 1622hm2（田 665.33hm2，土956.67hm2)，新增灌溉面积 1498.67hm2（田542hm2，土 956.67hm2)，改善灌溉面积 123.33hm2（均为水田)，在确保灌区农业生产稳定发展的同时，还为灌区种植结构的调整创造了条件。工程实施后，灌区田夏季主要种植烤烟和水稻，其中 50%种植水稻，50%种植烤烟。旱地夏季主要种植烤烟和玉米，其中 80%种植烤烟，20%种植玉米，冬季种植小麦、油菜，复种指数1.9。规划种植结构为：夏季种植烤烟 1098hm2、水稻332.67hm2、玉米 191.33hm2；冬季复种油菜1022hm2、小麦 438hm2。灌溉需水量根据灌区灌溉定额、灌溉面积、各种作物种植面积及灌溉水利用系数，经长系列计算统计，茅天水库灌区多年平均灌溉需水量为 461万 m3，P=80%灌溉需水量为 520万 m3。

4.2 可供水量分析

水库坝址以上流域无规划新的取用水工程，农村人口也不增加，故水利调节计算中入库径流不考虑未来用水量增加的影响。茅天水库正常蓄水位890.00m，死水位866.00m，水库总库容407万m3，正常蓄水位库容340万m3，死库容24万m3，兴利库容316万m3，根据长系列法进行水利调节计算确定可供水量。调节计算中，农村人畜饮水供水按均匀供水考虑，灌溉用水按计算的月用水量过程，且当保证率超过80%时，灌溉用水量按该年来水量与P=80%来水量的比值（小于1)×80%的灌溉需水量进行控制，以保证人饮供水。水库每月蒸发损失水量按当月水库水面平均面积×当月增加的蒸发损失量计算，水库损失总量（蒸发损失+渗漏损失)按该水库正常蓄水位库容（340万m3)的10%计，并均匀分配到各月，平均每月水库损失总量为 2.83万 m3。下放生态水量按多年平均设计径流量（975万m3)的10%计，并均匀分配到各月，则平均每月下放生态径流量为 8.13万 m3（0.03m3/s)。

经水利调节计算统计，水库可供水量为561万m3/a，其中，农村人畜饮水供水量100万m3/a（P=95%)，多年平均农田灌溉供水量461万m3/a（P=80%为 520万 m3/a)，水资源开发利用率57.54%。

5 结束语

茅天水库多年平均取水量 561万 m3/a，占多年平均来水量 975万m3的57.54%，取水量是适当的。灌区灌溉制度及模式较先进，渠道采用的防渗措施得当，灌溉定额合理，灌溉水利用系数也满足有关规范要求。农村人畜饮水采用的用水定额符合SL310—2004《村镇供水工程技术规范》的有关要求，水库的取水用水是合理的。项目的建设对国家实施 “农村人畜饮水安全战略”和 “粮食安全战略”均具有积极意义，对促进区域经济社会发展，保障民生有着非常显著的社会效益。

1 SL310—2004村镇供水工程技术规范[S].北京：中国水利水电出版社，2004.