东方红灌区节水配套改造项目水资源供需平衡分析

王利伟

(郑州市水利建筑勘测设计院，河南郑州 450006)

东方红灌区节水配套改造项目水资源供需平衡分析

王利伟

(郑州市水利建筑勘测设计院，河南郑州 450006)

本文根据东方红灌区水资源分布和利用现状，分析了项目区地表水和地下水的水资源量。在实施农业综合开发节水配套改造项目后，经水资源平衡分析，项目区可供水量大于需水量，能够满足项目区村民生活、生产及农业灌溉的需要。

水资源;供需平衡;分析

东方红灌区建于1959年，是新密市最大的一条引河水自流灌溉渠道，渠首位于新密市超化镇王庄寨西，贯穿超化、来集、大隗、刘寨、曲梁5个乡镇，43个行政村，183个村民组，灌区总人口7.82万，其中劳动力3.87万，耕地面积9.3万亩，设计干渠长30km，灌溉面积5.13万亩，有效灌溉面积3.53万亩，现状实际灌溉面积0.60万亩。灌区经多年运用，工程老化、损坏非常严重，存在的问题十分突出。

1 灌区现状水资源供需分析

1.1 灌区水利工程现状可供水量

东方红灌区现状水源主要为过境水、补源水、地下水和地表水。

1.1.1 过境水

双洎河流经东方红渠首的水量主要由流域内大气降水、煤矿排水和中水组成，由于项目区属丘陵地区，河道比降较陡，洪水陡降陡落，灌溉期间无法利用天然降水，因此，仅对矿区排水和中水进行来水量分析。

a.渠首以上煤矿排水。双洎河在渠首以上沿途共有4座大型主要煤矿和王庄群矿的矿坑水排水入双洎河。据新密市水资办实测资料分析，各矿排水量基本稳定，年内变幅在5%以内，年际变幅均在3%以内，基本可以认定各矿排入双洎河的水量为一稳定值，见表1。

表1 上游各煤矿来年均水量 单位:万m3

b.渠首以上中水。新密市污水处理厂位于城关镇湾子河村，在东方红干渠渠首上游，主要收集处理新密市城区生活污水，污水经处理产生的中水水质达到一级A类标准，污水处理厂目前处理能力为2.5万m3/d，其供水保证率可达90%以上，年实际供水能力为837万m3。

c.渠首处双洎河流量变化过程。根据渠首处降雨径流量计算结果和煤矿排水流量及中水进行叠加计算，双洎河在东方红灌区渠首代表年的平均流量为1.16m3/s，月径流量为 301.85万 m3，年径流量为3622.20万m3。

1.1.2 补源水

为增加灌区灌溉水量，缓解灌区水源不足的现状，2007年新建申沟、宋沟两处矿水补源工程，引两处煤矿排水，作为灌区补充水源。申沟矿水流量为0.25m3/s，宋沟矿水流量为0.15m3/s。

1.1.3 地表水

项目区地表水主要来自灌区内4座调蓄水库，分别是云岩宫、红石峡、曹马沟3座小(1)型水库和史沟小(2)型水库。云岩宫水库兴利库容324万m3，红石峡水库兴利库容170万m3，曹马沟水库兴利库容101万m3，史沟水库兴利库容16万m3，4座水库总调节库容611万m3。目前仅有云岩宫、红石峡水库具备向干渠补水能力;按每年蓄水1次考虑，东方红灌区水库实际年供水量为494万m3。

1.1.4 地下水

东方红灌区的地下水补给来源主要为大气降水，据1956—2013年气象观测资料及地表水体和地下水的补排关系计算，东方红灌区地下水多年平均天然补给量为712万m3，多年平均地下水可开采量为484万m3。东方红灌区现有机井252眼，年开采地下水量580万m3，地下水实际开采量为可开采量的120%。

1.1.5 可供水量

通过以上分析计算，东方红灌区水利工程现状可供水量为5957.6万m3，见表2。

表2 东方红灌区现状年供水量 单位:万m3

1.2 灌区现状需水量

1.2.1 农业灌溉

东方红灌区设计灌溉面积5.2万亩，粮经作物种植比为8.5∶1.5，作物的复种指数为1.80。根据灌区现状作物种植结构、实际需水量和灌溉管理水平，测算灌区各作物平均灌溉定额和平均灌溉水利用系数等数据，经计算，灌区现状农业灌溉需水量为2845.96万m3，见表3。

表3 东方红灌区现状灌溉需水量

1.2.2 工业

灌区内企业众多，主要为耐火材料及造纸企业，大小企业总数达1500多家，灌区内企业现状年工业需水量为423.5万m3，全部为开采地下水。

1.2.3 生活

根据灌区现状年统计人口和平均用水量指标调查数据，灌区现状年生活需水量为196.95万m3。

1.2.4 其他

灌区其他用水主要包括林、牧业等用水。根据灌区林、牧业发展现状统计数据和平均用水指标调查数据，灌区现状其他用水量为165.73万m3。

通过以上分析，灌区现状需水量为3632.13万m3，见表4。

表4 东方红灌区现状需水量 单位:万m3

1.3 灌区现状水量供需平衡分析

根据灌区水利工程现状可供水量及灌区现状需水量计算结果，东方红灌区现状水供需平衡分析见表5。从中可见，东方红灌区程现状年的供水量为5957.64万m3，灌区现状总需水量为3632.13万m3，灌区现状总富余水量为2325.51万m3，但灌区内地下水可开采量为484.0万m3，而实际开采量达580.0万m3，已超采96.0万m3。

表5 东方红灌区现状水供需平衡分析单位:万m3

2 项目实施完成后灌区水量供需分析

根据灌区现状，为提高灌区水利用效率，将实施新密市农业综合开发东方红中型灌区节水配套改造项目。设计水平年为2015年，远期水平年为2020年。设计水平年灌区水供需平衡分析按2015年、2020年两个水平年和75%(旱作区)保证率进行分析计算。

2.1 项目实施完成后灌区水利工程可供水量

考虑到项目实施不再新增供水水源，因此，项目实施后灌区供水量基本保持不变，仅控制地下水开采量为可开采量，即484万m3，比现状可供水量少96万m3，项目实施后灌区水利工程可供水量为5861.64万m3。

2.2 项目实施完成后计划需水量

2.2.1 农业灌溉

根据《新密市“十一五”及2020年农业发展规划》，结合东方红灌区内水土资源现状和农业发展规划及灌区可持续发展要求，拟定灌区两个水平年灌溉面积均为5.13万亩。东方红灌区粮经比例2015年调至8.3∶1.7，到2020年调至7.9∶2.1;复种指数到2015年达到1.80，到2020年达到1.85。

灌溉设计保证率应根据灌区水文气象、水土资源、作物组成、灌区规模、灌水方法及经济效益等因素，并按照《灌溉与排水工程设计规范》确定。该设计灌区作物灌溉保证率确定为75%。

东方红灌区节水配套改造项目以节水为中心，对灌区输水干渠及配套建筑物进行防渗护砌和改造配套，提高灌区渠系水利用系数，为灌区内大面积农业综合开发和推广田间节水技术提供水利保证。根据灌区实际情况，项目实施后，灌区渠灌灌溉水利用系数由现状0.44提高到0.70。

经分析计算，东方红灌区设计水平年2015年，灌溉毛用水量为1780.3万m3;远期水平年2020年，灌溉毛用水量为1839.3万m3。

2.2.2 工业

根据相关规划资料，到2015年项目区耐火材料及造纸企业的年用水量将达1700万m3，到2020年项目区企业的年用水量将达1900万m3。

2.2.3 生活

根据现行有关规范，同时考虑社会经济发展、人民生活不断改善等因素，确定用水指标，预测2015年、2020年东方红灌区村镇生活需水量分别为205.37万m3、230.00万m3，见表6。

表6 东方红灌区设计水平年生活需水量计算结果

2.2.4 其他

其他需水量主要包括林牧渔业需水量和生态环境需水量。

根据《新密市“十二五”计划纲要》及林、牧、渔业发展规划，2015年东方红灌区林地面积达到1450亩，2020年达到1500亩，并对沟、渠、路及部分荒地进行绿化;2015年，灌区内水产养殖水面达到1850亩，2020年达到2000亩;根据调查，灌区大牲畜增长率为4%，小牲畜增长率为6%，2015年大牲畜将达到1.35万头，小牲畜将达到3.89万头，2020年大牲畜将达到1.64万头，小牲畜将达到5.21万头。

根据东方红灌区林牧渔业发展规划和有关行业用水指标，2015年、2020年灌区林牧渔业需水量分别为200.69万m3、227.17万m3。见表7。

表7 东方红灌区设计水平年林牧渔业需水量计算结果

续表

据相关规划，结合该区域实际情况，2015年生态年用水为350.77万m3，2020年生态年用水为420.93万m3。项目区2015年其他年用水为551.47万m3，2020年其他年用水为648.09万m3。

通过以上分析计算，项目实施后计划需水量见表8。

表8 东方红灌区设计水平年计划需水量单位:万m3

由表 8可见:东方红灌区 2015年需水量为4019.73万m3。其中，引渠首水1780.29万m3，补源水1261.44万m3，地表水494.00万m3，地下水484.00万m3。2020年需水量为4617.40万m3。其中，引渠首水2377.96万 m3，补源水1261.44万 m3，地表水494.00万m3，地下水484.00万m3。

2.3 项目完成后灌区水量供需平衡分析

根据灌区设计水平年水利工程可供水量和计划需水量计算结果，东方红灌区设计水平年水供需平衡分析见表9。

表9 东方红灌区设计水平年水供需平衡分析结果(P=75%) 单位:万m3

由表9可见:东方红灌区2015年和2020年供水量均大于需水量。其中，2015年富余水量1841.93万m3，2020年富余水量1244.24万m3。

3 水资源平衡分析结论

实施农业综合开发节水配套改造项目后，灌溉水利用系数由现状0.44提高到0.70，年均节水量约519.66万m3，项目区计划对5.13万亩土地实施节水灌溉，无项目情况下亩均产值958元，有项目情况下亩均产值1253元，亩均净增产值295元。项目实施后总产值为1513万元，水利分摊系数按0.3考虑，总净效益为454万元。从节水角度分析，农业灌溉节水潜力巨大，通过对灌区配套与节水改造工程建设，加强灌区供水调控能力，提高灌溉水利用系数，用好过境水及地表水，合理开采灌区地下水，满足灌区农业结构调整、发展高效农业和生态农业需要，符合国家水资源合理配置要求。

Water Resources Supply and Demand Balance Analysis in Dongfanghong Irrigation District Water-saving Supporting Transformation Project

WANG Liwei
(Zhengzhou Water Conservancy Construction Survey and Design Institute，Zhengzhou450006，China)

In the paper，the amount of surface water and ground water in project area are analyzed based on water resource distribution and utilization status in Dongfanghong Irrigation District.After the implementation of agriculture comprehensive development water-saving supporting transformation project，available water in the project area is much more than water demand through water resource balance analysis，and demand of life，production and agriculture irrigation of villagers in the project area can be met.

water resources;supply and demand balance;analysis

TV213.4

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:2096-0131(2015)01-0006-05