基于三道灌区供需水量平衡分析及灌区水源水质研究

张 鹏

(辽宁江宁招标咨询服务有限公司，沈阳110003)

1 水 文

三道灌区地处辽河下游，属暖温大陆性半湿润的季风气候，由于受季风影响，四季分明。受地理位置等因素影响，灌区内降水量在年际间的波动较大，多年平均降水量644.5 mm，年最大降水量1 051 mm，年最小降水量390.7 mm。灌区内径流量系由降水形成，境内多年平均径流量957 万m3。

2 工程地质与水文地质

2.1 工程任务

任务如下:

2.1.1 渠首改造工程

灌区东出口改建1 支渠首段钢筋混凝土衬砌1处，长40 m;三道灌排站厂房维修;更换电机6 台，更换配电柜2 台，更换分柜6 台，更换变压器2 台。

2.1.2 渠道防渗衬砌工程

干渠衬砌长度11 256 m，边坡和渠底采用混凝土衬砌，衬板下铺设碎石垫层。

2.1.3 渠系建筑物

改造渠系建筑物13 座，其中:①重建进水闸5座;②重建节制闸5 座;③重建渡槽2 座;④重建农桥1 座［1］。

3 灌区水资源

项目区水资源主要由清河水库供水(过境水)、区间径流和地下水量构成。多年平均过境水量为31.6 亿m3，项目区多年平均区间径流量(地表水)为957 万m3，地下水量为760.6 万m3，水库供水为4 982.8 万m3，区间径流可利用量为612.2 万m3。现状年可供水量为5 595 万m3。三道灌排站多年平均提水量为5 565 万m3。具体详见表1。

表1 三道灌区水资源量表 万m3

3.1 水源工程供水量(三道灌排站)

三道灌排站为灌区的水源工程，安装700ZLB－85 型水泵6 台，配套JSL128－8－155 kW 型电机6台，总装机容量930 kW，每台水泵每小时的流量是0.5 万m3。

3.2 需水量

3.2.1 灌溉制度

灌溉定额的确定。三道灌区以种植水稻为主，灌溉方式采用浅湿灌溉。灌溉定额采用用水量平衡法确定灌溉制度。

三道灌区多年平均降水量为644.5 mm。4—6月份降水为152.9 mm，占全年雨量的23.7%。

1)育苗期用水量。

育苗期用水量M1=m3/亩。

2)泡田期用水量。

泡田期用水量公式为:

式中:W1为补充的饱和含水量，W1=20 m3/667m2;W2为渗漏水量，W2=30 m3/667m2;W3为田面蒸发水量，W3=22 m3/667m2;W4为插秧田面水层水量。W4=40 m3/667m2。故M2=112 m3/667m2。

3.3 生育期灌溉定额

根据“辽宁省水利水电勘测设计研究院”编制的《辽宁省各种作物灌溉制度分析》确定台安地区灌溉制度，由于台安县与盘山县地理位置相近，灌溉方式及气候相似，因此参照盘山灌溉定额，则生育期用水量为M3=6 465 m3/hm2。

3.4 灌溉定额

式中:M 为灌溉定额，m3/667m2;M1为育苗用水量，m3/667m2;M2泡田期需水量，m3/667m2;M3生育期需水量，m3/667m2;故:M=558 m3/667m2。3.4.1 用水模数

用水最大值发生在泡田期:

式中:t 为泡田日数，按 t = 10d 考虑;qmax=0.00013 m3/s·hm2。

3.4.2 灌区灌溉水利用系数

1)灌区现状灌溉水利用系数。三道灌区主要农业作物为水稻、玉米。灌区降水量比较充沛，一般旱田作物目前尚未进行灌溉，主要灌溉用水是水稻，由于渠道建筑物配套不全，老化失修，造成跑水漏水严重，灌溉水利用系数较低，仅为0.50［2］。

2)改造后灌区灌溉水利用系数。项目实施后，对灌区干渠渠道进行衬砌，对其主要建筑物重建、翻修，起到了节水作用，渠系水利用系数由0.50 提高到0.60。

4 灌区用水量及供需水量平衡分析

4.1 现状水平年水量平衡分析

现状水平年实际灌溉定额1.674 万m3/hm2。灌区实灌水田面积3 333.33 hm2，现状灌溉水毛定额为1.674 万m3/hm2，需水量为5 580 万m3。现状可供水量为5 595 万m3＞5 580 万m3，供水满足要求。现状水平年水量平衡见表2。

表2 现状水平年水量平衡成果表 万m3

4.2 项目实施后灌区水量供需分析

项目实施后，三道灌区提水能力保持不变，为5 595 万m3/a。

灌区改造后，恢复灌溉面积666.67 hm2，实际灌溉面积4 000 hm2，渠系水利用系数由0.50 上升至0.60，水 田 灌 溉 定 额 由1.674 万m3/hm2降 为1.395 万m3/hm2。预 测 到 2011 年，需 水 量 为5 580 万m3/a。设计水平年水量平衡见表3。

表3 设计水平年水量平衡成果表 万m3

由计算结果可知，2011 年三道灌区供水量满足设计灌溉要求。

5 灌溉水源水质

评价结果为:2006 年水质断面评价为Ⅴ类水质，超标项目和超标倍数分别为高锰酸盐指数0.29 倍，化学需氧量0.71 倍，5 d生化需氧量0.17 倍;2007年评价为Ⅳ类水质，超标项目和超标倍数分别为高锰酸盐指数0.19 倍，化学需氧量0.08 倍，5 d生化需氧量0.18 倍;08 年评价为Ⅳ类水质，超标项目和超标倍数分别为高锰酸盐指数0.41 倍，5 d生化需氧量0.10 倍;2006—2008 年6—9 月份3 a平均结果评价为Ⅳ类水质，超标项目和超标倍数分别为高锰酸盐指数0.30 倍，化学需氧量0.15 倍，5 d生化需氧量0.15 倍。主要水质指标对灌溉无影响，三道灌排站断面辽河水质符合农田灌溉水质要求。

［1］封志明，杨艳昭，刘宝勤.甘肃省农田水分平衡及其时空分布规律［J］.自然资源学报，2005，20(02):188－194.

［2］郑煜，陈阜，张海林，唐衡.北京市灌溉农田水资源利用效率研究［J］.水土保持研究，2006，13(06):55－57.