木兰县节水增粮工程项目水资源论证分析

徐建立，陈金波

(1.木兰县水利科学研究所，黑龙江 木兰 151900；2.黑龙江省水利科学研究院，黑龙江 哈尔滨 150080)



木兰县节水增粮工程项目水资源论证分析

徐建立1，陈金波2

(1.木兰县水利科学研究所，黑龙江 木兰 151900；2.黑龙江省水利科学研究院，黑龙江 哈尔滨 150080)

摘要：通过对项目所在地区地表、地下水资源时空分布特点和开发利用现状的调查，以及水资源量的供需平衡计算，分析论证了木兰县“节水增粮行动”项目开发利用水资源的合理性，论证结果表明本地区地下水可开采量远大于需水量，项目实施后地下水不会超采，也不会对区域地下水位及地下水资源造成影响。

关键词：木兰县；节水增粮；水资源；供需平衡分析

黑龙江省是中国耕地面积最大的省份，人均耕地面积也居全国首位，水土光热条件较好，具有农业规模化和集约化发展的优势，是我国重要的粮食主产区之一。但由于水资源时空分布不均以及农业用水方式粗放等因素，粮食增产潜力受到制约。为提高农业水资源有效利用率，大力发展高效节水灌溉，充分发挥黑龙江省的水土光热资源优势，增强粮食综合生产能力，财政部、水利部、农业部决定支持东北四省区在2012—2015年实施“节水增粮行动”[1-3]，开展高效节水灌溉项目。高效节水灌溉项目主要以农业节水改造或扩建为主，虽然减少了农业用水浪费，但并不意味着不新增水源和用水量，所以对项目进行水资源论证具有必要性[4]。另外，开展 “节水增粮行动”水资源论证是实施好“节水增粮行动”的重要前期工作，对科学确定发展规模，合理利用有限水资源，缓解水资源供需矛盾，确保节水增粮增效具有重要意义。

1建设项目概况

木兰县“节水增粮行动”项目中新建节水灌溉面积2986.7 hm2，其中：绞盘式喷灌工程1840.0 hm2，移动管道式喷灌工程573.3 hm2，滴灌工程573.3 hm2，项目分布共计六个乡镇。根据用水净定额、灌溉水利用系数情况，项目总需水307.98×104m3/a。项目区取水水源为地下水，开采第四系潜水，取水目的层为砂砾石孔隙含水层。开采方式为机井取水，共布置取水机井210眼。

新增用水项目为旱田，取用地下水进行灌溉，地下水论证范围根据项目区的分布，结合当地的地质地貌、水文地质单元及取水影响范围划定。以与建设项目取用水有直接影响关系的区域为基准，统筹考虑流域与行政区域的相对完整性，确定以木兰县为项目区水资源论证分析范围。

2木兰县水资源状况及其开发利用分析

2.1基本概况

木兰县属中温带大陆性季风气候，夏季炎热短促，多东南风；冬季寒冷漫长，多西北风；春季少雨风大而干旱；秋季早霜而多雨。项目区多年平均年降水量为654.8 mm，多集中于6月—8月，多年平均年蒸发量为612.5 mm。

木兰县境内地表水系发育，主要有松花江、木兰达河、白杨木河、少陵河等。松花江在木兰县为过境河流，由石河乡的黄泥河子入境，在五站乡的二道河子出境，境内河流长75 km。木兰达河为县境内最大河流，属松花江水系，源于大青山和牛锤山，共有支流19条。白杨木河源于县城北的滥柴顶子山南麓，于木兰镇城西入松花江，全长58 km，流域面积442 km2。少陵河属松花江水系，源于满天乡附近的清风岭，境内流长44 km，流域面积379 km2。

2.2水资源状况及其开发利用分析2.2.1水资源量

根据木兰县多年平均径流深等值线图，采用等值线法求出区域的多年平均径流量，得到木兰县多年平均地表水资源总量为5.447×108m3/a。依据《黑龙江省水资源综合规划地下水资源评价报告》[5]，计算得到木兰县多年平均地下水资源总量为1.806×108m3/a。

木兰县多年平均地表水资源总量为5.447×108m3/a，平均地下水资源总量为1.806×108m3/a，平原区降水入渗补给量为1.079×108m3/a，平原区降水入渗补给量形成的河道排泄量为0.070×108m3/a，山丘区总排泄量为0.599×108m3/a，因此木兰县多年平均水资源总量为7.663×108m3/a。

2.2.2水资源开发利用现状

(1)现状年总供水量[6]

2010年地表水实际供水量总计23 368×104m3，地下水实际供水量总计9682.3×104m3，木兰县现状年总供水量33 050.3×104m3。

(2)现状年总用水量[6]

木兰县现状总用水量为33 050.3×104m3，包括农业灌溉、工业生产、城镇生活、农村生活、渔业用水。

2.2.3水资源开发利用分析

木兰县地表水工程总供水量23 368×104m3，占地表水资源5.447×108m3的42.9%，平原区地下水工程总供水量9682.3×104m3，占平原区地下水可开采量1.452×108m3/a的66.7%。木兰县地表水开发利用程度为42.9%，尚有较大的开发利用潜力。平原区地下水开发利用程度为66.7%，有一定的开发潜力。

3取水水源论证

从供水水源的可行性、可靠性及项目用水的经济合理性出发，采用较为丰富的地下水作为新建工程的供水水源。本论证依据总体方案所确定的灌溉区分布位置、灌溉面积、采用的灌溉方式，结合水文地质勘察成果，在分析灌溉区水文地质条件和地下水补给、径流、排泄条件的基础上，分析计算灌溉区地下水可开采量，从水量、取水工程设计分析灌溉取水水源的可靠性和可行性。

3.1论证分区

根据本次节水增粮行动灌溉区域分布情况，把邻近地块分为1个区，相距较远地块独立分区，本次共分29个论证区。再根据不同地貌类型将论证区划分亚区，代号为Ⅰ、Ⅱ，Ⅰ为为河漫滩砂砾石孔隙潜水区，Ⅱ为为一级阶地砂砾石孔隙潜水区。

3.2地下水资源补给量

(1)大气降水入渗补给量

(1)

式中：Q降补为降水入渗补给量，104m3/a；F为计算区面积，由1∶20万地形图上量取，m2；X为1956—1997年多年平均年降水量依照哈尔滨市水文局降水等值线图量取，m；α为降水入渗系数，按黑龙江省经验值采取，Ⅰ区取0.18，Ⅱ区取0.15。

入渗补给计算结果见表1，入渗补给总量为941.82×104m3。

(2)侧向径流补给量

(2)

式中：Q侧径为地下水侧向径流流入量，104m3/a；K为含水层平均渗透系数，m/d；I为地下水水力坡度，‰；B为计算断面宽度，m；M为计算断面含水层厚度，m；T为地下水径流补给时间，d/a；

计算结果见表1，侧向径流总补给量为513.10×104m3。

(3)地下水总补给量

(3)

通过计算论证区地下水补给量为1454.94×104m3/a。

(4)可开采量计算采用开采系数法计算

(4)

式中：Q可开为地下水可开采量，104m3/a；Q总补为计算区地下水总补给量，104m3/a；ρ为开采系数，本次取0.8。

计算结果见表1，论证区总可开采量1163.95×104m3/a。

表1　项目区地下水资源补给量计算结果

3.3地下水供需平衡分析

3.3.1现状水量平衡

( 1 )现状用水户指标

论证区总人口3.4万人，全部为农业人口，大牲畜2.55万头，小牲畜10.6万头。

( 2 )用水户用水定额

农村生活现状用水定额 40 L/(人·d)；大牲畜用水定额为 50 L/( 头·d )；小牲畜用水定额采用为 10 L/(头·d )。

(3)现状年水量平衡

经计算论证区多年平均地下水可开采量1163.95×104m3/a。现状地下水开采量125.84×104m3/a。论证区内剩余可开采量为1038.11×104m3/a，现状开发程度为10.81%。

3.3.2规划水平年水量平衡

(1)农村生活需水量[7]

农村生活需水量由预测的2015年农村人口、大小牲畜头数及相应的定额，计算出农村生活需水量。论证区总人口3.64万人，全部为非农业人口。大牲畜3.15万头，小牲畜13.9万头。计算得到农村生活需水总量为240.34×104m3/a。

(2)农业需水量[7]

2015年论证区除了新增节水增粮灌区面积2986.7 hm2外，农田灌溉没有新增面积的规划，规划水平年新增灌溉面积为2986.7 hm2，计算新增需水量为307.98×104m3/a。

(3)规划年水量平衡

经计算论证区多年平均地下水可开采量1163.95 ×104m3/a,本项目建成后需水量达到548.32×104m3/a,论证区内剩余可开采量为615.63×104m3/a。

4结果分析

论证区地下水补给条件较好，地下水储存量较大，含水层调节能力强，地下水可以多年调节，以丰补欠。通过计算得到论证区现状可开采量为1163.95×104m3/a，规划情况下论证区需水量548.32×104m3/a，其中，本项目实施后新增开采地下水资源量为307.98×104m3/a。本地区地下水可开采量远大于需水量，本项目实施后地下水不会超采，也不会对区域地下水位及地下水资源造成影响。

参考文献：

[1]财政部，水利部，农业部.关于支持黑龙江省、吉林省、内蒙古自治区、辽宁省实施“节水增粮行动”的意见[R].北京：农业司，2011.

[2]马宏娟.曹阳县节水增粮工程项目水资源论证分析[J].黑龙江水利科技，2015，43(4)：36-38.

[3]孙洪江，杨海权.喀左县节水灌溉水资源供需平衡分析及项目区典型设计[J].黑龙江水利科技，2015，43(2)：151-154.

[4]朱厚华，管恩宏.农业灌溉建设项目水资源论证实践分析[J].水利发展研究，2014(4)：52-54.

[5]刘文良，孙香太，尤春峰.黑龙江省水资源综合规划地下水资源评价报告[R].哈尔滨:黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2005.

[6]刘文良，孙香太，尤春峰.黑龙江省水资源及开发利用调查评价[R].哈尔滨:黑龙江省水文局，2008.

[7]于沐，孟庆国.哈尔滨市水资源可持续利用规划(2001-2030)[R].哈尔滨:哈尔滨市水务局，2004.

作者简介：徐建立(1965-)，男，主要从事水利工程规划与设计工作。E-mail:mlswj@126.com

中图分类号：TV213.9

文献标志码：A

文章编号：2096-0506(2015)02-0044-04