农业灌溉建设项目水资源论证取用水规模合理性分析
——以宁夏中宁县鸣沙镇小盐池滩万亩原生态枸杞种植项目为例
2016-09-14张华汪文浩杨林平宁夏回族自治区水文水资源勘测局750000银川
张华,汪文浩,杨林平(宁夏回族自治区水文水资源勘测局,750000,银川)
农业灌溉建设项目水资源论证取用水规模合理性分析
——以宁夏中宁县鸣沙镇小盐池滩万亩原生态枸杞种植项目为例
张华,汪文浩,杨林平
(宁夏回族自治区水文水资源勘测局,750000,银川)
取用水规模合理性分析是建设项目水资源论证的一项重要内容,是取水许可审批的重要依据。以宁夏中宁县鸣沙镇小盐池滩万亩原生态枸杞种植项目为例,就农业灌溉建设项目水资源论证中取用水规模所涉及的国家产业政策及地方规划、土地条件、水源条件、水质条件、工程规模和投资等方面进行了分析,为项目区确定了合理的取用水规模。
原生态枸杞种植;水资源论证;取用水规模;合理性;中宁县鸣沙镇
宁夏回族自治区地处西北内陆干旱地区,水资源极为匮乏,属于重度缺水区。水资源在确保农业粮食安全、能源安全和生态安全方面具有重要的战略地位。面对水资源短缺的形势,推进农业节水,大力发展农业节水示范区建设,提高水资源利用效率,是破解水资源瓶颈制约的有效途径。开展农业灌溉建设项目水资源论证工作是推进节水型社会建设的有效措施,有利于保护建设项目的合理取用水,提高用水效率和效益,使有限的水资源得到充分利用,有利于促进水资源的可持续利用。
中宁县鸣沙镇小盐池滩万亩原生态枸杞种植项目是《宁夏高效节水灌溉规划(2013—2017年)》的重要内容,属于宁夏枸杞特色产业的核心区域。该项目在不增加中宁县引黄水量指标的前提下,充分利用中宁县近年节水量,合理开发荒地,是一项有利于做大做强宁夏支柱产业,产生巨大经济、社会、生态效益的工程。
一、项目概况
中宁县鸣沙镇小盐池滩规划发展灌溉面积1.15万亩(1亩=1/15 hm2,下同),其中枸杞面积0.6万亩,经果林面积0.55万亩。以七星渠黄河水和红柳沟当地水为水源,其中经果林全部由七星渠黄河水供水,枸杞灌溉由七星渠黄河水和红柳沟当地水共同提供,水量混合比例为2∶1。
规划建设七星渠和红柳沟水利骨干工程向项目区供水。在七星渠穿双阴洞沟东侧(61+120)处新建扬水泵站1座,设计引水流量0.421 m3/s,建设17.7万m3沉砂调蓄池1座,铺设扬水管道8.28 km;红柳沟水源拟在中盐高速公路红柳沟大桥上游360 m处新建河道引水枢纽1座,通过修建壅水堰提高沟道水位,满足泵站抽水需求。
二、用水合理性分析
1.用水指标分析
(1)建设规模的确定
项目区总土地面积2.5万亩,可利用土地面积1.27万亩,为荒地。区域土壤类型主要为新积土和风沙土。全剖面土壤盐分含量在0.12~0.16g之间,土壤盐分含量均小于1.5g,土壤盐分含量低,属无盐化类型。根据工程布置及田间工程规划,项目区灌溉面积确定为1.15万亩。
(2)农业种植结构的确定
依据《宁夏高效节水灌溉项目总体实施方案(2013—2017)》和《中宁县高效节水灌溉项目总体实施方案(2013—2017)》规划发展要求,项目区总灌溉面积1.15万亩,其中枸杞面积0.6万亩,经果林面积0.55万亩。
(3)节水灌溉模式确定
项目区属于扬水灌区,考虑灌区水源条件、地形条件、气象、土壤、作物种类、管理水平等影响因子,分析认为灌区适宜的田间节水灌溉模式应以滴灌为主。
(4)灌溉定额
根据《灌溉与排水工程设计规范》(GB 50288—99),灌溉设计保证率是根据项目区水文气象、水土资源、作物组成、灌区规模、灌水方式及经济效益等因素确定的。本项目工程灌溉保证率取90%,灌溉方式为滴灌。滴灌定额以最大净灌水定额、灌水周期、设计灌水定额、灌水延续时间(单条毛管)、轮灌组数目等指标确定,确定枸杞和经果林灌溉定额分别为270 m3/亩和150 m3/亩。项目区不同作物灌溉定额见表1。
(5)灌溉水利用系数
根据《灌溉与排水工程设计规范》(GB 50288—99)、《低压管道输水灌溉工程技术规范》(SL/T 153—95)、《微灌工程技术规范》(GB 50485—2009),考虑蓄水池水利用系数,项目区综合灌溉水利用系数取0.81,见表2。
2.不同水源用水比例分析
本项目工程建设方案规划枸杞灌溉由七星渠黄河水和红柳沟当地水以混合比例2:1的水量进行灌溉,依据不足。根据《农田灌溉水质标准》(GB 5084—2005)、红柳沟常流水水量和水质及其附近枸杞种植的实际情况,枸杞滴灌项目区不同水源供水比例分四个方案进行确定。
方案1:根据项目工程建设方案,枸杞滴灌项目区以七星渠黄河水和红柳沟当地水为水源,二者供水比例按2∶1分摊供水。
方案2:七星渠黄河水全盐量400 mg/L,红柳沟出山口常流水多年平均全盐量3 500 mg/L,根据《农田灌溉水质标准》(GB 5084—2005),项目区全盐量最大不应超过1 000 mg/L,计算得出七星渠黄河水和红柳沟当地水供水的比例。枸杞滴灌项目区总全盐量按照以下关系确定。
W枸杞×1000=W七星渠×400+W红柳沟×3500
经分析,当七星渠黄河水和红柳沟当地水供水比例4.2∶1时,枸杞滴灌项目区总全盐量即可满足《农田灌溉水质标准》(GB 5084—2005)中全盐量指标要求。
方案3:结合中宁县水资源条件、宁夏利用当地苦咸水种植枸杞经验等,小盐池滩项目区枸杞种植应优先利用红柳沟常流水。按高效节水灌溉保证率85%考虑,推算出项目区取水点以上红柳沟85%来水频率下年基流量为333万m3,其中枸杞灌溉期4—9月、11月总基流量为197万m3,可灌溉枸杞面积0.6万亩。考虑红柳沟当地来水受气候变化影响较大,来水保证程度比黄河水低,为使枸杞项目区用水更加安全,按照分析计算的红柳沟常流水推算可灌溉面积(0.6万亩)的70%考虑,其余由七星渠黄河水灌溉,推算枸杞项目区七星渠黄河水与红柳沟常流水供水比例为3∶7。
方案4:在方案3的基础上考虑枸杞项目区0.6万亩全部利用红柳沟常流水进行灌溉,通过年内调蓄后,最大限度地利用红柳沟当地水。
3.用水量合理性分析
根据项目区作物种植结构、定额标准和灌溉水利用系数,折算到项目区新建取水泵站处枸杞用水量200 万m3、经果林用水量101.9万m3,不同水源方案用水量见表3。
三、取水工程规模合理性分析
表1 不同成果灌溉定额对比
表2 项目区灌溉水利用系数计算
表3 不同水源方案灌溉用水量
1.不同方案下各水源取水规模
根据枸杞和经果林灌溉制度、不4约为3 083万元,不同方案比选见表5。
综合比较4个方案,从当前水资源管理需求、水资源紧缺地区提高当地水利用率、利用苦咸水发展优质枸杞等方面分析,考虑近年来受气候条件的影响,区域来水呈减少趋势,从同水源供水方案,确定4个方案项目区各水源灌溉用水过程(折算到水源调蓄水池入口处,包含田间损失和蓄水池蒸发渗漏和泥沙淤积损失)。
表4 不同水源方案蓄水池容积及泵站引水流量
表5 不同水源方案优缺点比较
七星渠黄河水源取水规模:在分析近5年新建泵站附近七星渠取水断面处逐日来水过程的基础上,取5年平均供水流量作为七星渠黄河水源调蓄计算依据,分析七星渠黄河水可上水条件,供水高峰期项目区尽量不取水,项目区取水过程与原用水户用水过程叠加后流量不能超过渠道设计流量,以保证项目区用水安全。利用蓄水池进行调蓄,试算泵站引水流量和蓄水池容积,尽量使灌溉期末蓄水池蓄水量达到最小,以减少蓄水池蒸发渗漏损失和冻胀破坏,合理确定泵站引水流量和蓄水池容积。泵站按照机组额定流量运行,日上水时间最长以22小时控制,七星渠新建泵站流量为调蓄计算时确定的泵站流量,考虑管道损失后折算到泵站取水点处。
红柳沟当地水源取水规模:分析红柳沟流域取水断面处85%来水频率下4—9月、11月基流量,对比每一个方案枸杞灌溉期各月用水量,方案1和方案2中红柳沟取水点各月基流量均能满足枸杞灌溉需求;方案3和方案4红柳沟取水点部分月份基流量无法满足该月枸杞灌溉需求,需建设蓄水池进行年内调蓄,满足其每月灌溉需求。红柳沟新建泵站流量按照红柳沟取水点85%来水频率日最小流量考虑。方案1和方案2中红柳沟蓄水池容积按照满足一次灌溉需水量来确定,方案3和方案4中红柳沟蓄水池容积通过调蓄非灌溉期水量,泵站引水流量按日最小流量确定后,试算蓄水池容积,尽量使灌溉期末蓄水池蓄水量最小,以减少蓄水池蒸发渗漏损失和冻胀破坏,合理确定泵站引水流量和蓄水池容积。
经调蓄分析计算,确定不同水源方案蓄水池容积及泵站引水流量,见表4。
2.合理的水源方案
根据调蓄计算成果,分析各方案中水源利用条件优缺点,在不考虑泵站和输水管道投资的情况下,仅考虑蓄水池工程投资,蓄水池容积按照45元/m3投资进行估算,方案1约为1 139万元,方案2约为1 206万元,方案3约为1 251万元,方案项目区供水安全和不影响红柳沟生态健康的角度出发,推荐采用方案3作为取水水源方案,即枸杞滴灌项目区七星渠黄河水和红柳沟当地水按3∶7比例分摊供水,经果林全部由七星渠黄河水灌溉。
四、结论
中宁县鸣沙镇小盐池滩万亩原生态枸杞种植项目总需水量301.9万m3,其中七星渠黄河水161.9万m3,红柳沟当地水140万m3。项目取水符合节约用水的措施、相关规范和标准要求,充分考虑各水源实际情况和来水条件,项目取用水合理。
农业高效节水灌溉示范项目是宁夏回族自治区农业建设的重点,农业灌溉用水指标和水源工程可靠性是建设项目水资源论证的重点,在参考相关规范和导则要求的同时,要尽量结合项目区水源实际情况,保证项目区取用水可靠,使水资源论证更好地为农业灌溉建设项目取用水提供技术支撑,确保以水资源的可持续利用支撑宁夏经济社会的可持续发展。■
责任编辑杨轶
Rationality analysis of water abstraction and utilization in water resources assessment in agricultural irrigation project construction——case study of Mingsha town ecological medlar cultivation project in Zhongning County of Ningxia Hui Autonomous Region//
Zhang Hua,Wang Wenhao,Yang Linping
Rationality analysis of water abstraction and utilization is one of main contents of water resources assessment in project construction.Using Mingsha town ecological medlar cultivation project in Zhongning County of Ningxia Hui Autonomous Region as an example,analysis is made on the aspects related to water resources assessment,such as terms of the industrial policies of the state and local planning,land conditions,water conditions,water quality conditions,project and investment scale.It aims at determining the volume of water abstraction and utilization in a reasonable manner in the project areas.
ecological medlar cultivation;water resources assessment;water abstraction and utilization;rationality;Mingsha Town of Zhongning County
TV213.4
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1000-1123(2016)11-0016-03
2016-03-07
张华,高级工程师,从事水文水资源方面工作。