商南县2017年新增农田水利项目水资源供需平衡分析

王 渌，许祥斌

1 概况

商南县2017年新增农田水利项目位于试马镇试马村、郭垭村、红庙村、大坪村4个行政村。全镇耕地面积30190亩，项目所在村组耕地面积8110亩，农作物有小麦、油菜、玉米、茶树等，本次设计灌溉对象以茶树、樱桃树及荷花为主。项目区水源充足，以试马河为主要水源，地块沿河分布；项目区地块零碎，自取水水源、输配水渠系至田间。为便于规划设计和建后管理，根据取水水源，项目区分为试马村涝池改造工程、试马河取水枢纽改造工程、郭垭村茶园灌溉工程、郭垭村李家沟茶园灌溉工程、荷花园取水枢纽改造工程、红庙村樱桃园堰塘改造工程和大坪村黄茶园灌溉工程7个灌溉项目区，建设节水灌溉总面积7686亩。为了保证项目科学设计，需对区内水资源供需情况进行论证。

2 项目区可供水量分析

2.1 地表可供水量

2.1.1 以河流为水源的可供水量

商南县山多地少、河溪遍布。全县现有耕地多分布于河谷川原上，发展农田灌溉工程，其水源一半都是从灌区上游河沟修建拦河坝截取地表径流灌溉。这种无径流调节的灌溉水源要确定其可供水量，需要求出河道的常流量。商南县设计水平年农田水利工程建设项目区涉及灌溉水源的大小河沟有2条，经调查统计，试马河取水枢纽的河长15.56km，水源面积2.76km2，P=50%时为年径流量63.36万m3。P=85%时，年径流量30.49万m3。荷花园取水枢纽的河长19.74 km，水源面积15.09 km2，P=50%时，年径流量346.4万m3；P=85%时，年径流量166.67万m3。

2.1.2 内部堰塘的可供水量

商南县农田水利工程建设项目区设计水平年可利用的堰塘（涝池）有2座，位于试马村的试马村涝池，供水量P=50%时为10.5万m3，P=85%时为6.3万m3。位于红庙村的红庙村樱桃园堰塘，供水量P=50%时为15万m3，P=85%时为12.5万m3。对堰塘的可供水量采用复蓄次数法，即堰塘的有效容积乘以一年内的复蓄次数，一般为4至6次，经计算这些堰塘可供水量P=50%时为25.5万m3，P=85%时为18.8万m3。

2.2 地下水可供水量

根据《商南县农田水利建设规划》（2010～2020年）中的分析结果，项目区设计水平年地下水资源可利用量约为1816万m3。

3 项目区需水量分析

项目区设计水平年度需水量主要为农业灌溉，包括茶园灌溉，荷花种植以及樱桃等经济作物灌溉等。现以茶树为例，进行用水分析。

3.1 茶园灌溉水量

茶树一般在旺盛生长期和采摘季节需水较多。当茶园土壤含水率为田间持水量的90%左右时，茶树生长旺盛；降低到60%～70%时，茶村生育受阻；而低于60%时，茶树新梢就会受到不同程度的危害。因此，当茶树根系较集中的土层内含水率达到田间水量的70%～80%时，茶园就应提前灌溉补水。茶园灌水量多少和某阶段的茶树生育需水特性、土壤性质、气候条件及灌水方法等诸因素有密切关系。一般要求在确定茶园灌水量时，既要控制在该土壤的渗透能力的范围内，又要与土壤的保水能力相适应，即每次灌水量和灌水前土壤的储水量之和，不应超过土壤计划层的田间持水量的范围，使根系较集中的土层含水率接近或达到田间持水量。水分过多，会影响气性，并将产生深层土壤渗漏。3.2 灌溉制度设计

3.2.1 灌溉水利用系数

商南县为水资源丰富地区。根据《灌溉与排水工程设计规范(0850288—99)》和《节水灌溉技术规范》，本次设计试马村涝池改造工程采用渠灌形式，设计保证率为85%，灌溉水利用系数取0.75。郭垭村试马河取水枢纽改造工程采用渠灌形式，设计保证率为85%，灌溉水利用系数取0.75。郭垭村茶园灌溉工程采用喷灌形式，设计保证率为85%，灌溉水利用系数取0.9。郭垭村李家沟茶园灌溉工程采用管灌及微喷灌形式，管灌及微喷灌设计保证率为85%，微喷灌灌溉水利用系数取0.9，管灌灌溉水利用系数取0.86。红庙村荷花园取水枢纽改造工程采用渠灌形式，设计保证率为85%，灌溉水利用系数取0.75。红庙村樱桃园堰塘改造工程采用微喷灌形式，设计保证率为85%，灌溉水利用系数取0.90。大坪村黄茶园灌溉工程采用喷灌形式，设计保证率为85%，灌溉水利用系数取0.9。

3.2.2 作物灌溉制度

设计灌水定额依据公式：

式中：Mmax为最大净灌水定额（mm）；γ为土壤容重（g/cm3)，取1.527g/cm3。Z为计划湿润比（m）；《微灌工程技术规范》中微灌工程土壤湿润百分比（%）中灌木土壤湿润比为100%，果树乔木滴管土壤湿润比为25%～40%，微喷灌土壤湿润比为40%～60%。θmax为适宜含水量上限，取0.90。θmin为适宜含水量下限，取 0.65。θ田为土壤田间持水量，一般 θmax-θmin=0.25θ田，根据《陕西省作物需水量及分区灌溉模式》商洛地区田间持水量为23.71%，取0.24。η为灌溉水有效利用系数。h为茶树主要根系分布层的土壤厚度，取40 cm。

本项目区属于商南洛丘陵浅山区，按照《陕西行业用水定额》，茶树地面灌溉净定额中等年为120m3/亩，干旱年为200 m3/亩；樱桃地面灌溉定额采用杏树及苹果树地面净灌溉定额，中等年为50 m3/亩～90 m3/亩，干旱年为 70 m3/亩～140 m3/亩。本次设计茶树微喷灌及喷灌用水定额为162 m3/亩，茶树管灌用水定额为168 m3/亩，茶树渠灌用水定额为198 m3/亩。樱桃树微喷灌用水定额为132 m3/亩，樱桃树渠灌用水定额为174 m3/亩，樱桃树喷灌用水定额为132m3/亩，樱桃树管灌用水定额为156m3/亩。荷花园采用池塘用水定额。池塘年补水定额为，中等年为550m3/亩，干旱年为710 m3/亩，本次设计取710 m3/亩。灌溉制度计算结果见表1。

根据种植作物生育规律、气候特征和需水分配周期，依据地方种植经验，确定茶树每年灌水次数生育周期为4次，冬灌2次。樱桃树每年灌水次数生育周期为4次，冬灌为两次。荷花园在茶园及樱桃园非灌溉期补水，分10次。

3.3 灌溉用水量计算

各项目片区灌溉需水量计算结果见表2。项目区需水量采用下式计算：

式中：W为项目区需水量，万m3；F为灌溉面积，万亩；m为灌水定额，m3/亩；η为灌溉水利用系数。

经计算，设计水平年项目区P=85%年灌溉需水量为183.10万m3。

4 年度项目区水土资源平衡分析

4.1 土地利用

商南县是一块结构复杂，以低山丘陵为主体的山区，基本状况是“八山一水一分田”。境内地势西南部和北部较高，东南部和中部较低，千米以下的低山、丘陵占总面积的77%。丹江自西向东横贯县境中部，把商南县分为丹南、丹北2部分。岭谷相间，地势起伏，相差悬殊，相对高差最大值达1840.6 m。商南地貌由北到南可以划分为：高—低—次高，即以杨斜～商南复合断裂以北为中低山区，整个地貌呈掌状扇形向东南方倾斜。

2017年度计划对试马镇实施高效节水面积7686亩，其中渠灌面积1958亩，管道灌溉面积230亩，喷灌面积2711亩，微喷灌面积2787亩。喷、微灌面积占高效节水灌溉总面积的71.53%。其中具体实施地点是在试马镇试马村发展渠灌面积203亩，郭垭村发展渠灌630亩、管灌230亩、喷灌1960亩、微喷灌1497亩，红庙村发展渠灌1125亩、微喷灌1497亩，大坪村发展喷灌751亩。

4.2 作物种植结构

项目区各村农业种植结构具体规划内容见表3。经计算，项目区设计水平年度85%水文年总需水量为136.01万m3。

表3 商南县2017年度建设方案建设规划明细表

4.3 水资源平衡分析

商南县2017年项目区每村的种植作物都已确定，根据各水源可供流量、水量和灌溉制度表1，以河道和堰塘及地下水为水源进行灌溉的设计水平年供需水量平衡分析结果见表4。从表4可以看出，商南县项目区在设计水平年（85%保证率下），无论是从堰塘引水还是从河道引水进行灌溉或是抽取地下水，水量都是充裕且有剩余，完全可以满足用水需求。

表4 商南县2017年项目区水量平衡计算表

5 结语

对2017年商南县新增农田水利项目水资源平衡分析计算得出，项目区水资源充分，地表水及地下水，均可以满足项目区各种经济作物的用水需求，项目实施后新增（含恢复）灌溉面积7686亩，年增加经济作物综合生产能力136.81万kg，年增产总值1854.25万元，效益显著。