陕西省洛川县节水灌溉工程水资源供需平衡分析

冯翠平

（陕西省洛川县水务局水利工作队，陕西 延安 727400）

0 引言

陕西洛川县是一个水资源十分紧缺的县，旱灾频繁，农业对水资源依赖程度高，尤其是近年来发生的多年不遇的连续干旱，突显出农业灌溉设施在洛川县抗旱减灾、保证灌区农业生产和促进社会经济发展中的重要地位和作用。全面建设节水灌溉工程，发展节水灌溉，提高用水效率，以有限的水资源保障农业增产，农民增收。在加大建设节水灌溉工程时，水资源的供需平衡尤为重要[1]。

1 工程概况

洛川县吴家河水库灌区节水灌溉工程建设地在菩提乡，工程受益范围包括旧县镇的故现、五里头、张村、九郎头、下洼5个行政村的2638.2万亩苹果园。改造原二抽泵站，并对灌区输水配水和田间工程进行配套建设，改造灌区均采用管道输配水，田间工程采用管道灌溉。工程以孙家河陂塘为水源，铺设输水低压暗管，建设高效节水灌溉设施，配套暗管灌溉0.67万亩。

节水灌溉项目区主要为吴家河水库灌区，为抽水灌区。吴家河水库位于洛川县旧县镇吴家河村上游约500 m处，坝高18 m，总库容97万m3，有效库容61万m3，死库容10万m3，受益范围涉及菩提乡的新城堡、李家村、向阳村等6行政村，2个自然村，受益人口14227万人。1979年测定，淤积库容6万m3，2009年5月完成除险加固工程任务并蓄水，水库除险加固后效益显著，保障居民饮用水及果园灌溉用水安全。

2 工程水资源供需水分析

2.1 供水分析

对于吴家河水库灌区项目区可供水量分析主要是从地表水和地下水两方面进行分析[2]。

（1）地表水。地表供水水源为吴家河水库，水源水量充足，水质符合《农田灌溉水质标准》（GB5084—2005）灌溉水的规定要求，水库自身亦无对来水情况的测算，属无资料流域。

吴家河属于界子河流域，相邻的仙姑河流域分别位于同一分水岭两侧，属相似流域。仙姑河流域上游支流──拓家河中游建有拓家河水库，拓家河水库具有1974～2000年逐日库水位、出库流量、水库渗漏量等观测资料。首先根据拓家河水库观测资料对其来水量进行还原计算；然后对还原后的来水资料系列在代表性分析的基础上进行频率计算，求得拓家河水库多年平均及不同频率的年来水量。水量还原计算按水量平衡方程进行，按下式计算：

式中：W入为时段入库总水量，万m3；W末、W始为时段始末库存水量，万m3；W泄为时段内下泄流量，万m3；W渗为时段内水库渗漏水量，万m3；W蒸为时段内水库蒸发损失量，万m3。

对还原计算的来水系列进行代表性分析，整个系列既有连续的丰水年组，亦有连续枯水年组，累计Cv值随样本容量的增加而趋向于稳定，均值有逐渐稳定的态势，系列已具有一定的代表性。采用矩法计算年径流系列统计参数，求得拓家河水库坝址年径流系列的均值及Cv、Cs值。采用P-Ⅲ曲线适线，经目估适线，求得得拓家河流域坝址以上不同频率的径流量。采用计算出的拓家河流域多年平均径流量推算出年径流深为23.4 mm。拓家河水库为黄土林区，吴家河水库黄土林区面积占流域面积的3/5。以拓家河水库年径流深23.4 mm，作为黄土林区径流深值。由《延安地区水文手册》查算得黄土沟壑塬区径流深为28.5 mm。将两种径流深值按面积加权平均算出吴家河多年平均径流深为：

将洛川气象站作为吴家河流域代表站。拓家河水库有1955年～2000年长系列多年平均降雨量为556.3 mm，洛川气象站有1955年～2002年长系列多年平均降雨量为612.7 mm。故吴家河水库多年平均径流深为：

两种方法算得多年平均径流深相差0.4 mm。为了确保来水量的可靠性，年径流深采用25.4 mm，故用该值决算得吴家河水库多年平均径流量为105.4万m3。采用拓家河水库分析的Cv＝0.38，Cs＝2.0Cv，求出吴家河水库坝址以上不同频率年径流量见表1。

表1 吴家河水库坝址以上不同频率年径流量

（2）地下水。工程区地下潜水按含水层岩性分孔隙—裂隙水和基岩裂隙水两类，孔隙—裂隙水含水层为黄土状壤土、砂砾石层；基岩裂隙水的含水层为强、弱风化砂岩夹泥岩。区内含水岩组为松散覆盖层孔隙水与层状基岩裂隙、孔隙层间水，地下水主要补给来源为大气降水，多排泄于附近河谷，水质属重碳酸盐类淡水。根据项目区已成井资料，井深一般150 m，单井出水量5 m3/h～10 m3/h，潜水年资源量736.4万m3，年可开采为368.2万m3。由于受大于降水补给的影响，地下水位波动剧烈且出水量不稳定，开采不易。

在水质方面，水源均属碳酸盐、重碳酸盐类水。有机污染项目中，酚、氯、氰、砷含量甚少或无，铬（六价）均在0.008 mg/l～0.011 mg/l之间。地表水、地下水均属二等水质，宜于人畜饮用和灌溉。

2.2 需水分析

吴家河水库灌区需水量主要来自灌溉用水和居民生活饮用水。

（1）灌溉用水量。项目区灌溉面积2638.2亩，作物以种植苹果为主。苹果的最佳灌水期为萌芽前（3月下旬）、新梢旺长前（5月初）、果实迅速膨大期（7月～8月）和封冻前（10月下旬至11月上旬）四个灌水期，其中①萌芽前（3月下旬）灌水可有效利用先年贮藏养分，促进萌芽、开花、座果、扩大叶面积、增强光合作用；②新梢旺长前（5月初）灌水。此期是苹果新梢旺长和幼果膨大并进的时期，叶片蒸腾作用强，是苹果的需水临界期，此期水分不足，不仅影响春梢生长和果实发育，而且还会严重影响花芽分化，从而导致翌年产量的大幅度下降；③果实迅速膨大期（7月～8月）灌水能促进果实增大和提高产量，且有利于花芽分化，为来年丰产创造条件，洛川7月～8月份处于汛期，降雨占到了全年将水的50%多，一般年份此期基本不需灌溉；④封冻前（10月下旬至11月上旬）灌水能促进有机肥料腐解，满足果树休眠期的水分要求，增加冬季树体营养积累，防止冬季抽条。

由于项目区无苹果试验的灌溉制度，根据在洛川县当地的走访调查，依据当地群众多年苹果灌溉高产经验，苹果果园一般年份每亩年灌溉3次、每次灌水定额为10.0 m3/亩左右，灌溉方式为垅沟灌、穴灌，灌溉有效利用系数为0.90。根据群众灌溉苹果的高产经验确定的灌溉制度，见表2。

表2 苹果灌溉制度

单位面积上的年灌溉用水量按照灌溉次数×灌水定额／灌溉有效利用系数[3]，故吴家河水库全灌区灌溉需水量为：

总用水量＝3×10×1.2／0.90＝40 万 m3；

（2）居民生活饮用水量

吴家河水库灌区涉及三个乡镇14227人的生活用水，其中省市核定的不安全人口7548人。居民生活饮用水年总量22.1万m3，供水工程用水量特征指标，见表3。

表3 居民生活饮用水量

3 水库灌区水资源平衡分析

依据需水分析，当来水频率为50%时，吴家河年径流量为100.3万m3，扣除水库正常的蒸发渗漏后，90.3万m3

的径流可以利用；当来水频率为75%时，吴家河年径流量为76.3万m3，扣除水库正常的蒸发渗漏后，可以利用的径流为73.4 万 m3。

吴家河水库灌区苹果年灌溉需水量为40万m3，居民年生活饮用水量为20.77万m3。

对供水量和需水量进行计算，成果可知，无论来水保证率为75%还是50%，吴家河水库均可以满足灌区的居民饮用水要求，以及灌区内2638.2亩果园的灌溉。吴家河水库灌区供需水量平衡分析，见表4。

表4 吴家河水库灌区供需水量平衡分析表

通过对洛川县节水灌溉工程水资源供需平衡分析得知，吴家河水库灌区内地下水埋藏较深，含水层富水性弱，单井水量小且不稳定；地表水水源水量丰富，水质符合灌溉用水，且取水便利，管理方便，满足用水需求[4]。

4 结语

洛川县节水灌溉工程主要是解决洛川县三个乡镇的苹果灌溉用水和居民生活饮用水，其主要灌区为吴家河水库灌区。经过对吴家河水库灌区节水灌溉工程的供需水条件进行分析得知，可供水来源主要是地表水，且当来水频率为50%时，吴家河水库可利用年径流量为90.3万m3，当来水频率为75%时，吴家河水库年径流量为73.4万m3，需水量主要包括灌溉用水量和居民生活饮用水量，共计60.77万m3。对于洛川县节水灌溉工程水资源供需平衡分析，确定地表水水源水量丰富，水质符合灌溉用水，且取水便利，管理方便，满足用水需求。