菏泽市闫潭灌区续建配套节水改造工程供需水分析

2020-08-03石现春

黑龙江水利科技 2020年7期

石现春

(水发规划设计有限公司，山东菏泽 274000)

0 引言

灌区工程建设可以有效保证灌区范围内农业、工业、生活、牲畜等多方面的用水需求[1-2]。中国自1949年以来修建了大量的灌区工程，在长时间的使用过程中，灌区工程损毁较为严重，造成引水效率低下，导致水资源严重浪费[3-4]。针对这种情况，采取相关的措施对灌区工程进行改造是十分必要的。在节水配套改造的过程中，对水资源供需进行分析十分重要，准确分析水资源供需水平，是节水配套改造工程的基础数据之一[5-8]。

1 工程概况

菏泽市闫潭引黄灌区位于菏泽市西南部，灌区总面积1350km2，其中耕地面积9.46万hm2，设计灌溉面积6.67万hm2。送水干线总长133km，其中引水渠段长9.2km，输水渠段长123.8km。2000-2014年，年均引黄河水3.25 亿m3，对菏泽市西南部广大地区农业发展提供了可靠的水源，成为菏泽市粮棉生基地，在菏泽市的经济发展中起着至关重要的作用。

2 灌区可供水分析

2.1 分析方法及灌溉保证率

灌区水资源供需平衡分析，大型灌区采用长系列实测资料法，但对于缺乏长系列实测资料的灌区也可采用对应灌溉设计保证率的典型法。鉴于灌区具有1953-2008 年历年逐月降雨资料，灌区水资源供需平衡分析采用典型年法。灌溉设计保证率P=50%；排水工程设计标准：按5a一遇除涝标准设计。灌区内水资源可分为地表水和地下水2部分。

2.2 地表水资源分析

地表水资源的主要来源包括：引黄水和灌区范围内地表径流水。

2.2.1 黄河水源分析

黄河高村站与闫潭闸间的距离为76km，因此，可以根据该站的实测资料分析闫潭灌区段黄河的水文特征。根据实测资料，多年来高村站平均径流量为388×109m3，平均流量为1231m3/s。在闫潭灌区春、冬灌期间的平均流量为786m3/s、975m3/s。年际间的径流量变化较大，每年一月上旬至二月下旬为黄河冰冻期。在冰冻期间，灌区一般不引水。春(三月到六月)、冬灌(十一月、十二月)期黄河含沙量较低，来水分别约83×109m3、51×109m3，占全年的21.4%、13%。七月至十月为汛期，含沙量较高，不宜引水。

表1 高村站(1980-2014 年)来水量分析成果表(实测数据) 亿 m3

图1 高村站来水量频率分析图

前进防沙闸始建于1981年，引水流量达到80 m3/s。据闫潭引黄闸 2000-2014年引黄量统计，年平均引黄量为3.25亿m3，菏泽市分配给该灌区的灌溉季节引黄水量为2.9亿m3。由此可见，前进防沙闸前黄河来水量基本能满足该区引黄灌溉的需求。前进防沙闸过流能力见表2，2000-2014年引黄水量统计见表3。

表2 前进防沙闸过流能力

表3 2000-2014 年引黄水量万 m3

小浪底水利枢纽修建完成后，对闫潭灌区的引水灌溉工程产生了轻微的影响。小浪底水利枢纽的调水调沙功能，造成该处河道拉伸、变形，导致黄河水位出现一定的下降。在流量相同的情况下，黄河水位下降降低了1.5m，导致闫潭灌区引水流量较之前有所降低。前进防沙闸为黄河进入山东省的第一处引水口，引水情况较好，调水调沙后的黄河水仍具有较好的引水情况，可以保证闫潭灌区的引水量。

2.2.2 灌区地表径流分析

闫潭灌区总面积为1350km2，灌区范围内地表径流主要来自大气降水，降水年际分布不均匀。根据气象资料，灌区内降水量在286.5-1206.1mm之间，多年平均降水量为681.4mm。降水年内分布也不均匀，汛期降水量占全年降水量的70%。汛期降水较为集中，导致该部分水资源利用效率较低，地表水资源可利用量实际为汛末拦蓄的一部分径流量，根据多年统计资料，灌区内各水库拦蓄水量见表4。

表4 灌区地表径流拦蓄量

2.3 地下水分析

灌区地下水来源是降雨入渗、黄河侧渗和灌溉回归水补渗。黄河侧渗补给集中于黄河沿岸的狭长地带，这一地带均在引黄自流灌区内，其补给范围较小，不予考虑。灌区内土壤类型主要为粉细砂、亚砂土。据多年观测资料，灌区地下水埋深在1.58-3.91m之间。

通过分析地下水位观测资料可以看出，灌区地下水位年际变化较小，埋深较浅，其动态变化受蒸发影响。浅层地下水矿化度≤1，灌区地下水资源量为18657万m3。多年平均浅层地下水可开采量模数15-20万m3/km2·a，灌区浅层地下水开采潜力巨大。

闫潭灌区以开采浅层地下淡水为主，浅层淡水分布面积约占总面积的86%，地下水开采条件较好。地下水资源可开采量是指在可预见的时期内，通过经济合理、技术可行的措施，在不致引起生态环境恶化条件下，允许从地下含水层中获取的最大水量。

根据水文条件及开发利用情况，根现状年地下水开采率为0.70，预测2025年为0.75，则现状年地下水可利用量为13060万m3，2025年为 13993万m3。

因此灌区可供水总量为：现状年43174万m3，2020年44107万m3。

3 需水量分析

3.1 农业灌溉用水量分析

灌区设计灌溉面积6.67万hm2，现状年灌溉水利用系数为 0.43，根据灌溉面积及综合净灌溉定额，求得 P=50%的需水量见表5。

表5 现状灌溉需水量

2025年灌区控制灌溉面积为6.67万hm2，灌区灌溉水利用系数为 0.6，求得灌溉设计保证率P=50%的需水量见表6。

表6 2025年灌溉需水量

3.2 其他需水量

菏泽市工业、生活及农村人畜用水指标，结合当地的用水现状，并参考外地同类用水量，现状年灌区工业用水定额为120m3/万元、居民生活用水定额为0.05m3/人·d，大牲畜用水定额0.05 m3/头·d，小牲畜用水定额为 0.025m3/头·日，预测2025年工业用水定额为70m3/万元、居民生活用水定额为 0.07m3/人·d，大牲畜用水定额0.05 m3/头·d，小牲畜用水定额为0.025m3/头·d。工业年增长率 8%、牲畜 4%、人口 6‰，其他部门需水量见表7、8。