安徽固镇高标准农田建设项目水资源供需分析

安庆光

(固镇县水利勘测设计院，安徽 固镇 233700)

安徽固镇高标准农田建设项目区内现有水利工程由于长期以来管理制度落实不到位，工程蓄水运行、灌溉过程及建后管护中的管理力度不够，造成水资源浪费严重，没有充分发挥其应有的效益。主要问题有：(1)农田灌溉没有科学合理规划，灌溉渠道结构简单，淤塞和渗漏现象严重，灌溉水源不足；(2)项目区主要支、斗、农沟目前现状为宽窄不一，部分沟段淤塞严重，沟两侧边坡被水冲刷严重，边坡稳定性较差、排水能力较差，无法达到高标准基本农田的要求。为提高项目区的水资源利用率，本文针对其水资源供需进行分析。

1 项目概况

1.1 基本情况

固镇县，安徽省蚌埠市下辖县，位于安徽省东北部，淮河中游北岸，项目区位于刘集镇，本项目涉及刘集镇沟拐村、杨圩村、渡口村、高皇村、西湾村、顾庄村、九湾居委会等7个行政村。界线为：西至刘集镇和石湖乡交界，北至沟拐村和钟黄村地界，东至九湾排涝站一支渠，南至浍河。治理面积2.5950万亩。

固镇县气候属东部季风气候区暖温带半湿润气候，地处亚热带和暖温带的过渡带，兼有南方气候特点和北方气候特点，四季分明，温和湿润雨量适中，日照充足，光、热、水等自然资源较为丰富。全年日照2170 h，常年主导风向为东北风，平均风速3.7 m/s。年平均降水量为871 mm，夏季最多，春季次之，秋季偏少，冬季最少。夏季中6月～8月平均降水34.5天，占全年的34%，7月降水日最多，平均14.3天。

1.2 灌排系统

项目区内现有主干排水沟78条，总长82693 m，流经项目区内的长度为5176 m，宽7 m～20 m，深3 m左右。背沟自北向南流入项目区沟拐村片，流经磙桥组、大王庄组、腰庄组、门东组、孙庄组、渡口村片西侧，最终流入浍河；凌家沟自北向南流入项目区，流经项目区内杨圩村谷庄组、前陈组、高皇村村凌东组和徐庄组，最终向南流入浍河；珍珠沟位于项目区中部，珍珠沟自北向南流入项目区，途径高皇村高皇小学，往南流入浍河。上述三条大沟为项目区的主干排水沟。项目区南侧紧邻浍河，主要承担背沟、凌家沟以及珍珠沟的排水，将排入的水最终排入洪新河。

项目区7个行政村灌溉方式主要靠地下水和地表水灌溉，枯水期主要为地下水灌溉，丰水期靠地表水灌溉。项目区内外附近排灌站有3座，渡口排灌站、九湾排灌站和顾庄排灌站。目前，项目区内共89眼井，只能保证8000亩左右的农作物灌溉用水，本项目区内耕地面积达到25950多亩，现状机井远远不能满足灌溉的需要。

2 水资源供需平衡分析

2.1 设计标准

根据相关规定，项目区设计灌溉水利用系数为0.71，渠系水利用系数0.71，排涝标准：10年一遇1 d暴雨天1 d排至作物耐淹深度以下，涉及泵站、拦水坝、桥梁、涵管等单体工程设计年限为15年，防洪标准为10年一遇，灌溉标准设计保证率为85%。

2.2 水资源平衡分析

2.2.1 可供水量分析

项目区水资源非常丰富，目前项目区地表水资源情况主要分为以下几类：地表水、蓄水沟、地下水。

(1)地表水供水量

①地表水径流计算

项目区降水量平均值约为871.7 mm，年降水量相对变率为15.9%，降水量一般集中在6月～9月份，占全年降水量的60%以上，多为暴雨。查阅《固镇县水利志》，根据1951年～1985年系列降水量资料，固镇县降水量年际变化很大。1951年～1985年间，年降水量超过1000 mm的有8个年份，不足700 mm的有6个年份。其中：1956年是降水量最多的一年，达1536.5 mm，经验频率为2.34%；1978年为降水量最少的一年，仅442.1 mm，经验频率为2.34%；1982年为降水量821.3 mm，经验频率为75.29%。可知保证率为75%的为1982年。因此，确定1982年为典型年，其降水量为821.3 mm。

根据《固镇县水利志》可知，项目区所在区域1982年降雨量为821.3 mm，径流深173.1 mm，则项目区地表径流系数=平均径流深度/平均降雨量=173.1 mm/821.3 mm=0.21，灌溉保证率按75%计算，则地表径流量=降水量×保证率×地表径流系数×承雨面积=0.8213×0.75×0.21×2402.1603=310.73万m3。

②主要蓄水沟蓄水

项目区内现有背沟、吴凌沟、地上沟、凌家沟、珍珠沟等大沟，上口宽8 m～30 m不等，仅能提供周边约100 m范围内农田用水需求。项目区内现有大沟面积65.4338 hm2具备蓄水灌溉功能，深度2 m～3 m不等，现状条件较好，可蓄水供项目区灌溉使用。大沟蓄水量=大沟面积×平均蓄水深度(取2.5 m)×复蓄系数(取2.0次)=65.4338×2.5×2.0=327.17万m3。

因此项目区地表水供水量=327.17万m3。(取最小值)

(2)地下水供水量

根据地下水水文资料，项目区地处中等富水区，根据当地地下水资料分析，地下水可开采量为[1]：

W=μHF

式中：μ为给水度，取16%；H为给水层厚度，根据项目区地质情况，取5 m～12 m；F为项目区面积2402.1603 hm2，即24021603 m2。

①当H为最小时(5 m)；

W=μHF=0.16×5×24021603/10000=1921.73万m3

②当H为最大时(12 m)；

W=μHF=0.16×12×24021603/10000=4612.15万m3

按照保守量计，项目区地下水可开采量最少为1921.73万m3。

由此可见，项目区地下水水源丰富，项目区采用地下水灌溉有保障。

项目区现有具备灌溉功能机井89眼，项目规划新建和维修机井313眼，建成后项目区内共有具备灌溉功能机井402眼。项目区机井单井出水量约为25 m3/h，灌溉期间每日开机时间(h/d)，取22 h/d，每次轮灌期天数计12 d，在75%灌溉保证率下，计算出机井总可供水量为：

建成后机井可供水量W=402×25×12×22=265.32万m3

由以上计算可得，项目区建成后全年可供水量(地表水和地下水)为327.17+265.32=592.49万m3。

2.2.2 需水量分析

本项目区内需水量预测主要涵盖农业灌溉需水量、居民生活需水量、畜牧业需水量、林业需水量。项目区浅层地下水主要为作物生长需水。

(1)农业种植结构及灌溉定额确定

项目建设完成后耕地面积1730.9175 hm2。农业灌溉制度与灌溉定额主要依据当地农业气候土壤条件、耕作和管理技术等进行确定。根据固镇县当前作物种植比例和今后的种植业结构调整要求，拟定项目区作物种植结构为：玉米70%、小麦50%、花生30%、西瓜30%，两季种植，复种指数1.8。项目区灌溉方式为机井提水，灌溉水利用系数0.7。结合项目区实际情况，根据《安徽省行业用水定额》(DB34/T 679-2014)农作物灌溉定额表，75%灌溉设计保证率前提下，净灌溉定额分别确定为：小麦60 m3/亩、玉米75 m3/亩、花生60 m3/亩、西瓜90 m3/亩。

(2)需水量计算

灌溉需水量按下式计算：

W综=M综·A

式中：W综为灌溉综合需水量，m3；M综为综合毛灌溉定额，m3/亩；A为整治后的耕地面积，亩。

项目区设计典型年规划设计标准P=75%的综合需水量为：

1730.9175×15×182.1/10000=472.80万m3

综上所述项目建成后，项目区农业灌溉总需水量为472.80万m3(75%灌溉保证率)。

2.3 平衡分析

由以上计算可知，设计年项目区可供水量W供=592.49万m3；需水量W需=472.80万m3。所以，W供>W需。由以上可知，项目区地表水资源较为丰富，且水质良好，适用于农作物的长期灌溉。通过建立完善的农田排管系统，调整区内水量供需矛盾，完全可以解决项目区农业生产用水的需要。由水量供需平衡计算可知，75%的灌溉设计保证率情况下，项目区内的供水量可以满足其用水需求。

3 结语

经济的高速发展为安徽省的水资源保障提出了严峻挑战，在实施最严格的水资源管理制度大背景下，其供水量依然难以获得持续的增长。因此，要实现经济发展的既定目标，一方面要加大污水等非常规水源的开发利用；另一方面，还应实施强化节水措施，调整产业结构，因水制宜，科学发展。从上文中的供需平衡分析结果可以看出，通过采取开源、节流、水资源优化配置等措施，项目区在灌溉设计保证率为75%的前提条件下，供水量可满足项目区内的用水需求。