高标准农田建设水资源平衡分析

王玉峰

(虞城县水利局，河南 虞城 476300)

0 引言

水量平衡是一个相对的概念，是指在一定保证率下的水量供需平衡。因此，在进行水资源平衡分析之前，首先确定灌溉设计保证率。项目区以小麦、玉米等旱作农业为主，根据《高标准基本农田建设标准》，充分考虑项目区内水土资源、作物种植结构、灌溉方法和耕作习惯等因素，确定项目区灌溉设计保证率为75%。

1 工程概况

商丘市虞城县黄冢乡等3个乡镇2019年5 000 hm2高标准农田建设项目，项目性质属于高标准农田建设项目。其中包含虞城县黄冢乡的彭尧村、王堂村、王老家村等24个行政村，耕地面积共4 200 hm2。黄冢乡高标准农田建设项目区(以下简称“高标区”)涉及彭尧村、王堂村、秦楼村等21个行政村，耕地面积共3 200 hm2。黄冢乡高效节水灌溉建设项目区(以下简称“高效区”)涉及黄冢村、秦楼村、彭尧村等9个行政村，耕地面积共1 000 hm2。

虞城县田庙乡的高庄村、孟楼村、寓贤村等3个行政村，耕地面积共500 hm2。虞城县稍岗镇的韦店村、曹庄村等2个行政村，耕地面积共300 hm2。

2 水资源平衡分析

2.1 地下水补给量

2.1.1 降雨入渗补给量

降雨入渗补给量按下式计算：

Pr=0.10αPF

(1)

式中：Pr-降雨入渗补给量，万m3；P-降水量，mm，项目区多年平均降雨量为755 mm；α-年降雨入渗系数，根据《河南省水资源》查得0.20；F-计算面积，km2，黄冢乡高标区面积32 km2，黄冢乡高效区面积13.92 km2，田庙乡项目区面积5 km2，稍岗镇项目区面积3 km2。

经计算，可得项目区降雨入渗补给量为：黄冢乡高标区为5.44×106m3，黄冢乡高效区为1.91×106m3，田庙乡为8.50×105m3，稍岗镇为5.10×105m3。

2.1.2 地表水体补给量

地表水体补给量包括河道渗漏补给量、湖泊坑塘渗漏补给量、渠系渗漏补给量。河道侧渗补给量取决于河道蓄水位、蓄水时间、两岸附近地下水位、含水层厚度、渗透系数以及河道长度等因素。河道水位、水量等在丰水年和枯水年年际有较大波动，因此计算时选取多年平均计算。

当河道水位高于河道岸边地下水位时，河水渗漏补给地下水。采用地下水动力学法(剖面法)计算，即达西公式：

Q河补=10-4KIALt

(2)

式中：Q河补-河流侧渗补给量，万m3；K-剖面位置不同岩性的渗透系数，m/d，参照《河南省水资源》取值；I-垂直于剖面的水力坡降；A-单位长度河道垂直于地下水流向的剖面面积，m2/m；L-计算河段长度，m；t-河段渗漏时间，d。

河流特性及计算结果详见表1。

表1 项目区河道渗漏补给量表

2.1.3 地下水可开采量

根据《河南省水资源》，可知地下水可供水量即为多年平均浅层地下水可开采量。地下水可开采量等于地下水补给量乘以可开采系数。地下水可开采系数ρ可根据《河南省水资源》中表11-5确定。周口市可开采系数取值在0.70～0.80之间，该项目取0.80。由此可计算出项目区地下水可开采量。

Wdk=ρWdz

(3)

式中：Wdk-地下水可开采量，万m3；ρ-地下水可开采系数，0.80；Wdz-地下水总补给量，万m3。Wdk=0.80×(871.21+1 761.06)=2 105.82万m3。

经计算，虞城县黄冢乡高标准农田项目区内可供水量为2 105.82万m3。

2.2 需水量计算

2.2.1 灌溉设计保证率

虞城县黄冢乡高标准农田项目区以小麦、玉米等旱作农业为主，根据《河南省土地开发整理工程建设标准》，充分考虑项目区内水土资源、作物种植结构、灌溉方法和耕作习惯等因素，确定项目区灌溉设计保证率为75%。

2.2.2 作物种植

根据项目区作物种植调查统计资料，项目区主要种植作物为小麦、玉米等，复种指数1.80。

2.2.3 灌溉定额

根据《河南省地方标准用水定额》，将全省农业灌溉分区划分为4个二级区、8个三级区。项目区属于豫东平原区，根据《河南省地方标准用水定额》，项目区灌溉用水定额见表2。

表2 豫东平原区灌溉用水定额表

2.2.4 需水计算

虞城县黄冢乡高标准农田项目区用水量包括农作物需水和农村生活用水及畜牧用水3部分。根据项目区范围图情况可知，在需水量分析时，其农村生活用水及畜牧用水可不做分析，仅计算项目区内农作物需水量。井灌区灌溉水利用系数取0.90。

项目区田地主要种植冬小麦和夏玉米，还有其他零星的棉花、谷子和花生等，因比例较小，可忽略不计。项目区耕作制度为冬小麦和夏玉米轮作，种植比例为1∶1，复种指数1.80。

项目区灌溉以地下水灌溉为主，农业灌溉用水量采用如下公式进行计算：

Q=M×A/η/10 000

(4)

式(4)中：Q—农业灌溉需水量，万m3；M—作物全生育期净灌溉定额；η—灌溉水利用系数，井灌区取0.90；A—作物的灌溉面积，亩。

3 结语

根据前述计算，项目区内可供水量为2 105.82万m3，需水量为1 704.16万m3，项目区总体供水量大于总体需水量，可实现水资源供需平衡。建议在优先保证城乡生活用水的前提下，合理配置工农业和生态环境用水，做好水资源调配和管理工作，加大对地表水资源的开发利用力度，做好节水工作，保障经济社会平稳发展。