虞城县补充耕地项目水资源平衡分析

刘玉玺

（虞城县水利局工程管理站，河南 虞城 476300）

1 项目区基本情况

1.1 地形地貌

项目区涉及虞城县城郊乡、大候乡、杜集镇、黄冢乡、界沟镇、沙集乡、营郭镇、刘集乡、田庙乡等9个乡镇，属黄河冲积微倾斜平原，分布在背河洼地以南。地势平坦，西北高东南低，海拔高度39～48 m，由西北向东南倾斜，地面坡降为1/5 000 左右，局部有带状式槽形和碟形封闭半封闭洼地。

1.2 气象

根据虞城县多年来降雨资料分析，年均降雨量为724.70 mm。因受季风气候的影响，降水的季节变化和年际变化均较大，夏季降水量占全年的56.90%；丰水年降水可达900 mm 以上，最少年份不足340 mm。由于降水量年际变幅较大，季节分配不均，降水利用率较低。各地气温变化不大。灾害性天气主要有旱、涝、风、雹和干热风等，其主要特点是以旱为主，旱涝交错，冬春干旱，尤以干旱危害最大。

1.3 水文与水文地质

项目区内大小河流纵横交错，地下水充足，水质优良。虞城县地下水属第三、四系孔隙水、潜水和承压水类型，深度在400 m 范围内，分为浅、中、深3 个含水层。浅层地下水属第四系全新统浅水含水层，顶板埋深10～20 m，底板20～40 m，静水位一般为11 m，动水位一般为25 m，含水层岩性为细沙、粉沙，单井出水量为25～60 m3/h，单位涌水量为3～7 t/（h·m），水质为矿化度小于2 g/L，适于农业灌溉。中层水为第四系更新统冲积浅层承压含水层，主要含水层埋深60～130 m，水质为矿化度含量小于2～3 g/L 的中等水和淡水。深层水为新第三系冲积—湖相沉积承压含水层，主要含水层埋深170～204 m，含水层厚40～50 m，出水量为每小时10～37 t，水质良好，矿化度小于2 g/L。项目区为中等富水区。

1.4 土壤

项目区土壤属潮土土类，黄潮土类，两合土属，小两合土、两合土、粉砂两合土种。土壤的母质是黄河泛滥的沉积物，土层深厚，易于耕作；在垂直分布上，由于黄河多次泛滥沉积，形成了多层相间，层次分明，具有多错层理和波状层理的特征。该土种表层质地为轻壤或中壤，砂粘适中，可耕性良好，保水供肥关系协调，抗旱耐涝，是农业生产较为理想的土壤。项目区内大部分土壤为两合土，由半砂半泥的河流淤积物形成的具有中上等肥力的土壤。宜种植冬小麦、棉花、玉米、大豆等作物。

2 项目建设内容

2.1 土地平整工程

项目区属滩涂地、水工建筑用地、现状沟渠、农村道路，总体地势平坦，局部起伏不一，因此结合地貌情况，土地平整包括：土方开挖、运输、平整。

2.2 灌溉与排水工程

灌溉与排水工程主要是对现有灌溉与排水设施进行配套完善，通过对桥、涵等灌排基础设施建设，提高抗御自然灾害的能力，确保项目区粮食稳产、中产、高产，获得丰收。灌溉与排水总工程量为：新打机井82眼，井深50 m，全部配套潜水泵、柴油发电机；规划8 m跨桥7座。

2.3 田间道路工程

项目区内的农村道路，是田间生产和运输的动脉；农村道路沿田块边界布设，并与干路取得衔接，以便形成统一的农村道路网。项目区内规划道路本着科学合理、便于实施的原则规划田间路3条，共长2 200 m，路面宽为4 m（200 mm厚C25混凝土路面），路基宽为4.50 m（180 mm灰土路基），素土路肩（两侧各300 mm宽）。

2.4 其他工程

项目建成后建设项目区主标志牌2座，次要标志牌4座。

3 水资源平衡分析

3.1 项目区灌溉定额的确定

3.1.1 种植结构

依据项目区水源条件、灌溉工程措施和区域条件，采用井灌。经实地调查，项目区以种植小麦、玉米等耐旱农作物为主，种植比例为0.90、0.95，复种指数为1.85。

3.1.2 灌溉制度

灌溉制度确定可选用参考的资料成果有：《河南省地方标准用水定额》《河南省土地开发整治工程建设标准》选取项目区设计灌溉保证率为P=75%，小麦、玉米的净灌溉定额分别为8.22、6.33 hm2。

3.1.3 灌溉水利用系数

项目区灌溉方式以井灌为主，管道输水损失小，水利用系数较高，确定水利用系数达到0.86。

3.2 平衡分析

3.2.1 供水量分析

灌溉保证率是指灌区用水量在多年期间能够得到充分满足的比率，依据当地的气候特点和作物种植情况，采用多年平均计算降水量。可供水量通过下面公式计算：

式中：W1为地表水有效利用量；P0为降水有效利用量；W2为可开采地下水供给量。

地表水：项目区属滩涂地和水工建筑用地，中心河流地区仅汛期有水，其他时间不能满足项目区灌溉需要，故地表水取0 m3，即W1=0。

可供地下水量：虞城县境内浅层地下水较为丰富，是主要开采水源。地下水含水层岩性以粉细砂、细砂为主，水质较好，适合农业灌溉。地下水可开采资源评价是合理开发利用地下水，做好井灌区规划的依据，正确评价地下水可开采资源是一个复杂的问题，针对规划井灌区以浅层地下水作为供水水源的特点采取调节量法计算地下水可开采量。

式中：W采—地下水可开采量（m3）；μ—含水层给水系数，粉沙取0.08；△h—地下水变化幅度（m），计算多年平均可开采量时，可采用多年平均最高和最低水位之差值；F—项目区承水面积。

项目区开采地下水量：W2采=0.08×5×278.75×0.01×106=111.50（万m3）。

降水量：由于引用的灌溉定额已将可利用的降雨量考虑进去，不再将降雨量计入可供水量。即P0=0。

总供水量：W供=W1+W2+P0=0+111.50+0=111.50（万m3）。

综上，项目区农业灌溉供水量为111.50万m3。

3.2.2 需水量预测

项目区用水对象只考虑农业灌溉用水。灌溉需水量可按下式计算：

式中：W需—农业生产需水量，m3；M毛—作物毛灌溉定额，M毛=M净/η，m3/hm2；M净—作物净灌溉定额，m3/hm2；η—灌溉水利用系数；A—灌溉面积，亩；∑αM毛—综合毛灌溉定额，m3/hm2。

综合毛灌溉定额：根据前述灌溉制度，农作物综合毛灌溉定额可列表计算如表1。

表1 项目区综合毛灌溉定额计算表

根据表2 可计算出，项目区农作物综合毛灌溉定额为23，402 m3/hm2。

农业灌溉需水量：根据项目规划结果，整治后项目区需灌溉耕地面积278.75 hm2。根据综合毛灌溉定额，可计算在灌溉保证率P=75%时，项目区农作物需水量分别为53.26 万，43.30万m3。项目区灌溉需水量计算详见表2。

表2 项目区灌溉需水量计算表

综上，项目区农业灌溉需水量为96.56万m3。

3.2.3 水资源供需平衡分析

由以上计算可知，设计典型年项目区可供水量W供为111.50万m3，总需水量W需为96.56万m3，W供＞W需，完全可满足项目区农业灌溉需水要求。

4 结语

综合水资源平衡分析，供水量大于需水量，只要合理调配，完善配套水利设施，增建或改建灌排设施，使之充分发挥效益，完全可以保证项目区各项用水需求。实施土地整治后，通过提高灌溉水利用系数和水土蓄养水平，将会进一步提高水资源的利用率，为农业结构调整和产业升级提供水资源保障。