嵩山水库灌区水量供需平衡计算分析

2022-07-30衣晓菲

山东水利 2022年6期

衣晓菲

（临朐县嵩山水库运行维护中心，山东临朐 262604）

嵩山水库灌区位于临朐县西部，设计灌溉面积5 666.67 hm2，该水库灌区自1969 年开发建设以来，共建成东、西两条干渠，总长度55 km，为砌石防渗渠道。建成支渠76 条，总长度120 km，支渠以上建筑物共384 座，现有渠道完好率46%，干支渠建筑物完好率38%，灌溉水利用系数0.45。主要种植作物有小麦、玉米、棉花、油料和蔬菜，平均复种指数175%。渠首引水流量11.0 m3/s。开灌几十年来，灌区创造了巨大的经济效益和社会效益，对促进全县粮食生产安全发挥了重要作用。目前，嵩山水库干渠经过几十年运行，工程老化失修，渠道渗漏严重，实灌面积萎缩，灌溉水利用系数较低，已影响了工程效益的正常发挥。为此，临朐县政府实施了嵩山水库灌区节水配套改造项目，用以提高灌区水的利用率，促进灌区良性运行。

1 灌区供水量计算

1.1 区间地表水

灌区内流域面积131 km2，多年平均径流量1 912 万m3，由于区内河流均为季节河，且区内无拦蓄设施，地表水只能补给地下蓄水量，故在水资源供需平衡表中列为零。

1.2 区内地下水

根据《临朐县水资源调查评价与水利区划报告》提供的资料，区内地下水资源可利用水量为3 500 万m3。根据现状，可开采利用水量800 万m3，但未利用，故在水量平衡分析表中列为零。

1.3 水库供水量

1）水库控制流域面积151 km2。根据《山东省水文图集》查得，地表径流深225 mm，年径流总量3 397 万m3。

2）水库蒸发损失量。经计算，水库蒸发水量为230 万m3。

3）水库渗漏水量。采用潍坊市水利设计研究院提供的有关资料，结合本水库地质资料和坝体情况，综合分析计算，渗漏损失为2 560 万m3；水库渗漏损失水量为57.6 万m3。

4）水库可供水量。由水库拦蓄水量减去蒸发量、渗漏量得水库可供水量为3 109.4 万m3。灌区内总可利用水量为3 909.4 万m3。

2 灌区需水量计算

2.1 基本资料

1）降雨资料。根据嵩山水库灌区所在的位置选用冶源水库水文站1962—2007 年45 年的降雨资料。

2）灌区内各种作物种植比例及复种指数。通过对灌区内现状各种作物种植面积调查，冬小麦75%，夏玉米75%，棉花及其它经济作物25%。旱作物的生育期需水量：冬小麦、夏玉米、棉花均采用冶源灌溉站的实验成果，其他经济作物缺少资料相应用棉花代替，见表1。

3）土壤计划湿润层深度和土壤田间持水量，允许最大、最小含水率的确定。随着作物的生长和根系发育，需水量增多，计划湿润层也逐渐增加。参照武汉水电学院编制的《农田水利学》和《潍河流域灌区规划》中采用的数据，按壤土考虑，土壤田间持水量为土壤体积的30%，土壤允许最大含水率采用田间持水率，允许最小含水率采用田间持水率的0.6 倍（玉米在蹲苗期为田间持水率的0.5 倍），作物播种时的起始点土壤含水率按种子发芽的适宜土壤含水率上限考虑，即小麦为田间持水率的85%，玉米、棉花为80%。

4）播前水。土壤的起始含水量是根据播前降雨情况分析确定的，根据《农田水利学》一般在播前20 d 内降雨小于20～30 mm 时，土壤含水量降至作物发芽适宜含水量以下时安排播前灌水，结合本灌区群众灌水经验，播前灌水定额：冬小麦每亩40 m3；棉花为点播沟灌，播前水按每亩20 m3；夏玉米一般为麦田套种，根据小麦成熟期土壤含水量情况和玉米发芽适宜土壤含水量，不再安排播前灌水。

2.2 作物历年灌溉制度

根据上述基本资料，结合灌区群众丰产灌水经验和灌溉试验资料，采用土壤含水率平衡法进行计算，制定各种作物历年灌溉制度。根据1962—2007 年间45 年的灌溉定额，进行频率分析，由于1964—1965 年灌水分配过程不利，因此，冬小麦、夏玉米、棉花以1964—1965 年的灌溉制度作为设计灌溉制度。其中冬小麦在返青～拔节和拔节～抽穗两个阶段灌水定额为每亩35 m3，其余冬小麦生育阶段和夏玉米、棉花灌水定额均为每亩40 m3。