陳文輝

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原030024）

北趙引黃灌溉工程水資源利用評(píng)價(jià)

陳文輝

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原030024）

通過(guò)對(duì)北趙引黃工程水資源條件、利用現(xiàn)狀等的分析，認(rèn)為該工程的水源可以得到保障，灌區(qū)的灌溉設(shè)計(jì)保證率、灌溉制度以及灌溉需水量均比較合理，灌溉時(shí)考慮了降雨量，避免了水資源的浪費(fèi)。通過(guò)對(duì)灌區(qū)的骨干工程輸水和田間工程分析，認(rèn)為配套合理，土地比較平整，畦田規(guī)格規(guī)范，灌水定額比較合理，因此該灌區(qū)對(duì)水資源的利用比較合理。

灌溉工程；水資源；北趙引黃工程

1 工程概況

北趙引黃工程是位于運(yùn)城市萬(wàn)榮、臨猗兩縣峨嵋臺(tái)地的新發(fā)展灌區(qū)，灌區(qū)控制面積5.194萬(wàn)hm2，其中西范灌區(qū)1.791萬(wàn)hm2，新發(fā)展灌區(qū)3.403萬(wàn)hm2。灌溉范圍南與回龍灌區(qū)和夾馬口北擴(kuò)灌區(qū)相接，北與西范灌區(qū)相鄰，西至黃河、汾河階地，東到孤山東側(cè)。項(xiàng)目包括水源工程、泵站工程、灌區(qū)工程、輸電工程、施工便道、施工臨時(shí)建筑物及棄土場(chǎng)等。

2 水資源利用現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

2.1 項(xiàng)目區(qū)水資源條件

灌區(qū)灌溉水源以引黃河水為主，開采地下水為輔。黃河從灌區(qū)西邊經(jīng)過(guò)，據(jù)龍門水文站40年資料統(tǒng)計(jì)，黃河禹門口多年平均流量為731.8m3/s，汛期多發(fā)生在7—8月，汛期最大洪峰流量21 000m3/s，年均洪峰流量4 710～16 400m3/s，枯水期多在12月和次年1月，最枯流量53.2m3/s，多年平均徑流量271.9億m3。萬(wàn)家寨水庫(kù)的建成運(yùn)行，使黃河洪枯流量峰值有所削減。

汾河河道全長(zhǎng)716 km，流域面積39 471 km2。末端河道（河津柏底水文站斷面以下）多年平均流量24.74m3/s，最大洪峰流量3 320m3/s，農(nóng)業(yè)灌溉季節(jié)經(jīng)常干涸，最長(zhǎng)斷流時(shí)間達(dá)118 d。灌區(qū)北邊汾河在灌區(qū)段已成為間歇性河流，灌溉期多斷流，僅有少量污水，不宜灌溉。

峨嵋臺(tái)地北為汾河，南為涑水河，西為黃河。受河道下切影響，地下潛水層受到很大破壞，地下水位埋藏很深，且水量極為貧乏。本灌區(qū)絕大部分位于峨嵋臺(tái)地，屬黃土臺(tái)垣范圍，含水層為下更新統(tǒng)中細(xì)砂層，厚度40～90m，地下水埋深50～300m，含水層埋深60～270m，含水介質(zhì)透水性中等；灌區(qū)地下水資源年可開采量950萬(wàn)m3，實(shí)際每年開采量已達(dá)1 100萬(wàn)m3，屬超采區(qū)。

2.2 水資源利用現(xiàn)狀

該區(qū)地下水補(bǔ)給量為950萬(wàn)m3/年，灌區(qū)全年引水總量為20 846萬(wàn)m3，地下水資源遠(yuǎn)不滿足當(dāng)?shù)毓喔刃枨?。根?jù)龍門水文站資料分析，灌溉期日平均流量626m3/s，灌區(qū)建成后總引水量27.04m3/s，占總來(lái)水量的1/13，滿足引水要求。根據(jù)實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，灌溉期保證率95%的日平均流量為116m3/s，可滿足水源站引水要求。

2.3 灌溉水質(zhì)

灌區(qū)農(nóng)作物以小麥、玉米、棉花、果樹為主，灌溉水質(zhì)執(zhí)行《農(nóng)業(yè)灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》二類農(nóng)作物灌溉指標(biāo)。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)灌溉水中只有SS不符合灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，主要是泥沙引起的。黃河水通過(guò)黃河小北干流放淤試驗(yàn)工程，當(dāng)灌溉水通過(guò)該放淤試驗(yàn)工程時(shí)，可解決河道泥沙淤積問(wèn)題，到泵站時(shí)水的含沙量已大大降低。

3 水資源環(huán)境影響分析

3.1 水資源平衡供需分析

據(jù)統(tǒng)計(jì)，1986年以來(lái)各月平均流量均在296m3/s以上，最小平均流量為120m3/s。

依據(jù)灌溉制度，北趙新灌區(qū)純旱地4170m3/hm2，改善面積2 835m3/hm2，西范灌區(qū)純旱地4 080m3/hm2，改善面積2670m3/hm2，則灌區(qū)年總需水量為20846萬(wàn)m3。

北趙灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積3.403萬(wàn)hm2（其中改善面積0.279萬(wàn)hm2），西范灌區(qū)1.791萬(wàn)hm2（其中改善面積0.2萬(wàn)hm2）。經(jīng)計(jì)算，北趙灌區(qū)灌溉設(shè)計(jì)流量為15.06m3/s，西范灌區(qū)灌溉設(shè)計(jì)流量6.98m3/s。

從以上分析可知，灌溉期取水量為27.04m3/s，小于最小平均流量120m3/s。灌溉供水量大于灌溉需水量，水資源可以保證。

3.2 水資源利用合理性分析

3.2.1 灌溉需水量合理性分析

該灌區(qū)為缺水地區(qū)，主要農(nóng)作物以小麥、棉花和果樹為主，根據(jù)規(guī)定，設(shè)計(jì)灌溉保證率應(yīng)為50%～75%，灌區(qū)為高揚(yáng)程提水泵站，設(shè)計(jì)灌溉保證率取75%比較合理。

本灌區(qū)選擇小麥單位面積產(chǎn)量400 kg以上，參考夾馬口灌區(qū)現(xiàn)有的灌溉制度，結(jié)合當(dāng)?shù)厝罕姷墓嗨?xí)慣，灌水次數(shù)為冬一（冬澆）春二（返青、灌澆）共3次，灌溉時(shí)考慮有效降雨量，有效降雨量系數(shù)為0.9，確定灌溉定額為1 800m3/hm2。選擇小麥棉花單位產(chǎn)量50 kg以上，灌水次數(shù)為播前、現(xiàn)蕾和吐絮共3次，灌溉時(shí)考慮有效降雨量，有效降雨量系數(shù)為0.9，確定灌溉定額為1 725m3/hm2。復(fù)播作物大部分為玉米，灌水次數(shù)為撥節(jié)和抽穗共2次，根據(jù)歷年灌水經(jīng)驗(yàn)，確定灌溉定額為1 500m3/hm2。

果樹灌水次數(shù)冬澆、花后、夏澆和冬澆各1次，根據(jù)當(dāng)?shù)毓r(nóng)歷年的灌水經(jīng)驗(yàn)，確定果樹的灌溉定額為2 700m3/hm2。

改善水地是指因水井不能滿足農(nóng)作物灌溉需水量的要求而需用黃河水來(lái)補(bǔ)充的農(nóng)田面積。改善面積和純旱地的灌溉制度相同，考慮到井灌區(qū)渠系配套好，田間平整，渠系水利用系數(shù)高，灌溉水利用系數(shù)為0.8，大于純旱地的灌溉水利用系數(shù)0.63。

改善水地的灌溉制度與純旱地的灌溉制度相同，充分考慮當(dāng)?shù)亟涤炅?、?dāng)?shù)剞r(nóng)民對(duì)不同農(nóng)作物的不同灌溉時(shí)間及次數(shù)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，各農(nóng)作物的灌溉定額確定比較合理，避免了水資源的浪費(fèi)。

根據(jù)農(nóng)作物的種植比例以及各農(nóng)作物的灌溉定額確定需水量，并考慮渠道利用系數(shù)，灌溉需水量的確定比較合理。

從以上分析可知，該灌區(qū)的灌溉設(shè)計(jì)保證率、灌溉制度以及灌溉需水量均比較合理，灌溉時(shí)考慮了降雨量，避免了水資源的浪費(fèi)，因此該灌區(qū)對(duì)水資源的利用比較合理。

3.2.2 節(jié)水灌溉技術(shù)合理性分析

本灌區(qū)工程除骨干工程外，還對(duì)田間工程進(jìn)行典型設(shè)計(jì)，灌區(qū)渠系由支、斗、農(nóng)、毛四級(jí)渠道組成灌溉渠網(wǎng)。支、斗、農(nóng)渠為固定渠道，毛渠為非固定渠道，根據(jù)農(nóng)作物種植的需要和機(jī)耕要求臨時(shí)開設(shè)，支渠對(duì)斗渠采用兩組輪灌制，田面采用畦灌。

本灌區(qū)的骨干工程輸水和田間工程配套合理，土地比較平整，畦田規(guī)格規(guī)范，灌水定額比較合理，因而該節(jié)水灌溉技術(shù)比較合理。

3.3 水資源利用可持續(xù)分析

在地下水和地表水利用中，充分考慮井渠結(jié)合的經(jīng)驗(yàn)和水資源合理利用模式，使灌區(qū)上下游水資源得到合理配置，水的利用率大大提高，水環(huán)境得到優(yōu)化。

采用節(jié)水灌溉技術(shù)，充分利用灌溉水資源，提高水的利用率，達(dá)到作物高產(chǎn)高效，運(yùn)用這一技術(shù)體系，提高灌溉水的整體利用率，避免水資源的浪費(fèi)。

應(yīng)用系統(tǒng)工程理論，建立水資源優(yōu)化調(diào)度模型，提出水資源優(yōu)化配置方案，對(duì)水資源進(jìn)行微機(jī)控制管理，以充分合理地利用水資源，實(shí)行灌區(qū)水資源的良性循環(huán)。

通過(guò)合理調(diào)配地下水和地表水，采用節(jié)水灌溉技術(shù)，對(duì)水資源進(jìn)行微機(jī)控制管理，合理利用水資源，達(dá)到灌區(qū)水資源的良性循環(huán)，從而保證水資源的可持續(xù)利用。

4 水資源環(huán)境影響分析

4.1 水資源供需平衡

水源站最小需水量27.04m3/s，小于枯水年時(shí)龍門水源站的最小平均流量120m3/s。灌溉供水量大于灌溉需水量，水資源可以保證。

4.2 水資源利用合理性分析

該灌區(qū)的灌溉設(shè)計(jì)保證率、灌溉制度以及灌溉需水量均比較合理，灌溉時(shí)考慮了降雨量，避免了水資源的浪費(fèi)。因此該灌區(qū)對(duì)水資源的利用比較合理。

灌區(qū)骨干工程輸水和田間工程配套合理，土地比較平整，畦田規(guī)格規(guī)范，灌水定額比較合理，節(jié)水灌溉技術(shù)比較合理。

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陳文輝（1985-），男，2008年畢業(yè)于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)，工程師。

2016-06-03；

2016-07-15