农田水利灌区渠系工程项目区水资源供需平衡分析及水质分析

PAGEPAGE43农田水利灌区渠系工程项目区水资源供需平衡分析及水质分析1.1水资源状况及开发利用条件1.1.1灌溉水源项目区属于中型水库荷木水库西干渠控灌区范围，灌溉水源为荷木水库。水库坝址以上集雨面积21.70km2，水库总库容2238万m3，兴利库容1084万m3，水库为多年调节水库，水库设计灌溉面积2.67万亩，有效灌溉面积2.30万亩，历年最大实灌面积2.34万亩（1980），由于现状田间渠系损坏严重，导致近年来实灌面积锐减，现状灌溉面积仅0.8万亩。荷木水库西干渠设计流量2.26m3/s，总长22km，项目区属于西干渠上游段，西干渠现状已经全段硬化，可供项目区流量1.90m3/s，年可供项目区水量2484万m3。1.1.2项目区需水量分析灌溉需水量主要根据项目区灌溉耕地面积、作物种植结构、灌溉制度、灌溉工程规模以及发展预测，并结合节水灌溉技术推广等，计算项目区农作物的需水量。本项目区主要为耕地，需水量分析不再考虑工业用水及人畜饮用水。1.1.2.1灌溉设计标准项目区属于中型灌区，主要种植早稻、晚稻，冬季种植蔬菜，规划采用明渠输水灌溉，原荷木水库设计灌溉保证率取90%，因此，项目区灌溉保证率取90%。1.1.2.2灌溉面积及作物组成项目区现状灌溉面积0.8万亩，主要种植双季稻，少量冬种蔬菜，双季稻种植面积0.8万亩，冬种蔬菜面积约0.15万亩。项目实施后，改善灌溉面积0.2万亩，恢复灌溉面积1.4万亩，新增灌溉面积0.35万亩，合计总灌溉面积1.95万亩，其中1.95万亩种植双季水稻，0.6万亩冬季种植蔬菜。1.1.2.3作物耗水量和灌溉用水量1、灌溉制度（1）作物灌溉方式本着节水灌溉的原则，结合项目区地形、土壤、作物需水特点等，项目区水稻灌溉采用“薄、浅、湿、晒”的灌溉制度。（2）灌溉制度与灌溉定额本次项目区设计以“薄、浅、湿、晒”的灌溉制度为依据，其具体技术要求见表1.1-1。表1.1-1水稻“薄、浅、湿、晒”灌溉制度技术要求作物生长期田间水量控制要求移植期水层（15～20mm）薄水插秧、插完即回灌浅水返青期浅水（30～40mm）满足秧苗温湿和生态需水要求分蘖初、盛期无水层土壤含水率100％3至5天灌一次10mm以下跑马水，保持田间土壤饱和分蘖后期落干晒田（7～10天）冷浸田，肥粘田重晒至田边周围坑白；壤土田中、轻晒至田面鸡爪缝；高坑，沙土田只露不晒。要控制土壤含水率下限70％为宜拔节孕穗期湿润至（10～20mm水层）回水攻胎，幼穗分化前期灌跑马水抽穗开花期（5～15mm）薄水浅薄扬花，保持浅薄水乳熟期3至5天灌一次10mm以下跑马水湿润灌浆，禾苗青枝腊秆、田间湿润至黄熟黄熟期落干根据水稻生长习性：早稻需水时间一般为4月中旬～7月上旬，全期为105天左右；晚稻需水时间一般为7月下旬～10月中旬，全期为105天左右。年内早晚稻共需灌水天数约为100天，每次灌水间隔的时间一般为1～4天左右。水稻各生育期及相应水层深控制情况见表1.1-2所示。表1.1-2水稻生育期及相应水层深制度表项目生育期早稻晚稻起止时间（月·日）天数（天）水层深（mm）起止时间（月·日）天数（天）水层深（mm）泡田期1.11~1.302015~207.26~8.81415~20生育全期5.1~7.24858.9~11.791移植期5.1115~208.9115~20复苗期5.2~5.8730~408.10~8.17830~40分蘖前期5.9~5.30223~5天灌一次108.18~9.6203~5天灌一次10分蘖后期5.31~6.101109.7~9.1590拔节孕穗6.11~6.211110~209.16~9.24910~20抽穗开花6.22~6.3095~159.25~10.285~15乳熟期7.1~7.773~5天灌一次1010.3~10.13113~5天灌一次10黄熟期7.8~7.2417010.14~11.7250水稻灌溉定额计算分泡田定额及生育期灌水定额两部分进行。泡田期的灌溉用水量（泡田定额）用下式确定：M１=0.667a1+0.667（s1+e1t1-p1）式中：M１─—泡田期灌溉用水量（m3/亩）；a１─—插秧时田面所需的水层深度，为20mm；s１─—泡田期的渗漏量、即开始泡田到插秧期间的总渗漏量（mm）；t１─—泡田期的日数；e１─—t１时期内水田田面平均蒸发强度（mm/d），可用水面蒸发强度代替；p１─—t１时间内的有效雨量（已扣除排水）（mm）。水稻生育期灌水定额采用逐日水量平衡计算，公式表达如下：生育期灌水量M2＝生育期内田间耗水量+田面水层净增水量-有效雨量＝水稻需水量＋田面渗漏量+田面水层净增量-有效雨量田间水层净增水量：指整个灌溉过程中田面水层由浅变深时的增额。有效雨量：当降雨量>田间耗水量＋水层净增水量时，有效雨量=田间耗水量+水层净增量；当降雨<田间耗水量＋水层净增量时，有效降雨量=降雨量。水稻田间需水量采用经验公式法（即“α值法”）估算，公式为：E=αE0式中：E——某一时段内的作物田间需水量，以水层深度mm计；E0——与E同时段的水面蒸发量，以水层深度mm计；α——需水系数，根据试验资料分析采用。经计算，水稻作物灌溉净定额为610.0m3/亩，设计保证率90%。该成果与广西水利厅和区质量技术监督局编制的《广西壮族自治区主要行业取（用）水定额（试行）》中的降水频率为75%时水稻灌溉定额600m3/亩接近，降水频率为95%时水稻灌溉定额650m3/亩的成果接近。考虑到相差较小，本次设计建议采用规范拟定成果，各设计保证率下的灌溉净定额成果如表1.1-3，相应设计保证率为50%、75％、90％的年灌溉制度如表1.1-4。表1.1-3项目区灌溉净定额成果表单位：m3/亩保证率（%）507590水稻灌溉定额（m3/亩）550600632.8冬种蔬菜灌溉定额（m3/亩）290290290表1.1-4设计枯水年水稻灌溉制度表作物早稻生长期泡田期移植期复苗期分蘖前期分蘖后期拔节孕穗抽穗开花乳熟期黄熟期合计起止时间（月·日）1.11～1.305.15.2～5.85.9～5.305.31～6.106.11～6.216.22～6.307.1～7.77.8～7.241.11～7.24天数（天）20172211119717105相应保证率的灌溉净定额（m3/亩）50%53.7021.536.325.241.335.95.952.1271.975%57.8023.939.2284839.96.556.6299.990%60.9025.241.329.550.6426.959.8316.2灌水次数（次）10122221112作物晚稻生长期泡田期移植期复苗期分蘖前期分蘖后期拔节孕穗抽穗开花乳熟期黄熟期合计起止时间（月·日）7.26～8.88.98.10～8.178.18～9.69.7～9.159.16～9.249.25～10.210.3～10.1310.14～10.307.26～10.30天数（天）1418209981125105相应保证率的灌溉净定额（m3/亩）50%48.9631.137.221.445.528.215.931.9275.175%53.46.537.240.626.649.630.817.438300.190%56.36.939.342.828.152.332.518.240.2316.6灌水次数（次）101212111102、灌溉水利用系数项目区现状渠系水利用系数平均为0.43，灌溉水利用系数为0.36，项目建设后渠系水利用系数为0.71，灌溉水利用系数为0.65。项目区灌溉需水量，根据气候变化及作物生长需灌水深度，乘以灌水田亩数，计算得月作物净用水量，除以灌溉水利用系数，计算得设计代表年毛需水量。项目区现状有效灌溉面积为0.8万亩，本工程实施后，项目区的有效灌溉面积为1.95万亩。项目区主要种植双季稻、冬季蔬菜，作物种植面积情况见表1.1-5。表1.1-5作物种植面积情况表作物名称水稻蔬菜现状灌溉面积（万亩）0.80.15实施后灌溉面积（万亩）1.950.6本项目灌溉需水量主要考虑枯水年（P=90%）的用水量，用灌溉面积乘以所种作物灌溉定额得灌溉净需水量。灌溉毛需水量采用下面公式计算：W总=W净/η水式中：W总——灌溉毛需水量。W净——灌溉净需水量。η水——灌溉水利用系数。现状为0.36，项目实施后为0.65。现状项目区作物各保证率实际需水量见表1.1-6~表1.1-8。表1.1-6现状项目区作物实际需水量（P=50%）月份123456789101112合计双季稻灌溉次数（次）00013623520022净灌水量（m3/亩）00053.757.8105.458107.6116.750.8005500.8万亩净水量（万m3）0.00.00.043.046.281.346.486.193.440.60.00.0440冬季蔬菜灌溉次数（次）31283100000003031151净灌水量（m3/亩）595659000000057592900.15万亩净水量（万m3）8.98.48.90.00.00.00.00.00.00.08.68.943.5作物总净灌水量（万m3）8.98.48.943.046.281.346.486.193.440.68.68.9483.5作物总毛灌水量（万m3）（灌溉水利用系数为0.65）21.623.321.6119.3128.4231.2128.9239.1259.3112.923.821.61343表1.1-7现状项目区作物实际需水量（P=75%）月份123456789101112合计双季稻灌溉次数（次）00013623520022净灌水量（m3/亩）00057.863.1115.963.1117.4127.355.4006000.8万亩净水量（万m3）0.00.00.046.250.592.750.593.9101.841.30.00.0480冬季蔬菜灌溉次数（次）31283100000003031151净灌水量（m3/亩）595659000000057592900.15万亩净水量（万m3）8.98.48.90.00.00.00.00.00.00.08.68.943.5作物总净灌水量（万m3）8.98.48.946.250.592.750.593.9101.841.38.68.9523.5作物总毛灌水量（万m3）（灌溉水利用系数为0.65）21.623.321.6128.4140.2257.6140.2260.9282.9123.123.821.61454表1.1-8现状项目区作物实际需水量（P=90%）月份123456789101112合计双季稻灌溉次数（次）00013623520022净灌水量（m3/亩）00060.966.5122.166.7123.9131.358.400632.80.8万亩净水量（万m3）0.00.00.048.753.297.753.499.1107.446.70.00.0506冬季蔬菜灌溉次数（次）31283100000003031151净灌水量（m3/亩）595659000000057592900.15万亩净水量（万m3）8.98.48.90.00.00.00.00.00.00.08.68.943.5作物总净灌水量（万m3）8.98.48.948.753.297.753.499.1107.446.78.68.9550作物总毛灌水量（万m3）（灌溉水利用系数为0.65）21.623.321.6135.3147.8271.3148.2275.3298.4129.823.821.61527PAGEPAGE521.1.3项目区现状水供需平衡分析水量平衡分析的保证率采用偏枯（P=90%）年份计算，P=90%枯水年份项目区水利工程现状可供水量、现状需水量及水量平衡计算结果见表1.1-9。由计算结果可以看出，项目区的可供水量大于需水量，能够满足需水要求。表1.1-9项目区现状水量平衡计算表保证率现状水资源可供水量（万m³）需水量（万m³）余水量（万m³）50%24841343114175%24841454103090%248415279571.2项目区建成后水供需平衡分析1.2.1项目区建成后灌溉需水量分析表1.2-1项目实施后项目区作物实际需水量（P=50%）月份123456789101112合计双季稻灌溉次数（次）00013623520022净灌水量（m3/亩）00053.757.8105.458107.6116.750.8005501.95万亩净水量（万m3）0.00.00.0101.7112.7205.5113.1209.8227.699.10.00.01072.5冬季蔬菜灌溉次数（次）31283100000003031151净灌水量（m3/亩）595659000000057592900.6万亩净水量（万m3）35.433.635.40.00.00.00.00.00.00.031.235.4174作物总净灌水量（万m3）35.433.635.4101.7112.7205.5113.1209.8227.699.131.235.41246.5作物总毛灌水量（万m3）（灌溉水利用系数为0.65）51.551.751.5161.1173.4316.2171.0322.8350.1152.452.651.51918表1.2-2项目实施后项目区作物实际需水量（P=75%）月份123456789101112合计双季稻灌溉次数（次）00013623520022净灌水量（m3/亩）00057.863.1115.963.1117.4127.355.4006001.95万亩净水量（万m3）0.00.00.0112.7123.0226.0123.0228.9248.2108.00.00.01170冬季蔬菜灌溉次数（次）31283100000003031151净灌水量（m3/亩）595659000000057592900.6万亩净水量（万m3）35.433.635.40.00.00.00.00.00.00.031.235.4174作物总净灌水量（万m3）35.433.635.4112.7123.0226.0123.0228.9248.2108.031.235.41344作物总毛灌水量（万m3）（灌溉水利用系数为0.65）51.551.751.5173.4189.3347.7189.3352.2381.9166.252.651.52068表1.2-3项目实施后项目区作物实际需水量（P=90%）月份123456789101112合计双季稻灌溉次数（次）00013623520022净灌水量（m3/亩）00060.966.5122.166.7123.9131.358.400632.81.95万亩净水量（万m3）0.00.00.0118.8129.7238.1130.1241.6261.9113.90.00.01234冬季蔬菜灌溉次数（次）31283100000003031151净灌水量（m3/亩）595659000000057592900.6万亩净水量（万m3）35.433.635.40.00.00.00.00.00.00.031.235.4174作物总净灌水量（万m3）35.433.635.4118.8129.7238.1130.1241.6261.9113.931.235.41408作物总毛灌水量（万m3）（灌溉水利用系数为0.65）51.551.751.5182.7199.5366.3200.1371.7402.9175.252.651.521661.2.2项目区建成后水供需平衡分析项目建成后水供需平衡分析见表1.2-4。由计算结果可以看出项目区建成后供水量完全能够满足需水要求。表1.2-4项目区建成后水量平衡计算表保证率水资源可供水量（万m³）需水量（万m³）余水量（万m³）50%2484191856675%2484206841690%248421663181.2.2项目实施后节约水量采用设计代表年（P=90%）计算现状毛需水量与项目实施后毛需水量差值，即为节约水量。灌区主要种植双季水稻1.95万亩、冬季蔬菜0.6万亩。经计算，各保证率见成果表1.2-5~表1.2-7。表1.2-5灌区项目实施后年灌溉节水量（P=50%）项目水稻蔬菜合计种植面积（万亩）1.950.6年净灌溉定额（m3/亩）550290现状净需水量（万m3）1073174现状毛需水量（万m3）29794833463本项目实施后毛需水量（万m3）16502681918本项目实施后节水量（万m31.2-6