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基于三道灌区供需水量平衡分析及灌区水源水质研究

2015-03-27

黑龙江水利科技 2015年3期
关键词:利用系数需氧量需水量

张 鹏

(辽宁江宁招标咨询服务有限公司,沈阳110003)

1 水 文

三道灌区地处辽河下游,属暖温大陆性半湿润的季风气候,由于受季风影响,四季分明。受地理位置等因素影响,灌区内降水量在年际间的波动较大,多年平均降水量644.5 mm,年最大降水量1 051 mm,年最小降水量390.7 mm。灌区内径流量系由降水形成,境内多年平均径流量957 万m3。

2 工程地质与水文地质

2.1 工程任务

任务如下:

2.1.1 渠首改造工程

灌区东出口改建1 支渠首段钢筋混凝土衬砌1处,长40 m;三道灌排站厂房维修;更换电机6 台,更换配电柜2 台,更换分柜6 台,更换变压器2 台。

2.1.2 渠道防渗衬砌工程

干渠衬砌长度11 256 m,边坡和渠底采用混凝土衬砌,衬板下铺设碎石垫层。

2.1.3 渠系建筑物

改造渠系建筑物13 座,其中:①重建进水闸5座;②重建节制闸5 座;③重建渡槽2 座;④重建农桥1 座[1]。

3 灌区水资源

项目区水资源主要由清河水库供水(过境水)、区间径流和地下水量构成。多年平均过境水量为31.6 亿m3,项目区多年平均区间径流量(地表水)为957 万m3,地下水量为760.6 万m3,水库供水为4 982.8 万m3,区间径流可利用量为612.2 万m3。现状年可供水量为5 595 万m3。三道灌排站多年平均提水量为5 565 万m3。具体详见表1。

表1 三道灌区水资源量表 万m3

3.1 水源工程供水量(三道灌排站)

三道灌排站为灌区的水源工程,安装700ZLB-85 型水泵6 台,配套JSL128-8-155 kW 型电机6台,总装机容量930 kW,每台水泵每小时的流量是0.5 万m3。

3.2 需水量

3.2.1 灌溉制度

灌溉定额的确定。三道灌区以种植水稻为主,灌溉方式采用浅湿灌溉。灌溉定额采用用水量平衡法确定灌溉制度。

三道灌区多年平均降水量为644.5 mm。4—6月份降水为152.9 mm,占全年雨量的23.7%。

1)育苗期用水量。

育苗期用水量M1=m3/亩。

2)泡田期用水量。

泡田期用水量公式为:

式中:W1为补充的饱和含水量,W1=20 m3/667m2;W2为渗漏水量,W2=30 m3/667m2;W3为田面蒸发水量,W3=22 m3/667m2;W4为插秧田面水层水量。W4=40 m3/667m2。故M2=112 m3/667m2。

3.3 生育期灌溉定额

根据“辽宁省水利水电勘测设计研究院”编制的《辽宁省各种作物灌溉制度分析》确定台安地区灌溉制度,由于台安县与盘山县地理位置相近,灌溉方式及气候相似,因此参照盘山灌溉定额,则生育期用水量为M3=6 465 m3/hm2。

3.4 灌溉定额

式中:M 为灌溉定额,m3/667m2;M1为育苗用水量,m3/667m2;M2泡田期需水量,m3/667m2;M3生育期需水量,m3/667m2;故:M=558 m3/667m2。3.4.1 用水模数

用水最大值发生在泡田期:

式中:t 为泡田日数,按 t = 10d 考虑;qmax=0.00013 m3/s·hm2。

3.4.2 灌区灌溉水利用系数

1)灌区现状灌溉水利用系数。三道灌区主要农业作物为水稻、玉米。灌区降水量比较充沛,一般旱田作物目前尚未进行灌溉,主要灌溉用水是水稻,由于渠道建筑物配套不全,老化失修,造成跑水漏水严重,灌溉水利用系数较低,仅为0.50[2]。

2)改造后灌区灌溉水利用系数。项目实施后,对灌区干渠渠道进行衬砌,对其主要建筑物重建、翻修,起到了节水作用,渠系水利用系数由0.50 提高到0.60。

4 灌区用水量及供需水量平衡分析

4.1 现状水平年水量平衡分析

现状水平年实际灌溉定额1.674 万m3/hm2。灌区实灌水田面积3 333.33 hm2,现状灌溉水毛定额为1.674 万m3/hm2,需水量为5 580 万m3。现状可供水量为5 595 万m3>5 580 万m3,供水满足要求。现状水平年水量平衡见表2。

表2 现状水平年水量平衡成果表 万m3

4.2 项目实施后灌区水量供需分析

项目实施后,三道灌区提水能力保持不变,为5 595 万m3/a。

灌区改造后,恢复灌溉面积666.67 hm2,实际灌溉面积4 000 hm2,渠系水利用系数由0.50 上升至0.60,水 田 灌 溉 定 额 由1.674 万m3/hm2降 为1.395 万m3/hm2。预 测 到 2011 年,需 水 量 为5 580 万m3/a。设计水平年水量平衡见表3。

表3 设计水平年水量平衡成果表 万m3

由计算结果可知,2011 年三道灌区供水量满足设计灌溉要求。

5 灌溉水源水质

评价结果为:2006 年水质断面评价为Ⅴ类水质,超标项目和超标倍数分别为高锰酸盐指数0.29 倍,化学需氧量0.71 倍,5 d生化需氧量0.17 倍;2007年评价为Ⅳ类水质,超标项目和超标倍数分别为高锰酸盐指数0.19 倍,化学需氧量0.08 倍,5 d生化需氧量0.18 倍;08 年评价为Ⅳ类水质,超标项目和超标倍数分别为高锰酸盐指数0.41 倍,5 d生化需氧量0.10 倍;2006—2008 年6—9 月份3 a平均结果评价为Ⅳ类水质,超标项目和超标倍数分别为高锰酸盐指数0.30 倍,化学需氧量0.15 倍,5 d生化需氧量0.15 倍。主要水质指标对灌溉无影响,三道灌排站断面辽河水质符合农田灌溉水质要求。

[1]封志明,杨艳昭,刘宝勤.甘肃省农田水分平衡及其时空分布规律[J].自然资源学报,2005,20(02):188-194.

[2]郑煜,陈阜,张海林,唐衡.北京市灌溉农田水资源利用效率研究[J].水土保持研究,2006,13(06):55-57.

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