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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

2024-08-24 来源:乌哈旅游
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2L70km2,水库总库容2238万11Λ兴利库容1084万nA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

L90m3∕s,年可供项目区水量2484万m3o 1.L2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 移植期 返青期 田间水量控制 要 求 水层(15~20mm) 浅水(30~40mm) 薄水插秧、插完即回灌浅水 满足秧苗温湿和生态需水要 求 作物生长 田间水量控制 期 分廉初、 无水层土壤含水率 盛期 要 求 3至5天灌一次IOmm以下跑马水,保持田间土壤饱和 冷浸田,肥粘田重晒至田边周围坑白;壤土田中、轻晒至出面鸡100% 分廉后期 落十晒田(7~10天) 爪缝;f⅛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 湿润至(IO~20mm水 期 抽穗开花 层) 回水攻胎,幼穗分化前期灌跑马水 浅薄扬花,保持浅薄水 (5~15mm)薄水 期 乳熟期 黄熟期 3至5天灌一次IOmm 湿润灌浆,禾苗青枝腊秆、田以下跑马水 落十 间湿润至黄熟 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 早 水稻生育期及相应水层深制度表 稻 天 晚 天 水层深 起止时间(月•日) 数 水层深 稻 项目 生育期 起止时间 数 (月• 日) ( 天) (mm) ( 天) (mm) 泡田期 生育全 期 移植期 复苗期 分篥前 期 1.11-1. 30 20 15-20 7.26-8. 8 14 15-20 5.1~7.2 4 5.1 85 1 15-20 30-40 3~5天灌 一次10 8.9-11. 7 8.9 91 1 8 15-20 30-40 3~5天灌 一次10 5.2~5∙8 7 5.9-5.3 0 8.10-8. 17 22 8.18-9. 6 20 5.31-6. 分窠后期 拔节孕 穗 抽穗开 花 10 11 0 9.7-9.1 5 9 0 6.11-6. 21 11 10-20 9.16-9. 24 9 10-20 6.22-6. 30 9 5-15 9.25-1 0.2 8 5-15 早 项目 生育期 天 起止时间 数 (月• (日) 天乳熟期 稻 晚 天 稻 水层深 起止时间 数 (月•日) 天(水层深 (mm) (mm) 7.1〜7.7 7.8-7.2 4 7 3~5天灌 一次10 10.3-1 0.13 10.14-1 1.7 11 3~5天灌 一次10 黄熟期 17 0 25 0 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(sl+eltl-pl)

式中:Ml——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);

tl一一泡田期的日数;

e1 ------ 11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 ------ 11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,有效降雨量二降雨量。

水稻田间需水量采用经验公式法(即“α值法”)估算,公式为:

E=aEO

式中:E某一时段内的作物田间需水量,以水层深度mm计;

EO ---- 与E同时段的水面蒸发量,以水层深度mm

计;

a——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%o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 l.l-4o

表1.1-3 单位:11r7亩

保证率(%) 水稻灌溉定额(m3/亩) 冬种蔬菜灌溉定额(m3/ 项目区灌溉净定额成果表

50 550 290 75 600 290 90 632.8 290 亩)

表Ll-4 作物 移复 设计枯水年水稻灌溉制度表

早 稻 生长期 泡田分廉 分篥 拔节抽穗 乳熟黄熟苗 合计 植前期 后期 孕穗 开花 期 期 期 期 期 起止时间 (月•日) 天数(天) 1.11 5.2 5.9 5.31 6.11 6.22 **^5.1 **三7.7 7.24 1.30 7.24 5.8 5.30 6.10 ∕ 6.30 1.11 7.1〜 7.8〜 20 1 7 22 11 11 50 % 53.7 0 9 7 17 105 21.36.3 25.2 41.3 35.9 5.9 52.1 271.9 5 相应保证率23.57.8 0 39.2 28 48 39.9 6.5 56.6 299.9 的灌溉净定9 % 额(m3/亩) 90 25.60.9 0 41.3 29.5 50.6 42 6.9 59.8 316.2 2 % 灌水次数(次) 1 0 作物 移复 75 1 2 2 2 晚稻 2 1 1 12 生长期 泡田分槃 分窠 拔节抽穗 乳熟黄熟苗 合计 植 前期 后期 孕穗 开花 期 期 期 期 期 起止时间 8.17.26 8.9 8.18 9.7 9.16 9.25 10.3 10.14 7.26 0 (月•日) 8.8 天数(天) 8.17 9.6 9.15 9.24 10.2 10.13 10.30 10.30 8 20 9 9 8 11 25 105 14 1 50 48.9 6 相应保证率% 31.37.2 21.4 45.5 28.2 15.9 31.9 275.1 1 38 300.1 的灌溉净定75 额亩) 37.53.4 6.5 40.6 26.6 49.6 30.8 17.4 2 (11τ3/% 90 39.56.3 6.9 42.8 28.1 52.3 32.5 18.2 40.2 316.6 3 % 1 2 1 2 1 1 1 10 灌水次数(次) 1 O 2、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0.65o

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L95万亩。项目区主要种植双季稻、冬季蔬菜,作物

种植面积情况见表

表Ll-5

作物名称 现状灌溉面积(万亩) 实施后灌溉而积(万亩) 作物种植面积情况表 水稻 蔬菜 0.8 1.95 0.15 0.6 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总二W净/η水

式中:W总一一灌溉毛需水量。

W净——灌溉净需水量。

1.K一一灌溉水利用系数。现状为0.36,项目实施后

为0.65o现状项目区作物各保证率实际需水量见表1.1・6〜表

l.l-8o

表 1.1-6 月份 灌溉次数 (次净灌水量 (m3/ 双季稻 亩) 0.8万亩净水量 (万Hl3) 灌溉次数 (次净灌水量 (m3/ 亩) 0.15万亩净水量 (万3m) 1 0 2 0 3 0 4 1 现状项目区作物实际需水量(P=50%) 5 6 7 8 3 6 2 3 9 5 10 2 11 0 12 0 合计 22 0 0 0 53.7 57.8 105.4 58 107.6 116.7 50.8 0 0 550 0.0 0.0 0.0 43.0 46.2 81.3 46.4 86.1 93.4 40.6 0.0 0.0 440 31 28 31 0 0 0 0 0 0 0 30 31 151 冬季蔬菜 59 56 59 0 0 0 0 0 0 0 57 59 290 8.9 8.4 8.9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 8.6 8.9 43.5 作物总净灌水 8.9 8.4 8.9 43.0 46.2 81.3 46.4 86.1 93.4 40.6 8.6 8.9 483.5 量(万11P) 作物总毛灌水量(万11P)(灌溉水利用系数为0.65) 21.6 23.3 21.6 119.3 128.4 231.2 128.9 239.1 259.3 112.9 23.8 21.6 1343

表1.1∙7 月份 溉数约 1 0 2 0 3 0 现状项目区作物实际需水量(P=75%) 4 5 6 7 8 1 3 6 2 3 9 5 10 2 11 0 12 0 合计 22 净灌水量 (m3/双季稻 亩) 0.8万亩净水量 (万 m3) 灌溉次数 (次净灌水量 0 0 0 57.8 63.1 115.9 63.1 117.4 127.3 55.4 0 0 600 0.0 0.0 0.0 46.2 50.5 92.7 50.5 93.9 101.8 41.3 0.0 0.0 480 冬季蔬菜 31 59 28 56 31 59 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 30 57 31 59 151 290 (m/亩) 0.15万亩净水量 (万m3) 3 8.9 8.4 8.9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 8.6 8.9 43.5 作物总净灌水量(万11P) 作物总毛灌水量(万π?)(灌溉水利用系数为0.65) 8.9 8.4 8.9 46.2 50.5 92.7 50.5 93.9 101.8 41.3 8.6 8.9 523.5 21.6 23.3 21.6 128.4 140.2 257.6 140.2 260.9 282.9 123.1 23.8 21.6 1454

表L1-8 月份 灌溉次数 (次净灌水量 双季稻 (m3/ 亩) 0.8万亩净水量 1 0 2 0 3 0 现状项目区作物实际需水量(P=90%) 4 5 6 7 8 1 3 6 2 3 9 5 10 2 11 0 12 0 合计 22 0 0 0 60.9 66.5 122.1 66.7 123.9 131.3 58.4 0 0 632.8 0.0 0.0 0.0 48.7 53.2 97.7 53.4 99.1 107.4 46.7 0.0 0.0 506 (万m3) 灌溉次数 (次净灌水量 冬季蔬(m3/菜 亩) 0.15万亩净水量 (万 m3) 作物总净灌水量(万m?) 作物总毛灌水量(万m3)(灌溉水利用系数为0.65) 31 28 31 0 0 0 0 0 0 0 30 31 151 59 56 59 0 0 0 0 0 0 0 57 59 290 8.9 8.4 8.9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 8.6 8.9 43.5 8.9 8.4 8.9 48.7 53.2 97.7 53.4 99.1 107.4 46.7 8.6 8.9 550 21.6 23.3 21.6 135.3 147.8 271.3 148.2 275.3 298.4 129.8 23.8 21.6 1527 1.1.3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 现状水资源可供水量(万保证率 需水量(万m3) 11√) 50% 75% 90% 1.2项目区建成后水供需平衡分析

余水量(万n?) 1141 1030 957 2484 2484 2484 1343 1454 1527 1.2.1 项目区建成后灌溉需水量分析

表121 月份 灌溉次数(次) 净量亩双季稻 1.95万亩净水量(万m3) 灌溉次数(次) 净灌水量(m3/冬季蔬亩) 菜 0.6万亩 净水量 (万 m3) 作物总净灌水量(万11√) 作物总毛灌水量(万n?)(灌溉 水利用系数为0.65) 1 0 0 2 0 0 3 0 0 项目实施后项目区作物实际需水量(P=50%) 4 5 6 7 8 9 1 53.7 3 57.8 6 105.4 2 58 3 107.6 5 116.7 10 2 50.8 11 0 0 12 0 0 合计 22 550 0.0 0.0 0.0 101.7 112.7 205.5 113.1 209.8 227.6 99.1 0.0 0.0 1072.5 31 59 28 56 31 59 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 30 57 31 59 151 290 35.4 33.6 35.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 31.2 35.4 174 35.4 33.6 35.4 101.7 112.7 205.5 113.1 209.8 227.6 99.1 31.2 35.4 1246.5 51.5 51.7 51.5 161.1 173.4 316.2 171.0 322.8 350.1 152.4 52.6 51.5 1918 表122 月份 溉数净灌水量 (m3/ 双季稻 亩) 1.95万亩净水量 (万m3) 灌溉次数 (次净灌水冬季量 (m3/ 蔬菜 亩) 0.6万亩净水量 g 1 0 2 0 3 0 项目实施后项目区作物实际需水量(P=75%) 4 5 6 7 8 9 1 3 6 2 3 5 10 2 11 0 12 0 合计 22 0 0 0 57.8 63.1 115.9 63.1 117.4 127.3 55.4 0 0 600 0.0 0.0 0.0 112.7 123.0 226.0 123.0 228.9 248.2 108.0 0.0 0.0 1170 31 28 31 0 0 0 0 0 0 0 30 31 151 59 56 59 0 0 0 0 0 0 0 57 59 290 35.4 33.6 35.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 31.2 35.4 174 (万 m3) 作物总净灌水量(75m3) 作物总毛灌水量(万H?)(灌溉水利用系数为0.65) 35.4 33.6 35.4 112.7 123.0 226.0 123.0 228.9 248.2 108.0 31.2 35.4 1344 51.5 51.7 51.5 173.4 189.3 347.7 189.3 352.2 381.9 166.2 52.6 51.5 2068 表L2-3 月份 灌溉次数 (次净灌水量 (m3/ 双季稻 亩) 1.95万亩净水量 (万 m3) 灌溉次冬季数 蔬菜 (次 ) 1 0 2 0 3 0 项目实施后项目区作物实际需水量(P=90%) 4 5 6 7 8 9 1 3 6 2 3 5 10 2 11 0 12 0 合计 22 0 0 0 60.9 66.5 122.1 66.7 123.9 131.3 58.4 0 0 632.8 0.0 0.0 0.0 118.8 129.7 238.1 130.1 241.6 261.9 113.9 0.0 0.0 1234 31 28 31 0 0 0 0 0 0 0 30 31 151 净灌水量 (m3/亩) 0.6万亩净水量 (万3m) 59 56 59 0 0 0 0 0 0 0 57 59 290 35.4 33.6 35.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 31.2 35.4 174 作物总净灌水量(万11P) 作物总毛灌水量(万π?)(灌溉水利用系数为0.65) 35.4 33.6 35.4 118.8 129.7 238.1 130.1 241.6 261.9 113.9 31.2 35.4 1408 51.5 51.7 51.5 182.7 199.5 366.3 200.1 371.7 402.9 175.2 52.6 51.5 2166 1.2.2 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 保证率 50% 75% 90% 项目区建成后水量平衡计算表

需水量(万π?) 1918 2068 2166 余水量(万π?) 566 416 318 水资源可供水量(万11√) 2484 2484 2484 122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1.2-7O

表1.2-5灌区项目实施后年灌溉节水量(P=50%) 项目 种植面积(万亩) 年净灌溉定额 (π?/亩) 现状净需水量(万π?) 现状毛需水量(万n?) 本项目实施后毛需水量(万n?) 本项目实施后节水量(万n?) 水稻 1.95 550 1073 2979 1650 1329 蔬菜 合计 0.6 290 174 483 268 216 3463 1918 1545 表1.2-6灌区项目实施后年灌溉节水量(P=75%) 项目 种植面积(万亩) 年净灌溉定额 (H?/亩) 现状净需水量(万n?) 现状毛需水量(万n?) 本项目实施后毛需水量(万n√) 本项目实施后节水量(万π?)

表1.2-7 水稻 1.95 600 1170 3250 1800 1450 蔬菜 合计 0.6 290 174 483 268 216 3733 2068 1666 灌区项目实施后年灌溉节水量(P=90%) 项目 水稻 1.95 632.8 1234 3428 1898 1529 蔬菜 合计 种植面积(万亩) 年净灌溉定额 (n?/亩) 现状净需水量(万n?) 现状毛需水量(万11?) 本项目实施后毛需水量(万n?) 本项目实施后节水量(万π?) 0.6 290 174 483 268 216 3911 2166 1745 项目实施后灌溉水利用系数得到了提高,按灌溉面积

1.95万亩计算,设计代表年(P=90%)节水量为1745万m3o

通过节水改造措施,枯水年P=90%,节水量为1745万11Λ根据灌溉用水定额和灌溉水利用系数(为0.65),节约水量可新增灌溉面积

0.35万亩,恢复灌溉1.4万亩,改善灌溉面积0.2万亩。完成节水改造

项目后,项目区有效灌溉面积能够达到1.95万亩。 1.3 灌溉水质分析

项目区灌溉水源主要来自荷木水库,水库流域均为山区,居住人口稀少,无工业生产,水源无污染,根据现场调查并对水库水质进行分析,结合多年灌溉情况证实,项目区水质符合《农田灌溉水质标准》

(GB5084—1992)的灌溉水质标准,完全满足灌溉用水要求。

1.4 结论

由于灌区渠道老化,渗漏、崩塌严重,部分支渠损坏已不通水,导致灌区内农田用水紧张,部分农田无水可灌,区内有效灌溉面积逐年锐减。通过对本项目区实施重点县建设工程后,提高了渠系水利用率,在实施后种植面积和种植结构条件下,枯水年(P=90%)节约灌溉用水量1745万a?,改善灌溉面积0.2万亩,恢复灌溉面积L4万亩,新增灌溉面积

0.35万亩,工程效益是显著的。

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