浅析张家川县龙山高效节水灌溉马河灌区水资源的供需平衡

2021-07-28 67 上传者：管理员

摘要：本文主要通过对马河灌区水资源供需平衡进行分析论证,结合工程区高效节水灌溉用地现状,对地下水能否满足灌溉需求进行研判。

关键词：
供需平衡
水资源
用地现状
马河灌区
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1、项目概况

张家川县龙山马河灌区高效节水灌溉工程位于张家川县西部清水河Ⅱ级阶地，面积76.33hm2。其中，苹果种植面积63hm2，大樱桃种植面积13.33hm2，灌溉模式全部为滴灌。根据灌溉周期以及灌水定额等综合分析，马河灌区拟需灌溉水量约为1.74万m3/a。根据灌区水文地质踏勘，结合清水河流域水资源特点，清水河地表水丰水期水量较大，泥沙含量大，矿化度高，一遇暴雨地表水浑浊度高，水质差，且在干旱季节枯水期清水河地表水量小且时有断流现象，水量难以完全保证。因此，选用水量较为稳定、水质较好的地下水作为供水水源，在张家川县清水河右岸Ⅰ级阶地打水源井2眼，单井出水量按15m3/h考虑。

2、马河灌区水资源现状分析

马河灌区位于清水河流域内，全年降雨平均量为551.36mm，降雨主要集中在汛期（6—9月），此时由于上游石峡水库调节汛期库容，会适当地开闸泄洪，泄洪时河流水量一度能达到20～30m3/s，平时河流来水量为3～5m3/s。张家川县水资源1.27亿m3，地表水占97%，达到1.23亿m3，但利用率不足，仅为24.3%(P=50%）。由于地表水利用率低，只能开采地下水补给，而地下水资源总量仅为0.04亿m3，加之张家川县地理条件和时空分布的各项因素，水资源量总体呈现东部富余西部短缺态势，用水量却与之相反，全县水资源存在供需不平衡等矛盾日益突出。

3、马河灌区现状水资源供需平衡分析

3.1地下水资源分析与计算

3.1.1水文地质参数的确定

马河灌区参考张家川县所作的水文地质详查、水源地勘查、水源地论证等实际勘探、实验及测试所得的数据，选用各类参数如表1所示。

3.1.2地下水水量均衡计算

均衡区：以清水河马河村上游段面与马河村下游河道束窄段断面区间为均衡区。

表1马河灌区选用水文地质参数

均衡期：以一个水文中等枯水年（P=85%）作为均衡期，地下水均衡要素以近几年的平均量来进行计算评价，保证均衡区内最近时段内地下水的均衡状况。

均衡式：

式中，Q径入、Q径出为均衡区上、下断面径流流入、流出量（万m3/a);Q河补为地表水入渗补给量和地下水向地表水的排泄量（万m3/a);Q洪渗为地表水洪流入渗补给量（万m3/a);Q灌入、Q雨渗为灌溉渗漏、降水入渗补给量（万m3/a);Q开采为人工开采量（万m3/a）；△Q储为储存量变化量（万m3/a）。

3.2均衡要素的计算

3.2.1河谷地下水径流流入量（Q径入）、流出量（Q径出）

采用断面法，根据达西公式计算：

式中，H为含水层厚度（m);B为断面宽度（m);I为断面处地下水水力坡度（‰）。

地下水径流流入量计算结果如表2所示。

3.2.2降水入渗补给量（Q雨渗）

利用公式Q雨渗=P（年降水量）×a（入渗系数）×F（入渗面积）计算，降水量采用551.36mm，取CS=2.0CV,CV=0.20,P=85%保证率的降雨量P=446.6mm；计算结果见表3。

3.2.3灌溉入渗补给量（Q灌）

利用公式Q灌=灌溉定额×入渗区面积×入渗系数（β）计算。根据马河灌区主要为果树采用滴灌形式灌溉（p=85%）灌溉定额取1080m3/hm2，计算结果见表4。

3.2.4河流入渗补给量（Q河补）

根据地下水位与清水河地表水位高程，确定出河流入渗补给段，利用达西公式计算补给量（见表5）。

3.2.5洪水渗漏补给量（Q渗洪）

根据调查资料，确定出洪水补给潜水段，引用半无限非稳定流渗透公式计算洪水渗漏补给量。计算公式：

式中，Q为一次洪水一侧单宽渗漏补给量（m3);H0为洪水位与潜水位之差（m);K为潜水含水层渗透系数（m/d）；μ为给水度；H为洪水补给初期潜水含水层厚度（m);t为洪水时间（d）。

经计算，均衡期内，清水河雨洪时间为45d，洪流渗漏补给总量为1.2万m3/a。

表2地下水径流流入量计算结果

表3大气降水入渗补给量计算

表4灌溉入渗补给量计算

表5河流入渗补给量

3.2.6地下水开采量（Q开采）

经实际调查统计计算，论证区现状地下水开采量约为2.61万m3/a，拟建供水工程年需水量为1.74万m3/a。总合计全区开采量为4.35万m3/a。

3.3均衡计算结果

地下水均衡结果见表6。

表6多年平均（P=85%）条件下地下水均衡成果

3.4地下水储存量计算

地下水储存量计算：

式中，F为计算区面积（m2);H为计算区含水层平均厚度（m）；μ为给水度。

经计算，地下水储存量为96万m3（见表7）。

3.5地下水可开采量评价

根据论证区的现状条件下中等枯水年（P=85%）地下水均衡结果可知，论证区（均衡区）地下水处于正均衡，补排差量为64.72万m3/a，全论证区亦处于正均衡（见表8）。

4、结论

马河灌区现状地下水开采量为2.61万m3/a，拟建供水工程需水量为1.74万m3/a，因此全区共需水资源开采量为4.35万m3/a。根据论证区区域地下水均衡评价可知，中等枯水年（P=85%）区域地下水可开采系数为0.74，地下水可开采量为51.44万m3/a。由此可知，均衡区内地下水资源总量完全满足马河灌区总需水量的要求，且保证程度高。

表7地下水储存量计算

表8多年平均条件（P=85%）地下水均衡区补排差计算

文章来源：汪元平.张家川县龙山高效节水灌溉马河灌区水资源供需平衡分析[J].农业科技与信息,2021(14):82-84.