高标准农田建设项目水资源评价及供需平衡分析——以车门乡项目区为例

2021.1
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高标准农田建设项目水资源评价及供需平衡分析
——以车门乡项目区为例
程阳宇　薛培培　孙　勇　裴素祥
高标准农田建设就是在一定时期内，通过土地整治的方式，建设形成集中连片、设施配套、高产稳产、生态良好、抗灾能力强的农田，高标准农田是与现代农业生产和经营方式相适应的基本农田，同时也包括经过整治的原有基本农田和经整治后划入的基本农田。

水资源是高标准农田建设生产的主要因素，只有根据区域水资源量化均衡情况进行科学合理地规划才能确保项目综合效益最优。

本文以江苏省宿迁市泗洪县车门乡高标准农田建设项目为例，对项目区水资源状况进行计算与探讨，分析其项目的可实施性，同时也为其他项目区域的水资源平衡分析提供借鉴。

一、项目区水资源概况
项目区内可供利用水资源主要有本地径流、过境水、灌溉回归水等，需水主要是农业用水，其次是非农业用水。

项目区位于西南岗片区，西南岗地区多年平均降雨量893mm，多年平均蒸发量1833mm，降水年季变化大，年内分布不均。

二、灌溉设计保证率和灌溉定额1.灌溉设计保证率
根据项目区实际调查和经验进行分析，并参考《灌溉与排水工程设计标准》数据选定；通过技术经济论证和系统分析该项目区灌溉设计保证率为90%。

2.灌溉定额
根据《江苏省农业节水规划》的计算成果，项目区主要作物净灌溉定额（包括水稻秧田期和泡田期用水）见表1。

三、供需平衡分析1.项目区现状供需分析
合理分析与评价地区水资源，对地区的可持续发展有着十分重要的作用，也为水资源的合理利用与管理奠定基础，是地区高标准农田建设的前提条件。

（1）代表年的选择
根据泗洪县的实测资料，选用长系列法与代表年法相结合的方法，能够满足水资源开发利用现状的精度要求。

本次供需分析分三个水平年三种年型考虑， 即：平水年，选取接近P=50%的代表年；中等干旱年，选取接近P=75%的代表年型；特殊干旱年，选取接近P=95%的代表年型。

（2）可供水量计算
1）当地地表水资源可利用量
项目区属于平原地区，对径流的调蓄能力较低，需将径流总量乘以径流可利用率，得到地表水资源可利用量。

径流可利用率采用《宿迁市水资源调查报告》（简称《报告》）中数据，保证率50%、75%、95%代表年的径流可利用率分别为0.35、0.45、0.55，计算得到地表径流流量。

2）过境水量
过境水量是本项区的主要水源，过境水主要是通过渠首泵站抽提新汴河来水。

根据项目区内用水需求及项目区引水、取水工程的取水能力，并考虑到取水许可，确定项目区的过境水可利用量。

3）回归水量
项目区的回归水主要是工业回归水和农业灌溉回归水，根据《报告》农业用水量回归系数取0.25，工业用水量回归系数取0.7，另外考虑回归水可利用系数取0.4，计算出回归水可利用量。

4）可利用水总量
汇总以上计算，灌区各不同年型的可利用水量汇总见表2。

（3）需水量计算
项目区以农业生产为主，主要需水量为农业需表1　主要作物净灌溉定额成果统计表（单位：m 3/亩）作物种类
水稻小麦玉米50%326.82531.375%430.238.465.795%
530.4
75.7
86.9
水文水资源
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水量、非农业需水量及区域生态环境需水量。

1）农业需水量
结合现状年项目区灌溉水利用系数0.56，由不同作物的种植面积计算得到现状年不同保证率农业用水量。

保证率50%、75%、95%代表年的水稻用水量分别为271.36万m 3、357.22万m 3、440.42万m 3，小麦用水量分别为20.09万m 3、30.86万m 3、60.83万m 3，农业用水总量分别为291.45万m 3、388.08万m 3、501.25万m 3。

2）非农业需水量
非农业需水量主要为项目区内工业用水、村镇居民生活用水及牲畜用水。

本项目区非农业需水量主要为牲畜用水，及水产养殖用水，按10万m 3/年计。

3）区域生态环境用水量
该部分水量可采用河流枯水期平均水量代替，本项目区范围内均为中沟、小沟，生态环境用水量数量较少，本项目不单独计算生态环境用水量。

4）现状年总需水量现状年需水量汇总见表3。

（4）项目区现状年供需水量平衡分析
根据以上各供、用水量的计算和预测，各水平年平衡结果见表4。

根据供需平衡结果分析，平水年份（P=50%）有余水量，其值为100.44万m 3；一般干旱年（P=75%）和特殊干旱年份（P=95%）水量不足，缺水量在
76.99~302.5万m 3，如不对现状水利工程进行建设与改造，水资源不能满足项目区高标准农田建设灌溉设计保证率90%以上的要求。

2.项目区设计水平年水量供需分析
项目区设计水平年为：项目建成后的年份（2020—2025年）。

项目建成后的灌溉水利用系数可达到0.70。

（1）可供水量计算
可供水量包括当地地表水、过境水及灌溉回归水等。

项目区建成后，河（渠）道经疏浚整治，河（渠）道引蓄水能力大为增强；上游推广节水灌溉，回归水将有所减少。

项目区设计水平年可供水量见表5。

（2）需水量计算
项目区建成后，由于推广节水灌溉，加强灌溉水的控制，农业需水将有较大减少，但非农业用水将有所增加。

灌溉水利用系数为0.70，根据作物灌溉定额及项目区作物种植面积，可以计算出设计水平年农业用水量。

项目区设计水平年需水量计算成果见表6。

（3）设计水平年供需平衡计算
根据以上可供水量及需水量计算结果，进行项目区设计水平年供需平衡分析计算，结果见表7。

3.灌溉水质分析评价
项目区灌溉用水主要取自成子湖，灌溉水源有保障，根据泗洪县环保局 2018年 11 月安东河入
表2　水资源可利用水量汇总表（单位：万m 3）
水平年年型地表径流可利用量过境水可利用量回归水
可利用量
合计
现状年P=50%50.13 345.60 33.46 429.19
P=75%46.06 259.20 43.12 348.39
P=95%8.80 172.80 54.44 236.05
3表4　供需水量及余缺表（单位:万m 3）年型可利用量需水量余缺现状
年P=50%429.19 328.75 100.44 P=75%348.39 425.37 -76.99 P=90%
264.13 481.96 -217.83 P=95%
236.05
538.55
-302.50
注：水量供需平衡结果，余水为“+”；缺水为“-”。

表5　项目区设计水平年可供水量汇总表（单位：万m 3）水平年
年型地表径流过境水回归水合计
设计
水平年
P=50%
50.13 345.60 20.40 416.13 P=75%
46.06 259.20 25.37 330.63 P=95%8.80
172.80 36.35 217.96
3表7　项目区设计水平年供需平衡分析表（单位：万m 3）
年型
可利用量
需水量
余缺设计
水平年P=50%416.13 196.75 219.38 P=75%330.63 246.39 84.24 P=90%
241.49 270.43 0.77 P=95%
211.78
294.48
-82.70
注：水量供需平衡结果，余水为“+”；缺水为“-”。

水文水资源
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水库生态需水计算方法对比浅析
李　波
目前我国的生态水位研究仍然处于初始阶段，20世纪80年代开始，我国开始对鱼类资源的开发和保护给予重视，同时，生态系统的生态需水的研究也逐步开展起来。

不同领域提出了许多生态需水计算方法，这些方法大多是借鉴国外的方法，合理性和机理值得进一步探讨。

考虑到国内生物资料及大量现场观测数据缺乏的情况，实际分析水库生态需水时，应结合研究区域的实际情况采用不同的计算方法，分析不同生态水位计算方法的优缺点，对比已有的基础资料，选择出合理可行的计算水库生态需水量的方法，确定维持水库生态系统不发生严重退化所需的水量及水位。

一、水库概况
众兴水库地处安徽省合肥市肥东县境内，位于长江流域巢湖水系店埠河上游，是一座以灌溉为主，结合防洪、供水等综合利用的中型反调节水库。

工程由水库大坝、进水闸、泄洪洞、非常溢洪道、防洪闸、取水口等组成，水库控制流域面积114km 2，总库容9946万m 3。

下游保护范围有肥东县城、撮镇、二电厂等，保护人口约30万，保护耕地约20万亩，是肥东县重要的供水、灌溉水源地。

二、水库生态需水计算方法选择
根据肥东县众兴水库历年逐日实测水位资料、水面面积、库容以及对应年份的水环境情况等基础资料，经综合分析后，选择水文学方法（年保证率设定法）、栖息地方法（生物空间最小需求法）计算众兴水库最低生态水位，并对结果进行对比分析，合理取用。

三、水库生态需水计算1.水文学法——年保证率设定法
参照最枯月平均流量法及水文学中Taxas 法，结合众兴水库的实际情况，采用最低年平均水文代表年法来计算最低生态水位，计算公式为：
H min =μH （1）式中：H min 为最低生态水位；H 为某保证率下所对应的水文代表年年平均水位；μ为权重。

计算步骤如下：
（1）根据系列水文资料，对历年最低水位按照从小到大的顺序进行排列；
（2）根据水库自然地理、结构和功能选择适宜的保证率（50%、75%、90%），然后计算该保证率下所对应的水文代表年；
（3）计算水文代表年年平均水位；（4）确定权重μ。

以水文代表年年平均水位作为最低生态水位，因没有考虑生物因素，计算结果可能与客观情况有一定差别。

此外由于众兴水库存在人为的调水、引水、蓄水等方面的调度，水库水位经过一系列的调度运行，与一般情况下水库调度有一定区别，但是根据众兴水库1988—2018年多年实测水位资料可以洪泽湖处监测资料，按照《地表水环境质量标准》（GB3838-2002） 分类要求，pH 值为 7.14、溶解氧 7.3mg/L、高锰酸盐指数 4.5mg/L、氨氮 0.23mg/L、总氮 0.39mg/L、总磷 0.038mg/L，属Ⅲ类水质。

根据农田灌溉水质标准要求，水源水质满足《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005），也完全满足高标准农田灌溉水质要求。

四、结语
项目区现状水资源保证率只能达到73%左右，通过实施高标准农田建设项目，增加水利设施建设与改造，推广节水灌溉技术，灌溉水资源大为节省，水资源供给即使遇到 95%的来水水平年，仅缺水82.70万 m 3，能够满足项目区 90%的灌溉设计保证率。

农业用水得到保障，可以较好地提高项目区的灌溉设计保证率和灌溉水利用系数，为农业现代化建设打下坚实基础■
（作者单位：宿迁市水务勘测设计研究有限公司　223800）
水文水资源。