灌區(qū)水量平衡分析計算

　　摘要：通過對路溪灌區(qū)情況的認(rèn)真分析，將灌區(qū)分為三個小片區(qū)進行分解，分別計算灌溉用水量及來水量，采用合理的水量平衡計算的原則和方法，計算路溪灌區(qū)的水量平衡。分析計算結(jié)果表明，路溪灌區(qū)的來水量能夠滿足灌溉用水，不存在資源性缺水。

　　關(guān)鍵詞：灌區(qū),分區(qū),灌溉用水,來水量,水量平衡

　　一、工程概況

　　龍門縣位于廣東省中部，惠州市北部，地處珠江三角洲的邊緣，東江支流增江的中上游，全縣總面積2295km2[1]，山地及丘陵占總面積的73%，平均海拔550m。路溪灌區(qū)位于龍門縣龍江鎮(zhèn)路溪社區(qū)，灌區(qū)范圍包括路溪的陳禾洞、埔心、沈村、六屯、石下、甘坑和路溪7個行政村。路溪灌區(qū)是引增江支流鄧背河水和坑頭水庫水進行灌溉。

　　路溪灌區(qū)范圍內(nèi)受益人口1.2萬人。灌區(qū)設(shè)計灌溉面積1.36萬畝，灌區(qū)內(nèi)以種植水稻為主，兼種糖蔗、花生、水果、蔬菜等。路溪灌區(qū)水源為增江支流鄧背河水，合水干渠渠首位于鄧背河上游的陳禾洞水，東、西干渠渠首位于鄧背河。為灌區(qū)供水的蓄水工程共3座，其中�。�1）型水庫2座，�。�2）型水庫1座，總集雨面積16.62km2,總調(diào)蓄庫容829.5萬m3。灌區(qū)工程主要由上游�。�1）型調(diào)節(jié)水庫——坑頭水庫，格水等2座引水陂、坑頭引水渠、引水隧洞、干渠渠道及其渠系建筑物、沿渠調(diào)蓄水庫——屏風(fēng)石水庫（�。�1）型水庫）和公大坑小（2）型水庫等組成。

　　路溪灌區(qū)渠線較長，分布相對分散，便于進行水量平衡計算，將灌區(qū)分為三個片區(qū)，分別為：合水片，主要為合水干渠，灌溉面積0.12萬畝；芳村引水陂片，包括東、西干渠，灌溉面積1.09萬畝；屏風(fēng)石水庫片，灌溉面積0.56萬畝。其中合水片位于鄧背河上游，余水進入下游鄧背河，通過芳村陂將水引致芳村引水陂片，滿足東、西干渠的灌溉水量，不足部分由坑頭水庫補充，芳村引水陂片余水進入屏風(fēng)石水庫，通過屏風(fēng)石水庫調(diào)節(jié)滿足屏風(fēng)石水庫片的灌溉水量。

　　二、灌溉用水量

　　灌區(qū)目前主要以種植水稻為主，作物組成約為水稻80％，旱作物20％。近、遠(yuǎn)期水平年作物組成及灌溉制度基本不變。

　　經(jīng)實地調(diào)查灌區(qū)土壤分布主要以砂壤土為主，所以本次計算灌溉用水量以砂壤土進行計算，渠道滲漏損失以砂壤土滲漏系數(shù)進行損失計算。灌溉定額主要根據(jù)《廣東省一年三熟灌溉定額》[2]（廣東省水科院，1999）計算，查一年三熟砂壤土灌溉定額等值線圖，可得本灌區(qū)凈灌溉定額見表1。

　　三、年徑流量

　　灌區(qū)是從增江支流鄧背河的上游引水，灌區(qū)內(nèi)建有引水陂2座，分別是合水干渠的格水引水陂；路溪電站引水隧洞前的芳村引水陂。

　　芳村引水陂以上區(qū)間集水面積35.52km2，另芳村引水陂上游建有�。�1）型水庫——坑頭水庫�？宇^水庫是一座結(jié)合灌溉、發(fā)電等綜合效益的水庫，水庫壩址以上控制集雨面積7.4km2，最大庫容651.3萬m3，正常庫容520萬m3。

　　灌區(qū)內(nèi)水庫及區(qū)間來水由于集雨面積較小，所以擬采用查等值線圖法計算，由《廣東省水文圖集》[3]（1991年）進行查算，查圖可得有關(guān)水文參數(shù)如下：

　　A、多年平均降雨量H=2100mm，相應(yīng)變差系數(shù)Cv=0.25；

　　B、多年平均徑流深h=1300mm，相應(yīng)變差系數(shù)Cv=0.35；

　　C、多年平均水面蒸發(fā)深度h水面=1150mm（E601型）。

　　查等值線圖所得多年平均降雨量2100mm與龍門氣象站1963～2007年共45年實測多年平均降雨量2156.6mm基本一致，采用等值線圖計算徑流量是符合本工程實際的。

　　根據(jù)等值線圖水文參數(shù)計算可得灌區(qū)內(nèi)各水庫壩址對應(yīng)的年徑流量成果，見表3。

　　根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》（GB50288-99），本灌區(qū)屬水資源豐富地區(qū)，且以水稻種植為主，灌溉設(shè)計保證率取90%[4]。因此，徑流計算代表年主要選用90％年份。灌區(qū)內(nèi)水庫徑流分配擬采用龍門氣象站降雨資料進行分配。

　　四、水量平衡計算

　　1、水量平衡的原則和方法

　�。�1）由于灌區(qū)近遠(yuǎn)期設(shè)計灌溉面積、水源工程和灌區(qū)灌溉制度與現(xiàn)狀基本一致，因此本階段水量平衡不分基準(zhǔn)年、近期、遠(yuǎn)期水平年，均按灌區(qū)工程續(xù)建配套節(jié)水改造完成后的條件進行計算，灌溉水利用系數(shù)取0.66。

　�。�2）先對灌區(qū)內(nèi)的公大坑水庫進行水庫自身水量平衡計算（包括供水），得出該水庫的保證灌溉面積，扣除壩下游（路溪灌區(qū)外）的灌溉面積，即為該水庫在平衡片內(nèi)負(fù)責(zé)的灌溉面積，余水進入東干渠。

　�。�3）再對陳禾洞和格水兩個陂分別進行平衡，合水片余水進入芳村引水陂；然后對芳村引水陂進行水量平衡計算（包括東干渠、西干渠，不包括屏風(fēng)石水庫片），來水為合水片余水及區(qū)間來水，不足部分由坑頭水庫補水，余水進入屏風(fēng)石水庫；最后對屏風(fēng)石水庫片進行水量平衡計算，來水為芳村引水陂片和公大坑水庫的余水，不足部分由坑頭水庫補水。

　�。�4）最后對坑頭水庫進行總體水量平衡計算，平衡時不僅要保證主干渠的灌溉用水，還要補足下面芳村引水陂片和屏風(fēng)石水庫片的不足水量。

　　2、高瓜水庫水量平衡計算

　　路溪灌區(qū)高瓜水庫有公大坑水庫。公大坑水庫有灌區(qū)外的灌溉任務(wù)。水庫調(diào)節(jié)計算時計入水庫蒸發(fā)和滲漏水量損失，水庫水量損失按《水利工程實用水文水利計算》[5]進行計算。

　　水庫蒸發(fā)水量損失按下式計算：

　　ΔE=[KE水-(P0-y0)]F水面

　　式中：ΔE——庫區(qū)陸面變成水面引起的年蒸發(fā)增量，即年蒸發(fā)損失量；

　　E水——水庫附近根據(jù)蒸發(fā)器測得的多年平均水面蒸發(fā)量，查等值線圖得E水=1150mm，蒸發(fā)皿為E601型；

　　K——由蒸發(fā)器數(shù)字推算為大面積蒸發(fā)值的換算系數(shù)，查表得K=0.91；

　　P0——壩址以上控制面積多年平均降雨量，查等值線圖得P0=2100mm；

　　y0——壩址處多年平均徑流深，查等值線圖得y0=1300mm；

　　F水面——水庫各時段的水面面積。

　　水庫滲漏水量損失根據(jù)水庫的水文地質(zhì)情況，按水庫各月的平均蓄水量的1%計算各月的滲漏水量損失。

　　經(jīng)計算，公大坑水庫在枯水年（P=90%）的保證灌溉面積為0.05萬畝，還能補充東干渠的0.0972萬畝農(nóng)田的灌溉用水。

　　3、合水片水量平衡計算

　　合水片總灌溉面積為0.12萬畝，灌溉用水量131.80萬m3，該片區(qū)來水總量為2047.89萬m3，余水總量為1916.09萬m3，余水進入芳村引水陂片，對下游二個片區(qū)進行補充。

　　4、芳村引水陂片水量平衡計算

　　芳村引水陂片總灌溉面積為1.09萬畝，其中西干渠灌溉面積0.23萬畝，東干渠灌溉面積0.86萬畝。剔除公大坑水庫的片內(nèi)保證灌溉面積0.0972萬畝后，東干渠灌溉面積0.7628。東干渠灌溉用水量837.79萬m3，西干渠灌溉用水量252.61萬m3，同時承擔(dān)城鎮(zhèn)用水量為109.14萬m3，該片區(qū)來水總量為2433.63萬m3（扣除城鎮(zhèn)用水量），余水總量為1343.23萬m3，并需要坑頭水庫補充水量為341.38萬m3。余水進入屏風(fēng)石水庫。

　　5、屏風(fēng)石水庫片水量平衡計算

　　屏風(fēng)石水庫片總灌溉面積為0.56萬畝，其中直接通過屏風(fēng)石干渠灌溉0.15萬畝，另通過新開渠道連通龍平渠龍江分干渠渠尾，擴大灌溉面積0.41萬畝。屏風(fēng)石水庫片灌溉用水量615.05萬m3，屏風(fēng)石水庫水量損失量為37.56萬m3，承擔(dān)的城鎮(zhèn)用水量為365.00萬m3，該片區(qū)來水總量為1858.94萬m3，則余水總量為567.00萬m3。

　　6、坑頭水庫水量平衡計算

　　坑頭水庫作為調(diào)節(jié)補充水源，水量總體平衡計算時，不僅要保證其自身的灌溉用水，還要補足下面兩個片區(qū)（芳村引水陂片和屏風(fēng)石水庫片）的不足水量。灌溉用水量27.46萬m3，芳村引水陂需補充水量為341.38萬m3，坑頭水庫水量損失量為29.10萬m3。該片區(qū)來水總量為567.58萬m3，用水余缺總量為198.74萬m3。

　　五、平衡結(jié)果分析與建議

　　從水量平衡分析計算可以看出，在路溪灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造后，坑頭水庫及灌區(qū)蓄、引水工程在灌溉保證率為90％的枯水年除能滿足路溪灌區(qū)1.36萬畝農(nóng)田的灌溉用水外，還可以通過新開渠道擴大0.41萬畝農(nóng)田的灌溉面積。路溪灌區(qū)現(xiàn)狀主要存在工程性缺水，不存在資源性缺水問題，應(yīng)盡早對灌區(qū)進行配套節(jié)水改造，使其正常發(fā)揮效益。

　　[1]龍門縣統(tǒng)計局.《龍門縣國民經(jīng)濟統(tǒng)計資料匯編》.2012年

　　[2]廣東省水利水電科學(xué)研究所.廣東省一年三熟灌溉定額[M].暨南大學(xué)出版社.1999年

　　[3]廣東省水利電力局.《廣東省水文圖集》.華南出版社.1991年

　　[4]水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計總院.《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》.建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額研究所組織中國計劃出版社出版.1999年

　　[5]長江流域規(guī)劃辦公室水文處.《水利工程實用水文水利計算》.水利電力出版社.1983年