农田灌溉水资源供需平衡分析计算创新分析
关键词：农田灌溉 水资源 供需平衡 计算方法
1.项目区概况
项目区位于开平市，属粤中低山丘陵区，土壤质地多为砂壤土，涉及中低产田面积0.45万亩，将区内农田灌溉系统进行综合整治。
项目区属镇海灌区设计灌溉面积6.08万亩范围内，镇海灌区主要灌溉水源工程有镇海水库和花身蚕水库。
镇海水库集雨面积128.2km2，总库容10962万m3，兴利库容7150万m3，是一座是以灌溉为主的大型水库；花身蚕水库集雨面积11.01km2，总库容1040万m3，兴利库容780万m3，是以补充灌溉为主的中型水库。
2.灌溉设计保证率和灌溉定额2.1灌溉设计保证率
根据国家农业综合开发土地治理项目建设标准结合本项目区属于南方湿润地区，水资源比较丰富，灌区农作物主要有早稻、晚稻和冬种作物，一年三熟制，灌溉设计保证率取P=90%。
2.2灌溉定额
查《广东省一年三熟灌溉定额》中的附图1、附图2得项目区一年三熟灌溉定额均值为610m3/亩，Cvm=0.22，查附表16-（1）得P=90%时，模比系数KP=1.29，P=90%灌溉定额为786.9m3/亩。
据《广东省一年三熟灌溉定额》，由于开平不属于《广东省一年三熟灌溉定额》中的32个代表点，灌溉年内分配采用恩平市的成果，枯水年P=90%灌水量年内分配见表1。
3.项目区设计水平年水量供需平衡分析
3.1项目区设计水平年可供水量（P=90%）
项目区设计水平年水源仍为镇海灌区。查阅《镇海水库1963～2011年及花身蚕水库1990～2011年的入库径流成果》水文资料显示，保证率P=90%时，镇海水库来水量为6821.9万m3，花身蚕水库来水量为288.8万m3。镇海水库及花身蚕水库均有供水任务，设计年供水量220万m3，即月供水量18.33万m3，设计供水保证率95%。根据《广东省开平市镇海水库供水工程水资源论证报告书》镇海水库设计年供水量取2867.6万m3。因此，镇海灌区在P=90%时可供灌溉水量为（6821.9-2867.6）+（288.8-220）=4023.1万m3。
镇海灌区总灌溉面积为6.08万亩，项目区0.45万亩农田为镇海灌区灌溉面积的一部分，可供水量按灌溉面积比例分摊。在灌溉保证率P=90%时，项目区可供灌溉水量4023.1×0.45/6.08=297.76万m3。项目区设计水平年可供水量情况如表3-1所示。
3.2项目区设计水平年需水量（P=90%）
3.2.1灌溉水利用系数
项目区渠系通过科学合理规划，对输水建筑物综合改造治理后，灌溉水利用系数完全可提高到0.75×0.95=0.7125。
3.2.2项目区设计水平年需水量计算
项目区0.45万亩属于镇海灌区，灌溉面积乘以灌溉毛定额计算得P=90%保证率下的需水量。需水量计算见表3-2。
3.3项目区设计水平年供需平衡情况分析（P=90%）
3.3.1项目区水量平衡情况分析
项目区设计水平年供需平衡计算见表3-3。从计算结果看，保证率P=90%时，项目区可供水量297.76万m3，灌溉需水量496.99万m3，灌溉需水量大于可供水量。因此需通过镇海水库、花身蚕水库多年兴利调节。
3.3.2兴利调节计算
镇海灌区改造后需担负6.08万亩农田灌溉用水，依据《灌溉与排水设计规范》、《开平市镇海灌区改造工程初步设计报告》，灌区面积为1～30万亩时，灌区田间水利用系数取ηf=0.95，渠系水利用系数取ηs=0.65，则灌溉水利用系数η=0.62。
查《广东省一年三熟灌溉定额》（1999）得镇海灌区净灌溉定额为610m3/亩，CV=0.22，Cs=2CV，灌溉水利用系数为0.62，则毛灌溉定额为610÷0.62=983.9m3/亩，查附表16-（1）得各频率模比系数Kp值，根据以上毛灌溉定额及Kp值计算得不用频率下镇海灌区灌溉用水量，计算结果见表3-4。
根据《广东省一年三熟灌溉定额》各站设计灌溉定额典型年表，选取恩平市站点枯水典型年灌溉水量年内分配，枯水年P=90%灌溉水量年内分配见表3-5。
镇海灌区主要灌溉水源为镇海水库和花身蚕水库，根据计算得镇海水库和花身蚕水库年径流量，见表3-6。
保证率P=90%时，镇海水库来水量为6821.9万m3，花身蚕水库来水量为288.8万m3。镇海水库及花身蚕水库均有供水任务，设计年供水量220万m3，即月供水量18.33万m3，设计供水保证率95%，根据《广东省开平市镇海水库供水工程水资源论证报告书》镇海水库设计年供水量取2867.6万m3。因此，镇海灌区在P=90%时可供灌溉水量为（6821.9-2867.6）+（288.8-220）=4023.1万m3。设计水平年镇海灌区灌溉需水量7718.5万m3，可供灌溉水量无法满足镇海灌区灌溉需求。
本次首先对镇海水库进行多年兴利调节计算，若镇海水库库容无法满足灌区灌溉需水要求时，则从花身蚕水库取水进行补充。
3.3.3镇海水库多年兴利调节计算成果分析
根据水库水文资料显示，镇海水库死水位为14.36m，相应库容为520万m3，正常蓄水位25.81m，相应库容7670万m3。兴利库容为正常蓄水位库容减去死库容，即7150万m3。
镇海水库最大设计供水能力下满足灌溉用水及供水任务所需总库容为7514.17万m3，镇海水库的兴利库容为7150万m3，缺水364.17万m3。所需总库容大于镇海水库的兴利库容，故仅考虑镇海水库作为供水水源不满足灌区供水要求，需同时考虑花身蚕水库作为镇海灌区灌溉水源。
3.3.4花身蚕水库补充供水兴利计算成果分析
根据水库水文资料显示，花身蚕水库死水位为14.00m，相应库容为106万m3，正常蓄水位25.04m，相应库容886万m3。兴利库容为正常蓄水位库容减去死库容，即780万m3。
经多年调节计算，花身蚕水库为满足自身供水任务及为镇海灌区补充供水所需总库容为773.97万m3，小于花身蚕水 库兴利库容780万m3，因此在设计水平年镇海水库无法单独完成镇海灌区供水任务时，可由花身蚕水库进行补水。
项目区0.45万亩农田属于镇海灌区的一部分，因此项目区设计水平年的灌溉用水也能得到满足。
4.水资源供需平衡结论
项目区现状渠道标准低，崩塌淤积，田间工程配套差，渠道渗漏水量大；灌溉水利用系数较低，仅为0.5，保证率P=90%时，现状灌溉需水量为708.21万m3。通过渠道科学布局、整治、改造、防渗等措施后，灌溉水利用系数提高至0.7125，保证率P=90%时，设计水平年灌溉需水量为496.99万m3。设计水平年与现状相比，农田灌溉g共节约了708.21-496.99=211.22万m3水量。
参考文献：
广东省农业综合开发土地治理项目规划设计指南（试行）.
广东省一年三熟灌溉定额.