汉滨区县河镇田沟水库灌区节水改造工程水量平衡计算分析

汉滨区县河镇田沟水库灌区节水改造工程水量平衡计算分析

陈芸

陈芸

汉滨区县河镇农业综合服务站陕西安康725000

摘要：通过灌区概况调查，水文气象分析，水库上游来水量计算，灌区灌溉面积、作物种植品种、灌溉制度，确定作物需水量，通过水量平衡计算分析，得出结论，基本可满足灌区灌溉需求。

关键词：水文、灌溉制度、灌溉区水利用系数、水量平衡计算

1灌区基本情况

汉滨区县河镇处于安康城区近郊，县河镇政府及集镇距安康城区约10km，308省道穿境而过，乡村硬化道路网络四通八达，交通十分方便。近年来，县河镇毛坝村被安康市、区两级列为社会主义新农村建设示范点，依据得天独厚的地理优势、山水田园自然风光和方便快捷的交通条件，该地已逐步发展成为安康市区重点休闲旅游场所，同时带动了农家乐、餐饮、住宿等第三产业的快速发展。

田沟水库建设于1978年，是一座以灌溉为主的小（2）型水利枢纽工程，设计总库容26.5万m3，有效库容20.9万m3。水库枢纽由大坝、溢洪道、放水设施三部分组成，田沟水库枢纽建在黄洋河左岸一级支流田沟上游，按照行政区域属县河镇凡庙村境内。

田沟水库灌区辖县河镇凡庙、红升、毛坝等三个行政村，灌区中心距安康城南直距约11km。水库灌区700亩，干渠总长4.83km。

田沟发源于境内的“磨石梁”，由北向南流向，于汉滨区县河镇红升村汇入黄洋河，沟道总长2.6km，河道比降112‰，田沟水库坝址以上控制流域面积1.05km2。

灌区主要以粮食、蔬菜种植为主，兼有少量的经果林和养殖业，以及劳务输出、开办“农家乐”等第三产业。

流域属北亚热带湿润、半湿润季风气候区。四季分明，气候温和。灌区海拔高程在310～350m之间。区域内农业开发早，生产水平较高，属水旱轮作两熟区。土壤熟化成度高，地力营养成分全，保水保肥能力强，复种指数高，质地适宜各种农作物生长。

田沟水库灌区建于1978年，经过30多年的运行，多年来无资金投入进行维修养护，工程老化失修严重，致使效益难以充分发挥。存在问题主要有：

①由于当时受资金限制，配套的输水渠道为土渠和部分石渠，水渗漏极为严重，输水能力锐减，水利用系数为0.3；致使现实际灌溉面积仅能达到130余亩，不足原设计的20％。

②配套的渠道建筑物几乎完全损坏，尤其是田沟水库上的一处渡槽和倒虹，基础多出湿陷变形，致使渡槽渗漏严重，倒虹管道破损，已完全失去输水功能。

田沟水库灌区内人口稠密，土地肥沃，光照充足，距离城区较近，已逐步发展成为安康城区的蔬菜基地，而田沟水库水利工程现状无法保证农业灌溉的需求，群众迫切需要对渠系工程进行节水改造，恢复灌区设施功能，因此，该灌区在2011年进行节水改造工程。主要对其配套的输水渠道进行衬砌，对渠系建筑物进行加固改造，进行加固维修。

2气象、水文

2.1气象

流域属北亚热带湿润、半湿润季风气候区，四季分明，气候温和。冬季受蒙古冷高压控制，寒冷少雨，夏季受西伸太平洋副热带高压和河西走廊、四川盆地控制形成多雨并有伏旱的气候，春季干燥，秋季湿润并多连阴雨。

流域内近旁无气象站，故借用安康气象站来说明该流域的气象特征。安康气象站位于东径109°02′，北纬32°43′，观测场的海拔高程328.8m，观测项目有气压、气温、水气压、相对湿度、降水量、日照、蒸发、风速、风向、雷暴等。据安康地区气象站实测资料统计，多年平均气温15.6oC，最高气温41.7oC，最低气温-9.5oC。多年平均风速1.3m/s，最大风速24.3m/s，主风向NNW。全年无霜期为250天左右。多年平均蒸发量783.3mm（E601蒸发器），多年平均降水量840mm，变差系数Cv=0.22，实测最大年降水量为1392.1mm，最小降水量462.6mm，最大降水量是最小降水量的3倍，降水量年内分配不均，一般夏季多雨，冬春偏少，雨季7--10月降水量占全年降水量的65%，枯水期11--3月占全年降水量不足10%。

2.2水文

2..2.1降水

流域属亚热湿润区，降水充沛、多年平均降水量880mm，但时程分布不均，变幅大、年降水量变差系数0.21，一般夏季多雨，冬春偏少，7～10月降水量占全年降水量的65%，枯水期11～3月占全年降水量不足10%，6~7月降水最多，占全年降水的42.4%，常常形成旱涝交织。多年平均年水面蒸发量900mm。

2.2.2径流

流域内径流主要由降雨形成，其水情随降水的变化而变化，河流的水量汛期主要由降水补给，枯水季节靠稳定的地下水补给。

3灌溉水量平衡分析

3.1灌区可供水量分析

3.1.1地表径流

1、流域概况和基本资料

田沟水库枢纽建在黄洋河左岸一级支流田沟上游，坝址以上控制流域面积1.05km2，河道长度2.60km。田沟发源于磨石梁，由北向南流向，沟道总长2.6km，总流域面积3.06km2，河道比降112‰。

灌区所在地内无水文测站，距枢纽下约2km于1962年5月建立的黄洋河县河口水文站。选用县河口水文站作参证站，并根据流域特征，采用《安康地区实用水文手册》（以下简称《手册》）中提供的关于无资料地区及小流域水文计算的经验公式进行计算。

2、年径流的计算

年径流总量根据《手册》提供的小流域经验公式和水文比拟法两种方法计算，根据计算成果，通过综合分析、合理选定设计年径流量。

⑴经验公式法

基本公式：Wp=1000Yp·F

Yp=Y·KP

式中：Wp—某频率的设计年径流总量（万m3）；

Yp—某频率的设计年径流深（mm）；

F—控制流域面积（km2）；

Y—多年平均径流深（mm）；查《手册》，本流域为390mm；

Kp—某频率的模比系数。

现将公式法计算的田沟水库枢纽的不同频率的年径流总量列入表2-1。

田沟水库不同频率年径流总量计算成果表

3—1

由以上两种方法计算的年径流总量有差别，但差别不大，分析如下：水文比拟法所采用的参证站面积与所要计算的田沟水库坝址以上控制流域面积相差大，其计算精度不够；公式法在特小流域中径流总量的计算具有一定的精度，因此，本次采用经验公式法所计算的结果做为田沟水库坝址年径流总量。

3、径流总量的年内分配

径流总量的年内分配采用黄洋河县河口水文站不同频率径流总量的各月分配比例乘以各计算单元的径流总量。

县河口水文站不同频率径流总量的各月分配比例见表3-3，依据分配比例计算得田沟水库坝址处不同频率的年径流各月分配见表3-4。

3.1.2地下水可供水量

灌区内含有较丰富的地下潜水。山区地带地下水赋存在岩石裂隙中，埋深一般在1.5~3m，主要由降雨补给，枯水期经入渗汇集后，形成沟溪径流；丘陵区，其砂砾层为地下水富集带，由降雨及灌溉补给，埋深在1~2m。地下水为弱碳酸型，人畜可以饮用，对普通硅酸盐水泥无腐蚀侵害作用。

3.2灌溉用水量分析

3.2.1作物需水量和灌溉制度

1、灌区土壤类型及各灌溉单元面积

⑴灌区土壤类型：灌区土壤类型为粘壤土；

⑵灌溉面积：田沟水库设施灌溉总面积700亩，其中水田400亩、水浇地300亩。

2、灌溉定额

田沟水库灌区与已实施的迎风乡红霞水轮泵站灌区相邻，同属于安康丘陵区，土壤性质相近，作物种植种类相同，并且同属一个气候区，降雨、气温都基本相同，因此灌溉定额参照迎风乡红霞水轮泵站灌区灌水定额，选用的晚水稻灌溉制度和小麦、油菜、玉米灌溉制度见表3-5和表3-6。

3、灌溉设计保证率

依据《灌溉与排水工程设计规范》GB50288－99表3.1.2，该灌区为湿润、半湿润地区，并以水稻灌溉为主，所以灌溉设计保证率确定为P=75%。

4、灌溉水有效利用系数

因灌区距取水枢纽较近，灌溉方式较为单一，仅设干、支渠即可向田间输水，经综合分析，核定灌溉水利用系数为0.75。

5、灌溉用水过程分析

依据灌区土壤类型及各灌溉单元面积、灌溉定额和灌溉水有效利用系数对田沟水库P=50%频率年，P=75%频率年灌溉用水过程进行分析计算，成果见3-7。

晚水稻灌溉制度

2.3水利计算成果

通过对田沟水库P=50%频率年、P=75%频率年来水量和用水量，进行径流调节计算，其成果见表3-8。

由表3-8可知：田沟水库P=75%频率年各月来水量经水库调节后满足灌溉用水量的要求；同时通过节水工程措施，加之现代农业大力推广节水灌溉，灌区管理人员缺水季节注意调配，完全可满足灌区灌溉需求。

田沟水库不同设计频率年水量调节计算表