水利工程論文-青銅峽灌區(qū)水土資源平衡分析的探討.doc

水利工程論文-青銅峽灌區(qū)水土資源平衡分析的探討摘要：本文根據(jù)青銅峽灌區(qū)四水轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)和灌區(qū)規(guī)劃的要求，提出灌區(qū)節(jié)水改造規(guī)劃的水土資源平衡應(yīng)進(jìn)行水資源的3個(gè)平衡分析，即水資源供需平衡分析，引水、耗水與排水平衡分析，水資源耗水平衡分析.水資源的3個(gè)平衡分析的目標(biāo)與內(nèi)容不同，但科學(xué)基礎(chǔ)與依據(jù)都是灌區(qū)的四水轉(zhuǎn)化關(guān)系關(guān)鍵詞：灌區(qū)規(guī)劃四水轉(zhuǎn)化水資源供需平衡隨著我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，水資源的合理利用與優(yōu)化配置成為其可持續(xù)發(fā)展的重大問(wèn)題13.本文結(jié)合青銅峽灌區(qū)的節(jié)水改造規(guī)劃，對(duì)干旱半干旱地區(qū)的大型灌區(qū)的水土資源平衡的有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行討論.青銅峽灌區(qū)地處寧夏銀川平原，屬黃河河套(前套)平原的重要組成部分.灌區(qū)總土地面積6239km2，現(xiàn)狀灌溉面積33萬(wàn)hm2，灌區(qū)涉及寧夏的3個(gè)地級(jí)市及11個(gè)縣(市、區(qū))，是自治區(qū)人口集中地與工農(nóng)業(yè)發(fā)展精華地區(qū).青銅峽灌區(qū)建設(shè)發(fā)展歷史悠久，但工程老化失修，滲漏嚴(yán)重，水資源利用率低，平均灌溉水利用系數(shù)只有0.38，水分生產(chǎn)率只有0.62kg/m3.青銅峽灌區(qū)現(xiàn)狀引水量、耗水量約占寧夏引黃灌區(qū)的80%左右，也是節(jié)水潛力最大的地區(qū)，應(yīng)制定灌區(qū)改造規(guī)劃，積極進(jìn)行灌區(qū)的節(jié)水建設(shè)，把青銅峽灌區(qū)改造成為面向二十一世紀(jì)節(jié)水高效的新型灌區(qū).1青銅峽灌區(qū)四水轉(zhuǎn)化特點(diǎn)與水土資源平衡分析1.1灌區(qū)四水轉(zhuǎn)化與特點(diǎn)水土資源平衡分析是灌區(qū)灌溉規(guī)模論證的主要依據(jù).灌區(qū)的四水地表水、土壤水、地下水、大氣水(降水與蒸發(fā))的轉(zhuǎn)化關(guān)系4,5是灌區(qū)水土資源平衡分析的科學(xué)基礎(chǔ)與依據(jù).青銅峽灌區(qū)四水轉(zhuǎn)化模式如圖1.本文以下將灌區(qū)作為一個(gè)整體，根據(jù)用水與耗水的性質(zhì)和特點(diǎn)，將灌區(qū)劃分為5個(gè)單元，即農(nóng)田灌溉單元(人工灌溉的耕地、林地與草地)、工業(yè)用水單元、城鄉(xiāng)用水單元、人工環(huán)境生態(tài)用水單元、自然生態(tài)耗水單元.青銅峽灌區(qū)的四水及其轉(zhuǎn)化簡(jiǎn)要說(shuō)明如下.圖1青銅峽灌區(qū)四水轉(zhuǎn)化與水資源供需平衡概念地表水是指灌區(qū)引用的黃河水、降水形成的地表徑流和灌區(qū)排水.引用的黃河水在渠道輸水過(guò)程中，通過(guò)蒸發(fā)滲漏轉(zhuǎn)化為大氣水、土壤水和地下水.降水形成的地表徑流一般難以利用、直接由排水溝排出.地下水來(lái)源于地表水與降水的入滲補(bǔ)給、灌區(qū)外的(山前)側(cè)滲補(bǔ)給，其消耗為通過(guò)潛水蒸發(fā)補(bǔ)充非飽和帶的土壤水、通過(guò)側(cè)滲以地下水的形式排入黃河、通過(guò)抽水作為工農(nóng)業(yè)的用水水源、通過(guò)越層入滲補(bǔ)給深層地下水.土壤水是四水轉(zhuǎn)化的中心環(huán)節(jié)，來(lái)源于地表水的入滲與地下水的潛水蒸發(fā)補(bǔ)給.土壤除少量補(bǔ)給地下水外、主要轉(zhuǎn)化為大氣水、消耗于蒸發(fā)蒸騰.大氣水指降水與蒸發(fā)蒸騰的水量.灌區(qū)的降水除少量入滲補(bǔ)給地下水和排水外，直接蒸發(fā)消耗掉.各個(gè)單元的蒸發(fā)蒸騰總量是灌區(qū)最終的水資源消耗量.根據(jù)自然條件與水資源利用現(xiàn)狀，青銅峽灌區(qū)的四水轉(zhuǎn)化有以下特點(diǎn).灌區(qū)年降水量?jī)H180220mm，而水面蒸發(fā)量達(dá)10001550mm.當(dāng)?shù)氐乇硭Y源量約為1.25億m3，降水與山前側(cè)滲的地下水補(bǔ)給量約為0.95億m3.降水在灌區(qū)的四水轉(zhuǎn)化中的作用處于次要的地位.灌區(qū)的生存與發(fā)展完全依靠黃河水的引用，現(xiàn)狀引黃河水量6070億m3.灌區(qū)內(nèi)四水轉(zhuǎn)化復(fù)雜，特別是地表水與地下水的轉(zhuǎn)化量大、轉(zhuǎn)化頻繁.灌區(qū)土地資源豐富，分布有大片的荒地，并形成灌區(qū)內(nèi)的自然生態(tài)景觀.在灌區(qū)水資源可利用量一定的條件下，社會(huì)經(jīng)濟(jì)用水與生態(tài)環(huán)境用水存在著激烈的矛盾.在我國(guó)依靠引用黃河水的大型灌區(qū)中，僅青銅峽灌區(qū)具有自流引水和自流排水的條件.目前灌區(qū)是“大引大排”(排水40億m3左右)，水資源利用不盡合理.1.2青銅峽灌區(qū)水土資源平衡分析根據(jù)青銅峽灌區(qū)四水轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)和大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造規(guī)劃的要求，本文提出在灌區(qū)水土資源平衡中要進(jìn)行水資源的3個(gè)平衡分析.灌區(qū)水資源供需平衡分析.該平衡分析是以往規(guī)劃中常規(guī)進(jìn)行的，平衡分析的目標(biāo)是調(diào)整國(guó)民經(jīng)濟(jì)各用水部門(mén)與水資源的供求關(guān)系.灌區(qū)引水耗水排水平衡分析.青銅峽灌區(qū)的引水量除灌區(qū)工農(nóng)業(yè)用水消耗外，尚有部分水量排入黃河.灌區(qū)的引水耗水排水平衡分析的目標(biāo)是調(diào)整局部(灌區(qū))與整體(流域)的資源配置關(guān)系.灌區(qū)水資源耗水平衡.水資源耗水平衡分析的目標(biāo)是調(diào)整國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)與自然生態(tài)的水資源配置關(guān)系.2青銅峽灌區(qū)水資源供需平衡分析為了提高水資源的利用效率而又滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的用水要求，必須進(jìn)行水資源供需平衡分析.在水資源不足的情況下，按照以需定供的原則，合理確定工農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)模并進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整.水資源供需平衡關(guān)系如圖1中粗線所示.2.1灌區(qū)可供水量灌區(qū)可供水量WS為灌區(qū)水源工程的可供水量，是地表水的可供水量WSS與地下水的可供水量WSG之和.WS=WSS+WSG(1)對(duì)青銅峽灌區(qū)，地表水的可供水量WSS即是灌區(qū)各干渠的渠首的引黃水量.地下水的可供水量即是由地下水補(bǔ)給量確定的地下水的可開(kāi)采量(井口).地下水的補(bǔ)給量為當(dāng)?shù)氐慕邓c山前側(cè)滲的地下水補(bǔ)給量和引黃灌溉的渠系與田間入滲補(bǔ)給量之和，以引黃灌溉入滲補(bǔ)給量為主.引黃入滲補(bǔ)給量WGR與引黃水量有關(guān)，由下式計(jì)算：WGR=(1-渠)WSS+(1-田)渠WSS（2）式中：渠為渠系水利用系數(shù)；田為田間水利用系數(shù)；為渠系入滲補(bǔ)給系數(shù).等式右端第一項(xiàng)為渠系滲漏水入滲補(bǔ)給量；第二項(xiàng)為田間水入滲補(bǔ)給量，該項(xiàng)只計(jì)自流灌區(qū).渠與渠道襯砌狀況有關(guān)，與排水量有關(guān)，故現(xiàn)狀水平年與規(guī)劃水平年的(1-渠)取值不同.地下水的可開(kāi)采系數(shù)取為0.6，則地下水的可開(kāi)采量WSG為：WSG=0.6(WGR+0.95)根據(jù)相關(guān)參數(shù)，計(jì)算不同引黃量下相應(yīng)的地下水補(bǔ)給量與可開(kāi)采量WSG結(jié)果如圖2.2.2灌區(qū)需水量(1)城鎮(zhèn)生活用水與需水量.城鎮(zhèn)生活用水量WUA按城鎮(zhèn)人口PA(人)與定額MA(L/人d)計(jì)算，即WUA=365PAMA.城鎮(zhèn)生活用水的水源有地表水(引黃)和地下水，需水量是根據(jù)用水量推算至水源工程(渠首與井口)處的水量.若地