水資源平衡分析報(bào)告

1、水資源平衡分析國家投資實(shí)施的土地開發(fā)整理項(xiàng)目，為了提高耕地質(zhì)量，絕大多數(shù)都規(guī)劃了灌溉工程。為此，這樣的項(xiàng)目區(qū)地形圖灌區(qū)必須進(jìn)行水資源的平衡分析。灌區(qū)的水資源平衡分析，包含著水質(zhì)、水量和水位等方面內(nèi)容，水位的來用水平衡分析比較簡單，經(jīng)過對地形與取用水位相互關(guān)系的分析，結(jié)合取水工程的設(shè)置，劃定出白流區(qū)和揚(yáng)水區(qū)（揚(yáng)程大小）即可。這里側(cè)重討論水量平衡分析的內(nèi)容。灌區(qū)的水土資源平衡分析是根據(jù)水源來水過程和灌區(qū)用水過程進(jìn)行的，這兩個過程是逐年變化的，在規(guī)劃設(shè)計(jì)時必須先確定用哪個年份的水源來水過程和灌區(qū)用水過程進(jìn)行平衡計(jì)算，這個特定的水文年份叫設(shè)計(jì)典型年，簡稱設(shè)計(jì)年，而設(shè)計(jì)年又是根據(jù)灌溉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確定的。一、

2、灌溉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)選擇設(shè)計(jì)年所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)稱為灌溉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。它綜合反映了水源對灌區(qū)用水的保證程度，關(guān)系到灌溉工程的規(guī)模、投資和效益。國標(biāo)（GB50288-99）規(guī)定，設(shè)計(jì)灌溉工程時，應(yīng)首先確定灌溉設(shè)計(jì)保證率，南方小型水稻灌區(qū)的灌溉工程也可按抗旱天數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。（一）灌溉設(shè)計(jì)保證率定義：指灌區(qū)用水量在多年期間能夠得到充分滿足的機(jī)率，一般用得到滿足的年數(shù)占總年數(shù)的百分率表示。它綜合反映了用水和來水兩方面的情況。將多年（長系列）的年灌溉用水量按大小順序排列，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算并繪制年灌溉用水量頻率曲線，在此曲線上選用的頻率值即為灌溉設(shè)計(jì)保證率值。如灌溉設(shè)計(jì)保證率P=80%,則表示頻率P=80%對應(yīng)的灌溉用水量

3、出現(xiàn)的機(jī)會為P=80%,意味著每百年中有80年這樣的年灌溉用水量可以得到保證，只有20年供水不足或中斷，換一種說法（用重現(xiàn)期的語言）就是相當(dāng)于平均每五年出現(xiàn)一次（五年一遇）供水不足或中斷的情況。2.灌溉用水保證率的確定 國標(biāo)（GB50288-99）規(guī)定:灌水方法地區(qū)作物種類灌溉設(shè)計(jì)保證率（%）地面灌溉干旱地區(qū)或水資源緊缺地區(qū)以旱作為主5075以水稻為主7080半濕潤、半干旱地區(qū)或水資源不穩(wěn)定地區(qū)以旱作為主7080以水稻為主7585濕潤地區(qū)或水資源豐富地區(qū)以旱作為主7585以水稻為主8095噴灌、微灌各類地區(qū)各類作物8595注：1、作物經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的地區(qū)，宜選用表中較大值；作物經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高的地區(qū)

4、，可選用表中較小值。2、引洪淤灌系統(tǒng)的灌溉設(shè)計(jì)保證率可取30%50%。確定原則：低壓管道輸水灌區(qū)取大于75%豐水區(qū)比缺水區(qū)取值高些提水區(qū)比白流區(qū)取值高些大型灌區(qū)比小型灌區(qū)取值高些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)比經(jīng)濟(jì)后進(jìn)區(qū)取值高些中遠(yuǎn)期（1020年）工程比近期（10年以內(nèi)）工程取值高些保證率取值過高，雖然保證率強(qiáng)，但是會使水源的灌溉能力不能充分發(fā)揮出來。反之，保證率取得過低，雖然可以擴(kuò)大灌溉面積，但是保證性較差，使工程費(fèi)用有不必要的增加。應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)條件、水源條件以及國家對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求等因素綜合確定。3、保證率用法，指在規(guī)劃設(shè)計(jì)中如何體現(xiàn)選定的保證率值。由于年灌溉用水量值很難具有長系列的數(shù)值，所以灌溉

5、設(shè)計(jì)保證率對應(yīng)的設(shè)計(jì)年灌溉用水量值也不能由年灌溉用水量頻率曲線上查得，可以就需要用以下方法選擇設(shè)計(jì)年，進(jìn)行年灌溉用水量計(jì)算。最常用的方法是按降雨量選擇設(shè)計(jì)年法。介紹如下：由于：降雨量大，灌溉定額（用水量）就小，降雨量小，灌溉定額（用水量）就大，而：降雨量頻率愈大，降雨量值愈小，灌溉用水保證率就愈大，降雨量頻率愈小，降雨量值愈大，灌溉用水保證率就愈小，可見：降雨量與灌溉用水量存在相關(guān)關(guān)系?？梢越频挠媒涤炅款l率曲線表灌溉用水量頻率曲線。用降雨頻率取代灌溉涉及保證率。即：中等年（降雨頻率P=50%相當(dāng)灌溉設(shè)計(jì)保證率P=50%）表示平均每兩年中就有一年供水不足或中斷。中旱年（降雨頻率P=75%相當(dāng)灌

6、溉設(shè)計(jì)保證率P=75%）表示平均每四年中就有一年供水不足或中斷。干旱年（降雨頻率P=8590%相當(dāng)灌溉設(shè)計(jì)保證率P=85一90%）表示平均每6-10年中就有一年供水不足或中斷?，F(xiàn)降雨資料條件情況，具體做法有三：其一：按降雨量選擇。把歷年的年降雨量從大到小排列，進(jìn)行頻率計(jì)算，選擇降雨頻率和灌溉涉及保證率相同或相近的年份作為灌溉用水設(shè)計(jì)典型年。此法考慮年雨量的年內(nèi)分配情況及對作物用水的影響，按此年份計(jì)算出來的灌溉用水量和作物實(shí)際要求的灌溉用水量往往差別較大。其二：按作物生育期雨量選擇。統(tǒng)計(jì)歷年主要作物生育期的降雨量，進(jìn)行頻率計(jì)算，選擇設(shè)計(jì)年。此法能反映主要作物的用水要求，但仍未能解決作物生育期內(nèi)降

7、雨量的分配及對作物用水的影響，仍與實(shí)際有一定的差別。其三：按干旱年份雨量分配選擇。對歷史上出現(xiàn)旱情較重的一些年份雨量年內(nèi)分配進(jìn)行分析，選擇對作物生長不利的雨量分配作為設(shè)計(jì)雨型。再按第一種方法確定設(shè)計(jì)中降雨量，然后把設(shè)計(jì)中雨量按設(shè)計(jì)雨型進(jìn)行分配，作為設(shè)計(jì)年的降雨過程。這是一種比較好的方法。除按降雨量選設(shè)計(jì)年外還有按灌溉定額、按用水來水選擇設(shè)計(jì)年等方法，限于實(shí)用中資料來源困難，就不作介紹了。（二）抗旱天數(shù)：定義：指抗旱期間，每天消耗的水量（騰發(fā)量和水田滲漏量）乘以抗旱的天數(shù)，作為單位面積上灌溉用水量的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，即單位面積上灌溉用水量W值以下式表示：Wedt式中ed抗旱季節(jié)平均日耗水量，mm/d湖北

8、：稻別早稻中稻單季晚稻雙季晚稻(e+d)(mm/d)6-78108-1067生長天數(shù)（d）859513075浙江:土壤粘土壤土沙壤土(e+d)(mm/d)567南方許多省份e值、d值的實(shí)驗(yàn)資料可以對照選用。t一抗旱天數(shù)，do1. 標(biāo)準(zhǔn)：國標(biāo)(GB50288-99)規(guī)定：單季稻灌區(qū)可用3050d,雙季稻灌區(qū)可用5070d。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，可按上述標(biāo)準(zhǔn)提高1020d。目前我國采用的抗旱天數(shù)為50-100d。豐水區(qū)和水稻為主的南方江蘇、廣東等省，多采用70100d。缺水區(qū)和旱作為主的北方陜西、寧夏等省多采用6090d。湖北：30-40|Rb卜雨為小旱，,約相當(dāng)于灌溉設(shè)計(jì)保證率為5070%,40-70|

9、天不卜雨為中旱，,約相當(dāng)于灌溉設(shè)計(jì)保證率為7080%,70100天小卜雨為人干|,約相當(dāng)于灌溉設(shè)計(jì)保證率為8095%2. 方法：灌溉庫容=抗旱期平均每天畝耗水量x溉畝數(shù)x抗旱天數(shù)灌溉定額=抗旱期平均每天每畝耗水量X抗旱天數(shù)例：某水稻灌區(qū)1000畝，連續(xù)下雨期k4月16日至6月24日計(jì)70天已知：泡田期耗水量為160mm,補(bǔ)水天數(shù)為抗旱天數(shù)減去10天，為60天，日均騰發(fā)量為5.2mm/d,日均滲漏量為3mm/d。求：所需灌溉定額（凈）和相應(yīng)庫容（灌溉用水總量）大小。解：生長期降水量=605.23=492mm灌溉定額（凈）=-160492=435m3/畝3需灌溉庫容=4351000=43.5萬m3

10、二、灌溉用水量：灌溉用水量的確定應(yīng)該在灌區(qū)土地利用規(guī)劃和作物種植結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。這里重點(diǎn)討論總I值計(jì)算，基本不涉及用水過（一）灌溉原理：1.旱作物的灌溉定額如下式示：生育期灌溉定額：m2EP0N0NK式中：m2一生育期灌溉定額，m3/畝E一生育期作物田間需水量，m3/畝給出了詳盡的數(shù)中國主要農(nóng)作物需水量等值成圖研究值可供查用。P0一生育期有效降雨量，m3/畝P0=P這里，P-對應(yīng)灌溉設(shè)計(jì)保證率的生育期內(nèi)降雨量，mm（1mm-m3/畝）3-降雨入滲系數(shù)一次降雨量（mm）555050-100100一150150一20001.00.80.750.70N0,N-橘前和生育期末土壤耕作層（計(jì)劃層）

11、的儲水,m3/畝K-生育期內(nèi)作物對地下水的利用量，m3/畝一般情況下，N。、N、K值均較?。ㄕ急戎匦。?，可忽略不計(jì)，則上式變?yōu)椋簃2EP。對于一種作物而言，其，產(chǎn)的作物需水,（E）可以視為是固定的。如此，M值的大小隨P。而變。播前灌水定額：播前灌水定額如下式示：m667HWmaxw。水式中：mi-播前灌水定額，m3/畝土一土壤干密度，t/m3水一水的密度，t/m3H一計(jì)劃濕潤層，取0.81m（占干Wmax,Wo田間持水率和前土層內(nèi)土壤含水率土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）如此，旱作物的灌溉定額（M）如下式示：M=mi+m2我國北方地區(qū)幾種主要旱作物的灌溉制度（調(diào)查）：作物生育期灌溉制度備注灌水次數(shù)灌水定額灌溉定

12、額小麥364080200300干旱年份棉花24304080-150玉米3440601502502.水稻的灌溉定額如下式示：生育期灌溉定額：m2tedpc式中：m2一生育期灌溉定額，mmp-對應(yīng)灌溉設(shè)計(jì)中保證率的生育期降雨量，mmc一生育期內(nèi)排水量，mme一水稻的騰發(fā)量，mm/dd一水田的滲漏量，mm/dt一生育期累計(jì)時間，dt（e+d）一生育期內(nèi)0間水泡田定額如下式示：m1000Hw飽W0hsitieitipi水式中：mi一泡田定額，mmw飽，wo-土壤飽和含水率和泡田前土壤含水率（以干土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)）土，水一飽和土層土壤干密度和泡田水的密度，t/m3h一插秧時要求的田面水層深度，mm;一般為

13、30-50mmsi-泡田開始時至插秧時稻田滲漏強(qiáng)度，mm/dti-泡田期日期，dei一泡田期水田田面的蒸發(fā)強(qiáng)度，mm/dPi一泡田期降雨量，mm泡田定額可參考下表給出數(shù)值。單位：m3/畝土壤類別地下水埋深2粘土和粘壤土5080中壤土和沙壤土70-i0080-i20輕沙壤土80-i30i00i60如此，水稻的灌溉定額（M）如下式示:Mmim2湖北省水稻泡田定額及生育期灌溉定額調(diào)查成果表（中等干旱年）單位:m3/畝項(xiàng)目早稻中稻一季晚稻雙季晚稻泡田定額708080-10070803060灌溉定額200250250350350500240300總灌溉定額270330330450420580270360

14、這部分灌溉原理主要是講述了灌溉制度及作物灌溉的有關(guān)概念。在計(jì)算灌溉定額時，注意不要漏掉播前灌水定額和泡田定額值。1 （二）灌溉用水量.各種作物（水稻、小麥、玉米、棉花）年灌溉用水總量（W）如下式示：1WMiAiM2A2M3A3.水1=M11AM22AM33A.水A=1M12M23M3.式中：M1,M2,M3,一單種作物（水稻、小麥、玉米）的灌溉定額，m3/畝A1,A2,A3,一單種作物（水稻、小麥、玉米）的種植面積，畝1,2,3,一單種作物（水稻、小麥、玉米）的種植比A一灌區(qū)耕地面積，畝M綜一各種作物的綜合灌溉定額，m3/畝水一灌溉水利用系數(shù)水系？田強(qiáng)制性規(guī)范規(guī)定：系-渠道（管道）系統(tǒng)水利用系

15、數(shù)系統(tǒng)大型灌區(qū)（30萬畝）中型灌區(qū)（30萬畝）小型灌區(qū)（1萬畝）井灌區(qū)渠道防滲管道輸水系0.550.650.750.90.95田田間水利用系數(shù)灌區(qū)種植作物水稻旱作物田0.950.9水-灌溉水利用系數(shù)灌區(qū)類型大型灌區(qū)中型灌區(qū)小型灌區(qū)井灌區(qū)噴灌、微灌區(qū)滴灌區(qū)水0.50.60.70.80.850.9井渠結(jié)合灌區(qū)：水jWjqWqw這里：j,Wj一井灌水利用系數(shù)和地下水用量，m3q,Wq一灌溉水利用系數(shù)和地表水用量，m3W一井渠灌區(qū)總用水量，m3提示：a、上述系數(shù)k容是國務(wù)院通令要各設(shè)計(jì)單位強(qiáng)制性執(zhí)行的指標(biāo)B、井灌區(qū)低壓管道輸水灌溉符合水管？田水稻：水0.95X0.95=0.9025旱作物：水0.95X

16、0.9=0.8552.問題討論： 計(jì)算年灌溉用水總量還有一種方法：wQ?T式中，Q一灌溉引水流量，m3/sT一灌溉引水歷時，s由于此法須借助于灌溉用水過程線等資料，實(shí)際操作比較麻煩，較少采用。 在土地開發(fā)整理規(guī)劃設(shè)計(jì)中，曾出現(xiàn)過如下做法，請判別卜對錯，為什么。MiM2M3.A/水AMi水Mi指一種主要作物的灌溉定額 如果項(xiàng)目區(qū)分成n片，則灌溉用水量也應(yīng)對n片分別計(jì)算。 同一項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的不同水源類型區(qū)或不同灌水方式區(qū)亦應(yīng)分別計(jì)算其灌溉用水量值。灌溉用水量中一般不計(jì)入果園、林地、蔬菜（大棚）的用水三、水源來水量可以作為灌溉水源的有地上水和地下水，主要水利設(shè)施有水庫、河流、塘壩、井等。（一）地上水：1

17、、水庫:類型中型水庫小（一）型水庫?。ǘ┬退畮鞄烊荩ㄈfm3）1000-10000100100010-100主要接受庫區(qū)上游的來水，由水利部門的管理，可以通過協(xié)議確定可供水源數(shù)量。2 .河流水源來水主要是區(qū)外的河川徑流量，也可能有部分當(dāng)?shù)氐乇韽搅髁俊河86400QT式中：W河一作物生育期內(nèi)可以引用的河流水量，m3Q作物生育期內(nèi)渠道引用的河流流量，m3/sT作物生育期內(nèi)渠道實(shí)際引水時間，d提示: 從河流的引水是個過程線，并且應(yīng)該和用水過程線相匹配。 從河流引水的歷時不是全年的天數(shù)，而是渠道引水的實(shí)際天數(shù)。 北方一些中小河流春季經(jīng)常斷流，徑流資料極少，此水源不夠穩(wěn)定可靠；南方一些中小河流全流經(jīng)常

18、不斷,水量雖少，但是比較穩(wěn)定可靠，是主要水源。3 .塘壩：水源來水是當(dāng)?shù)氐乇韽搅鳎翂稳莘e一般小于10萬m3。 復(fù)蓄次數(shù)法：W塘vV有效式中：W塘一塘壩在作物生育期內(nèi)可提供的水量，m3V有效一塘壩有效容積（指扣除墊底庫容一水深1m的庫容），m3v一復(fù)蓄次數(shù)，即一年中蓄滿次數(shù)，干旱年v=1.0,中等干旱年v=1.5。塘壩類型湖南湖北孤立塘壩0.7-1.2豐水或平水年1.5-2.0中等干旱年1.0-1.5干旱年0.5-1.0結(jié)瓜塘壩1.2-1.5比孤立塘大0.5-1.0倍按集雨面積估算法：W塘0.667PCF式中：W塘一塘壩可提供的水量，m3P設(shè)計(jì)年的年降雨量，mm-年徑流系數(shù)，一般取0.3-0.

19、5C一徑流利用系數(shù)（計(jì)入蒸發(fā)滲漏損失），一般為0.6-0.7F一塘壩集雨面積，畝（1mm=0.667m3/畝）例：某灌溉區(qū)種水稻1200，棉花200畝，干旱年的年降雨量為500mm,年徑流系數(shù)為0.4,已分析計(jì)算確定水稻的總灌溉定額為435m3/畝，棉花灌溉定額為120m3/畝，現(xiàn)狀水庫工程協(xié)議供給50萬m3水量，問：還需要新建塘壩工程嗎？新建多大集雨面積的塘壩？解：灌溉凈用水量為：W凈=435X1200+120X200=54.6萬m3尚缺水量：取干旱年復(fù)蓄次數(shù)N=1,則有54.6-50X1=4.6萬m3（須新建塘壩凈容積）須新建塘壩容積：估取從塘壩至田間的輸水亂失為20%,則有：W塘-45.

20、75萬m310.2新建塘壩集雨面積：估取k流利用系數(shù)為0.6,則有F57500718.4畝（0.48km2）0.6675000.40.6提示：新建塘壩容積與用水量、設(shè)計(jì)年、降雨量和徑流系數(shù)、灌溉水利用系數(shù)、集雨面積等有關(guān)。 根據(jù)塘壩容積(集雨面積)選好具備條件的壩址抗旱天數(shù)法：W塘0.667(ed)t?A式中：W塘須要塘壩提供的水量，m3(ed)抗旱季節(jié)平均日耗水量，mm/dt-抗旱天數(shù)，dA一灌溉面積，畝(二)地下水：1、原理：地下水的水源來水量取決于以下兩點(diǎn)： 地下水可開采的資源量，即允許開采量。 開采地下水的技術(shù)條件指單井出水量、井?dāng)?shù)及開采歷時等，即實(shí)際開采量。實(shí)際開采量V實(shí)V允許開采量V允上述兩個條件應(yīng)同時滿足。2、方法： 實(shí)際開采量，取灌區(qū)的年灌溉用水量值。 允許開采量，按系統(tǒng)方法及計(jì)算多項(xiàng)H給排泄d用到大量公式和參數(shù)，既繁瑣又不準(zhǔn)。實(shí)踐表明：單井出水量值是可以集中的綜合反映水文地質(zhì)條件的一個指標(biāo)