灌区水量平衡分析 (2).doc

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2009年吉安市水利水电规划设计院编制了《江西省吉安市遂川县农业综合开发南澳陂灌区节水配套改造项目申报设计报告(可行性研究报告)》(以下简称《可行性研究报告》)。本次初设的灌区水供需平衡分析及水质分析主要是在原《可行性研究报告》的基础上,并结合遂川县水利局2009年编制的《遂川县农田灌溉工程规划报告》,对灌区供需水量平衡做进一步的分析。
本次灌区各水源点的天然来水径流计算采用南溪水文站作为参证站。南溪水文站站址位于遂川县珠田乡境内,座落于遂川江流域左溪河下游,站址以上控制流域面积910km2,。

单位:
m3/s
年份
年均流量
年份
年均流量
年份
年均流量
1965

1979

1993

1966

1980

1994

1967

1981

1995

1968

1982

1996

1969

1983

1997

1970

1984

1998

1971

1985

1999

1972

1986

2000

1973

1987

2001

1974

1988

2002

1975

1989

2003

1976

1990

2004

1977

1991

2005

1978

1992

2006

,其径流量可直接移用南溪水文站径流资料即可。灌区其余主要水源芦陂、龙陂均位于南溪水文站下游,降雨量及下垫层条件与南溪水文站控制流域相似,
可按照集雨面积比推求其径流量。
以南溪水文站年平均流量、∑7~9月流量进行频率分析计算,频率曲线采用P—Ⅲ型适线,经计算历年年平均流量频率适线参数为:Q年=,Cv=,Cs=2Cv;∑7~9月流量系列频率计算参数为:Q∑7~9=,Cv=,Cs=2Cv。不同频率年平均流量、∑7~9月流量和∑10~。

时段
均值(m3/s)
Cv
Cv/Cs
Qp(m3/s)
P=15%
P=50%
P=85%
年平均


2



∑7~9


2



灌区设计保证率85%,根据灌溉用水调节计算的需要提供代表年径流过程。代表年的选择以不利径流调节为原则,主要以年平均流量、∑7~9月流量进行控制,经分析,选出设计代表年(P=85%)为1978年。根据设计代表年流量年内分配情况,确定典型年各水源点设计水平年(P=85%)。

单位:
m3/s
月份
南澳陂
芦陂
龙陂
现状年
(2006年)
设计
水平年
现状年
(2006年)
设计
水平年
现状年
(2006年)
设计
水平年
一月
9





二月






三月





5
四月



1


五月
28

1



六月






七月






八月




6

九月






十月




4
3
十一月

11




十二月






年平均








《可行性研究报告》中的灌区现状作物组成和复种指数主要为沿用原灌区续建配套工程设计数据。经过十几年的发展,灌区作物种植面积与作物组成发生了一些变化。2009年遂川县水利局在农田灌溉规划报告编制过程中,对灌区作物种植面积与组成做了调查。本次初设认为《2009年遂川县农田灌溉工程规划报告》调查数据更能反映灌区农业生产现状,故现状水平年作物组成和复种指数资料采用《2009年遂川县农田灌溉工程规划报告》调查数据。
根据该报告,灌区现状水平年确定为2006年,,。

南澳陂灌区的水资源包括地表和地下两种,主要为地表水资源,地下水资源仅作为灌区用水的补充。由于灌区地表水资源丰富,所以本次不对地下水资源进行分析和计算。
灌区内主要地表水资源为南澳陂引水工程,另有龙陂、芦陂两座小型引水陂,南村水库、龙上水库、三里坑水库、塘背水库等4座小(2)型水库,大垅水陂等6座微型水陂、大坪塘坝等8座小型山塘作为补充。
《可行性研究报告》编制以来,遂川县已对一些小(2)型水库进行了安全鉴定或除险加固,故本次初设根据安全鉴定或除险加固情况
,对灌区主要水源工程的水利特征参数进行了复核修改,。

根据灌区分布及水源情况,为便于水量计算,将南澳陂灌区划分为东塘塘背片、枚江中心片、珠田泉江片、西灌片等四个片区:
Ⅰ东塘塘背片:位于灌区东北部,其水源主要以塘背水库、芦陂为主,南灌区东干渠作为补充;
Ⅱ枚江中心片:位于灌区中部,其水源主要以南澳陂东干渠为主,三里坑水库、龙陂作为补充;
Ⅲ珠田泉江片:位于灌区西南部,其水源主要以南澳陂东干渠为主,南村水库、龙上水库作为补充;
Ⅳ西灌片:位于灌区西部,其水源为南澳陂西干渠。
南澳陂灌区水源现状基本情况表
水源名称
建设地点
水源类型
控制流域面积(km2)
库容(万m3)
控灌片区
设计灌溉面积(亩)
实际有效灌溉面积(亩)
总库容
兴利库容
南澳陂
珠田乡
引水工程
910
全灌区
南村水库
珠田乡
小(2)型水库
1


珠田泉江片
500
500
龙上水库
泉江镇
小(2)型水库

19
12
珠田泉江片
320
280
三里坑水库
枚江乡
小(2)型水库



枚江中心片
1100
900
塘背水库
雩田镇
小(2)型水库



东塘塘背片
2900
1400
芦陂
枚江乡
水陂
34
东塘塘背片
龙陂
枚江乡
水陂

枚江中心片
塘坝(8座)
山塘
12

41
微型水陂
(13座)
水陂
39


(1)灌溉面积及作物组成
,设计灌溉面积5万亩,。未达到设计灌溉面积的主要原因是渠系工程老化、建筑物不配套等因素。
南澳陂灌区灌溉面积主要分布在遂川县珠田乡、泉江镇、枚江乡、雩田镇等4个乡镇。灌区范围内农作物以水稻为主,其它经济作物有油菜、豆类、蔬菜等。根据2009年《遂川县农田灌溉工程规划》调查资料,灌区现状各类种植作物的种植系数分别为:,,,,,。。

有效灌溉面积:
31051
亩
作物
早稻
晚稻
油菜
豆类
蔬菜
种植面积(亩)
27635
29809
13352
621
311
种植系数





复种指数

(2)灌溉定额及灌溉需水量
①农作物灌溉定额分析
南澳陂灌区以种植水稻为主,油菜、豆类、蔬菜等经济作物次之。灌区水稻种植采用浅水间歇灌溉方法,这种灌溉方法更多地利用降水,节约灌溉用水量;浅水还有利于水稻的根系呼吸,促进根系发育,增进有效分蘖,提高水稻单产;在水源有保证的情况下,提倡晒田,晒田能阻止水稻无效分蘖,促使根系向深层伸展,防止倒伏等。
由于灌区内无灌溉试验站,水稻各生育期需水量参数参照邻近的泰和县南车灌区灌溉试验成果,并结合灌区实际情况确定,。
②作物灌溉需水量推求
南澳陂水库灌区现状水平年作物需水量分析,系根据上述确定的灌溉制度及设计参数,以县城雨量站2006年的资料进行推求,早稻、晚稻生长期的蒸发量,采用遂川县气象站2006年实测的蒸发量资料。

水稻生育期灌溉制度通过水稻生育期内作物需水量,水稻生育期某一阶段内灌水次数、灌水时间、灌水定额、排水次数及排水量,按照以下公式通过逐时段的水量平衡演算拟定。
H2=H1+P+M-ES-Q
其中:ES=a×E+ST
式中:H2—时段末田间水层深度(mm),不小于允许水深下限hmin;
H1—时段初田间水层深度(mm),不大于允许水深上限hmax;
M—时段内灌溉补水量(mm);
ES—时段内水稻生长需水量(mm);
Q—时段内稻田排水量(mm);
E—时段内蒸发量(mm)
a—时段内水稻蒸腾系数;
S—时段内稻田适宜渗漏量(mm/d)。
T—灌溉天数(d)。
按上式逐时段向后演算,至H2下降到田间允许下限hmin时,即为灌水时间,灌水定额M=hmax-hmin;超过hmax时,即为排水时间,排水量Q=H2-hmax。灌水或排水后,以H1=hmax为新的起点,继续向后演算,直到整个早、晚稻生长期结束,从而拟定出早、晚稻各阶段灌水次数、灌水时间及灌水定额。得到该年水稻生育期灌溉定额,。

旱作物生育期灌水次数、灌水时间及灌水定额按下列公式计算:
ω2=ω1-(ET-P0-Wk)/102rh
M=102rh(ωmax-ωmin)
式中:ω2—时段(旬)末H深度土层内含水率;
ω1—时段初深度土层内含水率;
ET—时段内作物需水量(m3/hm2);
P0—时段内有效降水量(m3/hm2);
Wk—时段内地下水补给量(m3/hm2);
r—H深度内土壤平均容重(t/m3);
h—土壤计划湿润层深度(m);
M—灌水定额(m3/hm2);
ωmax—H深度内土壤田间持水量,即允许土壤含水率上限;
ωmin—H深度内允许土壤含水率下限。
按此公式以播种时为起点,逐时段向后演算,直至收获时止,从而拟定出旱作物全生育期灌水次数、灌水时间及灌水定额,。
生长期
早稻
晚稻
备注
日期
天数
淹灌水层
蒸发
系数
渗漏率
日期
天数
淹灌水层
蒸发
系数
渗
漏率
起
迄
下限
上限
起
迄
下限
上限
月、日
月、日
天
mm
mm
mm/d
月、日
月、日
d
mm
mm
mm/d
泡田期


15
10
40




3
泡田水计算公式
返青期


10
10
40




10
40
70


早稻
分孽前期


19
10
40




18
10
40


分孽后期


5
10
40




7
10
40


晚稻
拔节期


7
0
0




5
0
0


孕穗期


9
40
70




13
40
70


抽穗期


10
40
70




11
40
70


乳熟期


10
10
40




12
10
40


黄熟期


15
0
15




16
0
15


合计


85


92
、晚稻灌水制度
、晚稻灌水定额计算成果表
早稻灌水定额计算表(2006年)
晚稻灌水定额计算表(2006年)
月份
灌水深(mm)
灌水定额
(m3/亩)
月份
灌水深(mm)
灌水定额
(m3/亩)
四月
19

七月
80

五月
30

八月
184

六月
118

九月
157

七月
45

十月
43

合计
213
142
合计
464
310

月份
作物
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
灌水定额
(m3/亩)
油菜
2
2
2
2
2
10
蔬菜













豆类
10
10
7
27
③灌区现状水平年综合灌溉用水过程计算
将前面水稻及旱作物用水量,按其生长期计入各月,求得灌区综合灌溉用水过程,,。,=956m3/亩,×=2670万m3。

灌区现状年灌溉用水定额计算表