白云山灌區(qū)供需水平衡分析

劉淑媛

（吉安市白云山水利水電中心，江西 吉安 343000）

1 概況

白云山灌區(qū)位于江西省吉安市贛江中游東岸，是江西省吉泰盆地糧食主產(chǎn)區(qū)。灌區(qū)總面積993 km2，最大設計引水流量31.2 m3/s（含發(fā)電）。主要灌溉吉安市青原區(qū)、泰和縣、吉水縣兩縣一區(qū)共12個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（場）2.2萬hm2耕地，是一個以白云山水庫為主要水源，螺灘水庫、洞口水庫、天馬山水庫工程為補充的多水源蓄、引水灌溉工程。

2 農(nóng)作物種植概況

白云山灌區(qū)位于南方濕潤地區(qū)，水量充沛，灌溉設計保證率為85%。設計水平年為2025年，現(xiàn)狀年為2018年。

灌區(qū)農(nóng)業(yè)以種植水稻為主，大豆、蔬菜、油菜等經(jīng)濟作物也占有較大的比重。根據(jù)2018年各縣統(tǒng)計年鑒，現(xiàn)狀年2018年早稻播種面積占67%，晚稻占69%，大豆占4%，紅薯占4%，油菜占21%，蔬菜占26%，其他玉米、甘蔗、煙葉、藥材等零星種植，占地為6%，復種指數(shù)為1.20。到了設計水平年，考慮灌溉條件改善，參照各縣農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，擬定設計水平年的復種指數(shù)為1.97，灌區(qū)作物組成見表1。

表1 吉安市白云山灌區(qū)作物耕種面積組成系數(shù)表

3 需水量分析

3.1 灌溉需水量

由于水稻用水量遠比旱作物要大，因此灌溉制度分別擬定。水稻灌溉制度采用間歇灌水法，灌水次數(shù)和灌水水深及用水量由作物需水、降水量及田間土壤滲漏量決定。旱作物灌水制度采用定時定量灌水法[1]。

白云山灌區(qū)早、晚稻多年平均灌溉定額分別為2 163.0，4 717.5 m3/hm2；灌區(qū)早、晚稻雙季灌溉定額6 682.0 m3/hm2。

灌區(qū)旱作物以豆類、紅薯、蔬菜、油菜為主，其中油菜屬于越冬作物，生長期氣溫較低，光照較弱，用水量也較少。旱作物灌水定額參照鄰近的泰和縣南車灌區(qū)試驗站分析計算成果，具體定額見表2。

在分別求得早稻、晚稻、旱作物的灌水定額后，利用作物組成的不同比例，便可計算灌區(qū)綜合公頃定額。

設作物j在第i時段的灌水定額為Hj(i)，其對應的作物組成系數(shù)為λj(i)，則綜合公頃在第i時段的灌水定額H（綜i）按下式計算：

此階段水稻灌水定額以生長期為計算時段，并以旬為時段進行統(tǒng)計；各種旱作物均以旬為計算時段。首先利用式（1）計算歷年各旬綜合公頃灌水定額，再統(tǒng)計一年中各旬、月灌水定額，然后求得綜合公頃年灌溉定額；并對綜合公頃年灌溉定額進行排頻，推求不同保證率的綜合公頃定額，計算成果見表2。

表2 灌區(qū)綜合公頃凈灌溉定額表m3/hm2

依據(jù)上述分析，P=85%灌溉保證率下的凈灌溉定額為6 482.25 m3/hm2，規(guī)劃年灌溉水利用系數(shù)為0.56，毛定額為11 550.0 m3/hm2，灌區(qū)設計灌溉面積為2.2萬hm2，相應的灌溉總需水量為25 387萬hm2，其中，白云山片灌溉需水量為15 384萬m3，螺灘片灌溉需水量為7 707萬m3，洞口片灌溉需水量為3 154萬m3。

3.2 生活需水量

白云山灌區(qū)水源工程中，天馬山水庫承擔了青原區(qū)新圩、富田等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生活供水，設計規(guī)模為2萬t/d。螺灘水庫承擔了吉安主城區(qū)5萬t/d的常規(guī)供水及17萬t/d的應急供水。合計灌區(qū)供水規(guī)模為7萬t/d，年供水量為2 555萬m3，其中螺灘片為1 825萬m3，白云山片為730萬m3。

白云山灌區(qū)其它非蓄水水源工程及小型蓄水工程不承擔生活供水任務，不另外計算生活需水量。

3.3 工業(yè)需水量

依據(jù)2018年吉安市水資源公報，2018年非火電工業(yè)用水量為44.8 m3/萬元。依據(jù)2016—2018年灌區(qū)工業(yè)用水統(tǒng)計資料，工業(yè)用水量為59.8萬m3，工業(yè)取水量小，呈逐步減弱趨勢，且灌區(qū)工業(yè)用水取水多為河道取水，主要為過境客水。2018年灌區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值為165.64億元，預計取水量為7 421萬m3（實際取水為60.6萬m3，約占0.8%），預計規(guī)劃水平年2025年工業(yè)總產(chǎn)值達233.1億元，但由于這部分工業(yè)取水水源多為過境客水，且隨著工藝的提升，水量逐漸減少，且生活用水中已考慮了此工程的用水，后期工廠不取灌區(qū)內水，故此次工業(yè)用水不列入灌區(qū)水量平衡。

3.4 生態(tài)環(huán)境用水量

河道內生態(tài)用水量主要方法有Tennant法、90%保證率法、枯水頻率法（7Q10）、濕周法等。根據(jù)流域特點，此次采用“Tennant法”計算河道內生態(tài)用水量，計算結果見表3。

表3 灌區(qū)河道生態(tài)需水量預測

3.5 總需水量

根據(jù)前述分析計算，灌區(qū)的主要用水為農(nóng)田灌溉用水，其次為生活、生態(tài)用水。設計水平年2025年，灌溉用水量為2.54億m3，生活需水2 555.00萬m3，生態(tài)需水2.32億m3，合計5.12億m3，其中白云山片需水量為16 212.00萬m3，螺灘片需水量為9 532.00萬m3，洞口片需水量為3 154.00萬m3。

4 供需平衡分析

4.1 計算原則

白云山灌區(qū)設計灌溉面積2.2萬hm2，是以白云山水庫、螺灘水庫、洞口水庫、天馬山水庫為主要水源，以及15座?。?）型水庫、36座小（2）型水庫和356座塘壩聯(lián)合調度供水。

白云山水庫是一座大（2）型水利工程，位于整個灌區(qū)的東南部、富水河上游的吉安市青原區(qū)富田鎮(zhèn)，以灌溉為主，兼有發(fā)電、水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合效益，是整個灌區(qū)中的主要水源。天馬山水庫的主要水源為白云山水庫，位于白云山水庫的下游。螺灘水庫位于灌區(qū)北部、孤江下游的吉安市青原區(qū)富灘鎮(zhèn)，距白云山水庫約35 km，屬于蓄水工程。洞口水庫位于白云山水庫的西南部、泰和縣，距白云山水庫約15 km，其灌溉范圍與白云山水庫總干渠紳溪支渠接壤。一般情況下，白云山水庫、螺灘水庫、洞口水庫供水滿足不了所有灌溉農(nóng)田要求的情況下，小型水庫、塘壩補充附近的農(nóng)田灌溉用水。白云山水庫、螺灘水庫、洞口水庫在滿足溉溉農(nóng)田要求的前提下，就能爭取多蓄水發(fā)電，提高水庫綜合效益。

4.2 調節(jié)計算方法

水庫調節(jié)計算主要是根據(jù)天然來水量，下游用水量和水庫興利調節(jié)庫容進行調節(jié)計算。計算方法采用典型代表年法，計算時段采用月流量?？紤]到該灌區(qū)內水量比較豐富，主要是工程性缺水，因此，水量平衡分析只針對枯水年（P=85%）進行分析，即可以滿足平衡要求。根據(jù)作物需水特性，水庫每年3月初從死水位開始起調，在汛末（6月左右）蓄滿水庫，3，4月開始供水至10月灌溉供水結束。出庫流量根據(jù)灌田要求決定。水庫消落水位不應低于水庫設計死水位[2]。

引水工程調節(jié)計算主要是根據(jù)下游需水量決定引用流量，當引用水量不能滿足灌溉時，從白云山干渠調水補償，以保證下游用水。

4.3 供水順序

供水順序是先由白云山水庫、螺灘水庫、洞口水庫、天馬山水庫供水，后由小型水庫、塘壩工程補充供水。

4.4 供需平衡分析

螺灘水庫水量充沛，其總庫容4 264萬m3，正常蓄水位72.50 m，正常蓄水位以下庫容1 880萬m3，水庫壩址以上集水面積2 160 km2。片區(qū)與白云山灌區(qū)相連，片區(qū)內供水順序是先由螺灘、南坑供水，再依次由塘壩、小（2）型水庫、?。?）水庫供水，灌溉面積6 340.32 hm2。

洞口水庫總庫容1 180萬m3，興利庫容840萬m3，正常蓄水位162.40 m，距白云山水庫6 km，水庫位于仙嵯水的支流仁善河，集水面積57.0 km2，設計灌溉面積1 900.09 hm2。

洞口水庫多年平均來水量4 825萬m3，興利庫容840萬m3，庫容系數(shù)17.4%，屬于年調節(jié)，調節(jié)計算時主要考慮農(nóng)田灌溉。由于水庫灌溉片區(qū)的1 900.09 hm2農(nóng)田，同時灌區(qū)又與白云山灌區(qū)相連（末端），因此，水量平衡時與白云山灌區(qū)連合調度。

白云山水庫總庫容1.14億m3，多年平均徑流總量為4.06億m3，庫容系數(shù)19.7%，為不完全年調節(jié)水庫。正常水位180.00 m，水庫興利庫容8 050萬m3，死水位162.00 m，死庫容1 280萬m3，防洪庫容1 210萬m3，設計灌溉農(nóng)田1.34萬hm2。

綜上所述，白云山灌區(qū)現(xiàn)有水源工程水源可以滿足枯水年（P=85%）農(nóng)田灌溉要求，汛期及年末有余水發(fā)電。

5 結語

白云山灌區(qū)輻射兩縣一區(qū)共12個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（場）2.2萬hm2耕地，屬于大型灌區(qū)。灌區(qū)周邊有多個水庫，水資源較為豐富。結合灌區(qū)規(guī)劃條件，確定灌區(qū)需水量，根據(jù)周邊水庫調度原則確定灌區(qū)可供水量，通過水資源供需平衡分析，白云山灌區(qū)可以滿足枯水年灌溉要求。灌區(qū)節(jié)水工程建設有利于提高灌溉水利用效率，節(jié)約水資源，提高農(nóng)業(yè)收入。灌區(qū)灌溉水供需平衡分析可為灌區(qū)規(guī)劃建設提供參考。