高标准农田项目:水资源供需平衡分析
1水资源分区
拟建高标准农田项目位于XX县XX镇，根据项目区范围共分为1个水资源供需分析片区，为XX镇片区2万亩。根据《灌溉与排水工程设计规范》的有关规定，露地种植的小麦、玉米、花生等灌溉设计保证率取P=75%，设施栽培蔬菜（番茄、黄瓜、青椒、芹菜等）灌溉设计保证率选用P=90%。
2现状水资源供需平衡分析
2.1现状需水量分析
以2024年为现状年，本项目不计人畜等用水量，项目区内无工业、农业项目，本次规划设计不考虑工业需水量、生态环境需水量。因此本次计算仅考虑农业灌溉需水量，需水情况如下。
根据《XX省农业用水定额》相关标准，结合项目区种植作物的实际情况，综合确定项目区主要作物在P＝50%、P=75%保证率下的农业灌溉定额。小麦、玉米和花生等露地种植面积占耕地面积的80%，蔬菜大棚占15%，另有约5%耕地未使用。蔬菜均为设施栽培，取90%保证率下番茄、黄瓜、青椒、芹菜等蔬菜灌溉定额均值。现状年项目区内配套设施少且简陋，部分农户采用自备井取水，小型汽油喷灌机灌溉，平均灌溉水利用系数为0.5。
农作物基本用水定额选取依据《XX省农业用水定额》，XX县种植业水利分区属于Ⅳ区，农业用水调节系数取0.91。项目区作物需水量计算见下表。
表2.1 XX镇片区灌溉需水量计算表
作物 | 项目 | 现状年 | |
50% | 75% | ||
小麦 | 灌溉定额 | 160 | 195 |
种植比例 | 70% | 70% | |
需水量（m³/亩） | 112.0 | 136.5 | |
玉米 | 灌溉定额 | 40 | 65 |
种植比例 | 80% | 80% | |
需水量（m³/亩） | 32.0 | 52.0 | |
花生 | 灌溉定额 | 32 | 52 |
种植比例 | 10% | 10% | |
需水量（m³/亩） | 3.2 | 5.2 | |
蔬菜 | 灌溉定额 | 260 | 260 |
种植比例 | 30% | 30% | |
需水量（m³/亩） | 78.0 | 78.0 | |
复种指数 | 20 | 20 | |
用水定额调节系数 | 0.912 | 0.912 | |
灌溉定额（m³/亩） | 205.4 | 247.8 | |
灌溉水利用系数 | 0.5 | 0.5 | |
综合毛灌溉定额（m³/亩） | 410.8 | 495.6 | |
灌溉需水量（万m³） | 780.5 | 941.6 | |
2.2现状供水量分析
项目区位于XX县境内，查《XX省水文图集》年降水量变差系数Cv等值线图（Cs=2.0Cv），查得Cv=0.25，查得50%保证率下Kp=0.98，75%保证率下Kp=0.82。根据第二次全国水资源调查评价XX省成果，其中降水量、地表水资源量评价系列为1956-2000年，多年平均降雨量为835mm，多年平均径流深355mm。
地表水资源总量公式为：
W=0.1KpHF
式中：
W-地表可用水资源总量，万m3；
H-多年平均径流深，mm。
F-汇流面积，km2。
片区内现状无蓄水工程，农业灌溉基本不使用地表水。地表水水源工程水量分析结果见下表：
表2.2 地表水供水量计算表 单位：万m3
水源地名称 | 流域面积（km2） | P=50%（Kp=0.98） | P=75%（Kp=0.82） | 备注 |
区域汇流 | 12.67 | 132.24 | 110.65 | 地表径流利用率低 |
2.地下水资源量
（1）降雨入渗补给量（W1）
降雨是浅层地下水的主要补给来源之一，项目区采用降水入渗补给系数法计算，公式为：
W1=0.1αPF
式中：W1为降雨入渗补给量，万m3；α为降雨入渗补给系数。依据《水利水电工程水文计算规范》及水资源研究成果，项目区降水入渗补给系数采用0.24；P为设计年降水量，依据临近项目区各站历年降水量观测资料，经频率计算，项目区多年平均降雨量为835.3mm，50%频率年为818.6mm，75%频率年为689mm；F为地下水补给面积。
表2.3 降雨入渗补给量计算表 单位：万m3
项目 | 符号 | 现状年 | |
50% | 75% | ||
公式：W=0.1αPF | W | 248.85 | 208.22 |
降雨入渗补给系数（经验系数） | α | 0.24 | 0.24 |
设计年降水量（mm） | p | 818.59 | 6895 |
地下水补给面积（km2） | F | 12.67 | 12.67 |
（2）区外侧向补给量（W2）
区外侧向补给按达西公式计算项目区一年内侧向补给量。
W2=KIBMt
式中：W2为侧向补给量，m3；k为含水层渗透系数(m/d)，根据项目区含水层地质情况，k取值20~30；I为补给区水力坡度，取0.0015；M为补给区中地下水含水层厚度，取15m；B为补给边界长度。
经计算得项目区外侧向补给量如下。
表2.4 区外侧向补给量计算表 单位：万m3
项目 | 符号 | 现状年 | |
50% | 75% | ||
公式：W=KIBMt | W | 149.85 | 149.85 |
含水层渗透系数(m/d)（经验系数） | K | 25 | 25 |
补给区水力坡度 | I | 0.0015 | 0.0015 |
补给区中地下水含水层厚度（m） | B | 15 | 15 |
补给边界长度(m) | M | 14800 | 14800 |
时间(d) | t | 180 | 180 |
（3）灌溉回归补给量（W3）
项目区内灌溉水会部分入渗补给地下水，可按灌溉回归水系数计算灌溉回归补给地下水的水量。
W3=A/1000
式中：W3—为灌溉回归水量，万m3；
—为灌溉回归系数，根据《水利水电工程水文计算规范》及XX县水资源研究相关成果，结合项目区地下水埋深、灌水定额和土层性能，灌溉回归系数取0.18；
－为毛灌溉定额(m³/公顷)；
A－为灌溉面积（hm2）。
经计算，项目区现状年在不同保证率条件下，灌溉回归水量见下表。
表2.5 灌溉回归补给量计算表 单位：万m3
项目 | 符号 | 现状年 | |
50% | 75% | ||
公式：W=βM毛A/1000 | W | 140.48 | 169.49 |
灌溉回归系数（经验系数） | β | 0.18 | 0.18 |
毛灌溉定额(m3/公顷） | M毛 | 616 | 743 |
灌溉面积（hm2） | A | 1267 | 1267 |
（4）河渠湖库渗漏补给量（W4）
河渠湖库渗漏补给量会影响浅层地下水储量。
W4=KIA0Lt
式中：W4为河渠湖库渗漏补给量，m3；k为含水层渗透系数(m/d)，根据项目区含水层地质情况，k取值20~30；I为补给区水力坡度；A0为单位长度河渠湖库垂直于地下水流向的剖面面积，m²/m；L为计算河渠湖库的长度。
经计算得项目区河渠湖库渗漏补给量见下表。
表2.6 河渠湖库渗漏补给量计算表 单位：万m3
项目 | 符号 | 现状年 | |
50% | 75% | ||
公式：W=KIA0Lt | W | 85.05 | 85.05 |
含水层渗透系数(m/d) | K | 25 | 25 |
补给区水力坡度 | I | 0.0015 | 0.0015 |
单位长度河渠垂直于地下水流向的剖面面积（m2/m) | A0 | 20 | 20 |
河渠长度(m) | L | 6300 | 6300 |
时间(d) | t | 180 | 180 |
（5）潜水蒸发量（W5）
本次设计不考虑潜水蒸发量，即W5=0。
（6）地下水可利用量
W利=（W1+W2+W3+W4-W5）×k
其中：k为地下水可开采利用系数，现状年取0.50。
地下水资源量计算结果见下表。
表2.7 地下水资源量计算表 单位：万m3
地下水的补给 | 现状年 | |
50% | 75% | |
降雨入渗补给量W1 | 248.85 | 208.22 |
区外侧向径流补给量W2 | 149.85 | 149.85 |
灌溉回归水量W3 | 140.48 | 169.49 |
河渠湖库渗漏补给量W4 | 85.05 | 85.05 |
潜水蒸发量W5 | 0.00 | 0.00 |
地下水开采利用系数 | 0.50 | 0.50 |
地下水可开采利用量 | 312.12 | 306.31 |
地下水供水量 | 202.88 | 199.10 |
2.3现状水资源供需平衡分析
根据供水量及需水量计算结果，项目区水资源供需平衡分析结果见下表：
表2.8 现状年水资源供需平衡分析表 单位：万m3
项目区 | 水平年 | 保证率 | 需水量 | 供水量 | 余缺水量 | 缺水率（%） | |
余 | 缺 | ||||||
XX镇片区 | 现状年 | P＝50% | 780.45 | 335.11 | 445.34 | 57.06 | |
现状年 | P＝75% | 941.60 | 309.75 | 631.86 | 67.10 | ||
由上表可知，XX镇片区现状年在50%和75%保证率下均缺水严重，需要提高片区供水量，减少作物需水量。
