灌区项目区水资源评价及供需平衡.doc

4、项目区水资源评价及供需平衡
4.1骨干工程项目区水资源概况
4.1.1流域概况
**灌区水利骨干工程位于洞口县西南部，资水流域的**河及平溪河的中上游。
**河属资水二级支流，一级支流为郝水，**河干流长60km，重要分布在绥宁县武阳镇，流域内森林覆盖面广，植被条件好，干流平均坡降16.7‰。
红岩拦河坝位于**河洞口、绥宁两县毗邻的红岩峡谷出口一洞口县花园乡龙头村，距洞口县城25km。红岩拦河坝控制集雨面积702km2，引水位高程342.5m，最大引水流量7.5m3/s。
超美水库处在**河支流——梅田溪，干流长度3km，干流坡降21.8‰，水库控制集雨面积3.87km2，重要靠外引雪峰山山坡集流溪水——桥头河、横木溪水，属平溪河流域。外引集雨面积68km2(涉及半江库区控制面积44.81km2，半江水库多余水量经半江河及半江二、三干渠上游进入超美水库引水渠)，属平溪河流域，植被条件好，产水量丰富。大坝座落在又兰镇桃树村井家坝，有6km简易公路在又兰镇桥头村与洞绥公路相连，交通较为方便。
半江水库和汤家园水库位于资江二级支流——平溪河的一条小支流上，发源于雪峰山东麓，干流长27.4km，流域面积113km2，自大坝坝址以上约45km2流域面积内均系大山和峡谷地区，河宽一般为10～30m，河床多为大卵石，干流坡降平均为30.4‰，大坝控制集雨面积为44.81km2(其中半江36.4km2，汤家园8.41km2)。
4.1.2水资源概况
灌区区域面积283431亩，折合189.05km2，流域数年平均降雨量1504.6mm，水资源涉及区域自身面积范围内的产水量和过境水资源二大部分。
区域自身面积范围内产水量
W本=0.1×α×F本×P=0.1×0.57×189.05×1504.6
=16213.34万m3
其中地表水12970.67万m3，地下水3242.67万m3。
过境水资源量
W过=0.1×α×F过×P=0.1×0.57×（702+44.81）×1504.6
=64048.07万m3
水资源总量
ΣW=W本+W过=16213.34+64048.07=80261.41万m3
其中可运用的水资源约为35186万m3
灌区内降水量丰富，但时空分布不均，四至六月丰水季节，七至九月高温，雨水少，降雨量年均分派为春季占17%，夏季占44%，秋季占23%，冬季占16%。
4.2现有水利工程可供水量、现状需水量、项目区供需水平衡
4.2.1现有水利工程可供水量
a)现有水利工程可供水量（以下数据均来自后面灌区水量平衡表）
1）红岩坝供水8602.35万m3
2）超美水库供水2338.47万m3
3）基础供水2304万m3
4）半江2023.75万m3
现有水利工程可供水量为15253.57万m3
4.2.2现状供、供水量平衡
a) 现状需水量
灌区设计综合灌溉定额为506.65m3/亩（见表4.4），现状灌溉水运用系数为0.468。现状需水量
W需=12.2×506.65/0.468=13207.54万m3
b）现状供需水平衡
W供-W需=15253.57-13207.54=2046.03万m3
c)按设计灌溉面积18.697万亩计算供需水平衡
W供-W需=15253.57-18.697×506.65/0.468=—4987.53万m3
从以上结果可知，按现状实灌面积12.2万亩计算，可供水量尚有结余，但是，要达成设计规定，还远远不够，必须提高渠系水利系数，减少水量损耗，充足运用水资源，才干充足发挥工程效益。
4.3设计水平年项目供需水量平衡
4.3.1灌区可供水理预测
a) 测站分布情况
红岩坝坝址处无测站，但坝址以上有武阳、瓦屋塘、红岩三个雨量站，下游有高沙雨量站、黄桥水文站；超美水库坝址处管理所有一地震气象站，半江水库坝址以下原有半江雨量站（1957年4月建），现已撤，平溪河上游有洞口水文站，另县城有洞口气象站。
b) 水文资料及来源
本次所搜集资料均来自各站实测资料，准确性较高，所搜集到的资料如下：
1）瓦屋塘降雨量资料1965-1987、1993-1997共28年资料
2）红岩站降雨量资料1960、1964-1991、93、95、96共32年资料
3）半江站1958、1959、1960、1962共4年降雨量资料
4）洞口水文站降雨量资料1958-1981共26年资料
5）高沙雨量站降雨量资料1959-1981、93、95、96、97共27年资较
6）超美雨量站1976-1988共2023降雨量资料
7）洞口气象站1960-1982共23年降雨量资料
8）黄桥水文站1993-1997共5年降雨量资料
c) 资料采用
1）红岩雨量站离红岩拦河坝2km，并且红岩雨量站降雨量资料系列长，有连续长系列28年（1964～1991年），红岩坝径流计量直接采用红岩站实测降雨量资料，设计代表年降雨量见表4.1。
2）超美水库采用超美雨量站资料。
3）半江库区由于实测资料只有4年，代表性局限性，可直接移用瓦屋塘或红岩雨量站资料，但比较瓦屋塘、红岩雨量站，红岩站离半江距离更近，并且面雨量值也更接近，因此，直接移用红岩雨量站资料，只是半江站与红岩站面雨量值仍然相差约200mm，计算成果值也许略偏低。
4.3.1.2径流量计算
a) 计算方法
1）采用由降雨量推求径流产水量；
2）径流系数的采用
**河下游有黄桥水文站，宜由黄桥站P～R关系推求径流系数，但由于没有收集到黄桥站径流量资料，所以采用查《水文手册》的办法求径流系数。
根据灌区地理位置，查《湖南省小型水库水文手册》（1973年），选定α=0.57。
b) 径流量计算
1）红岩拦河径流量计算，见表4.2；
2）超美水库径流量计算，由于它外引面积涉及半江库区控制集雨面积，因此它的产水量必受半江水库、汤家园水库调蓄作用影响，所以本次暂将半江控制面积44.81km2避开，先计算本库3.87km2及外引23.19km2共27.06km2面积内产水量。见表4.2。
3）半江库区径流量计算见表4.2。
4.3.2灌区需水量计算
a)灌溉定额采用《湖南省水电设计院灌溉定额汇编》中册（1984年）资料。按洞口县双季稻历年灌溉定额计算频率（见表4.3），选出相应于灌溉保证率（88.5%）的典型年1978年，灌区作物设计灌溉定额如下：
早稻289.38m3/亩；柑桔195 m3/亩；中稻273.56 m3/亩；
茶叶140 m3/亩；晚稻328.18 m3/亩；经济作物107 m3/亩。
b)设计水平年渠系水运用系数采用如下值：
η田间=0.95
η渠系=0.65
c)灌溉用水量计算见表4.4。
4.3.3设计水平年项目区供需水量平衡
a) 平衡原则
1）由于超美水库水量受半江水库调蓄作用影响，先计算半江库区水量平衡，调节原则是先蓄满库，然后除满足灌溉外，其余根据来水量按比例下泄，半江水库设计代表年调节计算成果见表4.6。
2）半江水库弃水扣除损失后按85%来水量此外加超美水库自身集雨面积3.87km2和外引面积23.19km2的产水量作为超美水库的总来水量。
3）非灌溉期超美来水先蓄库，灌溉期先引红岩坝水来灌溉，局限性部分由超美水库补充。超美水库设计代表年调节计算成果见表4.10。
b）平衡片划分
根据藻区引水渠和灌溉渠布置，考虑基础水量分布，拟划分四个片分别进行水量平衡计算。
第一片：半江片
由半江、汤家园两座水Ⅰ型水库骨干水源工程，配以山塘等基础水利设施，灌溉半江3条干渠及支渠；
第二片：西石片
由红岩拦河坝作为骨干水源工程，配以山塘等基础水利设施灌溉西石干渠及支渠；
第三片：大水片
由红岩拦河坝和超美水库做为骨干水源工程，辅以山塘等基础水利设施重要灌溉马渡、大水干渠及支渠；
第四片：青龙片
由红岩拦河坝和超美水库做为骨干水源工程，辅以山塘等基础水利设施灌溉青龙、马鞍干渠及支渠。
c）平衡结果（见表4.5及表4.7-4.9）
W需=13930.73万m3
W供=15253.57万m3
W供-W需=14463.21-13805.32=1322.84万m3
可见即使在偏估年份，也能满足灌溉规定。
现状与设计水平对比，同样灌溉面积条件下，设计水平年节水量：
W节=12.2×506.65/0.468-12.2×506.65/0.6802=3698万m3
d)灌水模数计算
各作物插前灌水及生育期内各次灌水的灌水率根据下式计算

式中：qik——第i种作物第k次灌水的灌水率（m3/s.万亩）
mik——第i种作物第k次灌水的灌水定额（m3/亩）
Tik——第i种作物第k次灌水的灌水延续时间（d）
di——第i种作物的种植比
本次设计灌水率的计算参考有关书籍，分别计算各片的灌水率，从各片中选择最大的灌水率作为灌区的灌水率。即q 设=0.612m3/s.万亩。
e） 渠系配水计算
灌区设计灌水率参考有关书籍，采用直接设计旬最大灌溉用水量，计算旬的平均流量，以该流量作为旬的设计灌水率，本次分别求得各片的旬灌溉用水率，再以各片中最大的灌水率作为本次灌区设计灌水率。求得设计灌水率q设=0.612m3/s/万亩。
灌区支渠重要采用轮灌方式进行配水，部分支渠及干渠直灌面积采用续灌方式进行配水。
轮灌渠道的设计流量按下式计算：

式中：Qn——轮灌渠道的设计流量(m3/s)；
N——该渠道轮灌组数；
——该渠道轮灌组平均灌溉面积(万亩)；
——该轮灌渠道至田间的水运用系数；
——设计净灌水率。
续灌渠道的设计流量按下列公式计算：
(1)
(2)
式中：Qs——续灌渠道设计流量(m3/s)；
qs——设计灌水率(m3/s.亩)
σ——该渠道单位长度损失率(%/km)
ηs——该续灌渠道至田间的水运用系数；
L——渠道的工作长度。
续灌支渠的流量计算时，采用公式(1)进行计算。
计算干渠的设计流量时，采用公式(2)分段进行计算。
各渠系流量成果见表4.11。