鄉鎮建設項目取用水合理性研究

時間:2022-04-26 09:18:05

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鄉鎮建設項目取用水合理性研究

摘要:水資源是人類生存,社會發展的基礎,也是一切生物賴以生存的基礎,人類的生命離不開水,生活生產離不開水、生態環境的發展離不開水,當前我國水資源短缺,水生態環境劇烈惡化,水體污染嚴重等問題日益突出,水資源形勢十分嚴峻已,水資源矛盾已經制約著我國經濟社會可持續發展。為了使取水審批更加科學合理,發展建設項目水資源分析勢在必行,它不但是一項資源性分析研究,它更是為取水許可制度服務的。

關鍵詞:水資源研究;取用水合理性;水生態環境

1項目背景

2011年1月中央1號文件拉開了全國農田水利基礎設施建設的序幕,為了響應國家號召,提高農村基礎設施完善程度,鄭州市連續出臺了《市級規劃》《編制指南》《建設標準》等多項指導文件。新型城鎮化、新型工業化、農業現代化協調發展是新鄭市城市發展戰略布局的前提,在新鄭市十三五規劃中作為未來五年發展綱領,著重提出了“三化”發展,相輔相成,缺一不可。農田水利現代化示范鄉鎮建設對于新鄭市農業現代化發展至關重要。新村鎮農業設施基礎建設滯后,農田水利設施年久失修、抗災能力脆弱,急需大規模興建、改造現代化農田水利設施。

2項目基本概況

新鄭市農田水利現代化示范鄉鎮建設項目地點位于新村鎮,新村鎮國土面積71km2,其中耕地面積2868.10hm2,有效灌溉面積1781.96hm2,其中節水灌溉面積1313.79hm2,大水漫灌面積468.17hm2。項目區農作物主要有小麥、玉米、花生、蔬菜及苗木等,種植比例為:小麥74%、玉米60%、花生10%,蔬菜18%,苗木8%,復種指數為170%。新村鎮農田水利現代化示范鄉鎮建設項目計劃發展灌溉面積1010.37hm2,其中新增有效灌溉面積542.20hm2,改善灌溉面積468.17hm2,加上維持現狀的低壓管道輸水的灌溉面積1313.86hm2。其中:發展滴灌面積234.72hm2、噴灌面積207.50hm2、低壓管灌面積1882.01hm2。合計高效節水灌溉面積2324.23hm2,建設內容:①新增機井61眼,利用舊井382眼,配套水泵443臺;②管網鋪設86.33km;③新建道路16.85km;新增變壓器30臺。

3取水合理性分析

3.1從產業政策相符性分析。根據《鄭州市人民政府關于農田水利現代化示范鄉鎮建設的實施意見》,該項目的實施對合理利用有限的水資源,大力發展高效節水灌溉,充分發揮新村鎮土地資源優勢,提高糧食生產能力,推進現代農業建設,保障糧食安全、農業農村經濟發展和農民增收具有重要意義。項目的實施與區域農業發展規劃相適應,符合當地農業發展的迫切需求。綜上所述,該項目的立項和實施符合國家相關的產業政策,屬于國家鼓勵類項目,同時,地方政府也對該項目的建設提供了大力支持,可以保證項目的順利實施。3.2從水資源規劃的相符性分析。項目擬在項目區通過采用滴灌、噴灌兩種技術先進、經濟可行的節水灌溉方式,輔以低壓管灌進行補充灌溉,有效提高灌溉水利用系數,使農田灌溉水利用系數達到0.55,通過實施農田水利現代化示范鄉鎮建設項目能夠提高水資源利用效率,減少用水浪費,有效控制用水總量。3.3取水合理性分析。項目區取用地下水作為農業灌溉用水主水源,主要基于以下幾點考慮。第一,新鄭市地表水資源量小且經常性出現季節性斷流。本次項目區涉及全鎮,地塊分散,從取水的保證程度、取水的便利性及經濟性考慮,本次“農田水利現代化示范鄉鎮建設項目”不考慮當地地表水取水。第二,從區域水資源條件與用水合理性考慮,通過選擇地下水資源條件較好,耕地相對平坦且集中連片,便于節水改造工程施工的區域,將原有傳統農業灌溉區改造為高效節水灌溉區,在實現糧食增產、農民增收的同時,減少了農業灌溉對區域地下水資源的開采量,真正意義上實現經濟效益與水資源可持續利用的協調發展。第三,新村鎮緊靠雙洎河,雙洎河側滲補給對地下水補給量較大,因此區域淺層地下水易采易補,能夠緩解地下水超采,有利于區域整體水環境改善和地下水壓采,因此,對區域水資源優化配置有利。第四,取用地下水作為農業灌溉供水水源,符合國家對水資源的管理政策。根據對項目區水質檢驗報告分析,本區域水質基本可以達到《農田灌溉水質標準》,且地下水資源豐富,因此,在水質和水量上都有保證。可見,本次新村鎮農田水利現代化示范鄉鎮項目選取地下水作為農業灌溉取水主要水源是合理的。

4用水合理性分析

4.1設計灌溉制度。4.1.1灌溉設計保證率。根據實施方案,設計滴灌、噴灌工程設計保證率為90%,低壓管灌工程設計保證率為75%。4.1.2灌溉制度設計。①滴灌:通過對氣象站點降水頻率分析,90%保證率對應的水文年為1966年,利用該年的氣溫、風速、相對濕度、太陽輻射和日照時數等資料利用彭曼公式計算出參考作物需水量ET0,利用聯合國糧農組織推薦的作物系數Kc和康紹中院士給出的公式計算修正作物系數,利用有效降水利用系數計算出生育期有效降水量P0,最后利用水量平衡法計算出作物灌溉需水量。另外,多年平均降水量為635.10mm,與2000年降水量(637.10mm)接近,因此,選取2000年計多年平均需水量。規劃滴灌區作物為果樹,其在90%保證率下和多年平均降水量下的凈灌溉定額經計算分別為772.50m3/hm2和606m3/hm2。②噴灌:噴灌區主要種植作物為花生,這里以這兩種作物為代表制定灌溉制度。經計算,這兩種農作物在90%保證率下的凈灌溉定額分別為889.50m3/hm2和1026m3/hm2,其多年平均降水量下的凈灌溉定額分別為820.50m3/hm2和547.50m3/hm2。③低壓管灌:低壓管灌區主要種植作為冬小麥和夏玉米,這里以這兩種作物為代表制定灌溉制度。通過對氣象站點降水頻率分析,75%保證率對應的水文年為2012年。經計算,75%保證率下其凈灌溉定額分別為1482m3/hm2和828m3/hm2,多年平均降水量下的凈灌溉定額分別為1221m3/hm2和741m3/hm2。4.2用水指標分析。4.2.1灌溉用水效率指標分析。根據《節水灌溉工程技術規范》和《灌溉與排水工程設計規范》,對設計參數進行合理性確定。根據《2016年鄭州市農田水利現代化示范鄉鎮新鄭市新村鎮建設項目實施報告》,灌區設計灌溉保證率為75%,噴滴灌工程設計灌溉保證率不低于90%,符合《節水灌溉工程技術規范》的要求。根據《節水灌溉工程技術規范》的要求,噴灌灌溉的水利用系數為0.85,滴灌灌溉的水利用系數為0.85,低壓管道輸水灌溉的水利用系數為0.80。項目的排澇設計標準為10a一遇,符合《灌溉與排水工程設計規范》中不低于5a的要求。根據項目可行性報告,項目建成實施后,將全部建設成“七有”標準,符合《節水灌溉工程技術規范》的要求。根據對項目設計及現有情況分析可行,項目的主要設計參數均符合相關規范和標準要求,因此,設計參數合理、可行。4.2.2灌溉定額分析。參照《河南省農業用水定額》,灌溉用水定額由凈灌溉定額、斗渠(或井口)及以下渠系輸水損失和田間損失組成。各種作物的灌溉用水定額由相應的灌溉用水基本定額與工程類型、取水方式、灌區規模的調節系數相乘求得,新鄭市處于河南省灌溉分區表的一級分區的Ⅱ.豫中區,根據分區查出相應基本灌溉定額值。新村鎮屬于中型灌區,再結合其工程類型和取水方式確定灌溉用水基本定額調節系數,最后得到項目區主要作物的毛灌溉需水量,由河南省標準計算出的凈灌溉定額見表1。4.3用水量的計算。4.3.1不同節水灌溉方式下作物灌溉面積項目實施后,項目區有效灌溉面積將達2324.23hm2,屆時項目區耕地全部達到節水高效。滴管區總面積234.72hm2,全部種植果樹;噴灌區總面積207.50hm2,種植經濟作物;項目實施后,低壓管灌區總面積達1882.01hm2,其中新增面積568.22hm2,低壓管灌區種植小麥總面積1599.67hm2,占低壓管灌區有效灌溉面積的85%,小麥收獲后種植玉米1693.78hm2,占低壓管灌區有效灌溉面積的90%。4.3.2灌溉需水量根據前述用水指標分析,得出項目區節水灌溉項目設計灌溉用水定額符合《河南省農業用水定額》,灌溉水利用系數滿足《節水灌溉工程技術規范》的要求,由此上述計算的節水灌溉用水指標合理。結合不同灌溉方式下不同作物的灌溉面積得到項目區的灌溉毛需水量,計算結果見表2。結果表明,設計保證率下項目區的灌溉需水量為517.70萬m3,多年平均降水量下的灌溉需水量為430.90萬m3。4.4節水潛力分析。4.4.1節水潛力按照實施方案與本次分析研究核定后,綜合畝均毛灌溉用水量由現狀的28.60m3/hm2下降到設計保證率下(噴滴灌設計保證率為90%,低壓管灌設計保證率為75%)的20.60m3/hm2,畝均用水量減少了120.50m3,節水量達70.90萬m3;在多年平均降水量下,規劃年綜合畝均毛灌溉用水量減少到15.50m3/hm2,畝均用水量減少了196.50m3,節水量達157.70萬m3。節水效果顯著,節水潛力巨大。詳見表3。4.4.2增產潛力設計的灌溉用水具有較高的保證率,其中低壓管灌不低于75%,噴灌和滴灌不低于90%,基本實現精準灌溉,確保作物全生育期用水需求,相比現狀年的一般灌溉區域,農業灌溉能得到很好的保障,可以有效提高作物產量;同時對無灌溉保證率地區的節水技術改造,增加了無灌溉保證率地區的產量,從而進一步提高了項目區總體產量,總體來說,該項目的實施對項目區具有較大的增產潛力。4.5合理取用水量。根據對新村鎮作物灌溉定額的計算和校核,用水水平合理。新村鎮水利現代化示范鄉鎮項目區為純井灌區,多年平均灌溉取水量為430.90萬m3。新村鎮水利現代化示范鄉鎮項目設計保證率下合理灌溉取用水量為517.70萬m3。主要用水指標符合《河南省農業用水定額》要求,綜上,取水符合相關產業政策和水資源管理要求。

5建設項目取、退水的影響分析

5.1建設項目取水影響分析。5.1.1對區域水資源的影響分析。由于本項目采用高效節水灌溉,經過與項目實施前進行對比,發現雖然灌溉面積增加了,但采用地下水開采量反而減少了,因此不會對區域水資源產生大的影響。5.1.2對其它用戶的影響分析。在項目區,采用地下水的除了農田灌溉外,還有農村安全飲水工程,但安全飲水主要采用的中深層地下水,而農田灌溉采用的是淺層地下水,該兩層水大部分沒有大的水力聯系,因此農田灌溉機井對農村安全飲水影響不大。綜上所述,本項目區實施后,對區域內水資源狀況和其它用戶不會造成明顯的影響,對環境的影響也不大。5.2建設項目退水的影響分析。由于該項目退水主要由雨季的雨水及灌溉系統產生的水構成,采用田間排澇溝渠及生態綠化帶等形式。由于生態綠化帶可以將污染物含量減少70%以上,不會對第三者有大的影響。

6結論

根據國家政策、法規和水資源功能區劃,本規劃的水源采用淺層地下水作為農田灌溉供水水源,符合水資源規劃、配置和管理要求。因此,本規劃的水源工程作為農田灌溉取水水源、用水水量是合理的。

作者:牛江波 趙 貝 張亞強 單位:1河南省人民勝利渠管理局東三分局 2河南省水下救助搶險隊 3河南省農村水電及電氣化發展中心