沧州市李家岸引黄工程饮水规模分析

□田 元

沧州市李家岸引黄工程饮水规模分析

□田 元

分析沧州市李家岸引黄工程供水范围、农业种植结构、灌溉制度，论证工程的引水规模，为工程主要渠系建筑物规模的确定提供依据，同时也为类似工程的规划设计提供参考。

沧州市；李家岸引黄工程；引水规模

沧州市属典型的资源型缺水地区，该地区水资源总量12.3亿m3，人均占有量108m3，亩均占有量108m3，仅为全国人均的8%和亩均5.5%，远低于“维持人类生存的最低标准”人均300m3。水资源的短缺已经严重影响到该区域社会经济各方面的发展。目前该区域经济社会和农业的的快速发展是靠超采地下水，是以牺牲农业、环境和可持续发展为代价的。由于长期大量超采，造成地下水位急剧下降、地下水降落漏斗扩展、地面下沉等一系列生态环境问题。

李家岸引黄工程自山东境内李家岸渠首闸引水，经牛角店闸送水入地下总干渠，再经赵棒槌闸节制向北送水入马颊河后，经马颊河孟家闸节制由乐陵市跃丰渠输水，过漳卫新河后向河北沧州市供水。该工程作为沧州市减少地下水开采的替代水源工程，可有效地缓解该区域的农业地下水超采问题。在分析供水范围、农业种植结构、灌溉制度的基础上，论证了工程的引水规模，为工程主要渠系建筑物结构布置、方案设计、工程规模的确定提供了重要依据。

1.供水范围及水平年

李家岸引黄工程引水时间长、线路短、引水便利，工程实施后，可用于引水工程沿线农业灌溉，从而替代地下水灌溉，缓解地下水超采。李家岸引黄工程供水范围为沧州市南皮县、沧县、孟村县、盐山县、海兴县、黄骅市等6县，控制灌溉面积为35万亩，见表1。工程以2013年为现状水平年，2015年为规划水平年。工程供水任务主要为农业灌溉，农业灌溉保证率为50%。

2.现状种植结构

沧州市李家岸引黄工程沿线现有耕地面积为434万亩，有效灌溉面积为176万亩，其中李家岸引水工程能够覆盖的井灌区面积为35万亩。工程沿线农作物总播种面积为636.7万亩，其中粮食作物播种面积为544.3万亩，占播种面积的85.5%；经济作物播种面积为78.2万亩，占总播种面积的12.3%，其他作物播种面积14.2万亩，占2.2%。

3.引水规模分析

3.1 灌溉制度的拟定

根据 《灌溉与排水工程设计规范》（GB 50288-99），并结合当地灌溉习惯，小麦一年灌3水，初次灌水定额为55m3/亩，主要安排在每年的10月，生长期灌水定额为50m3/亩，主要安排在每年的3月和5月，播前灌水时间为12天，生育期灌水时间为11天；棉花一年灌1水，灌水定额为50m3/亩，主要在4月份，每次灌水时间为8天；玉米一年灌1水，灌水定额为50m3/亩，主要在6月份，每次灌水时间为11天，作物灌溉制度见表2。

根据以上各种作物灌水率，除棉花、其他作物灌水率较低外，为0.094m3/s/万亩和0.092m3/s/万亩，小麦和玉米灌水率均在0.4m3/s/万亩左右，为了减少灌水率在时间上分布不均造成的渠道输水规模及投资的增加，便于今后运行管理，本次按棉花利用浅井灌溉，小麦和玉米由引黄水灌溉进行考虑。在不影响作物需水要求的前提下，对小麦第二水、第三水，以及玉米灌溉时间进行调整，均向前延长一天，调整后的灌水率相对比较均匀，为0.384m3/s/万亩，可作为本次设计灌水率。

3.2 引水规模

根据李家岸引水工程沿线井灌区面积35万亩，结合各县作物灌溉制度，按照作物灌水率0.384m3/s/万亩进行计算，则农田灌溉净需水流量为13.44m3/s。

根据 《灌溉与排水工程设计规范》（GB5 0288-99）公式计算输水渠道渗漏损失。

表1 李家岸引水工程沿线井灌区面积统计表 单位：万亩

表2 农作物灌溉制度表

式中：

σ＇—考虑地下水顶托情况，单位长度水量损失率(%/km)；

ε＇—受地下水顶托的渗水损失修正系数；

K—土壤透水性系数；

Qdj—输水渠道净流量，（m3/s）；

m—土壤透水性指数。

其中渠道土壤为中、轻壤土，土壤透水系数取1.6，土壤透水指数取0.37，修正系数取0.35，输水渠道净流量根据不同县域河道流量进行选取，并考虑0.8的田间水利用系数。

按上述公式计算，李家岸引黄干渠水利用系数为0.89，3个支渠水利用系数分别为0.75、0.72、0.96，李家岸引黄工程农田灌溉需要的引水流量为29.66m3/s，鉴于跃丰渠设计引水规模为30m3/s，因此本工程引水规模定为30m3/s。

李家岸灌区渠首闸位于黄河艾山和洛口水文测站之间，依据李家岸灌区渠首闸多年引水资料，灌区引水主要集中在灌溉季节，即每年3~6月、7~10月、11月底至次年2月。沧州地区作物灌溉时间主要集中在3月~6月、10 月~11月前后，与山东李家岸灌区引水时间基本相同。因此，若沧州灌区与李家岸灌区同时引水灌溉，引水天数约70天，引水规模按10m3/s计，年引水量为0.6亿m3；若沧州灌区避开山东李家岸灌区引水时间，利用非灌溉季节进行引水，则需对引水量进行调蓄，引水时间按22天考虑，引水规模按30m3/s计，考虑0.75的蓄水损失，则年引水量为0.76亿m3。

沧州市李家岸引黄工程是解决沧州市水资源紧缺的重大战略工程，是促进经济社会可持续发展、改善生态环境和提高人民生活水平的重要民生工程。本工程在分析现状农业种植结构、作物灌溉制度的基础上，经逐级输水渠道渗漏损失计算，分析了沧州市李家岸引黄工程的规模，可为类似工程的规划和设计提供参考。

2017-02-06

田 元，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，工程师。