黑岗口灌区“十三五”期间引黄水量分析

苑文杰

黑岗口灌区“十三五”期间引黄水量分析

苑文杰

（河南省开封市城区黑岗口引黄管理处，河南开封475002）

开封市黑岗口引黄灌区，是国家粮食主要产区和优质小麦生产基地。针对灌区水资源存在的问题和“十三五”期间的建设变化，通过分析和水资源供需平衡计算，认为需要采取措施，提高水资源利用率、改变传统的灌溉方式等及“十三五”的节水改造工程实施。可节约水量达1566万m3/a,黄河引水2664万m3/a，满足灌区发展需求。

黑岗口灌区；引黄；水量；供需；分析

1 概况

开封市黑岗口引黄灌区位于黄河南岸，涉及城区和开封县两个行政区，是国家粮食主产区和优质小麦生产基地。灌区主要引黄河水进行灌溉，控制土地面积279 km2，耕地面积28.10万亩，规划灌溉面积23.90万亩，共有总干渠和东干渠2条，总长16.248 km。灌区内粮食作物以小麦为主，其次为玉米及水稻等。灌区内共有9个乡21.19万人。该区属暖温带半温润大陆季风气候区,年平均气温14C°,平均无霜期215天，平均日照2260 h，年平均降雨量639.2 mm，年平均蒸发量为1200 mm。

2 灌区灌溉存在的主要问题

黑岗口引黄灌区建成以来，对放淤改土、引黄灌溉、发展农业生产和当地的经济发展起到了重要作用。但由于多年来灌区处于停建阶段，原设计和现有工程又为放淤改土所用，使得灌区灌溉用水存在以下突出问题：

2.1 水资源利用率过低

由于黑岗口灌区工程不配套，节制性、控制性工程陈旧，配套不齐全，灌区内地表水可利用量为640万m3，目前实际利用量只有307万m3，只占可利用量的47%。地下水可开采量为3254万m3，目前实际开采量为1557万m3，只占可开采量的48%。

2.2 灌溉用水浪费严重

经统计本灌区现状灌溉面积11.47万亩，多年平均引黄灌溉水量为8200万m3；大水漫灌，引黄灌溉定额高达715 m3/亩，渠系水利用系数只有0.46，超出设计灌溉引黄水量50%，在现有工程条件下运行，灌溉用水粗放，节水灌溉效率具有很大的潜力。

2.3 泥沙没得到妥善处理，每年清淤量较大

虽然1982年修建了双河铺和盐庵2处沉沙池，由于工程不配套，运行管理不正常，发挥作用较小，长期以来，使用浑水灌溉率较大，导致渠河淤积严重，灌排水路不畅。

2.4 灌溉工程灌溉能力低

区内的建筑物工程大多为20世纪60～80年代修建的砖结构或部分砼结构，其规模均为按放淤改土流量修建。现有支渠工程，均为放淤改土所用的过水断面，呈宽浅式，各支渠的控制灌溉面积及流量差别较大，与灌溉用水要求不相适应，需进行统一布置，按设计断面进行疏浚及修正。现有的总干渠,东干渠，多年来未经统一疏浚和整修，现有的渠道又均为放淤改土所用的过水断面，呈宽浅式，与灌溉用水断面要求不相适应，且堤防残缺不全，大部分损坏较为严重，需要重建的较多。

3 黑岗口灌区“十三五”建设内容及用水变化

“十三五”期间，黑岗口灌区的灌溉面积不会发生变化，其灌溉工程建设内容主要为节水改造，工程包括:渠道整治10条，全长50.15 km，其中总干渠整治工程(0+000～1+500)长1.5 km，全线渠道衬砌；东干渠整治工程(0+000～23+200)长23.2 km，清淤疏浚工程（14+800～23+200）长8.4 km，渠道衬砌工程(0+000～23+200)长23.2 km；西南官庄支渠整治工程(0+000～2+580)长2.58 km，全线全线渠道衬砌；北郊支渠整治工程（0+000～3+940）长3.94 km，全线渠道衬砌；大北岗支渠整治工程（0+000～4+100）长4.1 km，全线渠道衬砌；铁牛支渠整治工程（0+000～5+030）长5.03 km，全线渠道衬砌；土柏岗分支整治工程(0+000～1+663)长1.663 km，全线清淤，全线渠道衬砌；杨寨支渠整治工程（0+000～2+350）长2.35 km，全线清淤，全线渠道衬砌；土柏岗一支整治工程（0+000～3+ 320）长3.32 km，全线清淤，全线渠道衬砌；岗西支渠整治工程（0+000～2+470）长2.47 km，全线清淤，全线渠道衬砌。修建各类建筑物共108座。

黑岗口灌区设计灌溉面积23.90万亩内，水资源可利用量为640万m3，现状灌溉面积11.47万亩内，水资源利用量为1557万m3，多年平均引黄灌溉水量为8200万m3。由现状引黄用水资料推算至本项目设计灌溉面积14.76万亩的年引黄水量为6221万m3，引黄灌水定额为715 m3/亩。黑岗口”十三五”期间的节水改造工程，将使得灌区渠系水利用系数由现状0.46提高到0.55以上，其引黄灌溉用水量较现在将会减少。

4 灌区水量供需平衡分析

4.1 黄河来水分析

黑岗口灌区为引黄灌溉。由于黑岗口无测流站，渠首闸前黄河来水量采用三门峡调节出水流量，减去黑岗口闸以上两岸工、农业用水量。（三门峡以下伊、洛、沁河支流非汛期下泄入黄河水量较少未计入在内，作为留有余地）。根据河南省水利勘测设计院1984年调节计算，当保证率为75%（中等干旱年）典型年为1952年～1953年6月，三门峡下泄年径流总量222亿m3，相应黑岗口闸前年径流总量为193亿m3；6月份平均流量=270.1 m3/s。

4.2 黑岗口闸前可引流量

黑岗口灌区用水主要通过渠首闸引水灌溉。渠首闸兴建于1957年，为5孔钢筋砼压力涵洞。孔高2.0 m，孔宽1.8 m，设计闸底板高程为75.55 m，闸洞顶板高程为77.55 m。1981年进行了改建与加固，黑岗口闸前灌溉引水流量工、农业用水合计为27.1 m3/s，渠首闸按淹没压力涵管出流计算不同过闸流量及相应的闸前水位，当黑岗口闸前黄河枯水流量为270.1 m3/s及闸门引水流量Q=27.3 m3/s时，闸后水位近似为79.52 m（黄海高程），满足灌溉要求水位。

根据黄河黑岗口闸实测资料，2005年6月平均流量为300 m3/s，相应闸前水位80.50 m；2016年6月份平均流量为380 m3/s，相应闸前水位81.20 m。表明黑岗口引黄灌区，灌溉季节黄河的流量及水位均能满足黑岗口引水闸的设计需求。

黑岗口闸水位～流量关系计算：水力计算按压力涵管淹没出流计算，采用下列公式：

式中：g为重力加速度，g=9.81 m/s2；ω为涵洞过水面积，令ω= 1.8×2.0×5=18 m2；μ为涵洞流量系数；

经计算，Q=71.98 m3/s，根据这个关系式，计算过闸水位～流量曲线图详见图1。

根据过闸水位流量曲线，计算出”十三五”黑岗口灌区节水改造工程建设后，黄河可引流量，见表1。

4.3 引黄水量分析

黑岗口灌区设计灌溉面积23.90万亩，其中开封市城区18.00万亩，开封县5.9万亩。分为水稻区和旱作区两个部分，水稻区以种植水稻、冬小麦为主，主要分布于东干渠上段(城区境内)，种植面积8.86万亩，占设计灌溉面积的37%；旱作区以

图1 黑岗口闸水位与流量关系曲线

种植冬小麦、晚秋为主，种植面积15.04万亩，占设计灌溉面积的63%。作物水稻需水量650 m3/亩，不包括泡田用水。蔬菜需水量600 m3/亩/年。

表1 黑岗口可引流量计算表

在不动用地下水静储量的情况下，经过地上水和地下水的均衡计算，水稻区中旱年（P=75%），综合净灌溉669.2 m3/亩，其中净引黄定额为463.2 m3/亩；中等年（P=50%），综合净灌溉定额为594.6 m3/亩，其中净引黄灌溉定额为363.6 m3/亩。旱作区，中旱年（P=75）灌溉定额为357.80 m3/亩，其中引黄定额为231.60 m3/s，中等年（P=50%），灌溉定额为302.3 m3/亩，其中引黄定额为162.3 m3/亩。

4.4 灌区引黄水量供需平衡分析

经过”十三五”节水改造工程建设后，黑岗口灌区用水量将大大降低。当黑岗口灌区需水量（P=50%时）为14211万m3，地表水可利用量为640万m3，地下水可开采量为3254万m3，需引黄水量为8554万m3。引黄灌溉定额为651 m3/亩。灌水率，水稻区为q=0.707 m3/s/万亩，旱作区q=0.443 m3/s/万亩。渠系水利用系数可由现状0.46，提高到0.55以上。水稻区由0.75 m3/s万亩，节水到0.707 m3/s万亩；旱作区由0.51 m3/s万亩,节水到0.443 m3/s万亩。

综合引黄灌水定额由现状715 m3/亩，节水到651 m3/亩。年灌溉引黄水量由现状6221万m3，节水到5664万m3，年节水量可达1566万m3。所以”十三五”期，黑岗口灌区从黄河引水5664万m3就可以灌区用水需求。

5 结语

黑岗口灌区为引黄灌区，由于用水粗放、设施老化，使得用水成本较高。”十三五”期间，主要对灌区实施节水改造渠系衬砌等工程，将为灌区灌溉面积的发展和节水效益的提高创造了条件。工程实施后，年节水量可达1566万m3，节水效益十分显著，每年从黄河引水5664万m3，就可满足灌区作物灌溉发展需求。

Analysis of Yellow River Water of the“13th Five-Year Plan”in the Irrigation area of Heigang Gate

YuanWenjie
（YellowRiver Management Office ofHeigangGate in KaifengArea Kaifeng475002,Henan）

For the irrigation area in Heigang Gate of Kaifeng City,is the main grain producing areas and high-quality wheat production base.According tothe existing problems of water resources in the irrigation area and the construction changes during the“13th Five-Year Plan”period,through the analysis and the balance of water supply and demand,it is considered that measures should be taken toimprove the utilization rate of water resources,change the traditional irrigation methods and so on“Of the implementation of water-saving renovation project.Can save water up to 15.66 million m3/a,the Yellow River water 26.64 million m3/a,tomeet the development needs ofirrigation.

The irrigation area in Heigang Gate；diverting water from the Yellow River；water level；supply and demand；toanalyze

S273.2

B

1673-9000（2017）02-0152-02

2016-11-21

苑文杰（1980-），男，河南开封人，工程师，主要从事水利工作。