渤海镇现代化农业节水改造工程水土资源平衡分析

陈桂梅, 杜英鸣,张哲源,李亚坤

(1.黑龙江省水利学校，黑龙江 大庆 163300;2.黑龙江省桩基础工程公司，黑龙江 哈尔滨 150036)

1 概 述

渤海镇现代化农业节水改造工程，位于黑龙江省宁安市渤海镇、东京城镇境内，属于“宁安市玄武岩石板田响水米产业基地重大工程项目”项目区，闻名中外的响水品牌大米，至今已有千年历史，自唐朝以来，响水大米为皇室贡米，建国后一直为人民大会堂国宴用米，受到国家重视和青睐。根据宁安市政府工作会议精神及结合全省先行先试示范工程，该工程主要打通未能治理的节点工程，继续扩大集约用地面积。从改善生产条件、提高粮食产量两方面大力着手，将项目区打造成符合新形势下的高标准基本农田建设项目区，努力为全省现代化农业建设做示范引领作用。

2 水土资源平衡分析

2.1 可供水量分析

项目区全部采用地表水进行灌溉，主要灌溉水源为牡丹江干流。项目区位于响水灌区的阿堡分区内，根据《黑龙江省宁安市响水灌区续建配套节水改造项目总体可行性研究报告》可知，阿堡分区以牡丹江为水源，其水源丰富，水质无污染，是较理想的水稻种植区，实灌水田面积4333.33 hm2。现建主要抽水泵站为阿堡泵站和拐弯子泵站，阿堡抽水站装机500 kW，设计引水流量9.48 m3/s；拐弯子抽水站装机350 kW，设计引水流量0.70 m3/s。阿堡一干渠设计灌溉面积1053.33 hm2，项目区内灌溉面积880 hm2，项目区分得流量一干渠为2.3 m3/s，供水量为2225.66×104m3，泡田期分得水量357.70×104m3，其余均为区外水田供水。阿堡分区来水量见表1。

表1 阿堡分区来水量

综上所述，生育期内灌区可供水量为2225.66×104m3，泡田期可供水量为357.70×104m3。

2.2 需水量分析

项目区需水主要包括农田灌溉用水、工业及城镇居民生活用水、农村人畜用水[1]。鉴于项目区人口较少，大、小牲畜数量也较少，用水量也较少，且这部分用水均由地下水供给，而项目区所处灌区水量丰富，完全能满足用水要求，故在本次设计中，只进行农田灌溉需水预测，而人畜用水、乡镇工业需水不进行需水量预测。

2.2.1 水田灌溉制度

根据灌区气象资料，采用时历法、水量平衡法确定灌溉制度。灌区水稻灌溉定额分为泡田期灌溉定额和生育期灌溉定额[2]。

本次设计水田灌溉制度采用《黑龙江省宁安市响水灌区续建配套节水改造项目总体可行性研究报告》中的灌溉制度，灌溉制度设计成果如表2所示。

表2 灌溉制度设计成果

2.2.2 设计灌水率及灌水率图

(1)水稻灌水率是指灌区单位面积上所需灌溉的净流量，根据已确定的灌溉制度来计算。灌水延续时间的长短直接影响灌水率的大小，从而也影响渠道设计断面的大小和建筑物的造价。因此需慎重选定。

(2)灌水率图的制作：先制作灌区每次灌水的灌水率图。由于初步灌水率值相差悬殊，导致渠道运行时输水断断续续、忽高忽低，不利于管理，故需对初步灌水率图进行修正。修正的原则如下：①应与水源供水条件相适应。②全年的各次灌水率大小应比较均匀，以连续30 d以上的最大灌水率为设计灌水率，短期峰值不应大于设计灌水率的120%，最小灌水率不应小于设计灌水率的30%。③避免经常停水，特别应避免小于5 d的短期停水。④提前或推迟灌水日期不得超过3 d，连续两次灌水均需变动灌水日期，不应一次提前、一次推后。⑤延长或缩短灌水时间与原定时间相差不超过20%。

修正后的灌水率见图1，依据规范，以连续30 d以上的最大灌水率为设计灌水率，得知本灌区q设计= 9.6×10-4m3/(s·hm2)，q最小= 4.10×10-4m3/(s·hm2)。

2.2.3 灌溉水利用系数

项目区内灌溉水利用系数=η干×η支×η斗×η农×η田间=0.85×0.85×0.87×0.90×0.95=0.537。

2.2.4 非节水措施灌溉用水量

本次设计灌区内农业需水主要是指农田灌溉需水。项目区规划后水田面积400.7805 hm2，净灌溉定额6720.00 m3/hm2，灌溉水利用系数为0.537，毛灌溉定额为12 513.90 m3/hm2，总需水量为500.56×104m3。 泡田期灌溉定额1650.00 m3/hm2，灌溉水利用系数为0.537，泡田期毛灌溉定额为3072.75 m3/hm2，泡田期需水量为122.91×104m3。

2.3 平衡分析

2.3.1灌溉水利用系数

项目区内灌溉支渠、斗渠两级渠道采用土工膜防渗，现浇混凝土做保护层，根据渠系断面设计及流量推算结果，项目区内灌溉水利用系数=η干×η支×η斗×η农×η田间=0.85×0.99×0.98×0.98×0.95=0.77。

图1 修正后的灌水率图

2.3.2 灌溉用水量

项目区规划后水田面积400.7805 hm2，净灌溉定额6720.00 m3/hm2，灌溉水利用系数为0.77，毛灌溉定额为8727.30 m3/hm2，总需水量为349.09×104m3。泡田期灌溉定额1650.00 m3/hm2，灌溉水利用系数为0.77，泡田期毛灌溉定额为2142.90 m3/hm2，泡田期需水量为85.72×104m3。由表中数字对比可知，项目区生育期和泡田期来水量均大于需水量，满足项目区需水要求，因此，本项目必须采用节水措施。项目区作物用水量供需平衡见表3。

表3 节水措施供需水量平衡表

经以上分析，供水量大于需水量，满足供需平衡要求。

2.4 节水措施

现代化农业节水改造工程的实施，能使有限的水资源得到充分的利用，提高水的利用率，改善灌溉条件，充分利用现有土地资源，增加农业灌溉技术科技含量，为建设“优质、高效、高产”农业的目标奠定基础。项目区采用农业、水利及水利工程等措施相结合的节水方式进行节水[3]。具体措施如下：

(1)水利工程措施。项目区内规划的支、斗渠采用混凝土衬砌。渠道护砌不仅可以减小渠道输水渗漏损失，节约灌溉用水，提高渠系水利用系数，而且还有利于控制灌区的地下水位，防止土壤次生盐碱化，减少渠道泥沙淤积和杂草丛生，提高渠道输水能力。混凝土衬砌渠道具有护砌效果好，耐久、强度高和适应性强，便于管理养护的特点。田间建筑物配套后可达到控制灌溉目的。

(2)水稻田采用先进的灌水方式。目前广泛推广的节水灌溉方式为“薄、浅、湿、晒”。

(3)加强管理，节约用水。

3 结 语

通过对项目区的水土资源平衡分析，对项目区进行了合理的规划设计并调整了产业结构和布局，建设旱涝保收、高产稳产的高标准耕田，加强节水管理，促进项目区农业生产的可持续发展。项目实施后，集约了土地，提高了耕地质量，改善了农业生产条件、生态环境和农民生活基础条件，提高了农民生活质量。不但为农民创造了致富条件，还大大激发了农民的生产积极性，真正实现粮食增产、农业增效、农民增收，既发展了项目区经济，又稳定了农民的思想情绪，对维持社会稳定，实现社会和谐起到推动作用。