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乡镇建设项目取用水合理性研究

2019/04/22 阅读:

摘要:水资源是人类生存,社会发展的基础,也是一切生物赖以生存的基础,人类的生命离不开水,生活生产离不开水、生态环境的发展离不开水,当前我国水资源短缺,水生态环境剧烈恶化,水体污染严重等问题日益突出,水资源形势十分严峻已,水资源矛盾已经制约着我国经济社会可持续发展。为了使取水审批更加科学合理,发展建设项目水资源分析势在必行,它不但是一项资源性分析研究,它更是为取水许可制度服务的。

关键词:水资源研究;取用水合理性;水生态环境

1项目背景

2011年1月中央1号文件拉开了全国农田水利基础设施建设的序幕,为了响应国家号召,提高农村基础设施完善程度,郑州市连续出台了《市级规划》《编制指南》《建设标准》等多项指导文件。新型城镇化、新型工业化、农业现代化协调发展是新郑市城市发展战略布局的前提,在新郑市十三五规划中作为未来五年发展纲领,着重提出了“三化”发展,相辅相成,缺一不可。农田水利现代化示范乡镇建设对于新郑市农业现代化发展至关重要。新村镇农业设施基础建设滞后,农田水利设施年久失修、抗灾能力脆弱,急需大规模兴建、改造现代化农田水利设施。

2项目基本概况

新郑市农田水利现代化示范乡镇建设项目地点位于新村镇,新村镇国土面积71km2,其中耕地面积2868.10hm2,有效灌溉面积1781.96hm2,其中节水灌溉面积1313.79hm2,大水漫灌面积468.17hm2。项目区农作物主要有小麦、玉米、花生、蔬菜及苗木等,种植比例为:小麦74%、玉米60%、花生10%,蔬菜18%,苗木8%,复种指数为170%。新村镇农田水利现代化示范乡镇建设项目计划发展灌溉面积1010.37hm2,其中新增有效灌溉面积542.20hm2,改善灌溉面积468.17hm2,加上维持现状的低压管道输水的灌溉面积1313.86hm2。其中:发展滴灌面积234.72hm2、喷灌面积207.50hm2、低压管灌面积1882.01hm2。合计高效节水灌溉面积2324.23hm2,建设内容:①新增机井61眼,利用旧井382眼,配套水泵443台;②管网铺设86.33km;③新建道路16.85km;新增变压器30台。

3取水合理性分析

3.1从产业政策相符性分析

根据《郑州市人民政府关于农田水利现代化示范乡镇建设的实施意见》,该项目的实施对合理利用有限的水资源,大力发展高效节水灌溉,充分发挥新村镇土地资源优势,提高粮食生产能力,推进现代农业建设,保障粮食安全、农业农村经济发展和农民增收具有重要意义。项目的实施与区域农业发展规划相适应,符合当地农业发展的迫切需求。综上所述,该项目的立项和实施符合国家相关的产业政策,属于国家鼓励类项目,同时,地方政府也对该项目的建设提供了大力支持,可以保证项目的顺利实施。

3.2从水资源规划的相符性分析

项目拟在项目区通过采用滴灌、喷灌两种技术先进、经济可行的节水灌溉方式,辅以低压管灌进行补充灌溉,有效提高灌溉水利用系数,使农田灌溉水利用系数达到0.55,通过实施农田水利现代化示范乡镇建设项目能够提高水资源利用效率,减少用水浪费,有效控制用水总量。

3.3取水合理性分析

项目区取用地下水作为农业灌溉用水主水源,主要基于以下几点考虑。第一,新郑市地表水资源量小且经常性出现季节性断流。本次项目区涉及全镇,地块分散,从取水的保证程度、取水的便利性及经济性考虑,本次“农田水利现代化示范乡镇建设项目”不考虑当地地表水取水。第二,从区域水资源条件与用水合理性考虑,通过选择地下水资源条件较好,耕地相对平坦且集中连片,便于节水改造工程施工的区域,将原有传统农业灌溉区改造为高效节水灌溉区,在实现粮食增产、农民增收的同时,减少了农业灌溉对区域地下水资源的开采量,真正意义上实现经济效益与水资源可持续利用的协调发展。第三,新村镇紧靠双洎河,双洎河侧渗补给对地下水补给量较大,因此区域浅层地下水易采易补,能够缓解地下水超采,有利于区域整体水环境改善和地下水压采,因此,对区域水资源优化配置有利。第四,取用地下水作为农业灌溉供水水源,符合国家对水资源的管理政策。根据对项目区水质检验报告分析,本区域水质基本可以达到《农田灌溉水质标准》,且地下水资源丰富,因此,在水质和水量上都有保证。可见,本次新村镇农田水利现代化示范乡镇项目选取地下水作为农业灌溉取水主要水源是合理的。

4用水合理性分析

4.1设计灌溉制度

4.1.1灌溉设计保证率根据实施方案,设计滴灌、喷灌工程设计保证率为90%,低压管灌工程设计保证率为75%。

4.1.2灌溉制度设计①滴灌:通过对气象站点降水频率分析,90%保证率对应的水文年为1966年,利用该年的气温、风速、相对湿度、太阳辐射和日照时数等资料利用彭曼公式计算出参考作物需水量ET0,利用联合国粮农组织推荐的作物系数Kc和康绍中院士给出的公式计算修正作物系数,利用有效降水利用系数计算出生育期有效降水量P0,最后利用水量平衡法计算出作物灌溉需水量。另外,多年平均降水量为635.10mm,与2000年降水量(637.10mm)接近,因此,选取2000年计多年平均需水量。规划滴灌区作物为果树,其在90%保证率下和多年平均降水量下的净灌溉定额经计算分别为772.50m3/hm2和606m3/hm2。②喷灌:喷灌区主要种植作物为花生,这里以这两种作物为代表制定灌溉制度。经计算,这两种农作物在90%保证率下的净灌溉定额分别为889.50m3/hm2和1026m3/hm2,其多年平均降水量下的净灌溉定额分别为820.50m3/hm2和547.50m3/hm2。③低压管灌:低压管灌区主要种植作为冬小麦和夏玉米,这里以这两种作物为代表制定灌溉制度。通过对气象站点降水频率分析,75%保证率对应的水文年为2012年。经计算,75%保证率下其净灌溉定额分别为1482m3/hm2和828m3/hm2,多年平均降水量下的净灌溉定额分别为1221m3/hm2和741m3/hm2。

4.2用水指标分析

4.2.1灌溉用水效率指标分析根据《节水灌溉工程技术规范》和《灌溉与排水工程设计规范》,对设计参数进行合理性确定。根据《2016年郑州市农田水利现代化示范乡镇新郑市新村镇建设项目实施报告》,灌区设计灌溉保证率为75%,喷滴灌工程设计灌溉保证率不低于90%,符合《节水灌溉工程技术规范》的要求。根据《节水灌溉工程技术规范》的要求,喷灌灌溉的水利用系数为0.85,滴灌灌溉的水利用系数为0.85,低压管道输水灌溉的水利用系数为0.80。项目的排涝设计标准为10a一遇,符合《灌溉与排水工程设计规范》中不低于5a的要求。根据项目可行性报告,项目建成实施后,将全部建设成“七有”标准,符合《节水灌溉工程技术规范》的要求。根据对项目设计及现有情况分析可行,项目的主要设计参数均符合相关规范和标准要求,因此,设计参数合理、可行。

4.2.2灌溉定额分析参照《河南省农业用水定额》,灌溉用水定额由净灌溉定额、斗渠(或井口)及以下渠系输水损失和田间损失组成。各种作物的灌溉用水定额由相应的灌溉用水基本定额与工程类型、取水方式、灌区规模的调节系数相乘求得,新郑市处于河南省灌溉分区表的一级分区的Ⅱ.豫中区,根据分区查出相应基本灌溉定额值。新村镇属于中型灌区,再结合其工程类型和取水方式确定灌溉用水基本定额调节系数,最后得到项目区主要作物的毛灌溉需水量,由河南省标准计算出的净灌溉定额见表1。

4.3用水量的计算

4.3.1不同节水灌溉方式下作物灌溉面积项目实施后,项目区有效灌溉面积将达2324.23hm2,届时项目区耕地全部达到节水高效。滴管区总面积234.72hm2,全部种植果树;喷灌区总面积207.50hm2,种植经济作物;项目实施后,低压管灌区总面积达1882.01hm2,其中新增面积568.22hm2,低压管灌区种植小麦总面积1599.67hm2,占低压管灌区有效灌溉面积的85%,小麦收获后种植玉米1693.78hm2,占低压管灌区有效灌溉面积的90%。

4.3.2灌溉需水量根据前述用水指标分析,得出项目区节水灌溉项目设计灌溉用水定额符合《河南省农业用水定额》,灌溉水利用系数满足《节水灌溉工程技术规范》的要求,由此上述计算的节水灌溉用水指标合理。结合不同灌溉方式下不同作物的灌溉面积得到项目区的灌溉毛需水量,计算结果见表2。结果表明,设计保证率下项目区的灌溉需水量为517.70万m3,多年平均降水量下的灌溉需水量为430.90万m3。

4.4节水潜力分析

4.4.1节水潜力按照实施方案与本次分析研究核定后,综合亩均毛灌溉用水量由现状的28.60m3/hm2下降到设计保证率下(喷滴灌设计保证率为90%,低压管灌设计保证率为75%)的20.60m3/hm2,亩均用水量减少了120.50m3,节水量达70.90万m3;在多年平均降水量下,规划年综合亩均毛灌溉用水量减少到15.50m3/hm2,亩均用水量减少了196.50m3,节水量达157.70万m3。节水效果显著,节水潜力巨大。详见表3。

4.4.2增产潜力设计的灌溉用水具有较高的保证率,其中低压管灌不低于75%,喷灌和滴灌不低于90%,基本实现精准灌溉,确保作物全生育期用水需求,相比现状年的一般灌溉区域,农业灌溉能得到很好的保障,可以有效提高作物产量;同时对无灌溉保证率地区的节水技术改造,增加了无灌溉保证率地区的产量,从而进一步提高了项目区总体产量,总体来说,该项目的实施对项目区具有较大的增产潜力。

4.5合理取用水量

根据对新村镇作物灌溉定额的计算和校核,用水水平合理。新村镇水利现代化示范乡镇项目区为纯井灌区,多年平均灌溉取水量为430.90万m3。新村镇水利现代化示范乡镇项目设计保证率下合理灌溉取用水量为517.70万m3。主要用水指标符合《河南省农业用水定额》要求,综上,取水符合相关产业政策和水资源管理要求。

5建设项目取、退水的影响分析

5.1建设项目取水影响分析

5.1.1对区域水资源的影响分析由于本项目采用高效节水灌溉,经过与项目实施前进行对比,发现虽然灌溉面积增加了,但采用地下水开采量反而减少了,因此不会对区域水资源产生大的影响。

5.1.2对其它用户的影响分析在项目区,采用地下水的除了农田灌溉外,还有农村安全饮水工程,但安全饮水主要采用的中深层地下水,而农田灌溉采用的是浅层地下水,该两层水大部分没有大的水力联系,因此农田灌溉机井对农村安全饮水影响不大。综上所述,本项目区实施后,对区域内水资源状况和其它用户不会造成明显的影响,对环境的影响也不大。

5.2建设项目退水的影响分析

由于该项目退水主要由雨季的雨水及灌溉系统产生的水构成,采用田间排涝沟渠及生态绿化带等形式。由于生态绿化带可以将污染物含量减少70%以上,不会对第三者有大的影响。

6结论

根据国家政策、法规和水资源功能区划,本规划的水源采用浅层地下水作为农田灌溉供水水源,符合水资源规划、配置和管理要求。因此,本规划的水源工程作为农田灌溉取水水源、用水水量是合理的。

作者:牛江波 赵贝 张亚强 单位:河南省人民胜利渠管理局东三分局

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