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青铜峡灌区水土资源平衡分析的探讨

来源:233网校 2008-03-10 09:40:00

  3 灌区引水、耗水、排水平衡分析

  3.1 灌区引水、耗水、排水平衡与排水量分析

  水资源平衡分析确定的引黄量并不是灌区可消耗的水量。国家分配给宁夏自治区的用水指标40亿m3,由宁夏引黄用水现状与规划,青铜峡灌区可耗用的黄河水为25.4亿m3.

  可在四水转化中改用粗线表示灌区引水—耗水—排水的平衡关系,此处从略。灌区的引水是指灌区的引黄水量、即WSS,灌区的排水是灌区排入黄河的水量、记为WDD,灌区的耗水在此所指的是引(引水量)排(排水量)差、记为WSD.即:来源:www.examda.com

  WSD=WSS-WDD (9)

  青铜峡灌区规划水平年的引排差维持现状的25.4亿m3,灌区的引黄量、耗水量(引排差)与排水量如表2.

  3.2 排水的可能性与不确定性

  根据1988~1999年的水文测定与统计资料,点绘灌区的排水量与引黄量的关系如图4.

  根据所给的关系,当灌区引黄量为40亿m3时,相应的排水量达17.2亿m3.如表2,规划水平年要求的排水量为14.6亿m3,较17.2亿m3为少,达到规划的排水量的可能性是存在的。

  现状的引水、排水情况。灌区排水组成十分复杂,目前尚无相关的定量关系。在规划水平年,灌区用水管理的加强,灌区退水必然减少;

  农田排水配套建设的完善,农田的排水量有一定程度增加。总体上,未来的排水量将较现状为少。因此,未来的排水量存在着不确定性。规划排水量的实现应通过灌区的引排调度与加强管理来解决,当排水量不足(即引排差大于规划确定值)时,其不足水量由用水量中扣除。青铜峡灌区具有较好的自流排水条件。灌区维持一定的排水量,有利于全灌区盐分平衡。

  4 灌区耗水平衡

  青铜峡灌区现状排水量约占引黄水量的62%,因而灌区引水量或可供水量不是可消耗的水资源量。灌区的需水量也不是各用水部门实际的消耗水量。此外,自然生态的用水因不是人工引水供给,在水资源供需平衡中没有计入。因此,前述的水资源供需平衡并不是真正意义的水资源配置。为此补充进行水资源的耗水平衡是必要的。

  4.1 灌区可耗水量

  灌区的可耗水量约为27.64亿m3,包括可利用的黄河水量(引排差)25.4亿m3,当地的地表水资源1.25亿m3,当地的浅层地下水资源0.99亿m3.在以下灌区耗水分析中,除降水产生的地表水及地下水外,未计入降水的直接利用。

  4.2 灌区各项耗水估计

  灌区的水资源的消耗按前述分为工业用水、城乡生活(城镇与农村)、环境用水、农业灌溉和自然生态植被共5项。

  (1)工业、城乡生活耗水量。工业、城乡生活的耗水量WC与用水量的WU的比值称为耗水率ζ,故可由用水量与耗水率来估算其耗水量,即

  WC=ζWU (10)

  根据全国的统计资料与本灌区的实际情况,工业和城镇生活的耗水率取为25%,农村生活的耗水率取为90%.

  (2)环境用水的耗水量。河湖塘库的耗水按年均积水水面的蒸发量估计;防护林建设与盐碱地改良耗水按面积与定额估计。

  (3)农业灌溉耗水量。农业灌溉耗水根据灌溉面积与净灌溉定额估算。实际上农田作物还消耗地下水(通过潜水蒸发),故还应计入地下水利用量。

  (4)自然生态(植被)的耗水量。现状水平年根据灌区内自然生态的面积(统计与遥感资料)、地下水位埋深,按潜水蒸发估计。在规划水平年,由灌区的可耗水量扣去上述各项耗水量后、作为其可消耗于自然生态的水量,其结果用以评价灌区自然生态耗水的可能状况。

  综上所述,灌区水资源耗水平衡的初步结果。

  灌区自然生态的面积约为15万hm2,规划水平年可耗水量2.54亿m3,相当170mm,加上降水的直接利用,耗水约300~350mm.自然生态耗水有一定的保证,但并不充分。

  5 青铜峡灌区水土资源平衡分析结果与结论

  (1)根据前述青铜峡灌区水资源的3个平衡分析,灌区的续建配套与节水改造的实施将有明显的节水效果,灌区的水资源配置与利用将趋于合理。

  ①灌区的引黄量由现状的66.4亿m3减少到规划水平年的40亿m3,减少了40%,对于黄河流域的水量统一调度与管理是有利的;地下水的开采量由现状的3.5亿m3增加到5.9亿m3,灌区的引黄与地下水的联合运用趋于合理。严格控制用水指标,维持现状的引排差25.4亿m3.在采取有力的管理调度措施后,规划的排水量是可以实现的。

  ②农田灌溉节水效果显著。以现状的灌溉面积33万hm2为基准,综合毛灌溉定额由现状的20025m3/hm2、到规划水平年减少到10080m3/hm2,毛灌溉水量由现状的66.1亿m3减少为34亿m3,减少了32.1亿m3;灌区的综合净灌溉定额由现状的7365m3/hm2减少到5250m3/hm2,节约净灌溉水量7亿m3,减少的毛灌溉水量与节约的净灌溉水量具有重要的社会经济和生态环境效益。

  (2)本文结合青铜峡灌区节水改造规划,提出在灌区水土资源平衡分析中需要进行水资源的3个平衡分析。这3个平衡分析都是以灌区的四水转化为基础,且是相互有关联的。水资源3个平衡分析有各自的内容和目标。根据作者多年的工作体会,在我国干旱与半干旱地区,除进行常规的水资源供需平衡分析外,补充进行耗水平衡分析对于研究水资源的配置是十分必要的。

  由于灌区四水转化的复杂性,加以实际监测与试验资料的不足,水资源平衡分析中所需要的水量转化与消耗的参数常缺乏可靠的依据。例如本文分析中用到的地表水入渗补给地下水的参数,排水的组成及估计,各单元耗水分析的参数等。3个平衡的分析,尤其是耗水平衡的分析目前仍有其不确定性。灌区四水转化与水土资源平衡分析是一个重要的、尚需继续深入研究的课题。

  参 考 文 献:

  [1] 张安诚。西北干旱地区的水分评价问题[J].水科学进展,1997,8(1):44-47.

  [2] 李荣生。论西北生态用水问题[J].水利规划设计,2000,(4):20-25.

  [3] 沈国舫。生态环境建设与水资源的保护和利用[J].水利规划设计,2000,(4):9-13.

  [4] 雷志栋,杨诗秀,谢森传。田间土壤水量平衡与定位通量法的应用[J].水利学报,1988,(5):1-7.

  [5] 雷志栋,杨诗秀,胡和平,等。对塔里木河流域绿洲四水转化关系的认识。塔里木河流域水资源、环境与管理[M].北京:中国环境科学出版社,1998.72-78.

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