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吴起采油厂项目水资源论证论文

2022-05-28 04:48:48 收藏本文 下载本文

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吴起采油厂项目水资源论证论文

篇1:吴起采油厂项目水资源论证论文

吴起采油厂项目水资源论证论文

摘要:本项目水资源论证的主要任务是根据论证区水平年的用水要求,在区域水资源现状和开发利用情况分析的基础上,对建设项目取用水的合理性,取水水源的可靠性以及取水,退水对区域水资源状况和其他用户的影响等方面进行分析论证,提出建设项目合理的取水方案和退水方案建议,以便达到合理开发,节约使用,有效保护水资源的目的,并为业主单位向水行政主管部门提出取水申请提供依据。

关键词:水资源;论证;必要性;合理性

1项目建设的必要性

随着石油大规模的开采,地质日贮量日益减少,石油采取率降低,直接影响了石油产量。为了提高石油采取率,提高单井产能,增加投资回报,油井注水开发是实现油田科学,合理,高效开发的有效手段,对油层进行注水可以补充提高地层能量,增加油井产量,提高企业整体经济效益,支持区域经济社会的可持续发展。

2项目建设用水的合理性

该区所在区域内广泛分布着第四系上更新统冲积层,下白垩系洛河组潜水及承压水含水岩层,吴起县地下水总储存量较大,地下水利用率低,可开采空间较大,同时区域内其他用户较少,属于零星取水。因此,该站的取水不会对区域水资源状况和其他用水户用水构成太大影响。

3取水水源的可靠性与可行性

(1)该厂区注水站的地下水取水井所取的地下水来自白垩系下统华池组,洛河组裂隙孔含水层。经分析计算,当取水井水位降深80.5~85m时,取水井涌水量403.32~427.33m3/d,且降深不大于含水层的2/3。计算区域不同的保证率下的补给量,枯水年95%的降水入渗补给量29503.25m3/d,合计总补给量为59853.99m3/d,项目区已开采量32712.33m3/d,计划开采量4650m3/d,开采量是有保证的。

(2)论证区地下水根据《地下水质量标准》(GB/T1848-93),采用单项评价法和综合评价法分别进行评价。经分析,在25眼井中符合IV类水质的井点有7个,占监测井总数的28%:符合V类水质的井点有18个,占监测经总数的.72%。综合评价属较差水质的井点有12个,占监测井总数的48%,属极差水质的井点有13个,占监测井总数的52%。可知,论证区地下水水质较差,需经水质处理后方可使用。

(3)取水井周围无大的取水工程,仅有少量开采量较小的民井,现有民井均位于取水井的影响半径(1000m)之外:取水井所取的地下水均来自地下水水量比较丰富的白垩系裂隙孔隙含水层,因此,取水口设置是合理的。

4退水情况及水资源保护措施

根据该厂区注水站各类排水的性质,按照清污分流的原则,可将场站的退水排水系统划分为生产污水排水系统,生活污水排水系统,消防污水排水系统和雨水排水系统等。注水场站内的生活污水经脱油,降温或化粪池预处理后经排水管道排入污水处理站。污水处理站采用分质分类处理的方法对场站内的各类污水进行处理,即采用SBR法生化处理工艺对经过预处理的生活污水进行处理,采用生物脱氧工艺对生产废水,消防污水等含油污水,场站初期雨水进行处理。污水处理站处理后的出水水质必须满足《污水回注指标控制标准》的水质控制标准。根据业主提供的资料,注水站的各类污废水经污水处理站按照《污水回注指标控制标准》进行分质分类处理并达标后,经污水回注站全部注入地下含油层,实现了场站污废水的“零”排放。场站的后期雨水采用自然散流与明沟相结合的排水方式,排放至场站外,用作环境生用水。从保护水资源和节水的角度出发,项目在建设与运行过程中,应从多方面采取水资源保护的工程措施,其中,工程措施包括加快节水措施建设,加大企业节水减污力度,建立场站及周边水环境监测系统,加强场站及周边肚脐眼生态环境建设等:非工程措施包括严格执行取水许可管理,加强生产过程中的水务管理,加强水资源保护盒节水宣传力度等。

5取水方案

本论证认为,业主提出的以白垩系下统华池组,洛河组裂隙孔隙含水层的地下水作为吴起采油厂注水站生产,生活和消防用水供水水源是可行的。在充分考虑各场站用水单元节水潜力的基础上,规划水平年地下水新鲜水合理取水量为4299.0m3/d,按年运行365d计算,全年地下水新鲜水用水量为156.91万m3。

6退水方案

本着节约用水,重复利用的原则,该厂注水站在日常生产过程中采用先进的节水型设备和节水工艺进行清洁生产基础上,努力将人均生活用水量控制在110L/(人d)以下并将场站的生活污水和部分消防污水经污水处理站按相关规范标准中的城镇杂水用水水质控制指标进行处理后用作场站绿化用水或道路喷洒用水。在此基础上,注水站经污水处理按照《污水回注指标控制标准》进行分质分类处理并达标后剩余污废水经污水回注站全部注入地下含有层,实现场站污废水的“零”排放。

7建议

(1)建立机构,培训人员,建立水资源保护机构,提高领导及工作人员保护,改善水资源的意识和责任感,在新打水源井完善用水计量措施,建立水量,水质,水位变幅的监测系统。

(2)水资源保护审计,把每一环节,工序=产生的水污染和形成的影响列入审计行列,把减少污染排放同节能,降耗等同起来。

(3)污水资源化和节能建议,由于污水零排放,建议建立各站废水回用系统专职管理部门,保证生产生活污水处理站处理效率和运行效果。

(4)加强生态恢复工作,该区生态环境脆弱,应注重水土保持,生态恢复工作,涵养水源。工程措施和植物措施并举,以促进项目可持续发展。

(5)应定期检查水源地水资源动态,发现问题及时处理,对现有工业用承压水水源井根据区域地下水超采情况酌情限采或是关闭。

篇2:供水工程水资源论证工作分析论文

供水工程水资源论证工作分析论文

摘要:对河津市某集中供水工程进行水资源论证工作,通过周密的调查研究和科学的分析,对其需水量进行预测,对水源取水可靠性进行分析,为取水提供科学依据。进行抽水试验和区域地下水水量水质评价,对取水水井的井位、取水层次、水量、水质、影响范围、用水的合理性及对区域水环境和周边取水户的影响进行研究分析,并提出论证结论,为水行政主管部门审批取水许可的技术依据。

关键词:水资源;需水量;地下水

1项目概况

该项目集中供水工程,位于河津市北部地区,工程实行分区域、分片供水,向清涧街道办事处、下化乡提供安全的生活饮水,并将该地区的用水终端进行改造。工程发展规划中还计划向阳村乡、城区街道办事处等地区供水,禹门口水源地(一级站),打井配套3眼,单井深200m,该取水水源属于龙门山到陈家山的禹门口岩溶水水源地,水位埋深浅,出水量大,供水保证率高。该供水工程由水源、蓄水池、管理站、输配水管道、进户工程和自动化控制六部分组成。在禹门口水源地打200m深井3眼,单井出水量450m3/h,提水入2座3000m3蓄水池,通过泵房加压经输水管道送水至各个受益村用水户。

2建设项目需水量预测

2.1用水指标

根据山西省水利厅对农村乡镇人口用水规模及用水量规定,结合河津市当地经济发展速度,以及《山西省用水定额》规定的用水标准,城镇居民生活用水指标为90L/pd,农村居民生活用水指标为50L/pd。

2.2用水人口

城市需水量预测是确定城市供水工程规模的.主要依据之一,根据《河津市某集中供水工程建设项目初步设计》,结合河津市人口实际数据,到规划年,河津市龙门集中供水工程(禹门口水源地)供水人口为14.5万人(其中农村人口8.8万人,城镇人口5.7万人)[1]。

2.3需水量预测

1)生活需水量。农村居民日用水量:Q1=8.8×104×50×10-3=0.44万m3/d;城镇居民日用水量:Q2=5.7×104×90×10-3=0.513万m3/d;规化20生活需水量共0.953万m3/d。

2)村镇企业用水量。该工程还为部分乡镇产品加工企业供水,主要为生产原料配料用水,根据现有供水情况,20实际用水量为0.21万m3/d,根据当地村镇企业发展情况,规化年用水量为0.257万m3/d。

3)不可预见用水量及管网损失水量。不可预计见用水量及管网损失水量取总水量的10%,约0.12万m3/d。

4)合计需水量。合计日综合需水量:Q=1.33万m3/d,按照该工程现有的供水能力,能够满足2020年城乡人口生活用水需求。根据用水量预测计算分析,确定河津市某集中供水工程的取水规模为1.33万m3/d(485.45万m3/a)。

3水源分析

全市地表水水质较差,不适宜用作生活供水水源。根据20xx年地下水水质监测成果,只有少数地区地下水水质达到地下水III类标准,可用作生活用水水源。其中禹门口岩溶水水源地水量较为丰富,根据河津市年水资源公报,禹门口岩溶水的区域天然资源量达4177万m3,C级可开采资源量为3285万m3,属大型供水水源地。河津禹门口岩溶水水源地分布于龙门山至陈家山一带,含水层岩性为寒武、奥陶系灰岩,已批复开采量430.7万m,剩余可开采量2854.3万m。可以为本项目新增1.33万m/d(合485.45万m/a)的需水要求。岩溶水开发利用程度还较低[2]。从水源地所处的水文地质条件和勘探情况来分析,岩溶发育强烈,属强富水带,水位埋深浅,出水量大,供水保证率高。水源地现有水井3眼,单井出水量450m3/h,水井供水能力可以保证水源地开采量1.33万m3/d供水要求。从水源地动态资料分析,龙门集中供水工程(禹门口水源地)于20xx年在水源地进行开采岩溶地下水后,岩溶地下水位呈略微下降趋势,今年来岩溶地下水出现回升,说明水源已处于稳定状态。根据水源地抽水试验情况和水源地开采后水位预测情况,当水源地岩溶水开采量达到1.33万m3/d,水位降深为1.67m,属于水位正常变化幅度范围,基本不会对水源地环境造成影响,同时也说明水源是有保证的、可行的,可以满足建设项目用水要求[3]。根据《生活饮用水标准》评价,该水源地岩溶地下水硫酸盐、总硬度略有超标,经分析属于本底值超标,其他各项离子单要素评价指标Pi≤1,均能达到生活饮用水卫生标准。因此,应进行水质净化处理,就能适宜生活饮用。由此可见,选取禹门口岩溶水做为其供水水源,在质和量上都是有充分保证的,所以取水方案是可靠的。

4结束语

项目取水合理,水源可靠,项目取水不会对区域水资源量产生明显影响,该项目供水对象中的农村居民生活用水基本无污水外排。城镇居民生活用水有污水外排,城区街道办事处居民生活污水进入河津市污水处理厂,清涧街道办事处居民生活污水进入中铝山西分公司生活污水处理站,经处理后利用或达标外排。

参考文献:

[1]郝敬辉.尼尔基水利枢纽下游内蒙古灌区工程水资源论证研究[D].长春:吉林大学,2015.

[2]张春霞.新汶电厂用水对新泰市水资源影响研究[D].南京:河海大学,.

[3]田启明.建设项目水资源论证及相关问题的研究[D].西安:西安理工大学,.

篇3:高标准基本农田项目水资源平衡分析论文

高标准基本农田整理项目水资源平衡分析论文

目前,關于水库、大型灌区的水量平衡分析及数据库较为完善,随着近几年土地整理项目的深入,局部新增耕地扩大,对灌区的供水量产生较大影响[1,2]。以青海省都兰县察汗乌苏河流域高标准基本农田整理项目为例,对研究区的供水现状进行详细调查,预测水量供需,引入生态基流数据,计算并分析研究区域的需水量,对实现研究区域水资源可持续利用,保证该区域土地整理项目可持续发展具有重要意义。

1 研究区概况

1.1 自然条件

研究区位于都兰县城北郊约15 km处的下滩村至西河滩下村之间,109国道西侧。区内仅发育有Ⅰ级阶地,地处冲洪积平原。研究区南北长约4.8 km,东西长约5.5 km,地势总体东南高,西北低,自然坡降在1/100左右,海拔3 079.68~3 135.98 m,相对高差56.30 m,地势较平坦。研究区现有耕地土壤类型主要分为2个亚类,即棕钙土、盐化棕钙土。表土层0.5~2.5 m。经土质分析,速效磷含量为2.97~6.27 mg/kg,速效钾含量为87.67~215.67 mg/kg,有机质含量为8.23~12.14 g/kg;土壤pH平均8.69,属碱性。分析表明,区内土壤总体养分较差,基本适宜种植农作物。新增地主要位于下滩村,现状均为其他草地,土质为砾石地,部分区域需要覆土后方可种植农作物。

1.2 水文与水文地质

研究区属于都兰县察汗乌苏河流域,该河流为内陆河,属北霍布逊湖水系,位于柴达木盆地东部,发源于鄂拉山西南源的约根涌,河源海拔5 092 m,由东南流向西北,进入盆地后,与夏日老哈河汇合后,以潜流的形式注入柴达木河,最后流入北霍布逊湖。该河流是以降水补给为主,融冰融雪补给为辅的混合型补给河流,河床为沙砾石。察汗乌苏河长123 km,落差1 912 m,河道平均坡降12.6‰。

1955年8月在察汗乌苏河干流曾设有察汗乌苏水文站,该站位于都兰县察汗乌苏关角牙合,距上游河源123 km,控制流域面积4 384 km2,有1956~1967年的径流和洪水资料。1968年1月1日基本测流断面向下游迁移约1 000 m,设临时断面观测,同年3月14日又向下游迁移约800 m至察汗乌苏大桥处,即该站距上游河源124.8 km,控制流域面积 4 434 km2,有1968~的径流资料(包含1968~20渠道引水流量)。察汗乌苏水文站与察汗乌苏河流域各引水口的位置关系详

依据《都兰县哇沿水库可行性研究报告》中设计年径流分析成果,察汗乌苏水文站不同频率(P=25%、50%、75%)的年径流成果Qp分别为6.28、4.52、3.18 m3/s,得出察汗乌苏水文站多年平均流量Q为4.92 m3/s,同时确定Cv=0.50、Cs/Cv=2.00,多年平均径流量为1.55亿m3,根据察汗乌苏水文站不同频率的年径流成果得出年径流月分配成果,见表1。

区内地下水为松散岩类孔隙水,主要赋存于河漫滩、Ⅰ级阶地中,为潜水,含水层为卵砾石层,厚度5~30 m。孔隙水主要为河水与大气降水及冰雪融水补给,潜水埋深一般0.1~1.3 m,卵砾石层中孔隙潜水水量丰富。研究区内灌溉水源全部为地表水,可不考虑地下水的影响。

2 研究区水资源分析

2.1 供水量分析

研究区灌溉水源为察汗乌苏总干渠,属察汗乌苏河流域。本次水资源分析主要是针对察汗乌苏河全流域内水资源进行平衡分析。察汗乌苏河全流域现状供水工程主要有西台水库、热水灌区引水口、察汗乌苏灌区引水口和察汗乌苏城镇引水口;供水区域分为热水灌区、察汗乌苏灌区和察汗乌苏镇城镇,并将供水区域分为一区、二区和三区共3个区,其中三区包括察汗乌苏河流域高标准基本农田整理项目(一期)、察汗乌苏河流域土地开发整理(占补平衡)项目一期和察汗乌苏河流域高标准基本农田整理项目(二期),各区水土资源分析时采用相同的.径流资料、灌溉设计标准、用水定额及灌溉制度,各区灌溉面积统计结果见表2。

由表2可知,近新增耕地已达18%,由于流域灌溉期用水都比较紧张,需要通过各行业节水来减少水资源的浪费,为此规划水平年需量对灌区进行节水改造。通过灌区节水改造、改进作物灌溉制度、推广先进灌水技术和调整农业种植结构等措施提高农业灌溉水利用系数。基准年供水工程可供水量见表3,规划水平年2020年供水工程可供水量见表4。由表3、表4可知,基准年年供水工程可供水量约为5 800万m3,规划水平年2020年供水工程可供水量约为4 667万m3,西台水库可调节供水量为200万~800万m3。

依据国家《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-)[3]灌溉工程的规定,干旱地区灌溉设计保证率为50%~75%,根据研究区的水文气象、水土资源、作物组成、灌水方法等因素,灌溉保证率为75%。

2.2 需水量预测

根据察汗乌苏河流域国民经济现状和《海西州国民经济和社会发展“十二五”规划》、《都兰县国民经济和社会发展“十二五”规划》等相关的规划成果对经济社会发展指标进行预测[4]。察汗乌苏河流域不同水平年各分区国民经济发展指标预测结果见表5、表6。由表5、表6可知,①人口。2010年察汗乌苏河流域总人口为2.92萬人,拟定2010~2020年人口年均增长率为9‰,经预测2020年察汗乌苏河流域总人口为3.16万人。②国民经济指标。2010年察汗乌苏河流域第一产业增加值为8 095万元,工业增加值为13 342万元,建筑业增加值为3 617万元,第三产业增加值为3 935万元。拟定2010~2020年第一产业、工业、建筑业、第三产业增加值年均增长率分别为8%、12%、9%、9%,经预测2020年察汗乌苏河流域第一产业增加值为14 882万元,工业增加值为31 460万元,建筑业增加值为7 230万元,第三产业增加值为7 866万元。2020年察汗乌苏河流域国内生产总值达到61 439万元。③农业发展指标。察汗乌苏河流域气候条件相对较好,具有进一步发展农业的资源优势和物质基础。考虑到对土地资源的合理利用和水资源条件,因地制宜地发展农业灌溉面积,进而提高农牧民收入。2010年察汗乌苏河流域农田灌溉面积约0.42万hm2;到规划水平年2020年,察汗乌苏河流域农田灌溉面积发展到约0.49万hm2(包括一期整理和开发)。④牲畜。2010年察汗乌苏河流域牲畜数量为10.488万头(只),考虑到流域承载能力和生态状况,规划水平年流域牲畜数量将维持现状,不再增加。

1)居民生活。2010年城镇居民生活毛用水定额为120 L/人·d,农村生活用水定额为50 L/人·d;根据《青海省用水定额》(青政办[]62号),拟定2020年城镇居民生活需水毛定额为140 L/人·d,农村生活需水定额为70 L/人·d(表7、表8)。

2)工业、建筑业、第三产业需水定额。2010年工业、建筑业、第三产业万元增加值取水定额分别为160、40、38 m3/万元。根据《青海省用水定额》(青政办[2009]62号)及相关规划,拟定2020年工业、建筑业、第三产业万元增加值定额分别为100、18、16 m3/万元(表7、表8)。

3)农业灌溉定额。根据《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-2012)、现场实地调查和《青海省用水定额》(青政办[2009]62号)等,整个察汗乌苏河流域内的土地开发整理项目采用相同的灌溉制度,灌溉设计保证率采用75%。

现状年灌溉水利用系数为0.4,依据《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-2012),确定规划水平年灌溉水利用系数为0.6[4,5],具体灌溉制度见表9。

由表9可知,区内综合公顷净灌水量为5 077.5 m3,最大净灌水率为190 m3/s·hm2,设计净灌水率为182.67 m3/s·hm2。根据灌溉水利用系数计算得出,基准年2010年和规划水平年2020年农业灌溉毛定额分别为12 690、8 460 m3/hm2。

4)牲畜定额。根据《青海省用水定额》(青政办[2009]62号),大牲畜定额拟定为40 L/头(只)·d,小牲畜为10 L/头(只)·d(表7、表8)。

5)国民经济需水量。根据经济社会发展指标和需水定额,计算基准年2010年和规划年2020年需水量,其中察汗乌苏河流域土地开发整理项目(一期)耕地总面积约0.16万hm2已于3月开工,目前正在实施,本次水量计算时将其视为已整理区,灌溉水利用系数按0.6进行计算[6,7]。经计算,基准年2010年察汗乌苏河流域总需水量为5 800.74万m3,其中居民生活需水量为74.50万m3,城镇生产(包括工业、建筑业、第三产业)需水量为242.89万m3,农业灌溉需水量为5 442.12万m3,牲畜需水量为41.23万m3。2020年察汗乌苏河流域总需水量为4 666.95万m3,其中居民生活需水量为103.85万m3,城镇生产(包括工业、建筑业、第三产业)需水量为340.19万m3,农业灌溉需水量为4 181.72万m3,牲畜需水量为41.22万m3(表10、表11)。

2.3 水资源供需分析

基准年2010年水资源供需分析见表12。由表12可知,在保证察汗乌苏河控制断面(察苏水文站)河道生态需水的情况下,察汗乌苏河流域国民经济用水基本得到满足,仅在7月出现缺水现象。

在现有工程条件下,实施节水措施后,2020年水资源供需分析见表13。由表13可知,2020年在保证察汗乌苏河控制断面(察苏水文站)河道生态需水的情况下,察汗乌苏河流域国民经济用水得到满足。

3 小结与讨论

通过上述水资源供需平衡分析可知,察汗乌苏河流域在75%天然来水年份2020年总需水量为 4 666.95万m3,其中农业灌溉需水量为4 181.72万m3。结果表明,西臺水库和引水工程的可供水量为4 666.95万m3,可供水量满足研究区项目实施后的农业灌溉需水量,水资源供需平衡。本研究水资源供需平衡分析方法是基于人工数据试算的一种优化模型,此方法便于处理数据量适中的土地整理项目水资源分析。后续工作将继续深化对水资源供需平衡基础理论与技术的研究,提出更加实用的水资源供需平衡模型,为项目规划设计提供参考。

参考文献:

[1] 董延军,王 琳,邹华志.水资源供需平衡理论技术与实践[M].北京:中国水利水电出版社,.

[2] 徐 蕾,张中旺.基于全局主成分分析的汉江生态经济带水资源承载力研究[J].湖北农业科学,2015,54(18):4459-4463.

[3] GB 50288-2012,灌溉与排水工程设计规范[S].

[4] 郭友红,韩丽萍,李津立,等.曹妃甸湿地水资源平衡分析[J].湖北农业科学,,53(5):1048-1050.

[5] 陈 迟,邹自力.土地整理中的水资源分析——以高安市杨圩镇土地整理项目为例[J].安徽农业科学,2012,40(11):6907-6908.

[6] 唐海弢,陈天华,郑文刚.土壤墒情监测预报技术研究进展[J].灌溉排水学报,2010,29(2):140-142.

[7] 周先竹,胡正梅,杨文兵,等.湖北农业水资源的脆弱性分析与对策[J].湖北农业科学,2012,51(15):3212-3215.

篇4:高标准基本农田项目水资源平衡研究论文

高标准基本农田整理项目水资源平衡研究论文

目前,關于水库、大型灌区的水量平衡分析及数据库较为完善,随着近几年土地整理项目的深入,局部新增耕地扩大,对灌区的供水量产生较大影响[1,2]。以青海省都兰县察汗乌苏河流域高标准基本农田整理项目为例,对研究区的供水现状进行详细调查,预测水量供需,引入生态基流数据,计算并分析研究区域的需水量,对实现研究区域水资源可持续利用,保证该区域土地整理项目可持续发展具有重要意义。

1 研究区概况

1.1 自然条件

研究区位于都兰县城北郊约15 km处的下滩村至西河滩下村之间,109国道西侧。区内仅发育有Ⅰ级阶地,地处冲洪积平原。研究区南北长约4.8 km,东西长约5.5 km,地势总体东南高,西北低,自然坡降在1/100左右,海拔3 079.68~3 135.98 m,相对高差56.30 m,地势较平坦。研究区现有耕地土壤类型主要分为2个亚类,即棕钙土、盐化棕钙土。表土层0.5~2.5 m。经土质分析,速效磷含量为2.97~6.27 mg/kg,速效钾含量为87.67~215.67 mg/kg,有机质含量为8.23~12.14 g/kg;土壤pH平均8.69,属碱性。分析表明,区内土壤总体养分较差,基本适宜种植农作物。新增地主要位于下滩村,现状均为其他草地,土质为砾石地,部分区域需要覆土后方可种植农作物。

1.2 水文与水文地质

研究区属于都兰县察汗乌苏河流域,该河流为内陆河,属北霍布逊湖水系,位于柴达木盆地东部,发源于鄂拉山西南源的约根涌,河源海拔5 092 m,由东南流向西北,进入盆地后,与夏日老哈河汇合后,以潜流的形式注入柴达木河,最后流入北霍布逊湖。该河流是以降水补给为主,融冰融雪补给为辅的混合型补给河流,河床为沙砾石。察汗乌苏河长123 km,落差1 912 m,河道平均坡降12.6‰。

1955年8月在察汗乌苏河干流曾设有察汗乌苏水文站,该站位于都兰县察汗乌苏关角牙合,距上游河源123 km,控制流域面积4 384 km2,有1956~1967年的径流和洪水资料。1968年1月1日基本测流断面向下游迁移约1 000 m,设临时断面观测,同年3月14日又向下游迁移约800 m至察汗乌苏大桥处,即该站距上游河源124.8 km,控制流域面积 4 434 km2,有1968~2007年的径流资料(包含1968~2007年渠道引水流量)。察汗乌苏水文站与察汗乌苏河流域各引水口的位置关系详见图1。

依据《都兰县哇沿水库可行性研究报告》中设计年径流分析成果,察汗乌苏水文站不同频率(P=25%、50%、75%)的年径流成果Qp分别为6.28、4.52、3.18 m3/s,得出察汗乌苏水文站多年平均流量Q为4.92 m3/s,同时确定Cv=0.50、Cs/Cv=2.00,多年平均径流量为1.55亿m3,根据察汗乌苏水文站不同频率的年径流成果得出年径流月分配成果,见表1。

区内地下水为松散岩类孔隙水,主要赋存于河漫滩、Ⅰ级阶地中,为潜水,含水层为卵砾石层,厚度5~30 m。孔隙水主要为河水与大气降水及冰雪融水补给,潜水埋深一般0.1~1.3 m,卵砾石层中孔隙潜水水量丰富。研究区内灌溉水源全部为地表水,可不考虑地下水的影响。

2 研究区水资源分析

2.1 供水量分析

研究区灌溉水源为察汗乌苏总干渠,属察汗乌苏河流域。本次水资源分析主要是针对察汗乌苏河全流域内水资源进行平衡分析。察汗乌苏河全流域现状供水工程主要有西台水库、热水灌区引水口、察汗乌苏灌区引水口和察汗乌苏城镇引水口;供水区域分为热水灌区、察汗乌苏灌区和察汗乌苏镇城镇,并将供水区域分为一区、二区和三区共3个区,其中三区包括察汗乌苏河流域高标准基本农田整理项目(一期)、察汗乌苏河流域土地开发整理(占补平衡)项目一期和察汗乌苏河流域高标准基本农田整理项目(二期),各区水土资源分析时采用相同的径流资料、灌溉设计标准、用水定额及灌溉制度,各区灌溉面积统计结果见表2。

由表2可知,近10年新增耕地已达18%,由于流域灌溉期用水都比较紧张,需要通过各行业节水来减少水资源的浪费,为此规划水平年需量对灌区进行节水改造。通过灌区节水改造、改进作物灌溉制度、推广先进灌水技术和调整农业种植结构等措施提高农业灌溉水利用系数。基准年2010年供水工程可供水量见表3,规划水平年2020年供水工程可供水量见表4。由表3、表4可知,基准年2010年供水工程可供水量约为5 800万m3,规划水平年2020年供水工程可供水量约为4 667万m3,西台水库可调节供水量为200万~800万m3。

依据国家《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-2012)[3]灌溉工程的规定,干旱地区灌溉设计保证率为50%~75%,根据研究区的水文气象、水土资源、作物组成、灌水方法等因素,灌溉保证率为75%。

2.2 需水量预测

根据察汗乌苏河流域国民经济现状和《海西州国民经济和社会发展“十二五”规划》、《都兰县国民经济和社会发展“十二五”规划》等相关的规划成果对经济社会发展指标进行预测[4]。察汗乌苏河流域不同水平年各分区国民经济发展指标预测结果见表5、表6。由表5、表6可知,①人口。2010年察汗乌苏河流域总人口为2.92萬人,拟定2010~2020年人口年均增长率为9‰,经预测2020年察汗乌苏河流域总人口为3.16万人。②国民经济指标。2010年察汗乌苏河流域第一产业增加值为8 095万元,工业增加值为13 342万元,建筑业增加值为3 617万元,第三产业增加值为3 935万元。拟定2010~2020年第一产业、工业、建筑业、第三产业增加值年均增长率分别为8%、12%、9%、9%,经预测2020年察汗乌苏河流域第一产业增加值为14 882万元,工业增加值为31 460万元,建筑业增加值为7 230万元,第三产业增加值为7 866万元。2020年察汗乌苏河流域国内生产总值达到61 439万元。③农业发展指标。察汗乌苏河流域气候条件相对较好,具有进一步发展农业的资源优势和物质基础。考虑到对土地资源的合理利用和水资源条件,因地制宜地发展农业灌溉面积,进而提高农牧民收入。2010年察汗乌苏河流域农田灌溉面积约0.42万hm2;到规划水平年2020年,察汗乌苏河流域农田灌溉面积发展到约0.49万hm2(包括一期整理和开发)。④牲畜。2010年察汗乌苏河流域牲畜数量为10.488万头(只),考虑到流域承载能力和生态状况,规划水平年流域牲畜数量将维持现状,不再增加。

1)居民生活。2010年城镇居民生活毛用水定额为120 L/人·d,农村生活用水定额为50 L/人·d;根据《青海省用水定额》(青政办[2009]62号),拟定2020年城镇居民生活需水毛定额为140 L/人·d,农村生活需水定额为70 L/人·d(表7、表8)。

2)工业、建筑业、第三产业需水定额。2010年工业、建筑业、第三产业万元增加值取水定额分别为160、40、38 m3/万元。根据《青海省用水定额》(青政办[2009]62号)及相关规划,拟定2020年工业、建筑业、第三产业万元增加值定额分别为100、18、16 m3/万元(表7、表8)。

3)农业灌溉定额。根据《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-2012)、现场实地调查和《青海省用水定额》(青政办[2009]62号)等,整个察汗乌苏河流域内的土地开发整理项目采用相同的灌溉制度,灌溉设计保证率采用75%。

现状年灌溉水利用系数为0.4,依据《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-2012),确定规划水平年灌溉水利用系数为0.6[4,5],具体灌溉制度见表9。

由表9可知,区内综合公顷净灌水量为5 077.5 m3,最大净灌水率为190 m3/s·hm2,设计净灌水率为182.67 m3/s·hm2。根据灌溉水利用系数计算得出,基准年2010年和规划水平年2020年农业灌溉毛定额分别为12 690、8 460 m3/hm2。

4)牲畜定额。根据《青海省用水定额》(青政办[2009]62号),大牲畜定额拟定为40 L/头(只)·d,小牲畜为10 L/头(只)·d(表7、表8)。

5)国民经济需水量。根据经济社会发展指标和需水定额,计算基准年2010年和规划年2020年需水量,其中察汗乌苏河流域土地开发整理项目(一期)耕地总面积约0.16万hm2已于2013年3月开工,目前正在实施,本次水量计算时将其视为已整理区,灌溉水利用系数按0.6进行计算[6,7]。经计算,基准年2010年察汗乌苏河流域总需水量为5 800.74万m3,其中居民生活需水量为74.50万m3,城镇生产(包括工业、建筑业、第三产业)需水量为242.89万m3,农业灌溉需水量为5 442.12万m3,牲畜需水量为41.23万m3。2020年察汗乌苏河流域总需水量为4 666.95万m3,其中居民生活需水量为103.85万m3,城镇生产(包括工业、建筑业、第三产业)需水量为340.19万m3,农业灌溉需水量为4 181.72万m3,牲畜需水量为41.22万m3(表10、表11)。

2.3 水资源供需分析

基准年2010年水资源供需分析见表12。由表12可知,在保证察汗乌苏河控制断面(察苏水文站)河道生态需水的`情况下,察汗乌苏河流域国民经济用水基本得到满足,仅在7月出现缺水现象。

在现有工程条件下,实施节水措施后,2020年水资源供需分析见表13。由表13可知,2020年在保证察汗乌苏河控制断面(察苏水文站)河道生态需水的情况下,察汗乌苏河流域国民经济用水得到满足。

3 小结与讨论

通过上述水资源供需平衡分析可知,察汗乌苏河流域在75%天然来水年份2020年总需水量为 4 666.95万m3,其中农业灌溉需水量为4 181.72万m3。结果表明,西臺水库和引水工程的可供水量为4 666.95万m3,可供水量满足研究区项目实施后的农业灌溉需水量,水资源供需平衡。本研究水资源供需平衡分析方法是基于人工数据试算的一种优化模型,此方法便于处理数据量适中的土地整理项目水资源分析。后续工作将继续深化对水资源供需平衡基础理论与技术的研究,提出更加实用的水资源供需平衡模型,为项目规划设计提供参考。

参考文献:

[1] 董延军,王 琳,邹华志.水资源供需平衡理论技术与实践[M].北京:中国水利水电出版社,2013.

[2] 徐 蕾,张中旺.基于全局主成分分析的汉江生态经济带水资源承载力研究[J].湖北农业科学,2015,54(18):4459-4463.

[3] GB 50288-2012,灌溉与排水工程设计规范[S].

[4] 郭友红,韩丽萍,李津立,等.曹妃甸湿地水资源平衡分析[J].湖北农业科学,2014,53(5):1048-1050.

[5] 陈 迟,邹自力.土地整理中的水资源分析——以高安市杨圩镇土地整理项目为例[J].安徽农业科学,2012,40(11):6907-6908.

[6] 唐海弢,陈天华,郑文刚.土壤墒情监测预报技术研究进展[J].灌溉排水学报,2010,29(2):140-142.

[7] 周先竹,胡正梅,杨文兵,等.湖北农业水资源的脆弱性分析与对策[J].湖北农业科学,2012,51(15):3212-3215.

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