土地整治中水资源供需平衡研究

摘要 介绍了桑植县官地坪镇土地整治项目区概况,并通过对供水量与需水量的计算分析项目区水资源供需平衡情况。

关键词 土地整理;项目概况;水资源供需平衡;湖南桑植;官地坪镇

中图分类号 TV213.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)14-0334-02

土地整理是指通过工程等技术手段,进行内部挖潜以实现耕地数量增加和质量提升的耕地可持续发展模式,是缓解人地矛盾的重要手段。该文以桑植县官地坪镇为例,分析该地土地整治中水资源供需平衡情况。

1 项目区概况

1.1 地理位置

项目区位于桑植县官地坪镇,共涉及居委会、白竹溪村、车耳坪村、山羊栋村、杜家坪村、金星村、洞口村、东流坪村、铜矿村、双桥村、青佛山村、银山栋村、梯市村、中坪村、湖坪村、平头界村、大茂村、会马洛村、黄家台村等19个村(居委会),项目区位于桑植县东北角,北与湖北省鹤峰县相连,东与溇水相依,周边与马合口、麦地坪等6个乡镇毗邻,镇政府距县城47 km,交通便利,地跨东经110°21′37″~110°33′45″,北纬29°33′52″~29°38′57″[1-3]。

1.2 地形地貌

项目区以丘岗冲垄山地丘陵地貌为主,部分区域分布有岩溶山地丘陵地貌,地势自北向南逐级降低,海拔在400~800 m,坡度在1~20°。总体来说项目区土层厚度足以满足种植水稻、玉米等粮食作物及烟草等经济作物的需要,土壤肥沃,土地整治施工后造成水土流失的可能性较小,适宜进行土地整理[4-6]。

1.3 气象特征

项目区属中亚热带山地季风湿润气候,温暖湿润,四季分明,梯带气候明显,小气候多样。项目区平均年日照时数在880~1 340 h以上,年平均气温16.0~16.5 ℃,昼夜温差大,全年日平均气温≥10℃的总积温在3 300~5 200 ℃。年平均无霜期271 d,日照时数1 000 h左右。自然条件十分优越,宜于农业生产发展。

1.4 土壤状况

项目区耕地以水稻土和红壤为主,山地黄壤次之,同时分布有黑色石灰土类等,水稻土类包括淹育性水稻土和潴育性水稻土,主要分布在项目区洞口村、东流坪村、中坪村等村,山地黄壤土类和黑色石灰土类主要分布在项目区山羊栋村、银山栋村、白竹溪村等村。总体来说项目区土层较深厚,疏松肥沃,富含晒、锌、钙等多种矿物质。土壤理化性能良好,可耕性较好,适宜多种经济作物的生长。另外,受部分农业基础设施老化失修等问题的影响,加之投入不足,中低产田所占比例较大,耕地质量有待提高[7-10]。

1.5 植被情况

项目区主要植被类型以农田植被为主,包括水稻、玉米、烟草、蔬菜等。植被覆盖率在90%以上,区内植物生长茂盛。在水田种植方式中,以稻—稻—经济作物为主。旱土以种植烟草、玉米等经济作物为主。

2 项目区水资源供需平衡分析

2.1 供水量分析

2.1.1 项目区水资源概况。根据水文条件分析,项目区水资源丰富,水利条件较优越,车耳溪水库、大汨头水库、溇水以及项目区区内山溪均能提供灌溉水源。项目区规划主要用地为农用地,区内没有工矿企业,所以需水量分析不考虑工业用水及人畜饮用水,只分析农作物品种的需水状况。

2.1.2 可供水量计算。

(1)水库供水量。依据《桑植县统计年鉴》,项目区内车耳溪水库属小Ⅰ型水库,库容量336万m3,有效库容240万m3,通过左右干渠给项目区供水,有效解决了官地坪镇农田的灌溉问题;大汨头水库位于东流坪村与白竹溪村交界处,属小Ⅰ型水库,库容量313万m3,有效库容223万m3,解决了官地坪镇洞口、东流坪、铜矿等5个村的灌溉用水问题。

水库供水量采用复蓄系数法进行计算:

W供=V×n

式中:W供为水库供水量;V为水库有效库容;n为复蓄系数,根据桑植县水文资料,桑植县水库、山塘在90%灌溉保证率下复蓄系数为1.1。

项目区车耳溪水库不仅给项目区提供灌溉用水,还解决镇内1.6万农民、移民的人畜饮水问题,根据官地坪镇水管站提供资料,车耳溪水库灌溉用水量占总水量80%,大汨头水库灌溉用水量占总水量90%。故项目区水库供水量:

W供=V×n=240×1.1×80%+223×1.1×90%=431.97万m3

(2)溇水供水量。溇水,是澧水的最大支流,流经项目区东北部,在项目区内长1 km,根据官地坪镇水管站提供的资料,溇水可向项目区供水255万m3。

(3)山溪供水量。项目区梯市村、中坪村、银山栋村等村丘垄田位于山之间,主要依靠山溪水进行灌溉,根据设计人员现场调查取证,这部分水量年均供水量约28万m3。

(4)地下水可供水量。根据水管站提供资料和设计人员现场调查,这部分可供水量为11万m3。

据此估算,项目区可供水量为725.97万m3。项目区分月可供水量见表1。

2.2 需水量计算

2.2.1 灌溉面积。项目区目前基本上以种植水稻、烟叶、玉米等作物为主,项目区规划后水田601.24 hm2,旱地1 264.79 hm2。

2.2.2 灌溉定额确定。根据《湖南省用水定额地方标准(DB43/T388-2008)》确定项目区灌溉定额,桑植县位于湘西山区,属于Ⅰ分区。根据项目区灌溉试验资料,确定项目区灌溉保证率设计标准水田为90%、旱地为75%,项目区综合灌溉定额见表2。

灌溉用水时间为4月中旬至10月下旬。根据灌溉试验资料及《桑植县农业区划报告集》,并参照当地农业部门试验调查统计资料,项目区作物分月灌溉定额见表3。

2.2.3 灌溉需水量计算。灌溉需水量按下式计算:

W需=MA/η

式中:W需为灌溉需水量(m3);M为净灌溉定额(m3/hm2),水田为3 525 m3/hm2,旱地为1 005 m3/hm2;A为灌区面积,规划后水田599.67 hm2,旱地1 264.158 hm2;η为灌溉水利用系数=渠系水利用系数×田间水利用系数(依据《农田水利学》(郭元裕编),灌溉面积为666.67~6 666.67 hm2渠系水利用系数为0.75~0.70,此次设计渠系水利用系数取0.75。根据《灌溉与排水工程设计规范(GB50288-99)》关于灌区水利用系数的有关规定:水稻灌区的田间水利用系数设计值不应低于0.95,本项目水田区田间水利用系数取0.95,旱作灌区的田间水利用系数设计值不应低于0.90,本项目旱作物田间水利用系数取0.90。故水田区η=0.75×0.95=0.71,旱作区η=0.75×0.9=0.68)。

根据以上公式,套入耕地面积,得到耕地灌溉所需水量。农作物分月需要水量见表4。

2.3 水土资源供需平衡分析

水资源分月供需平衡情况见表5。可以看出,项目区灌溉保证率水田为90%、旱地为75%,各月水资源供给量大于需水量,略有结余。说明项目区内水资源供给量能满足需求。

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