新星电站区间灌溉水量平衡计算

摘要：本文针对小水电站的区间农业灌溉问题，通过调查收集灌溉面积、作物分布及灌溉制度、灌溉保证率、区间集雨面积等资料，并以旬为单位进行水量平衡分析，初拟了解决区间灌溉亏水量的办法，消除了群众的疑虑，保证了电站建设的顺利进行。

关键词：电站 灌溉 水量平衡 计算

 

1 概况

新星电站是一宗迳流式高水头的小水电站，设计装机容量2230千瓦，主要引用干河口主河和梨竹坑支流的径流发电。

在电站的建设过程中，当地部分群众担心原有的天然河水被引去发电后，可能会对区间农田灌溉造成影响，提出了灌溉水量平衡复核问题。为配合电站工程的建设，经过现场踏勘、走访当地村委会群众，查清楚区间灌溉面积和作物的分布情况、作物灌溉制度、灌溉保证率等资料，并测量各区间的灌溉引入点，在1/10000地形图上量取了区间的集雨面积，再以旬为单位进行水量平衡分析，计算各旬亏水量，初拟了解决区间灌溉亏水量的办法，消除了群众的疑虑，以保证电站建设的顺利进行。

1.1  新星电站区间灌溉面积及集雨面积分区统计表                   表1

序号	分区	自然村	农田面积（亩）	分区农田 面积（亩）	区间集雨面积（km2）	备注
1	干Ⅰ	小联村	7	11	0.86	干河口区间上游
2		高垌岑村	4
3	干Ⅱ	软拗村	5	53	1.26	干河口区间中游
4		苦竹根村	18
5		麻田村	30
6	干Ⅲ	麻田村	10	21	0.59	干河口区间下游
7		岭坪村	4
8		垭塘尾村	7
9	梨Ⅰ	梨竹坑村	30	30	0.64	梨竹坑区间上游
10	梨Ⅱ	贺木岗村	10	22	0.47	梨竹坑区间下游
11		沙田村	12
合计			137	137

 

1.2 灌溉保证率的确定

本灌区地处山区丘陵区，根据广东省水利');">水利水电科学研究所《广东省一年三熟灌溉定额》（1999年4月），灌溉保证率采用p=90%。

1.3 设计代表年选择

将干河口雨量站水文年降雨统计资料输入水电部水电规划设计总院等单位编的《水利水电工程设计计算程序集》中的“A-3”水文频率计算程序得出配线成果,，再进行设计代表看报选择。

设计代表年选择原则：设计典型年的确定，应在实测系列中选择，其年和时段径流量宜接近设计值，且其年内分配宜选择对工程设计较为不利的年份。

                            设计代表年选择数据表                  表2

代表年	频率	配线值	相应水文年	实测值	修正系数RP
丰水年	P=10%	3456mm	1981.5~1982.4	3469.3 mm	3456/3469.3
平水年	P=50%	2703mm	1985.5~1986.4	2731.4 mm	2703/2731.4
枯水年	P=90%	2063mm	1990.5~1991.4	1964 mm	2063/1964

2 田间灌溉水量平衡计算

本灌区属丘陵区沙壤土，因此采用一年三熟的灌溉制度，参照广东省水利水电科学研究所《广东省一年三熟灌溉定额》（1999年4月）中的灌溉水量平衡的计算方法，对旬灌水量进行计算。本灌区其他作物类型，包括有香蕉、木本水果、蔬菜、红烟等，近似采用红烟定额。

2.1    干河口雨量站P=90%设计代表年（1990.5~1991.4）逐月各旬设计雨量统计表    表3

月 份	5			6			7			8			9			10
旬	上	中	下	上	中	下	上	中	下	上	中	下	上	中	下	上	中	下
降雨量（mm）	127.7	52	32.6	64.3	138.3	227.1	97.5	169.9	77.7	156.5	20.6	32.8	195.1	109.8	44.5	21.6	0	2
月 份	11			12			1			2			3			4
旬	上	中	下	上	中	下	上	中	下	上	中	下	上	中	下	上	中	下
降雨量（mm）	57.5	107.2	0	0	0	0	29.7	6.6	0	0	3.8	5..3	18.7	19.6	45.4	16.7	73.4	10.1

2.2干河口雨量站P=90%设计代表年（1990.5~1991.4）逐月各旬灌水量成果表        表4

月 份	5			6			7			8			9			10
旬	上	中	下	上	中	下	上	中	下	上	中	下	上	中	下	上	中	下
灌水量（mm）	0	0	47.4	25.7	0	0	0.5	0	10.3	0	40.4	59.2	0	0	42.5	62.4	80	63
月 份	11			12			1			2			3			4
旬	上	中	下	上	中	下	上	中	下	上	中	下	上	中	下	上	中	下
灌水量（mm）	8.5	0	0	0	30	20	0	36.4	0	20	40.2	4.5	10.7	116.6	0	4.4	58.4	0

 

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3 年径流量计算

3.1 水文资料

新星电站集雨区水文数据如下：

多年平均降雨量查等值线图的数值为2593 mm，实测日历年系列年均值为2761.9 mm, 修正系数为1.065。多年平均降雨量变差系数C_VX 采用C_VX =0.2

多年平均径流深_图=1420mm，修正值为：=1.065_图=1512 mm

多年平均径流深变差系数：C_VY=

式中：γ=1.3  m=0.6  X==0.55  F：区间集雨面积 

则：C_VY=0.37

3.2、各区间年径流量计算                           表5

设计频率	P（％）	10	50	90	备注
模比系数	KP	1.50	0.956	0.57
径流深	YP=KP·Y(mm)	2268	1445.5	861.8
各区间 年径流量	干Ⅰ:WP=RP*0.1FYP (*104m3)	195	124.3	74.1	上游
	干Ⅱ:WP= RP*0.1FYP (*104m3)	285.8	182.1	108.6	中游
	干Ⅲ:WP= RP*0.1FYP (*104m3)	133.8	85.3	50.8	下游
	梨Ⅰ:WP= RP*0.1FYP (*104m3)	145.1	92.5	55.1	上游
	梨Ⅱ:WP= RP*0.1FYP (*104m3)	106.6	67.9	40.5	下游

4 区间灌溉水量平衡计算表

4.1年径流量及旬分配原则

径流总量：

径流总量=地表径流量+地下径流量(深层补给量)

参照附近地区的相关径流资料，地下径流量(深层补给量)取值为占全年径流总量的10%

径流的分配：

地下径流：考虑按旬平均分配

地表径流：按旬降雨量占全年降雨量的比例进行分配

4.2亏水量计算方法

每旬的各区间来水量，减去每旬灌溉需水量，出现负值时，即为灌溉保证率的破坏。

4.3计算结果

根据表5可知，在P=90%设计水平年：

1)对于干河口Ⅰ区，没有出现灌溉保证率的破坏，余水量1200立方米；

2)对于干河口Ⅱ区， 10月中旬出现灌溉保证率的破坏，其中软 抝村、苦竹根村、麻田村的53亩受到影响，欠水量达1100立方米；

3)对于干河口Ⅲ区 ，10月中旬出现灌溉保证率的破坏，其中麻田村、岭坪村、垭塘尾村的21亩受到影响，欠水量达200立方米；

由于干河口Ⅰ区余水量1200立方米可调剂至干河口Ⅱ区、干河口Ⅲ区的农田进行灌溉，可以满足干河口Ⅱ区农田的灌溉要求，而干河口Ⅲ区的实际欠水量为100立方米。

4)对于梨竹坑Ⅰ区， 10月中旬出现灌溉保证率的破坏，其中梨竹坑村农田灌溉面积30亩受到影响，欠水量达1300立方米；

5)对于梨竹坑Ⅱ区，10月中旬出现灌溉保证率的破坏，贺木岗村、沙田村的22亩农田受到影响，欠水量达600立方米。

5 结论

根据新星电站区间灌溉水量平衡计算的结果，经过当地政府、水利部门、电站业主、群众代表四方协商一致，通过电站业主投资建设水利设施的办法，可满足区间灌溉用水的要求，解除了群众的疑虑，保证了电站建设的顺利进行，达到了双赢的目的：

1)对于干河口区间，在建设三座区间水陂引水灌溉后，只有麻田村、岭坪村、垭塘尾村的21亩农田受到影响，可以在电站干河口拦河坝设一座放水涵放水解决。

2)对于梨竹坑区间，在建设二座区间水陂引水灌溉后，52亩农田受到影响，欠水总量1900立方米，可以在新星电站梨竹坑拦河坝设一座放水涵放水解决。