灌区节水规划
1灌区存在的主要问题 1.1干、支渠
工农渠经过初建、改善加固，整修加固等阶段的建设，干支渠虽然全部得到衬砌，但由于工程建设标准低，仍有部分渠段衬砌砼坍塌现象，部分分水口等建筑物不同程度的存在问题。干渠1条，总长28.23km ，一、三、四级干渠有三段长2.2km 不同程度遭到破坏，占7.8%；支渠9条，总长130.86km ，其中有7条长26.67km 砼衬砌遭到破坏，占20.38%。 1.2田间工程配套
工农渠现状有斗渠62条，总长154.3km 。其中干渠上直斗32条，长116.9km ，已衬砌77.02km ，渠道较为完好。支渠上设斗渠30条，总长37.4km ，已衬砌仅20.4km ，斗渠工程衬砌率63.2%；共有农渠45条，总长度112.5km ，其中已衬砌20条76.5km ，衬砌率68％，未衬砌25条36km ，占32％。
地面灌水方式仍较为落后，以大水漫灌为主，灌水地块较大，存在灌水不均匀、灌水量大、速度慢、地块易板结、作物产量低等问题。 1.3灌溉水利用系数
现状灌区灌溉渠道分为干、支、斗、农四级。干渠衬砌完好率92.2%、支渠衬砌率79.62%，斗渠衬砌率63.14%，农渠衬砌率68%。现状各级渠道利用系数根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）计算见表4-1。
根据上表计算结果，现状渠系利用系数为0.61，灌溉水利用系数为0.55，均达不到节水灌溉技术规范要求的0.65和0.60。特别是斗、农渠工程加权平均渠道利用系数仅均为0.89，存在严重的水量浪费现象。
2灌区土地资源
工农渠灌区范围包括黄河水川段以北、楼房沟以东、苦水沟以西，灌区环绕白银市区，分布于60多条沟壑谷地，片多面广，耕地零散, 为典型的沟壑灌区。包括：水川、强湾、王岘三个乡镇。灌区高程在1830～1450m
现状各级渠道及灌溉利用系数分析表
表4-1
之间，最大提水高度323.49m 。
区内土地面积多达95km 2，地貌特征为低山丘陵和沟谷阶地，属典型的黄土高原干旱丘陵沟壑区。地面坡度较大，大部分地面坡度在25℃以上，平田整地工作量相当大，不易开发为农田灌溉面积。工程运行30年来，对灌区周边可开发的土地基本上发展为灌溉面积，经实地踏勘，区内仅有0.42万亩耕地可发展为灌区，分别位于：强湾乡的重坪、季家沟、山城沟、朱砂子沟、楼房沟、王岘乡的仲疙瘩、韦家沟、苏家岔、东台、崖渠水等5片9处。通过延长或适当扩大这些地方相邻支渠将其发展为农灌用地，但工程渠线长，建筑物多，工程量大，发展十分困难。
白银市城区周边存在大量的浅山丘陵地，靠近工农渠总干渠，水源较近，平田整地工作量虽然较大，但可采用喷、滴灌，大面积发展生态林和经济林。经实地踏勘，西至楼房沟、东至白兰高速路东出口10.0km 长、1.5km 宽的范围内可发展林地面积2.5万亩。 3灌区现状水供需平衡 3.1核定的取水指标和供水能力
根据白银市水利局2004年核定的取水许可证，工农渠灌区每年可从黄河取水量为1800万m 3，详见附件。
工农渠灌区原设计：一泵站设计流量3.0m 3/s，实际供水能力可达到1800万m 3/a，现状实际灌溉农田面积2.2万亩，灌溉林地面积1.1万亩，2005年实际提水量1497.52万m 3。 3.2现状需水量
工农渠现状灌溉分两部分，分别为农田地面灌溉和白银市大环境绿化生态灌溉。
① 现状作物种植比例
工农渠原规划灌溉面积5.5万亩，以种植农作物为主。但由于各种原因，其灌溉面积从未达到设计面积，随着武川干渠划拨到引大灌溉后，1998年实灌面积曾一度降至2.32万亩，严重影响工农渠的发展。因此有关部门及时调整工农渠的灌区范围和种植结构，由单一的农作物种植向经济林和生态林方向发展，其灌溉面积和种植结构都得到了较大改善，截至2005年，实灌面积达到3.3万亩。种植比例详见表4-2。
现状灌区作物种植比例
② 灌区现状需水量
截至2005年底灌区实际有效灌溉面积3.3万亩，其中生态林面积1.1万亩。工农渠电灌工程渠系分总干渠、支渠、斗渠及农渠四级，根据调查分析，现状渠系利用系数0.61。田间水利用系数0.90，灌溉水利用系数0.55。农田综合净灌水定额317.45m 3/亩，林地净灌水定额165.6 m3/亩，相应毛灌水定额分别为：577.18m 3/亩和207 m3/亩，综合毛灌水定额453.79m 3/亩，年用水量1497.52万m 3，详见表4-3。
现状作物需水量计算表
表4-3
3.3现状供需平衡分析
灌区现状年可取水量1800万m 3，现状灌溉面积3.3万亩，年用水量1497.52万m 3。工程调整后的设计面积4.0万亩，规划拟发展生态林和经济林，按现状工程标准，拟发展0.7万亩林地灌溉面积，需水量为183万m 3，达到设计能力后，现状水平年需水量1680.52万m 3，略低于可供水量，考虑其它用水后，可供水量难以满足需求，因此进行工程措施和农业综合节水措施是必要的。 4灌溉方式确定
工农渠始建于上世纪七十年代初，灌溉方式较为粗放，以大水漫灌为主，随着灌水成本的提高和农业种植精细化，节水技术在上世纪九十年代得到广泛推广，逐步实现了大块改小块，斗农渠逐步得到衬砌，灌水效率得到了有效提高。但仍以地面灌溉为主，由于白银市大环境绿化的进一步实施，市区周边工农渠灌区的部分耕地进行种植结构调整，种植经济林和生态林，其灌溉方式以高效节水为原则，采用滴灌技术。
综合分析比较，确定工农渠灌区选用农田地面小畦灌溉和生态林滴灌相结合的方式。 5土地利用规划
根据工农渠灌区的实际情况，市、区主管单位和工程管理单位于1999年开始调整灌区范围，在现有实灌农田灌溉面积的基础上，进一步扩大生态林灌溉面积，配合白银市大环境绿化工程，发展山地滴灌灌溉，种植经济林和生态林。规划对市区南侧10.0km 长、1.5km 宽范围内，紧邻工农渠灌区的1.8万亩山地纳入该灌区，该部分土地开发已于1999年实施，已发
展了1.1万亩，本规划对区内干渠八泵站周边0.7万亩山地配套发展。
根据调整后的灌区范围和灌溉方式，区内可利用发展的灌溉面积为4.0万亩，其中农田灌溉面积2.2万亩，林地面积1.8万亩。 6作物种植规划
工程原设计对套种和复种的情况考虑不多，随着耕作技术的发展和市场要求的变化，当地现状套种率达到24.24%，田间作物耗水量增大，灌水周期缩短，亩均耗水量大于设计定额。近年来，灌区农业生产有了较大改观，面向市场，科技兴农，力求高效，科技含量逐年增加。过去单一的一年一熟的生产模式已大为减少，代之采用间作套种、地膜覆盖种植等科学栽培方式，主要减小了灌水定额、增加了灌水次数。另外工农渠地处白银市周边，根据白银市大环境绿化的总体规划，城市周边的弃耕地和荒地也可进行开发利用。
根据实际情况，灌区作物种植比例在现状的基础上进一步调整。规划重新制定灌区作物种植比例（见表4-4）。
规划灌区作物种植比例
7灌溉制度设计 7.1农田灌水定额
灌水定额由灌区土壤田间持水量确定。当地无实测资料，根据白银市土壤普查和乡邻灌区综合分析，该灌区以砂壤土为主。参考兴电工程灌溉试验站有关实测数据，以农作物为代表，推求灌水定额。
M=102γH （ωmax －ωmin ）
式中：γ—灌区土壤干容量，为1.38t/m3。
H —土壤计划湿润层深度，取0.7m 。
ωmax —H 深度内土壤田间持水量，即允许土壤含水量上限（占干容
重%），取21.5%。
ωmin —H 深度内允许土壤含水量的下限（占干容重%），取13.5%。 M=102×1.38×0.7×(21.5－13.5) =772.8(m3/hm2)=51.52 m3/亩
规划农田地面灌溉灌水定额最小为50m 3/亩·次。 7.2经济林和生态林灌水定额
规划林地为山地，采用滴灌。参考其它工程节水灌溉试验资料，结合
灌区作物种植品种、当地气候、土壤情况取计算参数如下：土壤适宜含水上限（θ
max
）和土壤含水下限（θ
min
）按田间持水量的90%和65%设计，设
计土壤湿润比为50%，该区土壤为砂壤土，干容重（γ）为1.38g/cm3，田间持水量为20%（重量%），土壤计划湿润深度确定为0.70m ，因该区灌溉期平均风速为2.8m/s，风速低于3.4m/s，灌溉水利用系数（η）为0.9。则设计灌水定额为：
m=0.1γh(θ
max
－θ
min
)/η
=0.1×1.38×0.7×50×（0.92-0.70）×20/0.9=23.61mm=15m3/亩. 次。 灌水周期：
参照根据当地试验资料，小麦套玉米灌水临界期日耗水量与牧草（苜蓿）的日耗水量为2mm ，则灌水周期为：
T=（m/Ea）η=（21.9/2.0）×0.90=9.8（d ），取T=12d。 7.3灌溉、渠系水利用系数
设计水平年要求全灌区农田灌溉全面推行以常规节水灌溉为主，同时加大高效节水灌溉的力度，规划对工农渠灌区斗渠以上各级渠道进行防渗衬砌，农渠也进行改造，以提高输水系统的利用率，农田以地面灌溉为主，实行小畦灌溉，提高灌水效率和田间水利用率，垄沟穴播作物必须实行地膜覆盖种植，以减小水量蒸发和提高地温。
灌区灌溉渠道分为总干、支渠、斗渠、农渠四级。现状渠道的干、支渠已全部衬砌，本规划对这两级渠道破坏段和水毁段进行改造衬砌。其中干渠2.2km （一级干渠1.2 km，三级干渠0.4 km，四级干渠0.6 km），支渠改造衬砌总长26.67 km （西沟支渠5 km ，西支渠4 km ，白崖子支渠5 km ，
沙川支渠10 km ，麦地沟支渠2.5 km，西南支渠2.2 km）。灌区现状有斗渠62条，总长154.3km 。其中干渠上设32条，长116.9km ，已衬砌77.02km ，渠道较为完好。支渠上设斗渠30条，总长37.4km ，已衬砌仅20.4km 。斗渠工程衬砌率63.2%；共有农渠45条，总长度112.5km ，其中已衬砌20条76.5km ，衬砌率68％，未衬砌25条36km ，占32％。规划对未衬砌的29条长56.88 km斗渠和25条36km 农渠进行衬砌，以提高渠道水利用系数。测算的各级渠道的渠系水利用系数详见表4-5。
规划各级渠道及灌溉利用系数分析表
表4-5
则干渠:η干＝0.88 支渠：η支＝0.90 斗渠：η斗＝0.95 农渠：η农＝0. 95 田间：η则渠系水利用系数 η
渠系
田间
＝0.94
=η农×η斗×η支×η干
＝0.95×0.95×0.90×0.88＝0.72 灌溉水利用系数 ηs ＝η
田间
×η
渠系
＝0.94×0.72＝0.68
生态林灌溉, 渠道水利用系数0.88, 田间水利用系数0.98，所以生态林
灌溉水利用系数为0.86。 7.4灌水率
根据工农渠工程确定的各次灌水时间和灌水周期，规划本灌区灌溉制度，春灌从4月15～4月24日结束；夏灌从4月25～7月9日结束；秋灌从7月15～9月5日结束；冬灌从10月1～10月30日结束。苗期灌水量相对较小，开花、抽穗、成熟期灌水量相对较大，冬灌泡田灌水量均为100 m 3/亩。灌溉制度详见表4-6。
按灌溉制度表绘制灌水率图，见图4-1、图4-2。根据图4-1，最大灌水率为0.23 m 3/s /万亩，为规划灌水率，以此灌水率推求渠道设计流量。 8设计水平年水供需平衡分析
规划全年农业用水1354.75万m 3，项目区大多数地段处于白银市城区供水管道覆盖区，同时经过多年人饮解困工程的实施，区内农村的人畜饮水和乡企用水都已经得到解决。因此本规划不再考虑这部分用水量。规划后工农渠一泵站设计流量1.48m 3/s，加大流量为1.93m 3/s。规划灌区单种净灌水定额260.0m 3/亩～275.0m 3/亩，套种净灌水定额375.0m 3/亩～380m 3/亩，林地净灌水定额160 m3/亩。综合净灌水定额为245.38m 3/亩，综合毛灌水定额338.69 m3/亩。灌区粮食作物综合净灌水率0.384m 3/s.万亩，林地综合净灌水率0.28m 3/s.万亩。全灌区综合净灌水率0.373m 3/s.万亩。现状水平年全年用水量1680.52万m 3规划水平年全年用水量1354.75万m 3，节水量325.77万m 3。
工农渠电灌工程原设计保证率为P=75%，根据上游梯级电站调蓄和大峡电站在该保证率下出库流量389m 3/s，水源取水量能够满足灌区需水量。
规划灌溉制度分析表
规划灌溉制度分析表