1.评价方法
根据构成农村雨水集蓄利用生活用水工程各系统组成及其系统之间的内在关系,其科学性评价指标主要包括水量保障系数、工程设施匹配系数、匹配程度、蓄水设施复蓄指数、供水总体保障程度等。
(1)水量保障系数。
水量保障系数用来反映工程的可集水量对区域农村生活用水的保障程度。水量保障系数按式(8-1)进行计算:
式中 B DS——农村生活用水工程水量保障系数;
W DJ——农村生活供水工程可集水量,亿m3;
W DX——农村生活用水需求量,亿m3。
依据式(8-1)计算的水量保障系数若大于等于1,说明农村雨水集蓄利用生活用水工程首先在水量上有保障,具备实现保障供水的基本条件;保障系数小于1,说明工程可供水量不能满足相应区域的农村生活用水需求,不能实现保障供水。
(2)工程设施匹配系数。
工程设施匹配系数是指水窖的调蓄容量与集流面可集水量之间的匹配情况。匹配系数可按式(8-2)进行计算:
其中,调蓄容量可按式(8-3)进行计算:
式中 P D——农村生活用水工程设施匹配系数;
W DT——农村生活用水工程调蓄容量,亿m3;
V D——农村生活用水工程总蓄水容积,亿m3;
K D——农村生活用水工程水窖复蓄指数;
其他符号意义同前。
从前述对工程设施匹配系数的定义可以知道,工程的匹配系数越接近1,说明集流面与水窖工程之间的匹配程度越高,工程设施的利用率也就越高。匹配系数大于1,说明集流面不足或水窖数量过多,存在“有窖无水蓄”的现象;匹配系数小于1,说明水窖数量过少或集流面太大,存在“有水无窖蓄”的现象。
(3)工程设施匹配程度。
工程的匹配程度用相对误差进行衡量。在这里,相对误差被定义为工程的可集水量与调蓄容量之间的差值占可集水量的比例。相对误差可按式(8-4)进行计算:
式中 L D——相对误差,主要反映农村生活用水工程设施之间的匹配程度;
其他符号意义同前。
相对误差越小,说明工程设施之间的匹配程度越高;相对误差越大,说明工程设施之间的匹配程度越差。
(4)蓄水设施复蓄指数。
蓄水设施复蓄指数是指工程的调蓄水量与总调蓄容积的比。复蓄指数可用式(8-5)计算确定。
式中 K DX——农村生活用水工程复蓄指数,主要反映蓄水设施的利用程度;
其他符号意义同前。
复蓄指数大于或等于1,说明蓄水工程已经充分发挥了蓄水作用,而复蓄指数小于1,则说明蓄水工程未能满负荷运行,没有充分发挥应有的蓄水作用。
(5)总体保障系数。
农村生活用水工程的总体保障程度采用总体保障系数进行评价,主要从集水、蓄水等角度联合反映实际工程对区域农村生活用水的总体保障程度。总体保障系数可按式(8-6)计算确定。
式中 B DZ——农村生活用水工程的总体保障系数;
其他符号意义同前。
2.评价结果
通过对“121”雨水集流工程规划工程各系统指标的分析,采用相应地区的多年平均年降水量,按照前述提出的评价指标及其计算方法进行计算。多年平均降水条件下农村生活用水工程评价指标计算结果见表8-11。
表8-11 农村生活用水工程评价指标计算结果表
注 由于此地剩余水量无法实现彼地利用,因此,可集水量栏合计数不等于市州之和。
(1)水量保障程度评价。就水量保障程度来看,天水市、临夏州水量保障程度较高,分别达到了1.330和1.266,说明规划工程在可集水量上除完全可满足规划数量的农村生活用水外,还有剩余水量可供发展庭院经济;而武威市最低,水量保障系数只有0.650,在现有的集流面数量情况下,远远不能满足规划农村生活用水的要求,在以后的规划工作中仍需要进一步加强这方面的工作。
(2)工程设施匹配情况。(www.daowen.com)
就全省平均情况来看,工程设施匹配系数1.138,匹配情况良好。其中,兰州市匹配系数最大,达到2.217,说明集流面数量不足或者水窖数量过多,水窖工程不能充分发挥作用,是典型的“有窖无水蓄”;而临夏州最小,为0.713,说明水窖数量不足或者集流面数量过多,致使“有水无窖蓄”。无论是“有窖无水蓄”,还是“有水无窖蓄”,都由于工程设施匹配不合理造成了资源浪费。
反映工程设施匹配程度的相对误差总体为0.138,匹配程度较高。首先兰州市相对差达到1.217,说明构成工程设施的集流面与水窖之间的匹配程度最差;其次为平凉市,为0.797,说明工程设施之间的匹配程度也很差;而天水市相对差最小,只有0.008,说明工程设施之间的匹配程度最好。
(3)蓄水设施复蓄指数。整个项目规划蓄水工程复蓄指数为0.88,达不到《雨水集蓄利用工程技术规范》规定的1.3,说明蓄水设施没有很好地发挥作用。其中,兰州市蓄水设施的复蓄指数只有0.45,规划工程的蓄水设施长年处于闲置状态,处于“有窖无水蓄”的状态;而临夏州、白银市蓄水设施复蓄指数分别达到了1.40和1.26,处于“有水无窖蓄”的状态。
(4)总体保障程度评价。
水量保障是实现工程保障供水的前提,只有当水量保障系数大于1,才有可能实现规划工程的保障供水。当可集水量大于规划需水量时,虽然工程的匹配程度较差,但由于规划水窖的容积满足规划需水过程的调蓄要求,也有可能实现保障供水;但当水量保障程度较低时(小于1),无论如何,也不可能实现保障供水。从表8-11可以看出,规划工程的总体保障系数为0.934。也就是说,在规划解决的125.5万人口,只有109.4万人能够实现保障供水,而其他的16.1万人的饮水仍然不能得到保障供给。
从分市(州)计算结果来看,天水、平凉市水量保障系数大于1,设施匹配系数大于1,供水完全有保障;而定西市由于水量保障系数较大,虽然设施匹配系数小于1,但工程的总体供水仍有保障,临夏州、庆阳市虽然水量保障系数也较大,但由于设施匹配程度较差,不能保障需水要求。而其他市(州)或由于水量保障程度不够,或由于工程设施不配套,均存在一定的问题,不是“有水无窖蓄”,就是“有窖无水蓄”,或者干脆既无集流面也无蓄水设施,致使保障供水成为奢望。
(5)工程总体科学性评价。从前述分析可以知道,只有当可集水量对农村生活用水的总体供水保障系数越接近1,相对差越接近0,才说明工程的规划比较科学合理。据此评价,天水市农村生活用水工程设计最为科学合理,水量有保障,在解决人畜用水的同时,尚有部分多余水量发展庭院经济;而兰州市匹配程度最差,不能实现保障供水;平凉市虽然工程设施之间的匹配程度较差,但却能够实现保障供水;武威市虽然工程的匹配程度较好,但可集水量不足,供水无保障。
(二)农业灌溉工程
1.评价方法
旱地农业补充灌溉工程的科学性评价指标主要包括水量满足系数、容量保障系数、工程匹配程度、灌溉保障系数、工程设施匹配系数、蓄水设施复蓄指数等。
(1)水量满足系数。旱地农业补充灌溉工程的水量保障程度可用水量满足系数表示。水量满足系数是指工程在多年平均条件下的可集水量与规划灌溉需水量的比值。水量满足系数可用式(8-7)计算确定。
式中 B IS——灌溉工程水量满足系数;
W IJ——灌溉工程可集水量,m3;
W IG——灌溉工程灌溉需水量,m3。
计算时,亩均灌水定额按30m3/亩考虑,可集水量根据统计的集流面数量按多年平均降水条件计算确定。
(2)容量保障系数。旱地农业补充灌溉工程蓄水设施的调蓄容量保障程度可用容量保障系数表示。容量保障系数是指蓄水工程的调蓄容量与灌溉需水量的比值。容量保障系数可用式(8-8)计算确定:
式中 R IS——蓄水工程容量保障系数;
W IT——灌溉工程调蓄容量,m3;
其他符号意义同前。
容量保障系数越小,说明工程建设的蓄水设施数量不足,蓄水容积较小;容量保障系数越大,说明工程建设的蓄水设施数量充足,蓄水容积较大。
(3)工程匹配程度。工程设施匹配程度是指集流面工程和蓄水工程之间的匹配性,可采用匹配系数、相对误差和复蓄指数等指标进行评价。
匹配系数、相对误差以及复蓄指数等指标仍按农村生活用水工程科学性评价提出的方法进行计算。其计算公式为
式中 P I——灌溉工程匹配系数;
W IT——灌溉工程调蓄容量,亿m3;
V I——灌溉工程总蓄水容积,亿m3;
K I——灌溉工程复蓄指数;
L I——相对误差,主要反映灌溉工程设施之间的匹配程度;
K IX——灌溉工程复蓄指数,主要反映蓄水设施的利用程度。
(4)灌溉保障系数。农业补充灌溉工程总体保障程度可用灌溉保障系数进行评价。灌溉保障系数由水量保障系数和工程设施之间的匹配系数联合确定,其指标计算仍采用农村生活用水工程提出的方法进行评价。具体计算可按式(8-13)进行:
式中 B IZ——灌溉工程灌溉保障系数;
其他符号意义同前。
2.评价结果
旱地农业补充灌溉工程按照前述提出的评价指标及其计算方法,采用相应地区的多年平均降水量进行计算。计算结果见表8-12。
表8-12 旱地农业补充灌溉工程科学性评价指标结果表
(1)水量保障程度评价。从表8-12可知,全省平均水量满足系数只有0.29,远小于1,说明建设工程的可集水量较少,灌溉用水量严重不足。其中甘南、白银、兰州、武威四市集流面不足数量均在80%以上。同时,也从另一个侧面证明了旱地农业补充灌溉工程只重视蓄水工程建设,而忽视了水源工程——集流面配套建设事实的存在。
(2)容量保障程度评价。全省平均容量保障系数仅为0.65,说明工程建设在集流面严重不足的同时,还存在蓄水设施数量严重不足的问题,蓄水容积较小,尤其是武威、陇南两市欠账较大,现有数量均不足50%。
通过前述分析可知,一方面由于集流面数量不足,水量没有保障;另一方面,水窖数量严重不足,即使有足够的水量也不能进行有效的调蓄利用。所以说,单纯地依靠建设集流面或者增加水窖数量,均不能从根本上解决工程实施带来的灌溉用水量严重不足的深层次问题。
(3)工程匹配程度评价。全省平均工程设施匹配系数为2.25,说明工程设施之间的匹配程度很差,表现为全省10个市(州)全部缺少集流面数量。其中,临夏州工程设施之间的匹配程度最高,匹配系数为1.39,定西、天水两市次之,为1.75;而甘南州匹配程度最差,几乎没有建设集流面;白银、兰州两市工程的匹配程度也很差,匹配系数达到6.0左右,集水量仅能满足水窖蓄水能力的1/6左右。
(4)总体保障程度。总体来看,全省旱地农业补充灌溉工程的灌溉供水保障系数只有0.29,现有工程的供水能力只能满足实际完成工程灌溉需求的30%不到。其中,临夏州保障程度最高,能满足50%的需求,其次为天水市,但也只占35%;而兰州市、白银市、甘南州总体保障程度较差,均在20%以下,尤其是甘南州,几乎没有任何保障,供水保障程度仅为1%。
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