地下水嚴重超采區高效節水灌溉項目實施初探

尚晉輝，尚紅旗

（1.浙江水利水電學院 機械與汽車工程學院，杭州 310018；2.南皮縣水務局，河北南皮 061500）

地下水嚴重超采區高效節水灌溉項目實施初探

尚晉輝1，尚紅旗2

（1.浙江水利水電學院 機械與汽車工程學院，杭州 310018；2.南皮縣水務局，河北南皮 061500）

河北省南皮縣是典型的資源型缺水區，通過實施地下水超采區節水灌溉項目，有效地減少了取水量，提高了水資源利用率，使有限的地下水資源得到高效利用，從而達到壓縮深層地下水的開采量、升高地下水位、緩解水環境惡化和實現現代農業可持續發展的目的。

地下水；超采區；高效節水；噴灌

1 項目區概況

1.1 氣象及水利情況［1］

南皮縣屬黃河、海河沖擊平原，地勢低平，土壤大多為壤土，適宜種小麥、玉米和其他糧食作物。該地區屬半干旱大陸性季風氣候，多年平均氣溫12.3℃，極端最高氣溫41.4℃，極端最低氣溫-23.2℃，多年平均降雨量587.6mm，年內年際間變化較大，降雨量多集中于汛期，多年平均汛期降雨量431.5mm，占全年降雨量的73%。全縣年最大降雨量1198.1mm，年最小降雨量259.7mm。最小降雨量僅為最大降雨量的22%，而多年平均蒸發量2185.9mm，為多年平均降雨量的3.8倍。南皮縣境內有兩條行洪河道，分別是南運河和漳衛新河。

1.2 水資源開發利用現狀

1.2.1 水資源總量［1］

根據 《南皮縣水資源開發利用現狀分析報告》，全縣多年平均降雨量587.6mm，多年平均地表水資源（徑流量）3329萬m3。根據有關計算資料，南皮縣全縣淺層地下水資源量5716萬m3。全縣多年平均水資源總量僅9045萬m3（不含深層地下水）。人均水資源占有量235.0m3，每公頃均占有量1704m3。

1.2.2 水資源可利用量

南皮縣汛期利用地上水利工程，在確保安全度汛和防漬防澇的前提下，7月份降雨一般作為洪水放掉，8～9月份開始閉閘蓄水。由實際產流、攔蓄及蒸發滲漏損失情況計算，南皮縣多年平均自產地表水可利用量為998.7萬m3。南皮縣全縣淺層地下水資源可利用量4252萬m3。

表1 水資源狀況 單位：萬m3

1.2.3 全縣水資源開發利用情況

南皮縣2012年用水總量1.0173億m3，其中深層地下水6173萬m3，淺層地下水3036萬m3，地表水1000萬m3。生活用水量795萬m3，占總用水量的8%，工業用水量142萬m3，占總用水量的1%，農業用水量9236萬m3，占總用水量的91%，是全縣的用水大戶。2012年地表水用水量1000萬m3，淺層地下水用水量3036萬m3，深層地下水用水量6137萬m3。

1.2.4 農業灌溉用水水平

南皮縣現狀灌溉用水量9236萬m3，其中地下水用水量為8384萬m3。目前灌溉多采用漫灌，經統計地下水灌溉系數不到0.65，節水效果較低。

1.2.5 地下水超采區域分布情況

隨著城市人民生活水平的提高，對淡水的需求量日益增加，南皮縣地下水嚴重超采，淺層地下水未得到充分利用，深層地下水得不到及時充足的補充，采補失衡，已經在全縣形成了地下漏斗區。

2 項目建設的必要性及緊迫性

2.1 農田水利設施是促進農業增產的基礎

南皮縣地下水開采加快，致使地下水位逐年下降，水資源匱乏。農田灌溉設施不足且損毀嚴重，傳統的灌溉模式、有限的水資源利用率低、農業生產保證率不高、產量不穩等使農業生產受到嚴重影響。因此，加快生產基礎設施建設，發展高效節水灌溉工程，提高灌溉水平、改善農業生產條件是十分重要的。

2.2 改善農村水利設施是提高農民收入的重要手段

當前我國社會正經歷轉型期，尤其是城市化和工業化的快速發展，客觀上需要更多的農村勞動力向城鎮轉移，造成農村勞動力減少。隨著縣內工業、鄉鎮企業、個體企業的發展，對農村勞動力的需求尤為迫切，改善農村水利設施，可以提高農業灌溉的工作效率，大幅降低農村生產勞動強度，為勞動力的轉移創造條件，間接提高農民收入。

2.3 農村生態環境改善對農田水利設施建設需求迫切

該區域地表水嚴重不足，地表已幾無徑流。多年來干旱少雨，地下水采多補少問題十分突出。水資源的短缺，地下水位的持續下降，造成當地農業生態環境質量惡化。近年來，為了提升環境質量要求，封閉部分自備井，減少地下水開采，促進當地水資源供需平衡。由于多年來形成的大水大肥的灌溉模式，不僅增加了成本，更為嚴重的是由于水肥流失，對當地土壤和地下水環境造成了一定污染，土壤板結和淺層地下水水質惡化加劇。因此大力發展小型農田水利工程，是改善農村生態環境的有效措施之一。

3 高效節水灌溉項目方案及實施效益

3.1 高效節水灌溉項目方案

項目區涉及南皮縣2個鄉鎮的2個村，現狀有效灌溉面積66.67hm2，農業種植結構主要以小麥、玉米、棉花等。區內共有3眼深機井，出水量保證率高，單井出水量50m3/s。項目區現狀灌溉方式為畦灌，實施高效節水后，灌溉方式改為固定式噴灌，項目區內水泵均無法達到揚程需求，故需增設加壓設備進行二次加壓。

3.2 項目建設內容

發展噴灌節水工程66.67hm2，均為深井固定式噴灌機組［2］；配套深井加壓泵3套，配套操作間3間；智能一體化井房3套，灌溉自動預報系統1套；

3.3 項目實施效益

3.3.1 節水壓采效益和經濟效益［3］

3.3.1.1 節水壓采效益

項目實施后由原來的畦灌建成高效噴灌，在所種農作物不變的情況下，對50%的平水年則可有效節水5.12萬m3，對遇到75%的枯水年，則可節水7.8萬m3。

3.3.1.2 增產效益

項目投入運行后，可大大縮短農作物灌溉時間及周期，可根據天氣狀況及時灌溉，使作物增產明顯，按每公頃夏、秋兩季共增產2250kg計算，每年增收15萬kg。按2.0元/kg，計入水利分攤系數0.5，則可增產值15萬元。經濟效益顯著。

3.3.2 節能、節地及省工效益［4］

項目實施后，可有效降低灌溉對動力消耗，一般每公頃每次灌溉可省電6°，每年灌溉4次并按當前電價計，則項目區每年僅節能效益8300元。

由于噴灌不需要建設各級渠道，可大大節約用地，提高土地利用率。按一般渠節地率2%計算，可節約土地1.33hm2，按兩季每公頃產7500kg計，則每年增產1.0萬kg，增收4萬元。另外實施高效節水灌溉后，可大量節省勞動力。

4 結語

項目完成后，對水資源進行高效優化配置，可改善灌區的生產和生活條件，減輕農民的負擔，減少用水矛盾和糾紛。同時為農業產業結構調整和灌區人民脫貧致富提供了有利條件，社會效益顯著可觀。灌區工農業生產經濟效益得到提高，使農民生活、生產水平上一個新臺階。

［1］滄州水利勘測設計院.南皮縣2014年地下水超采綜合治理井灌區高效節水灌溉項目實施報告［R］.滄州.

［2］GB/T 5800—2007，噴灌工程技術規范［S］.

［3］王曉軍，譚哲強，婁曉鳳.噴灌工程經濟效益分析一例［J］.水利天地，2000（4）.

［4］史群，王云濤.噴灌工程技術經濟指標的研究［J］.節水灌溉，1985（4）.

The application of high efficient water-saving irrigation project in the area of groundwater serious exploitation

SHANG Jin-hui1，SHANG Hong-qi2
（1.School of Mechanical and Automotive Engineering,Zhejiang University of Water Resources and Electric Power,Hangzhou 310018,China;2.Nanpi Water Authority of Hebei Province,Nanpi 061500,China）

Nanpi county of Hebei Province is typical of resources-based shortage area,the application of water-saving irrigation project of groundwater area effectively reduced the quantity of water intake and improved the utilization of water resources,so as to achieve the goal of restriction of using deep groundwater,increasing the level of underground water and deterioration of water environment to be in remission and the sustainable development of modern agriculture.

groundwater； overdraft area； efficient water saving； sprinkler irrigation

TV93

B

1672-9900（2015）02-0022-03

2015-03-19

尚晉輝（1994-），男（漢族），河北南皮人，學士，主要從事小型水利工程教學及管理工作，（Tel）13819489906。