太湖流域糧食主產區供水安全保障研究

徐天奕，劉克強，蔡文婷

(太湖流域管理局水利發展研究中心，上海 200434)

太湖流域位于長江三角洲南緣，面積3.69萬km2。太湖流域多年平均降雨量1181mm，多年平均水資源量為162億m3，其中地表水資源量為137億m3，屬于典型的濕潤地區[1]。流域南北過境水量豐沛，是流域水資源量的重要補充來源，流域沿長江口門多年平均引長江水量65.1億m3，流域沿錢塘江口門年均引錢塘江水量約4億m3[2]。由于適宜的亞熱帶氣候，豐富的水資源供給，富含營養的沉積物地貌，自古以來，太湖流域就是享譽全國的江南魚米之鄉，是我國重要的稻、麥、油菜種植區，也是桑、茶、竹等經濟作物產區[3]。因此，在今后一個很長時期內，合理利用流域土地資源、切實保護耕地和糧食產量，是太湖流域經濟社會健康發展的基礎。為了保障太湖流域糧食安全，《全國主體功能區規劃》和《全國新增1000億糧食生產能力規劃》列入太湖流域7個糧食主產縣區，包括江蘇省金壇市、溧陽市、丹陽市、鎮江市丹徒區、浙江省平湖市、嘉善縣、海鹽縣。為了使得太湖流域7個糧食主產縣區農業達到國家戰略規劃要求，必須通過科學的調研，分析農業供水需求和存在問題，制定有效的對策措施，切實保障流域糧食主產區供水安全。

1 糧食主產區灌溉現狀分析

1.1 灌溉面積

根據2015年統計資料，太湖流域糧食主產縣農田有效灌溉面積372萬畝，其中，糧田有效灌溉面積246萬畝，占農田灌溉總面積的66.1%，見表1。

表1 太湖流域糧食主產縣灌溉面積統計表

1.2 灌溉水量

太湖流域農業灌溉水量具有豐水年需水少，枯水年需水多的特點。2015年糧食主產縣農田畝均灌溉用水量為593m3/畝，糧田畝均灌溉用水量為652m3/畝。灌溉用水總量為22.1億m3，其中糧田灌溉用水總量為16.0億m3，占農田灌溉用水總量的72.5%。灌溉用水統計情況詳見表2。

1.3 節水工程

太湖流域各糧食主產縣農田節水灌溉面積總計182萬畝，節水灌溉率為0.49；糧田節水總計面積總計113.4萬畝，節水灌溉率為0.46。太湖流域各糧食主產縣農田節水灌溉率差別較大，平湖市節水灌溉率最高，達0.77，且均為高效節水工程；鎮江市丹徒區節水灌溉率僅有0.11。太湖流域各糧食主產縣節水灌溉面積統計結果見表3。

表2 太湖流域糧食主產縣灌溉用水統計表

表3 太湖流域糧食主產縣節水灌溉面積

2 未來農業灌排需求分析

2.1 有效利用水資源，提高農業供水保證率

太湖流域雖然屬于濕潤地區，水資源較為豐沛。但由于降雨年際、年內分布不均，根據太湖流域水文資料統計分析，年徑流最大值達327.8億m3(1999年)，最小值僅為25.7億m3(1978年)[4]，且年內降雨主要集中在汛期，造成水資源時間分配的不均勻性[5]，農業供水保證率不高，不能滿足高效農業的供水需求。根據太湖流域糧食主產縣供需平衡分析得出，遇枯水年(P=90%)，太湖流域糧食主產縣糧田灌溉存在1.65億m3的缺水。因此有必要通過一定的水源工程解決水資源時間分配的不均勻造成的缺水問題，尤其是增加偏枯年份農業灌溉供水量，提高對干旱的抵御能力。

為增加流域糧食產量，規劃擴大太湖流域各糧食主產縣灌溉面積，提高有效灌溉率和灌溉水有效利用系數，改善糧食生產條件，挖掘糧食單產潛力。規劃至2030水平年，太湖流域糧食主產縣農田灌溉面積將達到396萬畝，較基準年增長近25萬畝，增長幅度約6.7%。如果按現狀灌溉定額，用水量會增加約1.6億m3，必須制定必要的工程措施解決糧食主產縣灌溉水量資源問題。

2.2 控制農田尾水排放，減少農業面源污染

隨著太湖流域工農業發展，流域河湖水體富營養化日益嚴重[6]。據統計，太湖流域主要污染物入河量中，面源的氨氮占25%，總磷占55%，其中農業大量使用化肥農藥隨農田尾水排放造成的面源污染貢獻是重要的原因之一[7- 8]。根據有關方面資料顯示，近年來農業面源占太湖流域主要污染物貢獻比例呈逐年增加趨勢，已經成為氮磷污染主要來源。加強農業節水工程建設，減少農田向流域河湖的尾水排水，是有效降低面源污染的重要措施[9]。根據現狀調研結果分析，各糧食主產縣的節水工程建設雖然取得一定成績，但與國際先進水平相比還有很大差距，因此加強農業節水灌溉和有效管理，可以大大降低向流域河湖水體的面源污染排放量，節約水資源量，增加灌溉效益，提高灌溉保證率。

太湖流域是全國經濟最發達地區，糧食主產縣應作為表率，要建設高度的農業生態文明，節約用水，降低污染，在農業節水灌溉指標上達到國內領先水平。目前各糧食主產縣區的部分地區，粗放型用水現象仍然存在，節水工程建設尚不能滿足流域節水灌溉高標準的要求。

3 農業供水保障工程措施

3.1 蓄水工程措施

為了改善太湖流域水資源時空分布不均狀況，太湖流域規劃重點實施流域內水源地保護、恢復和擴建工程[10]。其中與糧食主產縣農業用水密切相關的工程主要是滆湖水源地擴建工程和長蕩湖水源地恢復工程。

滆湖水源地擴建工程：滆湖位于常州市武進區西南部與宜興市東北部間，湖泊東西最寬處9.5km，南北長約23km，屬草型淺水湖泊，位于太湖的上游，對太湖水量水質有著至關重要的影響[11- 12]。通過對滆湖水源地的擴建工程建設，滆湖總庫容增加至5.03億m3，興利庫容1.6億m3，為保護范圍內漁業養殖、圩區灌溉以及環湖地區工農業生產等提供水源，同時向太湖輸入較為清潔的水源，改善環湖地區水環境。

長蕩湖水源地恢復工程：長蕩湖位于太湖流域上游金壇市金城鎮東南9km處，湖泊東西最寬處8km，南北長約16km，湖水通過湟里河、北干河以及中干河等出湖河道東入滆湖，具有承接上游來水和向下游供水的重要功能[13]。通過堤防清除、田面挖深、漁埂清除和清淤等措施，恢復長蕩湖蓄水面積，提高水體自凈能力，增加蓄水量，提高水資源配置能力；結合治污減排，減少工業、農業、生活和漁業污染，改善長蕩湖水質狀況。工程建設后長蕩湖總庫容3.4億m3，興利庫容1.082億m3。

3.2 引水工程措施

針對太湖流域枯季和枯水年水資源不足狀況，規劃全流域引(提)水工程布局和建設，與糧食主產縣農業用水相關的引(提)水工程包括新孟河延伸拓浚工程、新溝河延伸拓浚工程、太嘉河整治工程、杭嘉湖地區環湖河道整治工程，以及望虞河擴大工程[14- 15]。

新孟河延伸拓浚工程：規劃新孟河工程北起長江，自大夾江向南新開河道至原小河閘北接老新孟河，沿老新孟河拓浚至京杭運河，立交過京杭運河后新開河向南延伸至北干河，拓浚北干河連接洮、滆湖，拓浚太滆運河和漕橋河入太湖，全長116.72km。興建界牌水利樞紐、奔牛水利樞紐、牛塘水利樞紐和前黃水利樞紐，沿線主要支河口門實施有效控制。

新溝河延伸拓浚工程：新溝河北起長江經新溝節制閘向南穿過西橫河，經申港鎮、焦溪至石堰，與三山港、漕河相接，全長11.43km。河道工程從長江沿現有新溝河拓浚至石堰后分成東、西兩支，東支接漕河至五牧河，西支接三山港；過京杭運河后，分別疏浚直湖港、武進港至太湖，全長97km。主要控制工程是興建江邊樞紐、直湖港穿京杭運河樞紐、武進港穿京杭運河樞紐等建筑物。因河道拓浚及局部平地開河，對沿線跨河橋梁(道路)進行拆建(新建)；新溝河東支沿線主要支河口門設控制，并對兩岸影響進行必要的水系調整。

太嘉河整治工程：規劃幻溇港整治起自太湖口，穿越北橫塘、南橫塘、頔塘、雙林塘、練市塘，經楊溪港、高橋港，至京杭運河，全長44.21km。通過工程建設，將拓展杭嘉湖地區“引江濟太”能力，提高枯水期杭嘉湖東部平原從太湖取水能力，完善杭嘉湖地區調水引流布局，優化杭嘉湖地區水資源配置格局，改善杭嘉湖平原水生態環境。

杭嘉湖地區環湖河道整治工程：杭嘉湖地區環湖河道整治工程主要是拓寬疏浚湖州東部平原大錢港、羅溇港、濮溇港三條主要入湖骨干河道，配套建設羅溇排水泵站工程。其中，大錢港河道整治長度12.56km。羅溇港起河道整治長度22.12km。濮溇港河道整治長度16.53km。通過整治工程，能提高枯水期湖州市東部地區從太湖取水能力，提高湖州市東部地區引排能力。

望虞河擴大工程：望虞河是目前引長江水直接入太湖的主要供水通道，也是流域洪水外排長江的主要河道，河道全長60.5km。穿京杭運河立交及常熟樞紐級別為1級，干河堤防、護岸及支河口門控制建筑物級別為3級。工程建設后可提高現有望虞河引江濟太的效益和效率，增加進入太湖的水量，提高流域水資源配置能力；保障望虞河引長江水進入太湖的水質，改善太湖水環境。

3.3 節水灌溉工程措施

為了提高各糧食主產縣高效節水灌溉效率，規劃對農業灌區續建配套與節水改造工程重點對渠系進行整治、防滲襯砌、險工險段除險加固、渠系建筑物改造、加固或拆除重建。近期，太湖流域規劃灌區續建配套與節水改造工程7項，江蘇省規劃對白屈港灌區、寶壽河灌區、殷村港灌區和長山灌區實施續建配套和節水改造工程，工程建設后灌區有效灌溉面積達56.8萬畝，增加節水量0.9億m3。浙江省規劃對上塘河灌區、烏鎮灌區、賦石水庫灌區實施續建配套和節水改造工程，工程建設后灌區有效灌溉面積達28.5萬畝，增加節水量0.2億m3。通過灌區續建配套與節水改造工程建設，農田節水灌溉率由0.49提高至0.66，糧田節水灌溉率由0.46提高至0.65。具體結果見表4。

隨著節水型農業建設的推進，規劃的灌溉供水工程、節水灌溉工程建設完成與投入運行后，糧田灌溉水有效利用系數普遍提高，流域內農田灌溉需水量逐年減少，至2030年，在太湖流域糧食主產縣，農田灌溉節水量和糧田灌溉節水量分別增加6.8億m3和5.4億m3，如果再遭遇基準年水文情勢，農田灌溉需水量和糧田灌溉需水量分別降低到16.7億m3和10.6億m3。當遇P=90%的枯水年時，則分別降低到25.1億m3和20.9億m3，結合流域水資源蓄水工程和引調水工程建設，可以滿足太湖流域糧食主產區的農田灌溉需求。

表4 2030年各糧食主產縣農田規劃節水灌溉面積

4 結語

太湖流域屬于濕潤地區，但糧食主產區依然存在的枯水年灌溉水量不足，灌溉效率低下，面源污染嚴重等問題。針對這些問題，根據太湖流域糧食主產區未來的供水需求，提出了供水安全保障工程方案。其中，水源地恢復和擴建工程，可以增加水源地蓄水量，提高水資源配置能力；河道整治工程，提升了水系引水能力，緩解了枯季和枯水年水資源不足狀況；灌區續建與改造工程，擴大了有效灌溉和節水灌溉面積，減少農田面源排放。這些對策措施的實施，可以滿足P=90%枯水年流域糧食主產區的農田灌溉需求，對于我國豐水地區農業供水安全保障工作具有借鑒價值。