臨洮縣高效節(jié)水項目區(qū)水資源供需平衡分析

張瑞山

（大禹節(jié)水集團股份有限公司，甘肅蘭州730000 ）

我國是農(nóng)業(yè)大國，也是水資源嚴(yán)重短缺的國家，水資源供需矛盾十分突出。我國農(nóng)業(yè)用水量大，近年來農(nóng)業(yè)用水量占社會用水總量的70%以上，農(nóng)田灌溉水量占農(nóng)業(yè)用水量的90%～95%，但用水效率低，農(nóng)田灌溉水利用率平均僅為45%左右[1]。我國農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力巨大，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉勢在必行。

根據(jù)作物需水規(guī)律和當(dāng)?shù)毓┧畻l件，高效利用降水和灌溉水，以取得農(nóng)業(yè)最佳經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益的綜合措施稱為節(jié)水灌溉[2]。自20 世紀(jì)90 年代以來，我國節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展進入了新時期[3]。水資源的供需平衡就是指在一定的區(qū)域內(nèi)，總供水量與總需水量之間的關(guān)系達(dá)到一個平衡的狀態(tài)[4]。如今節(jié)水灌溉技術(shù)已發(fā)展成以節(jié)水灌溉工程技術(shù)和節(jié)水灌溉農(nóng)藝技術(shù)為主的技術(shù)體系[5]，仍然不斷地有新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)、新材料和新設(shè)備產(chǎn)生，有必要結(jié)合現(xiàn)有節(jié)水灌溉相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定的現(xiàn)狀，對我國水資源進行供需平衡分析，為工程應(yīng)用提供參考。

1 研究區(qū)概況

本標(biāo)段項目的工程地點為臨洮縣辛店鎮(zhèn)（白李袁、石郭家、豐太草業(yè)專業(yè)合作社）、新添鎮(zhèn)（孫家村）、窯店鎮(zhèn)（武家村）和玉井鎮(zhèn)（宋家坪、茍家坪）。片區(qū)位置如圖1 所示。臨洮縣地處甘肅省定西市西部，介于東徑103°27′～104°19′、北緯30°03′-35°56′之間，屬黃河水系，東西寬約78 km，南北長約103 km，總面積為2851 km2；縣域東接安定區(qū)、榆中縣，南連渭源縣，西與臨夏回族自治州的康樂、廣河、東鄉(xiāng)三縣接壤，北靠蘭州市。臨洮縣地貌復(fù)雜多樣，山地、平川、河谷，類型齊全，交錯分布，海拔一般在1732m～3670 m 之間，地勢由東南向西北傾斜，屬大陸性季風(fēng)氣候，日照較好，降水量317～760 mm，年平均氣溫7℃，年極端最高氣溫36.1℃，年極端最低氣溫-29.6℃，年總?cè)照諘r數(shù)2437.9h。

圖1 片區(qū)位置

臨洮縣屬溫帶大陸性氣候，年平均氣溫7℃，平均最高氣溫14.3℃，平均最低氣溫1.3℃，（極端最高氣溫36.1℃，最低氣溫-29.6℃），無霜期80～190 天，年降雨量317～760mm 之間，由南到北逐步遞減，南部玉井鎮(zhèn)、窯店鎮(zhèn)降雨量較大，北部新添鎮(zhèn)、辛店鎮(zhèn)降雨量較少，70%以上的降水集中在7、8、9 三個月。年蒸發(fā)量1259.3mm，年日照時數(shù)2437.9h，最大凍土層深度0.82m。年最大風(fēng)速15m/s，平均最大風(fēng)速12m/s。

2 資料與現(xiàn)狀

2.1 資料

根據(jù)《臨洮縣2018 年度高效節(jié)水灌溉項目建設(shè)方案的批復(fù)》，計劃發(fā)展高效節(jié)水灌溉面積2.2 萬畝，其中發(fā)展滴灌面積1.2 萬畝；發(fā)展管溉面積1 萬畝。本標(biāo)段（第二標(biāo)段）涉及實施高效節(jié)水灌溉面積7500 畝，其中滴灌面積4000 畝，管灌面積3500 畝，根據(jù)各片區(qū)實際情況，本次實施高效節(jié)水灌溉面積8450 畝，滴灌面積2170 畝，管灌面積6280 畝。具體分布見表1。

表1 臨洮縣實施高效節(jié)水灌溉工程概況統(tǒng)計表

2.2 小型農(nóng)田水利設(shè)施現(xiàn)狀

臨洮縣小型農(nóng)田水利工程特點是類型多、建設(shè)規(guī)模小、數(shù)量多、分布廣，經(jīng)過多年的建設(shè)，全縣小型農(nóng)田水利工程設(shè)施已初具規(guī)模，為全縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展發(fā)揮著舉足輕重的作用。截止2016 年底，臨洮縣共發(fā)展有效灌溉面積38 萬畝。

農(nóng)業(yè)用水凈灌溉定額在336m3/畝左右，灌溉水利用系數(shù)為0.55，用水效率不高，浪費嚴(yán)重。因此，通過調(diào)整用水結(jié)構(gòu)，加大農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉力度，提高當(dāng)?shù)厮Y源利用效率有很大潛力。

3 研究結(jié)果與分析

3.1 現(xiàn)狀分析

3.1.1 灌溉現(xiàn)狀

項目區(qū)辛店、新添主要種植蔬菜、核桃樹，窯店、玉井鎮(zhèn)主要種植玉米。

依據(jù)甘肅省行業(yè)用水定額（2017 版），蔬菜（P=50%，畦灌）灌溉定額為360m3/畝，核桃樹（P=50%，塊灌）灌溉定額為200 m3/畝，玉米（P=50%，畦灌）灌溉定額為270m3/畝。現(xiàn)狀灌溉水利用系數(shù)為0.55。按照項目區(qū)面積以及定額指標(biāo)，計算得項目區(qū)現(xiàn)狀需水量為419.09 萬m3。見表2。

表2 項目區(qū)現(xiàn)狀需水計算表

3.1.2 現(xiàn)狀可供水量

本標(biāo)段2018 年高效節(jié)水項目規(guī)劃設(shè)計片區(qū)7個，分別為辛店鎮(zhèn)白李袁、石郭家、豐太草業(yè)專業(yè)合作社。新添鎮(zhèn)孫家村，窯店鎮(zhèn)武家村，玉井鎮(zhèn)宋家坪和茍家坪。項目區(qū)可供水量見表3。

表3 項目區(qū)可供水量匯總表

3.1.3 項目區(qū)水量供需平衡分析

片區(qū)供需平衡情況見表4。

表4 項目區(qū)現(xiàn)狀供需平衡表

項目現(xiàn)狀需水量為419.09 萬m3，可供水量334.72 萬m3，由于各個片區(qū)分散，片區(qū)多余水量無法互相補給，應(yīng)只計各片區(qū)缺水量，不計余水量，故實際余水量60.88 萬m3，缺水量為145.25 萬m3，總計缺水84.37 萬m3。

3.2 項目實施后水量分析

3.2.1 項目區(qū)實施后需水量

項目實施后，項目區(qū)灌溉模式由大水漫灌（渠灌）調(diào)整為滴灌和管灌。滴灌工程灌溉水利用系數(shù)本次設(shè)計取0.9，灌溉設(shè)計保證率取85%。管灌工程灌溉水利用系數(shù)本次設(shè)計取0.85，灌溉設(shè)計保證率取75%。

灌溉定額。考慮到種植作物需水情況及項目區(qū)來水條件，制定蔬菜年灌溉次數(shù)為13 次，得到蔬菜滴灌灌溉定額為134.03m3/畝。核桃樹年灌溉次數(shù)為8 次，得到蔬菜滴灌灌溉定額為164.96m3/畝。蔬菜、玉米管灌凈灌溉定額為223.34 m3/畝，經(jīng)計算，項目實施后需水量為267 萬m3。項目實施后需水量見表5。

表5 項目實施后需水計算表

3.2.2 項目實施后可供水量

項目實施前后，現(xiàn)狀泵站提水工程指標(biāo)維持不變。因此，以項目區(qū)現(xiàn)狀可供水量作為項目實施后可供水量，則片區(qū)可供水量為334.72 萬m3。

3.2.3 項目實施后示例供需平衡分析

項目實施后，片區(qū)需水量267.00 萬m3，可供水量334.72 萬m3，余水67.72 萬m3，考慮原有余水及缺水缺水84.37 萬m3，實際節(jié)水152.09 萬m3，供水存在較大盈余。項目實施后供需平衡分析見表6。

表6 項目實施后供需平衡表

3.3 供需水平衡及節(jié)水效果分析

本項目實施后，滴灌片區(qū)灌溉水利用系數(shù)（不包括干渠）從0.73 提高到0.9，管灌片區(qū)灌溉水利用系數(shù)（不包括干渠）從0.73 提高到0.85，滴灌片區(qū)灌溉水利用系數(shù)（包括干渠）從0.55 提高到0.68，管灌片區(qū)灌溉水利用系數(shù)（不包括干渠）從0.55 提高到0.64，需水量由現(xiàn)狀的419.09 萬m3減少至267.00萬m3，減少152.09 萬m3。可供水量334.72 萬m3，則該工程項目實施后，每年可節(jié)水152.09 萬m3。詳見表7。

表7 項目實施前后水量變化分析計算表

4 結(jié)論

從現(xiàn)狀水資源供需平衡分析中可以看出，項目區(qū)范圍區(qū)內(nèi)水資源不能完全保證用水需求，項目區(qū)現(xiàn)狀灌溉方式依然采用傳統(tǒng)的渠灌，相對于高效節(jié)水灌溉，毛灌溉定額仍然較高，存在很大節(jié)水潛力。隨著區(qū)域內(nèi)社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展，項目區(qū)水資源供需矛盾將會更加突出。因此，通過調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，全面推行高效節(jié)水灌溉技術(shù)，大力發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)，推動傳統(tǒng)灌溉方式向精細(xì)高效化灌溉轉(zhuǎn)變，是保證項目區(qū)水資源可持續(xù)利用的基礎(chǔ)，是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收的基本途徑，也是促進生態(tài)環(huán)境改善的重要措施。