地下水严重超采区高效节水灌溉项目实施初探

尚晋辉，尚红旗

（1.浙江水利水电学院 机械与汽车工程学院，杭州 310018；2.南皮县水务局，河北南皮 061500）

地下水严重超采区高效节水灌溉项目实施初探

尚晋辉1，尚红旗2

（1.浙江水利水电学院 机械与汽车工程学院，杭州 310018；2.南皮县水务局，河北南皮 061500）

河北省南皮县是典型的资源型缺水区，通过实施地下水超采区节水灌溉项目，有效地减少了取水量，提高了水资源利用率，使有限的地下水资源得到高效利用，从而达到压缩深层地下水的开采量、升高地下水位、缓解水环境恶化和实现现代农业可持续发展的目的。

地下水；超采区；高效节水；喷灌

1 项目区概况

1.1 气象及水利情况［1］

南皮县属黄河、海河冲击平原，地势低平，土壤大多为壤土，适宜种小麦、玉米和其他粮食作物。该地区属半干旱大陆性季风气候，多年平均气温12.3℃，极端最高气温41.4℃，极端最低气温-23.2℃，多年平均降雨量587.6mm，年内年际间变化较大，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%。全县年最大降雨量1198.1mm，年最小降雨量259.7mm。最小降雨量仅为最大降雨量的22%，而多年平均蒸发量2185.9mm，为多年平均降雨量的3.8倍。南皮县境内有两条行洪河道，分别是南运河和漳卫新河。

1.2 水资源开发利用现状

1.2.1 水资源总量［1］

根据 《南皮县水资源开发利用现状分析报告》，全县多年平均降雨量587.6mm，多年平均地表水资源（径流量）3329万m3。根据有关计算资料，南皮县全县浅层地下水资源量5716万m3。全县多年平均水资源总量仅9045万m3（不含深层地下水）。人均水资源占有量235.0m3，每公顷均占有量1704m3。

1.2.2 水资源可利用量

南皮县汛期利用地上水利工程，在确保安全度汛和防渍防涝的前提下，7月份降雨一般作为洪水放掉，8～9月份开始闭闸蓄水。由实际产流、拦蓄及蒸发渗漏损失情况计算，南皮县多年平均自产地表水可利用量为998.7万m3。南皮县全县浅层地下水资源可利用量4252万m3。

表1 水资源状况 单位：万m3

1.2.3 全县水资源开发利用情况

南皮县2012年用水总量1.0173亿m3，其中深层地下水6173万m3，浅层地下水3036万m3，地表水1000万m3。生活用水量795万m3，占总用水量的8%，工业用水量142万m3，占总用水量的1%，农业用水量9236万m3，占总用水量的91%，是全县的用水大户。2012年地表水用水量1000万m3，浅层地下水用水量3036万m3，深层地下水用水量6137万m3。

1.2.4 农业灌溉用水水平

南皮县现状灌溉用水量9236万m3，其中地下水用水量为8384万m3。目前灌溉多采用漫灌，经统计地下水灌溉系数不到0.65，节水效果较低。

1.2.5 地下水超采区域分布情况

随着城市人民生活水平的提高，对淡水的需求量日益增加，南皮县地下水严重超采，浅层地下水未得到充分利用，深层地下水得不到及时充足的补充，采补失衡，已经在全县形成了地下漏斗区。

2 项目建设的必要性及紧迫性

2.1 农田水利设施是促进农业增产的基础

南皮县地下水开采加快，致使地下水位逐年下降，水资源匮乏。农田灌溉设施不足且损毁严重，传统的灌溉模式、有限的水资源利用率低、农业生产保证率不高、产量不稳等使农业生产受到严重影响。因此，加快生产基础设施建设，发展高效节水灌溉工程，提高灌溉水平、改善农业生产条件是十分重要的。

2.2 改善农村水利设施是提高农民收入的重要手段

当前我国社会正经历转型期，尤其是城市化和工业化的快速发展，客观上需要更多的农村劳动力向城镇转移，造成农村劳动力减少。随着县内工业、乡镇企业、个体企业的发展，对农村劳动力的需求尤为迫切，改善农村水利设施，可以提高农业灌溉的工作效率，大幅降低农村生产劳动强度，为劳动力的转移创造条件，间接提高农民收入。

2.3 农村生态环境改善对农田水利设施建设需求迫切

该区域地表水严重不足，地表已几无径流。多年来干旱少雨，地下水采多补少问题十分突出。水资源的短缺，地下水位的持续下降，造成当地农业生态环境质量恶化。近年来，为了提升环境质量要求，封闭部分自备井，减少地下水开采，促进当地水资源供需平衡。由于多年来形成的大水大肥的灌溉模式，不仅增加了成本，更为严重的是由于水肥流失，对当地土壤和地下水环境造成了一定污染，土壤板结和浅层地下水水质恶化加剧。因此大力发展小型农田水利工程，是改善农村生态环境的有效措施之一。

3 高效节水灌溉项目方案及实施效益

3.1 高效节水灌溉项目方案

项目区涉及南皮县2个乡镇的2个村，现状有效灌溉面积66.67hm2，农业种植结构主要以小麦、玉米、棉花等。区内共有3眼深机井，出水量保证率高，单井出水量50m3/s。项目区现状灌溉方式为畦灌，实施高效节水后，灌溉方式改为固定式喷灌，项目区内水泵均无法达到扬程需求，故需增设加压设备进行二次加压。

3.2 项目建设内容

发展喷灌节水工程66.67hm2，均为深井固定式喷灌机组［2］；配套深井加压泵3套，配套操作间3间；智能一体化井房3套，灌溉自动预报系统1套；

3.3 项目实施效益

3.3.1 节水压采效益和经济效益［3］

3.3.1.1 节水压采效益

项目实施后由原来的畦灌建成高效喷灌，在所种农作物不变的情况下，对50%的平水年则可有效节水5.12万m3，对遇到75%的枯水年，则可节水7.8万m3。

3.3.1.2 增产效益

项目投入运行后，可大大缩短农作物灌溉时间及周期，可根据天气状况及时灌溉，使作物增产明显，按每公顷夏、秋两季共增产2250kg计算，每年增收15万kg。按2.0元/kg，计入水利分摊系数0.5，则可增产值15万元。经济效益显著。

3.3.2 节能、节地及省工效益［4］

项目实施后，可有效降低灌溉对动力消耗，一般每公顷每次灌溉可省电6°，每年灌溉4次并按当前电价计，则项目区每年仅节能效益8300元。

由于喷灌不需要建设各级渠道，可大大节约用地，提高土地利用率。按一般渠节地率2%计算，可节约土地1.33hm2，按两季每公顷产7500kg计，则每年增产1.0万kg，增收4万元。另外实施高效节水灌溉后，可大量节省劳动力。

4 结语

项目完成后，对水资源进行高效优化配置，可改善灌区的生产和生活条件，减轻农民的负担，减少用水矛盾和纠纷。同时为农业产业结构调整和灌区人民脱贫致富提供了有利条件，社会效益显著可观。灌区工农业生产经济效益得到提高，使农民生活、生产水平上一个新台阶。

［1］沧州水利勘测设计院.南皮县2014年地下水超采综合治理井灌区高效节水灌溉项目实施报告［R］.沧州.

［2］GB/T 5800—2007，喷灌工程技术规范［S］.

［3］王晓军，谭哲强，娄晓凤.喷灌工程经济效益分析一例［J］.水利天地，2000（4）.

［4］史群，王云涛.喷灌工程技术经济指标的研究［J］.节水灌溉，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

尚晋辉（1994-），男（汉族），河北南皮人，学士，主要从事小型水利工程教学及管理工作，（Tel）13819489906。