喀左县取用水合理性及效益分析

(辽宁省水文局，辽宁 沈阳 110003)

当前，农业灌溉用水同其他类型用水之间的矛盾日益紧张，而用水总量实行较为严格的控制，如何提高农业灌溉用水效率一直是国内学者关注的热点研究问题[1-5]，在国家实行东北四省农业节水增粮大背景下，需要对区域农业节水方式下的取水进行合理性分析，从而制定有效的农业节水措施[6-9]。喀左县位于辽宁的西部，属于典型的缺水型区域，属于国家节水增粮大背景下的试点区域，为此结合区域农业节水方式，对喀左县农业节水方式下的取水合理性进行分析，并给出相应的节水建议。

1 研究区水资源概况

喀左县位于辽宁西部，全县总土地面积335.19万亩，其中耕地72.23万亩，占土地面积的21.55%，主要作物为玉米50万亩；林业用地面积121.56万亩，占土地面积36.3%；草地面积14.01万亩，占土地面积的4.2%；其余为居民住宅、道路占地。自1980年起，喀左县逐渐开始实施并发展节水灌溉工程；从1997年逐步进行喷灌和滴管的节水灌溉方式，累积到2005年已投入近亿元用于农业节水灌溉，其中共建设喷灌项目区6万亩，微灌区5万亩，利用原井500多眼，新打机电大井500多眼；至2010年底，喀左县各类工程设计灌溉面积已经37万亩。全县共实施节水灌溉面积30.0万亩，根据当地水源的实际情况，农业节水主要采用地下井抽水滴管方式进行，地下水经提水泵送至项目片区干管，再由干管送入支管，最后由毛管送入作物根部。计划总用水量为1 800万 m3。项目区内共布设取水井1 266眼，其中需新打井177眼、改造旧井1 089眼，设计水源保证率90%，灌溉水有效利用系数0.95。

喀左县水资源开发利用存在以下问题：(1)地表水资源开发利用率小于10%，地下水资源开发程度超过80%；(2)农业用水比例高，效率低；(3) 城镇用水节水管网使用程度不高；(4)污水循环利用程度不高。

2 取用水合理性分析

2.1 取水合理性分析

区域所在地区土壤具备粮食增产的潜力，区域平均地下水开采量为6 550万 m3，通过农业节水方式其地下水开采量将逐步减少到4 658万 m3，从地下水资源开发量的减少程度而言，区域的取水是较为合理的。研究区域主要位于河谷区域，方便进行灌水井的工程实施，结合现场调查发现，区域现状多数水井灌溉渠道存在不完善，未采取防渗措施或长度不够问题，存在设备老化缺少配套设施问题，同时由于连年干旱地下水位下降，大部分水源井需加深或维修，工程完好率只能达到50%，其余50%需要维修改造。结合上述情况，区域节水改造面积为26万亩，新增节水灌溉面积4万亩，在原有水源的基础上，结合节水膜下滴灌方式提高区域农业灌溉用水效率。综合以上分析结合现有节水灌溉和增加少量灌水井的取水方式较为合理。

2.2 用水合理性分析

2.2.1 用水规模合理性分析

喀左县到2015年地表水资源控制总量为600万 m3，地下水资源控制的总量为7 200万 m3，通过现状年水资源总量分析，喀左县水资源用水总量为6 791万 m3，小于喀左县制定的7 800万 m3的水资源总量，但现状年地表水资源总量已高程控制总量655万 m3，地下水资源可利用水量为1 664万 m3。通过农业节水方式后区域的农田灌溉用水量将呈现一定程度的下降，小于农业灌溉用水控制总量，农业灌溉用水效率系数将提高到0.95，高于用水管理制度规定的0.61水平。

2.2.2 灌溉方式合理性分析

喀左县经过多年节水灌溉措施下，其农业高效节水也呈现一定的效果，并建有多个农业高效节水示范区，由于喷灌方式存在移动难度大，空间要求的局限，且由于区域受风速和风险影响，喷灌方式不适用于喀左县的节水灌溉。通过多年节水试验，膜下滴灌比较适宜于喀左县的节水灌溉，因此发展区域膜下滴灌的灌溉技术较为合理。

本期项目片区土地大部分集中在大凌河及其支流河谷阶地上，区域坡度较为平坦，区域地形、地下水资源量，区域农作物种类均比较适合于玉米膜下滴灌的节水灌溉技术。

2.2.3 用水指标及其合理性分析

结合喀左县节水增粮的方案，区域主要农作物玉米采用高效节水灌溉方式后，玉米灌溉方式结合玉米作物生长期的正常灌溉需水要求，玉米作物的节水灌溉定额为52.1 m3/亩，通过节水灌溉方式后其灌溉利用系数将提高到0.95，灌溉最大毛定额为60 m3/亩。

3 效益分析

3.1 增产效益

通过节水增粮方式后，区域新增节水灌溉面积下的玉米产量增加350 kg，按照玉米单价计算，其玉米产值年均增加700万元。而在改造区域的玉米产量250 kg, 玉米按2元/kg计算，年增加产值2 000万元；项目区(1万亩新增，4万亩改造)5万亩共增加效益2 700万元。

3.2 节水效益

项目实施后总节水407万 m3，按照单价0.2元/ m3进行计算，年节水效益81.4万元。

3.3 节电效益

项目实施后改善灌溉面积节水407万 m3，按100 m3耗电20度，每度电0.70元计算，年节约电量81.4万度，年增效益56.98万元。

3.4 环境影响评价分析

经过玉米膜下滴灌方式后，玉米作物根部可及时吸收到水分，使得水分和化肥养料可得到高效利用，在该节水方式下，作物区田间排水量得到有效降低，使得向河道排放的化肥和水量得将得到一定程度的削减，从而也减少化肥以及农业向地下水的排放，最大程度的减少农业和化肥在土壤中的残留，减少区域农业面源污染负荷的总量，改善区域水环境状况，并可减少土壤养分在深层土壤中的流失，改善区域农作物土壤的主要结构。

4 结语

通过对喀左县2012～2015 年农业节水项目取用水资源的合理性进行分析。可以看出，由于喀左县属于缺水区域，应加大节水宣传，提倡节水型社会建设，加大节水措施的力度。农业节水工程建设很有必要，在建设过程中应充分考虑实际和效益，对于单井出水量较大区域，因增加各单井之间的距离，而在单井出水量较小的区域，各单井间距可考虑各井间的干扰作用，但各单井干扰系数应低于25%；严格灌井管理人员定期检查和维护灌溉设施制度，减少灌溉过程中的输水损失；在特别干旱的时期，因保证居民生活用水的前提下进行农业灌溉，并进行错峰灌溉的方式以避免用水集中；

[1]秦山茸. 不同农业节水灌溉措施条件下农作物需水量的试验研究[J]. 水利技术监督.2017.25(03):82-85.

[2]赵奕岚. 张掖市发展高效节水农业的优势分析[J]. 水利规划与设计.2016.(01):35-36+117.

[3]张潜. 甘肃省石羊河流域农业节水模式研究[J]. 水利规划与设计.2015.(11):6-8.

[4]陈臣. 金沟河农业节水灌溉对流域水资源配置影响与对策[J]. 水利技术监督.2012.20(02):23-25.