开原市节水灌溉用水指标合理性及保障措施探析

(辽宁省铁岭水文局，辽宁 铁岭 112000)

开原市位于辽宁北部，近年来通过开展节水灌溉项目以达到增产增收为目的，该项目涉及7个乡镇45个村[1]，采用地下水井，实行低压管灌，节水灌溉面积18.62万亩，所有项目片区均为新增项目，灌溉作物为玉米，灌溉形式为低压管灌，取水水源全部为浅层地下水。本次节水灌溉项目灌溉面积18.62万亩，占本市总耕地面积的13.9%，计划2017年底结束，项目完成后使本市耕地灌溉面积由原来的69.57万亩增加了26.8%，节水灌溉面积由原来的31.65万亩增加了58.8%。项目规划设计年取用水量931万 m3，全部取用浅层地下水进行灌溉。设计建设取水井711眼，实行低压管灌系统灌溉[1]，每个水源井控制1个供水管网。井房设计建筑面积12 m2，水源井井径设计φ470mm。

1 灌溉用水合理性分析

开原市多年平均降水量在600～800 mm，是适合玉米等旱作物种植的地区，按照开原市节水灌溉实施方案，拟年取用地下水931万 m3对18.62万亩玉米实施灌溉。经分析计算，本项目所在区域多年平均降水量为643.9 mm，属于辽北半干旱地区，降水量年内分配极不均匀，春播期降水量偏少，极易发生春旱[2]。本次论证选取了项目片区所在区域的亮中桥、通江口、双井子、庆云堡、开原、南城子水库、清河水库、麻线堡的8个等雨量站1980—2016年系列降水量对区域降水量的年内时程分配情况进行分析,见图1。

图1 开原市项目片区所在区域多年月平均降水量年内分配图

通过以上统计分析，本项目片区所在区域汛期6—9月多年平均降水量469.9 mm，占全年的73.0%，春播期4、5两月多年平均降水量85.7 mm，仅占全年的13.4%。系列中4、5两月总降水量不足60 mm的年份有10 a，占31.3%。根据实地调查，4—5月正是辽北地区玉米播种季节，若4月中旬至5月上旬每旬降水量不足20 mm，将造成玉米晚播或出苗不好。

进入上世纪九十年代以来，开原市除1994、1995连续两年遭受洪涝灾害外，其余年份均遭受了不同程度的旱灾。本市属于中温带大陆季风气候，春季高低压相互交替，干燥多风，降水量少，素有“十年九春旱”之说[2]，旱情发生的时段大多为每年的3—5月。特别是2001年，本市遭受了建国以来最为严重的春旱，大面积农田无法正常播种，水田泡插用水严重不足，人畜饮水紧缺。据统计当年受旱成灾面积79.5万亩，损失粮食7.5万 t，农业总损失0.12亿元，农村因旱饮水困难人数达4万人。

通过以上分析，本市的农业旱情灾害与降水量年内分配密切相关，通过对旱作物进行取水灌溉，尤其是春旱期的灌溉，是消除灾害、提高粮食产量的有效途径，本项目的灌溉用水是合理的[3]。该节水灌溉项目取的用水规模实际情况相一致,按照开原市对节水灌溉项目的总体要求和实施方案，该项目主要是管灌,每年灌溉2次，灌溉水量为24 m3/亩。通过对项目区区域进行分析，其灌溉次数与灌溉定额是按照降水量的分布特征来考虑的，这样可以很好地解决该地区的干旱问题，采取节水灌溉的方法是符合当地的灌溉条件。灌溉水源均为地下水井[4]，其含水层厚度平均达到10 m以上，由此可知该地区地下水资源储量是及其丰富。

2 用水指标合理性分析

按照《开原市节水灌溉实施方案》，项目实施后主要用水指标为：灌水定额：24 m3/亩；灌溉定额：50 m3/亩；灌溉水利用系数：0.80。

灌水定额计算公式：

m=1 000γsh(β1-β2) 式中：m为灌水定额(m3/hm2)；γs为计划湿润层土壤干容重(kN/m3)；h为土壤计划湿润层深度(m)；β1为土壤适宜含水量(重量含水量)上限，可取田间持水量的0.85～1.00；β2为土壤适宜含水量(重量含水量)上限，可取田间持水量的0.60～0.65。

根据本地查算资料，典型地块的土壤干容重γs=1.398 g/m3，土壤湿润层深度h=0.4 m，土壤适宜含水量β1取0.90，β2取值0.60，田间持水率22%，则灌水定额计算如下：

m=1000×1.398×9.8×0.4×(0.22×0.90-0.22×0.60)=24(m3/亩)

根据项目区玉米各生长期灌水定额计算灌溉定额,见表1。

表1 项目区玉米各生长期灌水定额计算表

根据当地年降水量实际情况和年内分配规律，按照本市节水灌溉实施方案，本项目灌水次数取苗期、拔节期两次，灌溉净定额45 m3/亩。

毛定额按50 m3/亩。

按照《辽宁省行业用水定额》，开原市玉米灌溉基准定额值为105 m3/亩，井口以下灌溉定额采用下式计算：

m=m0×K1×K2

式中：m为灌溉定额(m3/亩)；m0为灌溉基准定额(m3/亩)；K1为工程类型调节系数(管灌取0.83)；K2为水源类型调节系数(地下水灌溉取0.93)。

则m=105×0.83×0.93=81 m3/亩

本项目设计灌溉定额50 m3/亩与《辽宁省行业用水定额》对比符合行业用水节水要求，取值合理。灌溉水利用系数0.80需在项目实施中进行检验。

节水灌溉是一种可以尽可能多地获得增产增收及利益最大化的一种灌溉模式。结合当地实际情况和需求，该项目选择了低压管道灌溉的输水方式[2]，在当前技术水平条件下，未来的节水潜力主要是在项目实施后的运行管理上下功夫，加大管理力度,逐步改善和更新节水设施，更换新型节水设备,防止水资源流失。同时，要不断提高加强田间的管理水平，不断完善灌溉制度，根据作物的各个季节的实际需要采取合理灌溉模式。

3 保障措施讨论

为了加强开原市节水项目能够持续进行,按照该项目建设领导小组进行职责分工，切实加强农业及水利等部门的紧密合作，共同努力，农业部门负责调地、农耕，水利部门负责组织实施项目[4]。在不改变资金的性质和使用的前提下，积极整合农业的相关资金，特别是农村电力、林道建设和资金、统筹安排、集中使用，确保该项目能够顺利实施。

4 结语

综上所述，项目工程实施后，18.62万亩玉米产量由600 kg/亩提高到750 kg/亩，共增产2 793万 kg，增加产值约5 000万元，水利灌溉效益分摊系数按0.6计，则水利灌溉效益达3 016万元。通过分析计算，该项目的经济内部收益率为13.87%，经济净现值为1 302.48万元(is=8%)，经济效益费用比为1.26，投资回收期为6.29年。由此可以看出，开原市采取节水灌溉，预测项目经济效益明显、经济、环境评价合理，效益突出，安全措施得力[5]，农民的认同度高，项目具有可持续性，取用水合理。

[1]李兵.开原市节水灌溉项目水源与取水方式合理性分析[J]. 水利规划与设计. 2015(03).

[2]张紫红.黑龙江水利科技 .开原业民节水灌溉增效示范区重点项目自评价报告[J]. 2007 (01) 31.

[3]赵明明.开原市地下水域经济用水专项调查分析[J].地下水. 2016(06).

[4]宋亮.开原市水资源开发利用现状及持续利用对策[J].吉林水利 . 2015 (11).

[5]于洪霞.开原、清河城区水资源需水预测及供需分析[J].中国水运(下半月) . 2010 (03) 71.