呂梁大中型灌區(qū)灌溉水利用率測算及提高措施

延淑峰

（山西農(nóng)業(yè)大學林學院，山西 太谷 030600）

呂梁市地處山西省西部，東鄰汾河，西靠黃河，呂梁山縱貫南北。近年來，隨著水利事業(yè)的發(fā)展，山川河流得以全面開發(fā)利用。截至2008年底，全市共建成大中型自流灌區(qū)9處，總設計控制灌溉面積8.25萬hm2，有效灌溉面積7.71萬hm2，分別占全市53.56萬hm2耕地和 11.2萬 hm2水地的 14.4%與 68.8%。2008年，9個灌區(qū)糧食總產(chǎn)量達到2.65億kg，占全市糧食總產(chǎn)量的24%，單位水量平均產(chǎn)值3.34元/m3。大中型灌區(qū)已成為呂梁市重要的糧食和經(jīng)濟作物基地，在全市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟中占據(jù)著重要位置。鑒于此，測算大中型灌區(qū)灌溉水利用率，研究提高灌溉水利用率的途徑，對緩解呂梁市水資源緊張狀況、保障糧食安全、促進農(nóng)村經(jīng)濟快速發(fā)展具有十分重要的意義。

此次大中型灌區(qū)現(xiàn)狀灌溉水利用率測算采用首尾測算分析法。選擇不同規(guī)模、不同類型、不同工程狀況和管理水平的灌區(qū)作為典型樣點灌區(qū)，并依據(jù)典型樣點灌區(qū)已有的灌溉用水管理資料、灌溉試驗與觀測資料和灌溉實踐經(jīng)驗等，通過調(diào)查觀測、計算分析，得出典型灌區(qū)現(xiàn)狀灌溉水利用率。在典型灌區(qū)灌溉水利用率測算的基礎上，采用點與面相結合，調(diào)查統(tǒng)計與觀測分析相結合，微觀研究與宏觀分析評價相結合的方法，按分類灌區(qū)灌溉用水量進行加權平均，推算全市大中型灌區(qū)的現(xiàn)狀灌溉水利用率。

1 樣點灌區(qū)選擇

1.1 樣點灌區(qū)選擇原則及依據(jù)

呂梁市大中型灌區(qū)按面積規(guī)模分，可分為大型灌區(qū)1處：文峪河灌區(qū)；中型灌區(qū)8處：峪道河灌區(qū)、孝河灌區(qū)、湫水河灌區(qū)、陳家灣灌區(qū)、向陽河灌區(qū)、嵐城灌區(qū)、吳城灌區(qū)和磁瓦窯河灌區(qū)。以能夠代表呂梁市不同灌溉規(guī)模灌區(qū)灌溉用水的平均狀況為原則，選擇4個樣點灌區(qū)進行測算分析。大型灌區(qū)選擇文峪河灌區(qū)，主要水源是文峪河水庫；中型灌區(qū)考慮到提水、自流引水等不同水源類型以及灌區(qū)工程狀況，選擇峪道河灌區(qū)、孝河灌區(qū)和磁瓦窯河灌區(qū)，其中峪道河灌區(qū)是自流引水灌區(qū)，孝河灌區(qū)水源工程張家莊水庫屬中型水庫，磁瓦窯河灌區(qū)主要水源是磁窯河東溝、磁窯河西溝、瓦窯河水庫3座小型水庫。

1.2 樣點灌區(qū)灌溉用水代表年的確定

文峪河灌區(qū)是呂梁市唯一的大型灌區(qū)，設計灌溉面積3.41萬hm2，有效灌溉面積3.31萬hm2，受益范圍包括6個縣（市）、26個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、194個村，文峪河水庫是灌區(qū)的主要水源，灌區(qū)設置總干、干、支、斗、農(nóng)五級固定渠道，共1016條，長1329.71km，渠床土質(zhì)為壤、黏土。根據(jù)文峪河灌區(qū)水文資料統(tǒng)計，多年平均降水量為483.75mm，2003年降水量為440.1mm，在多年平均降水量×（1±10%）范圍內(nèi)，符合作為灌溉用水代表年的條件，故選擇2003年為灌溉用水代表年進行分析。

峪道河灌區(qū)位于汾陽市東北部，設計灌溉面積3300hm2，有效灌溉面積2300hm2，受益范圍包括3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)42個村，灌區(qū)水源為峪道河跑馬神泉，灌溉采用自流式引水，共有干支渠道42條，總長87.57km，渠床土質(zhì)為壤土。根據(jù)峪道河灌區(qū)水文資料統(tǒng)計，多年平均降水量396.34mm，2005年降水量410.1mm，在多年平均降水量×（1±10%）范圍內(nèi)，符合作為灌溉用水代表年的條件，故選擇2005年為灌溉用水代表年進行分析。

孝河灌區(qū)位于孝義市境內(nèi)，設計灌溉面積3300hm2，有效灌溉面積2600hm2，受益范圍包括4個鄉(xiāng)29個村，張家莊水庫是灌區(qū)主要水源，灌區(qū)共有干支渠道146條，總長178.71km。根據(jù)孝河灌區(qū)水文資料統(tǒng)計，多年平均降水量為453.04mm，2005年降水量為427.1mm，在多年平均降水量×（1±10%）范圍內(nèi)，符合作為灌溉用水代表年的條件，故選擇2005年為灌溉用水代表年進行分析。

磁瓦窯河灌區(qū)位于交城縣城北部邊山一帶，設計灌溉面積2300hm2，有效灌溉面積900hm2，占全縣灌溉面積的9.94%，受益范圍包括4個鄉(xiāng)16個村，灌區(qū)水源為磁窯河東溝、磁窯河西溝、瓦窯河水庫3座小型水庫，共有干支渠道98條，總長142.3km，渠床土質(zhì)為砂壤土。根據(jù)磁瓦窯河灌區(qū)水文資料統(tǒng)計，多年平均降水量為391.6mm，2004年降水量為359.9mm，在多年平均降水量×（1±10%）范圍內(nèi)，符合作為灌溉用水代表年的條件，故選擇2004年為灌溉用水代表年進行分析。

2 樣點灌區(qū)灌溉水利用率測算分析

本次測算采用首尾測算分析法進行。首尾測算分析法是指直接測量灌區(qū)從水源引入（取用）的毛灌溉用水總量，通過測算得到田間實際凈灌溉用水總量，田間實際凈灌溉用水總量與毛灌溉用水總量的比值即為灌溉水利用率，計算公式為其中：ηw為灌溉水利用率（%）；Wj為凈灌溉用水總量（m3）；Wa為毛灌溉用水總量（m3）。為了反映灌區(qū)灌溉水利用狀況的整體情況，以年作為計算時段。

2.1 毛灌溉用水總量確定

毛灌溉用水總量是指灌區(qū)全年用于農(nóng)田灌溉的從水源地引入（取用）的總水量，其等于從水源地取水總量扣除由于工程保護、防洪除險等的渠道（管路）棄水量。年毛灌溉用水總量根據(jù)灌區(qū)從水源地實際取水測量值統(tǒng)計取得。各灌區(qū)毛灌溉用水量統(tǒng)計見表1。

表1 樣點灌區(qū)典型年毛灌溉用水量計算表 單位：萬m3

2.2 凈灌溉用水量確定

不同灌區(qū)種植結構、灌溉水源、灌溉方式等均有不同，本次測算只針對充分灌溉情況計算凈灌溉用水量。在充分灌溉的情況下，作物凈灌溉定額即為作物凈灌溉用水量，計算結果見表2。

表2 樣點灌區(qū)典型年凈灌溉用水總量計算表

根據(jù)首尾測算法原則，樣點灌區(qū)典型年灌溉水利用率計算結果為：

文 峪 河 灌 區(qū) ：η =（Wj/Wa）×100%=（3451.03 ÷7623.86）×100%=45%；

峪道河灌區(qū)：η=（Wj/Wa）×100%=（142.01÷355）×100%=40%；

孝河灌區(qū)：η =（Wj/Wa）×100%=（74.85÷191.8）×100%=39%；

磁 瓦 窯 河 灌 區(qū) ：η =（Wj/Wa）×100%=（97.26 ÷237.12）×100%=41%。

3 灌溉水利用率測算分析

全市大中型灌區(qū)灌溉水利用率平均值根據(jù)大中型灌區(qū)灌溉用水量加權平均求得。由計算結果可知，全市大中型灌區(qū)現(xiàn)狀灌溉水利用率測算成果基本符合灌區(qū)實際情況。據(jù)4個樣點灌區(qū)多年量測水資料統(tǒng)計和實際調(diào)查，灌區(qū)水利工程長期以來由于投入不足，建筑物不配套，特別是農(nóng)村取消“兩工”后，對農(nóng)村水利的投資投勞嚴重不足，末級渠系老化失修嚴重，田面工程差，導致灌區(qū)水資源浪費嚴重，灌溉水利用率低，因此測算具有合理性，即呂梁市大中型灌區(qū)灌溉水利用率為44%。

4 提高灌溉水利用率的措施

4.1 加強工程配套建設，提高灌溉水利用率

一是采取渠道防滲、管道輸水和渠系建筑物配套維護，大大減少灌溉水的滲漏損失，提高輸水效率和灌溉水利用率。二是實行井渠結合，井灌輸水損失少，與管灌、噴灌等節(jié)灌技術相配套，可節(jié)省用水量20%～30%。同時井渠結合，可對降水和灌溉入滲水進行調(diào)蓄，在用水淡季利用渠系引水，在用水高峰期以地下水作為補充水源，不僅可在時間上和空間上合理調(diào)節(jié)水資源，大大提高水資源的利用程度，滿足作物適時灌溉要求，同時也可通過提高水的重復利用率，達到提高灌溉水利用率的目的。

4.2 強化工程管理，提高灌溉水利用率

一是建立用水定額體系。除制定中長期灌溉用水計劃外，以當時的天氣條件、田間水分狀況、作物長勢及需水規(guī)律，水源供水能力及灌溉工程狀況等動態(tài)信息為依據(jù)，制定動態(tài)的灌溉用水計劃。同時，執(zhí)行“先灌遠、后灌近，先灌高、后灌低，先急需、后緩用，先集中、后分散”的動態(tài)配水原則，通過實時調(diào)整渠道流量和輪灌組合，避免渠道流量過大或過小，減少輸水損失。二是調(diào)整種植結構，制定節(jié)水灌溉制度。呂梁市農(nóng)業(yè)種植比重占70%以上，按水資源和自然條件合理調(diào)整種植結構，適當壓縮耗水多的作物種植比例，選育需水高峰期與降水同期的品種，可充分利用光、熱、水資源，利于提高作物的復種指數(shù)。三是調(diào)動社會各方面力量參與節(jié)水的積極性，下放工程設施經(jīng)營權，明晰工程設施所有權，落實管護責任，逐步形成良性的農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展機制。

4.3 推廣科學的灌水方法與技術

一是大搞平田整地，劃小畦塊，改進灌水技術，選擇先進的灌水方法，如畦灌、溝灌、噴灌、滴灌、滲灌、膜上灌等技術措施，與大水漫灌相比可節(jié)省用水量30%～50%。通過平整土地，采取攔、蓄等工程措施以及改進耕作技術，盡可能多地滯蓄天然降水，并轉(zhuǎn)化為土壤水。二是合理運用農(nóng)藝措施，采取有機培肥、以肥調(diào)水、水肥耦合、蓄水保墑、覆蓋保墑、深耕深松等提高天然降水的利用率和水分生產(chǎn)效率，進而提高灌溉水利用率。